DE10027379A1

DE10027379A1 - Dosierventil für fließfähige Medien

Info

Publication number: DE10027379A1
Application number: DE2000127379
Authority: DE
Inventors: Norman Loftfield
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-06-02
Filing date: 2000-06-02
Publication date: 2001-12-13
Anticipated expiration: 2020-06-03
Also published as: DE10027379C2

Abstract

Ein Dosierventil (3) für fließfähige Medien weist ein Gehäuse (2) auf, das mit einem Eingangsanschluß (3) und einem Ausgangsanschluß (4) versehen ist. Im Gehäuse (2) ist ein veränderbarer Durchtrittsquerschnitt (9) angeordnet, der mit dem Eingangsanschluß (3) und mit dem Ausgangsanschluß (4) Verbindung hat. Das Gehäuse (2) als erstes Bauteil des Dosierventils (1) besteht aus einem ersten Material mit geringem thermischen Ausdehnungskoeffizienten. Es ist ein zweites Bauteil (6) aus einem zweiten Material mit vergleichsweise größerem thermischen Ausdehnungskoeffizienten vorgesehen, das den Durchtrittsquerschnitt (9) wesentlich bildet oder mitbegrenzt. Es ist eine Temperiereinrichtung (10) zum Einstellen und Regeln der Temperatur der aus dem ersten und dem zweiten Material bestehenden Bauteile (2, 6) und damit des Durchtrittsquerschnitts (9) des Dosierventils (1) vorgesehen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Dosierventil für fließfähige Medien, mit einem einen Eingangsanschluß und einen Ausgangsanschluß auf weisenden Gehäuse, einem im Gehäuse angeordneten, veränderbaren Durchtrittsquerschnitt, der mit dem Eingangsanschluß und mit dem Ausgangsanschluß Verbindung hat. Solche Dosierventile dienen zum Verändern und Einstellen der in einer Leitung strömenden Medien. Bei diesen fließfähigen Medien kann es sich um Flüssigkeiten, aber auch um Gase handeln. Insbesondere werden solche Dosier ventile eingesetzt, wenn es darum geht, eine relativ geringe Menge des fließfähigen Mediums pro Zeiteinheit genau zu dosieren bzw. fließen zu lassen.

Dosierventile der eingangs beschriebenen Art sind bekannt. Sie werden oft auch als Nadelventile bezeichnet. Sie besitzen ein Gehäuse, welches einen Eingangsanschluß und einen Ausgangs anschluß aufweist. Durch das Gehäuse zieht sich ein Durchtrittsquerschnitt, der veränderbar ist und der mit dem Eingangsan schluß und mit dem Ausgangsanschluß in Verbindung steht. Dieser Durchgangsquerschnitt wird bei den bekannten Nadelventilen von einem Ventilsitz und einem relativ dazu bewegbaren Ventilkörper bestimmt. Der Ventilsitz ist meist als konisch gestaltete Durch brechung des Gehäuses vorgesehen, zu dem relativ beweglich der Ventilkörper, der als konische Nadel ausgebildet ist, bewegbar ist. Zu diesem Zweck ist der Ventilkörper bzw. die Nadel mit einem Gewinde koaxial zum Ventilsitz geführt und kann durch ein von außen betätigbares Einstellrad mehr oder weniger weit relativ zu dem Ventilsitz in axialer Richtung verschoben werden. Zwischen dem Ventilsitz und dem Ventilkörper ist ein kreisring förmiger Durchgangsquerschnitt gebildet, dessen Größe bei der Verstellung des Ventilkörpers entsprechend variiert. Da das Gewinde des Ventilkörpers mehr oder weniger Spiel hat, ist die exakte koaxiale Ausrichtung zwischen Ventilkörper und Ventilsitz nur selten gegeben. Der Ventilkörper kann im Rahmen dieses Spiels eine Kippbewegung ausführen, so daß der kreisringförmige Durchtrittsquerschnitt über den Umfang gesehen unterschiedliche Radien erhält. Dies kann bereits dann geschehen, wenn eine Verstellung des Ventilkörpers stattfindet. Aber auch unter Durchflußbedingungen kann sich der Ventilkörper durch eine Kippbewegung verlagern. Dabei wird die Durchtrittsfläche verän dert, und es verändert sich demzufolge auch die Menge des durch das Dosierventil fließenden Mediums, was natürlich unerwünscht ist, weil dies eine genaue Einstellung der Durchflußmenge pro Zeiteinheit beeinträchtigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von der aufgezeigten Problematik ein Dosierventil zu schaffen, mit welchem die pro Zeiteinheit durch das Dosierventil geleitete Menge an fließfähigem Medium genauer und reproduzierbarer einstellbar ist als bisher.

Erfindungsgemäß wird dies bei einem Dosierventil der eingangs beschriebenen Art dadurch erreicht, daß das Gehäuse als erstes Bauteil des Dosierventils aus einem ersten Material mit geringem thermischen Ausdehnungskoeffizienten besteht, daß ein zweites Bauteil aus einem zweiten Material mit vergleichsweise größerem thermischen Ausdehnungskoeffizienten vorgesehen ist, das den Durchtrittsquerschnitt wesentlich bildet oder mitbegrenzt, und daß eine Temperiereinrichtung zum Einstellen und Regeln der Temperatur der aus dem ersten und dem zweiten Material bestehen den Bauteile und damit des Durchtrittsquerschnitts des Dosier ventils vorgesehen ist.

Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, das im Stand der Tech nik bekannte mechanische Nadelventil durch ein thermodynamisch gesteuertes Dosierventil zu ersetzen. Zu diesem Zweck wird der Unterschied der thermischen Ausdehnung zwischen zwei Materialien bei entsprechender Temperierung benutzt, um den Durchtrittsquer schnitt zu verändern, also einzustellen und nach der Einstellung zu regeln, also den Durchtrittsquerschnitt und damit die Menge des durchfließenden Mediums pro Zeiteinheit konstant zu halten. Die Größe des Durchtrittsquerschnitts, also die Durchtritts fläche, ist im wesentlichen dafür verantwortlich, daß eine bestimmte Menge an fließfähigem Medium pro Zeiteinheit durch das Dosierventil hindurchgelassen wird.

Die Erfindung berücksichtigt die an sich bekannte Formel, die als mathematische Grundlage dienen kann, wenn ein durch eine Verengung fließendes fließfähiges Medium betrachtet wird:

V = π/8 × 1/l × 1/eta × (P_vor-P_nach) × r⁴.

Hieraus ist erkennbar, daß die pro Zeiteinheit fließende Menge V des Mediums von der geometrischen Konfiguration des Durch trittsquerschnittes abhängig ist. Es besteht umgekehrte Propor tionalität zu der Länge der Verengung in Fließrichtung sowie der Viskosität des Mediums. Die Menge ist naturgemäß auch von der Druckdifferenz vor und nach der Verengung abhängig. Ganz wesent lich wird die Menge jedoch von dem Radius der Verengung, und zwar in der vierten Potenz, beeinflußt, der auch einer ent sprechenden linearen Größe folgen kann, falls die Verengung keinen kreisrunden Querschnitt besitzt. Anhand dieser Formel läßt sich erkennen, daß eine besonders feinfühlige Regelung der Menge pro Zeiteinheit in hohem Maße von der Veränderung des Radiusses oder einer anderen geometrischen Größe der Verengung bzw. des Durchtrittsquerschnitts abhängig ist. Hieraus folgt, daß die Menge pro Zeiteinheit dann besonders feinfühlig, exakt und reproduzierbar eingestellt werden kann, wenn der Radius der Durchtrittsfläche besonders einfach, feinfühlig und reprodu zierbar verändert wird. Die Erfindung nutzt hierzu in geschick ter Weise das unterschiedliche thermische Ausdehnungsvermögen zweier Bauteile bzw. zweier unterschiedlicher Materialien gegeneinander aus. Es kann sich bei diesen beiden Materialien durchaus um Metalle handeln, beispielsweise um die Paarung von Stahl und Aluminium. Stahl hat einen thermischen Ausdehnungs koeffizienten von 10,5.10^-6/°K, Aluminium dagegen von 24.10^-6/°K. Es ist aber auch möglich, das eine Bauteil, welches aus dem Material mit dem vergleichsweise geringeren thermischen Ausdeh nungskoeffizienten besteht, als metallenen Starrkörper auszu bilden. Das andere Bauteil, welches aus einem Material mit einem vergleichsweise höheren thermischen Ausdehnungskoeffizienten besteht, beispielsweise Kunststoff, stellt dann einen Schwell körper dar, der bei Einwirkung von Wärme seine Gestalt entspre chend der Differenz der Ausdehnungskoeffizienten sehr viel stärker ändert als der starre Körper. Um den Querschnitt zu verändern und damit die durchfließende Menge pro Zeiteinheit einzuregeln, wird eine Temperiereinrichtung eingesetzt, deren Temperatur so gestaltet bzw. gerichtet sein muß, daß von ihr alle Bauteile erfaßt werden, die den Durchtrittsquerschnitt bilden oder mitbilden. Dies zielt darauf ab, auf beide Beuteile immer eine übereinstimmende Temperatur einwirken zu lassen. Zu Zwecken der Einstellung der durchfließenden Menge des Mediums wird diese Temperatur verändert. Wenn die Einstellung erfolgt ist, wird die Temperatur konstant gehalten, also isotherm gear beitet. Da es nur auf die Nutzung der Differenz der Ausdehnungs koeffizienten der beiden Materialien unter Temperatureinwirkung ankommt, ist es an sich gleichgültig, ob die Temperiereinrich tung als Heizung oder als Kühlung ausgebildet ist. Auch der Temperaturbereich, in dem gearbeitet wird, kann entsprechend dem jeweiligen Anwendungfall gewählt werden. So können der das erste Bauteil bildende Starrkörper und der das zweite Bauteil bildende Schwellkörper im wesentlichen auch z. B. Umgebungstemperatur, insbesondere die Temperatur des fließfähigen Mediums aufweisen, wobei die Einstellung und Regelung in einem Temperaturbereich von vielleicht 10°C bis vielleicht 50°C erfolgt, um mit solch niedrigen Temperaturen bereits den ganzen Verstellbereich zu definieren. Natürlich wird auch die durchfließende Menge des Mediums an dem Wärmetausch mehr oder weniger teilnehmen, d. h. je nach dem aufgezwungenen Temperaturgefälle wird auch Wärme an das fließende Medium übertragen und damit von dem Dosierventil hinweggeführt. Durch eine entsprechende Regeleinrichtung für die Heizung kann jedoch diesem Wärmeverlust leicht begegnet werden. Eine noch genauere Einstellung und Regelung der Durchflußmenge kann durch eine Vortemperierung des fließfähigen Mediums erreicht werden. Das fließfähige Medium und die beiden Bauteile des Dosierventils werden auf eine übereinstimmende oder im wesentlichen übereinstimmende Temperatur gebracht, mit der regelnd gearbeitet wird. Damit ist dann auch der Temperatur einfluß auf die Viskosität beseitigt bzw. konstant.

Grundsätzlich ist die radiale Anordnung der beiden Bauteile im Verhältnis zueinander beliebig. Vorteilhaft ist jedoch das aus dem ersten Material bestehende Gehäuse außen, also das zweite Bauteil im wesentlichen umgebend, vorgesehen. Damit wird das innen angeordnete zweite Bauteil gezwungen, seine vergleichs weise größeren Ausdehnungen bei Temperatureinwirkung innerhalb und damit relativ zum Gehäuse auszuführen. Diese Ausdehnungen werden vorteilhaft in nur eine Richtung gelenkt.

Für die Realisierung der Dosierventile gibt es verschiedene Möglichkeiten, die alle auf dem gleichen Prinzip aufbauen. So kann der Durchtrittsquerschnitt als Durchbrechung in einem in das Gehäuse eingesetzten Schwellkörper aus dem zweiten Material mit dem vergleichsweise größerem thermischen Ausdehnungs koeffizienten vorgesehen sein. In der einfachsten Form besitzt also der Schwellkörper eine Bohrung als Durchbrechung. Diese Bohrung kann einen kreisförmigen Durchtrittsquerschnitt bilden, dessen Radius gemäß der obigen Formel bestimmend für den zeit lichen Mengenfluß ist. Beim Aufheizen des Schwellkörpers mit der Temperiereinrichtung, insbesondere Heizung, wird sich der Schwellkörper ausdehnen. Da er in dem Gehäuse gelagert bzw. begrenzt ist, ist seine Ausdehnung in dieser Richtung, also radial nach außen, vergleichsweise begrenzt. Die wesentliche Gestaltänderung findet damit in der den Schwellkörper durch setzenden Durchbrechung statt. Je mehr der Schwellkörper aufge heizt wird, desto kleiner wird die Durchbrechung und damit der Radius dieser Durchbrechung.

Es ist verständlich, daß die Empfindlichkeit und der Einstell bereich des Dosierventils nach den sich im Einzelfall stellenden Forderungen gewählt bzw. konstruktiv festgelegt werden kann. Ein relativ großer Unterschied der thermischen Ausdehnungskoeffi zienten ergibt einen relativ großen Regelbereich mit verminder ter Feinfühligkeit. Umgekehrt ist es, wenn die Differenz der thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Materalien relativ klein gewählt wird. Die beiden Materialien können beispielhaft aus folgender Tabelle entsprechend der gewünschten Differenz der Ausdehnungskoeffizienten gewählt werden:

Quarz, Kristall	5,21.10^-6/°K
Quarz, geschmolzen	0,256.10^-6/°K
Kupfer	14,1.10^-6/°K
Gold	13,2.10^-6/°K
Aluminium	23.10^-6/°K
Cadmium	28, 8.10^-6/°K
Kautschuk	77, 0.10^-6/°K
Silber	18,4.10^-6/°K
Guttapercha	198.10^-6/°K
PZ	9.10^-6/°K
PTFE	55.10^-6/°K
PE	150-300.10^-6/°K
PUC	50-60.10^-6/°K

Es ist aber auch möglich, daß der Durchtrittsquerschnitt als Durchbrechung zwischen einem in das Gehäuse eingesetzten Schwellkörper aus dem zweiten Material mit dem vergleichsweise größerem thermischen Ausdehnungskoeffizienten und dem ersten oder einem weiteren Bauteil aus dem ersten Material mit dem geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten vorgesehen ist. Während in dem erstgenannten Fall der Starrkörper als Basis bzw. Abstützung für die Anordnung des Schwellkörpers dient, wird hier der den Mengestrom pro Zeiteinheit bestimmende Querschnitt durch beide Bauteile zueinander festgelegt. Es versteht sich, daß der Bauteil aus dem ersten Material mit dem relativ niedrigen Ausdehnungskoeffizienten seine Dimension vergleichsweise weniger ändert und die wesentliche Dimensionsänderung somit von dem anderen Bauteil erbracht wird.

Auch für die Realisierung der Temperiereinrichtung ergeben sich verschiedene Möglichkeiten. Eine bevorzugte Möglichkeit stellt es dar, wenn die Temperiereinrichtung zum Einstellen und Regeln der Temperatur der aus dem ersten und dem zweiten Material bestehenden Bauteile und damit des Durchtrittsquerschnitts des Dosierventils als elektrische Heizung ausgebildet ist. Eine solche elektrische Heizung läßt sich sehr feinfühlig regeln bzw. steuern. Es kann eine Regeleinrichtung vorgesehen sein, die eine konstante Temperatur an dem Schwellkörper und dem Starrkörper einregelt. Dabei wird die Temperatur des Schwellkörpers oder des anderen Bauteils an einer repräsentativen Stelle mit Hilfe eines Thermoelementes gemessen. Für die Anordnung der Heizung an dem Dosierventil ergeben sich verschiedene Möglichkeiten, die sich in ihrer Wirkung nicht sonderlich unterscheiden. Es ist also vergleichsweise gleichgültig, ob die Heizung an dem einen oder dem anderen Bauteil angeordnet oder in diesem Bauteil vorgesehen ist. Entscheidend ist lediglich, ob und mit welcher Trägheit den beiden Bauteilen die erforderliche Temperatur aufgeprägt und gehalten werden kann. Die Temperiereinrichtung zum Einstellen und Regeln der Temperatur der Bauteile und damit des Durch trittsquerschnitts des Dosierventils kann auch in dem Gehäuse angeordnet sein.

Für die Ausbildung des Dosierventils ergeben sich im einzelnen verschiedene Möglichkeiten. So kann das das Gehäuse bildende Bauteil einen Ventilsitz und das den Schwellkörper bildende Bauteil einen Ventilkörper aufweisen.

In der Regel wird die Durchtrittsfläche, die sich senkrecht zu der Achse des Dosierventils zwischen Eingangsanschluß und Ausgangsanschluß erstreckt, aus einer Kreisfläche oder einer Kreisringfläche bestehen. Es ist aber auch möglich, einen davon abweichenden Querschnitt zu wählen. So kann das den Schwell körper bildende Bauteil aus einem zylindrischen Körper bestehen, der auf seinem Umfang eine über seine Länge durchgehende Abflachung trägt und der mit Ausnahme der Abflachung im Gehäuse eingepaßt ist. Damit erhält die Durchtrittsfläche ein sekanten ähnliches Aussehen. Eine solche Fläche ist besonders klein und insoweit für besonders geringe Durchflußmengen gut geeignet. Es ist aber auch möglich, an dem Dosierventil gleichsam drei Bau teile zu verwirklichen, nämlich ein äußeres Gehäuse, ein inneres Bauteil aus einem ähnlichen Material wie das Gehäuse und einem dazwischen angeordneten Schwellkörper. Auch hierbei wird die Differenz zwischen den Ausdehnungskoeffizienten ausgenutzt, um die Durchtrittsfläche zu verändern. So kann der in das Gehäuse eingesetzte Schwellkörper aus dem zweiten Material mit dem ver gleichsweise größerem thermischen Ausdehnungskoeffizienten eine Durchbrechung aufweisen, in die ein zylindrischer Füllkörper aus dem ersten oder einem Material mit vergleichsweise geringem thermischen Ausdehnungskoeffizienten eingesetzt ist.

Schließlich bestehen noch Möglichkeiten, den Gedanken der Erfin dung auf bekannte Nadelventile anzuwenden bzw. mit solchen Nadelventilen zu kombinieren. Die mechanische Verstellung des Nadelventils erbringt dabei eine Grobeinstellung, während die thermische Veränderung des so gebildeten Querschnitts über den Schwellkörper dann die Feineinstellung erbringt. So kann der Schwellkörper Bestandteil eines Nadelventil sein, das einen über ein Gewinde zusätzlich verstellbaren Ventilkörper aufweist, wobei der Schwellkörper mit seinem wesentlichen Teil den Ventilsitz oder den Ventilkörper bildet.

Die Erfindung wird anhand zahlreicher Ausführungsformen weiter verdeutlicht und beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform des Dosierventils,

Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform des Dosierventils in Schnittdarstellung,

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform des Dosierventils 1,

Fig. 5 einen Schnitt gemäß der Linie V-V in Fig. 4,

Fig. 6 eine weitere Ausführungsform des Dosierventils,

Fig. 7 eine schematische Darstellung des Dosierventils als Bestandteil eines Nadelventils, und

Fig. 8 die umgekehrte Möglichkeit im Vergleich zu dem Dosier ventil gemäß Fig. 7.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch das Dosierventil 1 in einer ersten sehr einfachen Bauart. Das Dosierventil 1 weist als erstes Bauteil ein Gehäuse 2 auf, welches aus einem Material besteht, welches einen vergleichsweise niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten besitzt. Das Gehäuse 2 kann beispiels weise aus Metall bestehen. Das Gehäuse 2 weist einen Eingangs anschluß 3 und einen Ausgangsanschluß 4 auf. Das Gehäuse 2 ist als im wesentlichen rotationssymmetrischer Körper gestaltet und besitzt eine Achse 5. Das Gehäuse 2 ist damit gleichsam als Starrkörper ausgebildet.

Im Innern des Gehäuses 2 bzw. des Dosierventils 1 ist ein zweites Bauteil 6 untergebracht, welches auch als Schwellkörper 7 bezeichnet wird. Das zweite Bauteil 6 bzw. der Schwellkörper 7 weist konzentrisch zu der Achse 5 eine Durchbrechung 8 auf, die als Bohrung ausgebildet sein kann. Die Durchbrechung 8 bzw. Bohrung besitzt einen Durchtrittsquerschnitt 9, der hier als Kreisfläche ausgebildet ist. Die Durchbrechung 8 bzw. Bohrung weist über ihre gesamte axiale Länge konstante Abmessungen, also konstant den Durchtrittsquerschnitt 9 auf.

Es ist eine Temperiereinrichtung 10 vorgesehen, die hier außen an dem Gehäuse 2 angeordnet und von einer Isolierung 11 abge deckt ist. Die Temperiereinrichtung 10 kann als Heizung oder auch als Kühleinrichtung ausgebildet sein. In bevorzugter Aus führungsform ist die Temperiereinrichtung 10 als elektrische Heizung ausgebildet und weist Heizwicklungen auf, die außen um das Gehäuse 2 des Dosierventils 1 gewickelt sind. Aber auch jede andere Temperiereinrichtung ist geeignet, die eine Veränderung der Temperatur zu Einstellzwecken und eine Konstanthaltung der Temperatur der beiden Bauteile noch vollzgener Einstellung er möglicht. Es versteht sich, daß eine Steuer- bzw. Regeleinrich tung (nicht dargestellt) vorgesehen ist, um die Temperierein richtung 10 und damit letztendlich die beiden Bauteile 2 und 6 mehr oder weniger zu erwärmen. Demzufolge wird sich auch der Durchtrittsquerschnitt 9 verändern. Die von der Temperierein richtung 10 abgegebene Wärme wird auch in und durch das Gehäuse 2 geleitet, so daß beide Bauteile entsprechend erwärmt werden. Aufgrund der Verwendung eines Materials mit relativ niedrigem Ausdehnungskoeffizienten für das Gehäuse 2 stellt jedoch das Gehäuse 2 gleichsam einen Starrkörper im Vergleich zu dem Schwellkörper 7 dar. Die Temperiereinrichtung 10 könnte genau so gut in dem Gehäuse 2 oder andererseits aber auch in dem Bauteil 6 bzw. dem Schwellkörper 7 untergebracht sein. Es ist auch mög lich, das gesamte Dosierventil 1 in eine Klimakammer zu setzen. Es versteht sich, daß das durchfließende Medium durch die beiden Bauteile ebenfalls erwärmt wird, wenn es nicht vortemperiert ist. Diese Erwärmung hält sich jedoch in Grenzen und kann ver nachlässigt bzw. entsprechend berücksichtigt werden, was durch die Regeleinrichtung der Temperiereinrichtung 10 geschehen kann. Da die durchfließenden Mengen jedoch relativ gering sind, bei spielsweise im Bereich von < 100 cm³/min, ist der Wärmeverlust durch das Medium, welches vom Eingangsanschluß 3 durch den Durchtrittsquerschnitt 9 zu dem Ausgangsanschluß 4 strömt, nicht besonders groß.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 stellt das Gehäuse 2 gleichsam einen Starrkörper dar, in welchem der Schwellkörper 7 eingespannt ist und in welchem sich der Schwellkörper 7 ab stützt, so daß seine unter Wärmeeinfluß stattfindende Gestalt änderung radial nach innen in Richtung auf die Achse 5 gerichtet ist und sich so im wesentlichen im Bereich des Durchtrittsquer schnittes 9 bemerkbar macht.

Fig. 3 zeigt eine ganz ähnliche Ausführungsform wie diejenige der Fig. 1 und 2. Der Schwellkörper 7 bzw. das zweite Bauteil 6 besitzt hier jedoch eine Durchbrechung 8, die sich nach beiden Endseiten hin konisch erweitert, so daß der Durchtrittsquer schnitt 9 etwa in der Mitte der axialen Länge als engster Querschnitt auftritt. Die Temperiereinrichtung 10 ist hier im Gehäuse 2 vorgesehen, könnte aber auch im Schwellkörper 7 untergebracht sein.

Die Ausführungsform des Dosierventils 1 gemäß den Fig. 4 und 5 weist als erstes Bauteil ein Gehäuse 2 auf, welches aus einem ersten Material mit relativ geringem thermischen Ausdehnungs koeffizienten besteht. Die als Heizung ausgebildete Temperier einrichtung 10 ist hier ohne Isolierung auf die Außenseite des Gehäuses 2 gewickelt bzw. dort befestigt. Der Eingangsanschluß 3 und der Ausgangsanschluß 4 stehen über eine durchgehende Boh rung miteinander in Verbindung. In dieser Bohrung ist das zweite Bauteil 6 bzw. der Schwellkörper 7 in Form eines zylindrischen Körpers 12 untergebracht, der eine Abflachung 13 aufweist, die aus Fig. 5 besonders einfach ersichtlich ist. Der zylindrische Körper 12 wird in die durchgehende Bohrung des Gehäuses einge schrumpft. Dabei wird das Gehäuse 2 aufgeheizt, und der zylindrische Körper 12 in kaltem Zustand eingeschoben. Bei Tempera turausgleich setzt sich der zylindrische Körper 12 in der Boh rung fest, und als Durchtrittsquerschnitt 9 verbleibt nur die sekantenartige Fläche im Anschluß an die Abflachung 13. Der Durchtrittsquerschnitt 9 ist auch hier über die Länge des Schwellkörpers 7 konstant. Es handelt sich allerdings hier weder um einen kreisförmigen noch einen kreisringförmigen Querschnitt, sondern um eine sekantenartige Formgestaltung, die für besonders geringe Mengen an pro Zeiteinheit strömendem Medium geeignet ist.

Während die bisher beschriebenen Ausführungsformen im wesent lichen aus zwei Bauteilen bestanden, die aus Materialien mit unterschiedlichem Ausdehnungskoeffizienten bestehen, weist das Ausführungsbeispiel des Dosierventils 1 gemäß Fig. 6 die Beson derheit auf, daß in einer Bohrung des Schwellkörpers 7 ein weiteres Bauteil 14 vorgesehen ist, welches aus einem Material mit im Vergleich zum Schwellkörper 7 geringerem thermischen Ausdehnungskoeffizienten besteht. Es kann sich um das gleiche Material handeln, aus dem auch das Gehäuse 2 besteht, beispiels weise aus Metall. Das Bauteil 14 kann mit einer Abflachung versehen sein, ähnlich wie dies an dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 und 5 beschrieben wurde. Bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 4 bis 6 wirken sich die unterschiedlichen Ausdehnungs koeffizienten der Materialien unmittelbar an dem Durchtritts querschnitt 9 aus, d. h. der Durchtrittsquerschnitt 9 wird zum einen von dem einen Material und zum anderen von dem anderen Material begrenzt. Bei den Ausführungsformen der Fig. 1 bis 3 war dagegen der Durchtrittsquerschnitt 9 allein durch den Schwellkörper 7 begrenzt.

Die Fig. 7 und 8 zeigen die Anwendung der Erfindung auf ein Nadelventil. Das so geschaffene Dosierventil 1 besitzt auch hier ein Gehäuse 2 mit einem Eingangsanschluß und einem Ausgangs anschluß 4. Koaxial zur Achse 5 bildet das Gehäuse 2 der Aus führungsform gemäß Fig. 7 einen Ventilsitz 15, in welchem eine Nadel 16, die in ihrem Endbereich abgestimmt konisch ausgebildet ist, einragt. Der vordere Bestandteil der Nadel 16 besteht aus dem Material mit vergleichsweise großem thermischen Ausdehnungs koeffizienten, während der rückwärtige Teil der Nadel 16 aus beliebigem anderen Material bestehen kann. In diesem rückwärti gen Bereich ist auch ein Gewinde 17 vorgesehen, mit welchem die Nadel 6 zunächst manuell verstellt werden kann, so daß damit eine Grobeinstellung des kreisringförmigen Durchtrittsquer schnittes 9 möglich ist. Der vordere Teil der Nadel 16 bildet dabei einen Ventilkörper 19, der dem Ventilsitz 15 zugeordnet ist. Es versteht sich, daß im Bereich des Gewindes 17 eine Abdichtung 18 vorgesehen ist. Durch Verdrehen der Nadel 16 im Gewinde 17 findet eine Grobeinstellung der Durchflußmenge statt. Sodann wird thermisch weiter eingestellt und geregelt, indem über die Temperiereinrichtung 10 und der Ventilsitz 15 und der Ventilkörper 19 mehr oder weniger erwärmt werden. Dies stellt dann die Feineinstellung und Feinregelung dar.

Fig. 8 zeigt im Vergleich zu Fig. 7 eine entsprechend umgekehrte Bauweise. Zwar bildet auch hier die Nadel 16 den Ventilkörper 19, und es findet eine grobe Bereichseinstellung mit Hilfe des Gewindes 18 statt. Jedoch ist hier, anders als bei dem Ausfüh rungsbeispiel der Fig. 7, der Schwellkörper 7 als hülsenförmig ausgebildetes zweites Bauteil 6 in dem Gehäuse 2 untergebracht. Auch die Temperiereinrichtung 10 befindet sich in dem Schwell körper 7, der seinerseits den Ventilsitz 15 bildet. Mit zu nehmender Temperatur des Schwellkörpers 7 verkleinert sich der Durchtrittsquerschnitt 9.

Bezugszeichenliste

1

Dosierventil

2

Gehäuse, erstes Bauteil

3

Eingangsanschluß

4

Ausgangsanschluß

5

Achse

6

zweites Bauteil

7

Schwellkörper

8

Durchbrechung

9

Durchtrittsquerschnitt

10

Temperiereinrichtung

11

Isolierung

12

zylindrischer Körper

13

Abflachung

14

Bauteil

15

Ventilsitz

16

Nadel

17

Gewinde

18

Abdichtung

19

Ventilkörper

Claims

1. Dosierventil (1) für fließfähige Medien, mit einem einen Eingangsanschluß (3) und einen Ausgangsanschluß (4) aufweisenden Gehäuse (2), einem im Gehäuse (2) angeordneten, veränderbaren Durchtrittsquerschnitt (9), der mit dem Eingangsanschluß (3) und mit dem Ausgangsanschluß (4) Verbindung hat, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) als erstes Bauteil des Dosier ventils (1) aus einem ersten Material mit geringem thermischen Ausdehnungskoeffizienten besteht, daß ein zweites Bauteil (6) aus einem zweiten Material mit vergleichsweise größerem thermischen Ausdehnungskoeffizienten vorgesehen ist, das den Durchtrittsquerschnitt (9) wesentlich bildet oder mitbegrenzt, und daß eine Temperiereinrichtung (10) zum Einstellen und Regeln der Temperatur der aus dem ersten und dem zweiten Material bestehenden Bauteile (2, 6) und damit des Durchtrittsquer schnitts (9) des Dosierventils (1) vorgesehen ist.

2. Dosierventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem ersten Material bestehende Gehäuse (2) außen, also das zweite Bauteil (6) im wesentlichen umgebend vorgesehen ist.

3. Dosierventil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchtrittsquerschnitt (9) als Durchbrechung (8) in einem in das Gehäuse (2) eingesetzten Schwellkörper (7) aus dem zweiten Material mit dem vergleichsweise größerem thermischen Ausdehnungskoeffizienten vorgesehen ist.

4. Dosierventil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchtrittsquerschnitt (9) als Durchbrechung zwischen einem in das Gehäuse (2) eingesetzten Schwellkörper (7) aus dem zweiten Material mit dem vergleichsweise größerem thermischen Ausdehnungskoeffizienten und dem ersten oder einem weiteren Bauteil (14) aus dem ersten Material mit dem geringen ther mischen Ausdehnungskoeffizienten vorgesehen ist.

5. Dosierventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperiereinrichtung (10) zum Einstellen und Regeln der Temperatur der aus dem ersten und dem zweiten Material beste henden Bauteile (2, 6) und damit des Durchtrittsquerschnitts (9) des Dosierventils (1) als elektrische Heizung ausgebildet ist.

6. Dosierventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperiereinrichtung (10) zum Einstellen und Regeln der Temperatur der Bauteile (2, 6) und damit des Durchtrittsquer schnitts (9) des Dosierventils (1) in dem Gehäuse (2) angeordnet ist.

7. Dosierventil nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich net, daß das das Gehäuse (2) bildende Bauteil einen Ventilsitz (15) aufweist, und daß das den Schwellkörper (7) bildende Bau teil (6) einen Ventilkörper (19) aufweist.

8. Dosierventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das den Schwellkörper (7) bildende Bauteil (6) aus einem zylin drischen Körper (12) besteht, der auf seinem Umfang eine über seine Länge durchgehende Abflachung (13) trägt und der mit Ausnahme der Abflachung (13) im Gehäuse (2) eingepaßt ist.

9. Dosierventil nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich net, daß der in das Gehäuse (2) eingesetzte Schwellkörper (7) aus dem zweiten Material mit dem vergleichsweise größerem thermischen Ausdehnungskoeffizienten eine Durchbrechung auf weist, in der ein zylindrischer Füllkörper aus dem ersten oder einem Material mit vergleichsweise geringem thermischen Ausdehnungskoeffizienten vorgesehen ist.

10. Dosierventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge kennzeichnet, daß der Schwellkörper (7) Bestandteil eines Nadel ventil ist, das einen über ein Gewinde (17) zusätzlich verstell baren Ventilkörper (19) aufweist, und daß der Schwellkörper (7) mit seinem wesentlichen Teil den Ventilsitz (15) oder den Ven tilkörper (19) bildet.