DE10061184A1 - Motorventil - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Motorventil mit einem Ventilgehäuse, in dem ein Fluidkanal, ein elektrischer Motor, ein vom Motor angetriebenes Zahnradgetriebe und ein über das Zahnradgetriebe angetriebenes Regelglied angeordnet sind, mit dem der Durchfluss durch den Fluidkanal einstellbar ist, dass als Regelglied ein im Fluidkanal radial verschwenkbares Regelscheibensegment (10) eingesetzt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Motorventil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiges Motorventil ist durch die EP-A1-0 312 781 bekannt. Bei diesem Motorventil sind der Motor und das Zahnradgetriebe in einem rohrförmigen Gehäuse angeordnet. Die Drehbewegung der Motorausgangswelle wird dabei in eine Linearbewegung eines Stößels umgesetzt, der auf einen Ventilteller einwirkt. Dieser Ventilteller arbeitet mit einem im Zuge des Fluidkanals liegen­ den Ventilsitz zusammen, wobei der Fluidkanal im Wesentlichen senkrecht zur Achse des rohrförmigen Gehäuses verläuft. Ein ähnliches Motorventil ist in der WO-A1-93/25832 offenbart.

Ferner sind durch die DE-A1-195 39 045 und WO-A1-00/31449 Motorventile nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt, bei denen als Ventilregelglied ein über das Zahnradgetriebe angetriebener rohr- oder walzenförmiger Körper verwendet wird, der mit einer den Fluiddurchfluss im Fluidkanal einstellenden Öffnung versehen ist.

Mit diesen bekannten Motorventilen ist die Einstellung des Fluiddurchflusses jedoch schwierig und es lassen sich keine gewünschten, beliebigen Regel­ charakteristiken verwirklichen. Außerdem ist die Montage der Motorventile um­ ständlich, wobei vielfach Gehäuseteile auch verschraubt werden müssen.

Schließlich sind elektromotorisch angetriebene Ventile durch die DE-C2-36 15 368, DE-A1-41 02 195, DE-A1-196 35 895 und DE-U1-297 13 986 bekannt, bei denen als Ventilregelglied eine Drosselklappe verwendet wird. Motor und Getriebe sind hier jedoch in einem besonderen Gehäuse und getrennt von der in einem Fluidrohr angeordneten Drosselklappe angeordnet. Auch mit diesen be­ kannten Ventilen ist die Einstellung des Ventilregelglieds nicht ausreichend genau dosierbar, und es lassen sich nicht gewünschte Regelcharakteristiken erzielen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Motorventil der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zu schaffen, mit dem in einfacher Weise jede ge­ wünschte Regelcharakteristik verwirklichbar ist.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die gewünschten Regelkennlinien können nun in einfacher Weise durch ent­ sprechende Ausbildung der Regelscheibensegmente herbeigeführt werden. Vor­ zugsweise kann das Regelscheibensegment mit mehren Öffnungen in der Weise versehen werden, dass eine vom Drehweg des Regelscheibensegments ab­ hängige, lineare Zunahme bzw. Abnahme des Fluiddurchflusses erfolgt. Vor­ zugsweise ist das Regelscheibensegment an seinem bogenförmigen Rand mit mehreren aufeinander folgenden Einschnitten und darauf folgend mit einer halb­ kreisförmigen Öffnung versehen, in die von der Seite der Einschnitte aus ein nierenförmiger Abschnitt des Regelscheibensegments hineinragt.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist das Regelscheibensegment an einem Ende einer durch einen Gehäuseboden des Gehäuses geführten, ab­ gedichteten Welle angebracht, deren anderes Ende mit einem dem Regel­ scheibensegment entgegen gerichteten, einen Teil des Zahnradgetriebes bildenden Zahnradsegment einstückig verbunden ist. Dadurch ist nur das Regelscheibensegment dem Fluid ausgesetzt, während alle übrigen Kompo­ nenten des Motorventils auf der trockenen Seite des Gehäuses platzierbar sind.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung erfolgt die Anbringung des Regelscheibensegments an der Welle mittels einer in die Welle steckbaren und am Regelscheibensegment arretierbaren Feder. Dadurch werden eine einfache Montage des Regelscheibensegments auf der Welle und eine einfache Halterung der Welle im Gehäuseboden erreicht.

Eine weitere Ausbildung der Erfindung sieht vor, dass der Gehäuseboden einen Teil eines im Wesentlichen rechteckförmigen Gehäusekastens bildet, der auf der dem Gehäuseboden gegenüberliegenden Breitseite offen ist, dass auf den Gehäusekasten ein Gehäusedeckel aufklippsbar ist und dass der Gehäusekasten auf der Seite des Regelscheibensegments mit einem Anschlussstück für den Fluidkanal versehen ist. Dadurch lassen sich Komponenten des Motorventils übersichtlich und montagefreundlich im Gehäusekasten unterbringen.

Diese Montagefreundlichkeit wird weiter unterstützt, wenn die Erfindung in der Weise weiter ausgebildet wird, dass der Gehäuseboden unterhalb der Welle, d. h. auf der dem Fluidkanal abgewandten Seite, mit Aufnahmen für Steck­ achsen des Zahnradgetriebes versehen ist, dass unterhalb der Steckachsen der mit einer Abtriebsschnecke versehene Elektromotor derart im Gehäusekasten aufgenommen ist, dass seine Längsachse quer zu den langen Seitenwänden des Gehäusekastens liegt, und dass Steckachsen und Elektromotor durch den aufgeklippsten Gehäusedeckel fixiert sind.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist auf das das Zahnradsegment tragende Ende der Welle der Drehteil eines am Gehäuseboden gehaltenen Potentiometers aufsteckbar. Dieses Potentiometer meldet über eine Anschluss­ leitung des Motorventils einem Rechner die Drehstellung des Regelscheiben­ segments und damit den momentanen Fluiddurchfluss. Der Rechner kann dann nach Vorgabe diesen Fluiddurchfluss regeln und auch Endabschaltungen veranlassen.

Eine weitere Ausbildung der Erfindung ist so getroffen, dass das Potentiometer auf einer Leiterplatine befestigt ist und dass die Leiterplatine auf Stützen des Gehäusebodens aufsteckbar und durch den aufgeklippsten Gehäusedeckel fixiert ist. Dadurch ist auch die Leiterplatine einfach montierbar.

Die Erfindung wird nun an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Draufsicht auf den Gehäusekasten eines Motorventils gemäß der Erfindung von der offener Seite des Gehäusekastens her mit angedeuteten Komponenten,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1 mit eingesetzten Komponenten,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 1 mit eingesetzten Komponenten,

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 1 mit eingesetzten Komponenten,

Fig. 5 eine Draufsicht auf das in Fig. 2 dargestellte Regelscheiben­ segment,

Fig. 6 eine Rückansicht des den Gehäusekasten verschließenden Ge­ häusedeckels,

Fig. 7 eine verkleinerte Seitenansicht des Motorventils und

Fig. 8 eine der Fig. 7 zugehörige Ansicht von der dem Gehäusedeckel abgewandten Seite des Motorventils her.

Das in den Figuren dargestellte Motorventil weist ein im Wesentlichen rechteck­ förmiges Gehäuse 1 aus drei Teilen auf, nämlich einen im Wesentlichen recht­ eckförmigen, nach einer Breitseite offenen Gehäusekasten 2 mit einem Ge­ häuseboden 3 und zwei langen Seitenwänden 4, 5, einem Gehäusedeckel 6 und einem Anschlussstück 7. Im oberen Teil des Gehäusekastens 2 und im An­ schlussstück 7 ist ein Fluidkanal 8 ausgebildet, der im Gehäusekasten 2 durch ein rohrförmiges, weiteres Anschlussstück 9 verwirklicht ist. Der Durchfluss durch den Fluidkanal 8 kann mit einem Regelscheibensegment 10 eingestellt werden kann. Das Regelscheibensegment 10 ist auf eine Welle 11 verdrehsicher aufgesteckt, liegt auf einem Dichtring 12, der in den Gehäuseboden 3 ein­ gelassen ist, und wird mittels einer Drahtfeder 13 gegen diesen Dichtring ge­ drückt. Das eine Ende 14 der Drahtfeder 13 ist in eine Öffnung 15 der Welle 11 gesteckt, während das andere Ende 16 der Drahtfeder 12 durch einen Nocken 17 des Regelscheibensegments 10 an diesem arretiert ist.

Die nähere Ausbildung des Regelscheibensegments 10 geht aus Fig. 5 hervor. In diesem Regelscheibensegment ist zwischen dem Nocken 17 und einer Öffnung 18 für die Welle 11 eine Aufnahmenut 19 zur Aufnahme der Draht­ feder 13 angeordnet. Zwei Backen 20 neben der Aufnahmenut 19 dienen zur Halterung der Drahtfeder 13. Das Regelscheibensegment 10 ist an seinem bo­ genförmigen Rand 21 mit mehreren aufeinander folgenden Einschnitten 22 und darauf folgend mit einer halbkreisförmigen Öffnung 23 versehen, in die von der Seite der Einschnitte 22 aus ein nierenförmiger Abschnitt 24 des Regel­ scheibensegments 10 hineinragt. Einschnitte 22 und Öffnung 23 sind so be­ messen, dass die gewünschte Durchflusskennlinie erhalten wird.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist das Regelscheibensegment 10 an dem im Fluid­ kanal 8 liegenden Ende der Welle 11 angebracht. Die Welle 11 ist durch den Gehäuseboden 3 des Gehäusekastens 2 geführt und durch eine O-Dichtung 25 gegen den Fluidkanal 8 abgedichtet. Das andere Ende der Welle 11 ist mit einem dem Regelscheibensegment 10 entgegen gerichteten, einen Teil eines Zahnradgetriebes bildenden Zahnradsegment 26 einstückig verbunden. Das Zahnradsegment 26 kämmt mit einem ersten kleinen Zahnrad 27, das mit einem ersten großen Zahnrad 28 einstückig verbunden ist. Beide Zahnräder 27, 28 sitzen drehbar auf einer ersten Steckachse 29, die in einer im Gehäuseboden 3 gebildeten ersten Aufnahme 30 eingesteckt ist. Die Aufnahme 30 ist unterhalb der Welle 11, d. h. auf der dem Fluidkanal 8 abgewandten Seite, angeordnet. Unterhalb der Steckachse 29 ist ein Elektromotor 31 in einer im Gehäuseboden 3 gebildeten Kammer 32 aufgenommen.

Wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich ist, kämmt das Zahnrad 28 auf ein zweites kleines Zahnrad 32, das einstückig mit einem zweiten großen Zahnrad 33 verbunden ist. Beide Zahnräder 32, 33 sind drehbar auf einer zweiten Steckachse 34 angeordnet, die in einer im Gehäuseboden 3 gebildeten zweiten Aufnahme 35 eingesteckt ist. Die Aufnahme 35 ist wieder unterhalb der Welle 11 angeordnet und seitlich von der ersten Aufnahme 30 versetzt (s. Fig. 1).

Wie insbesondere aus Fig. 4 hervorgeht, kämmt das zweite große Zahnrad 34 auf einer Schnecke 37, die auf der Abtriebsachse des Elektromotors 31 drehfest sitzt. Die Lage des Elektromotors ist derart getroffen, dass seine Längsachse quer zu den langen Seitenwänden 4, 5 des Gehäusekastens 2 liegt (s. Fig. 1). Die Welle, das Zahnradsegment, alle Zahnräder und die Schnecke sind vor­ zugsweise aus Kunststoff hergestellt.

Aus Fig. 2 ist ferner zu erkennen, dass das Ende der Welle 11 als Vierkant 38 ausgebildet ist. Auf diesem Vierkant ist der Drehteil eines Potentiometers 39 aufgesteckt. Das Potentiometer 39 ist auf einer Leiterplatine 40 befestigt, von der auch eine Reihe von Messerkontakten 41 heraus führt. Die Leiterplatine 40 weist vier Befestigungslöcher auf und ist damit auf vier Stützen 42 (s. Fig. 1) des Gehäusebodens 3 aufsteckbar.

Wie aus Fig. 6 hervorgeht, ist der auf den Gehäusekasten 2 aufklippsbare Gehäusedeckel auf seiner Rückseite mit zwei Haltegliedern 43, 44 zum Festhal­ ten des Elektromotors 31 in der Kammer 32 (s. auch Fig. 2), mit zwei Aufnahmen 45, 45' für die Aufnahme der Steckachsen 29, 35, mit vier Auf­ nahmen 46' für die Enden der Stützen 42, mit fünf Durchbrüchen, wie dem Durchbruch 46, und ferner mit einer Öffnung 47 zum Durchtritt des Anschluss­ stücks 9 versehen. Der Gehäusedeckel 6 weist ferner sieben an seinem Rand einstückig angebrachte Laschen, wie die Laschen 48, 49 auf, die mit in diesen Laschen gebildeten Ösen hinter am Gehäusekasten einstückig ausgebildeten Rastnocken, wie den Rastnocken 50, 51, einklippsbar sind. Durch den auf den Gehäusekasten 2 aufgeklippsten Gehäusedeckel 6 werden daher die im Ge­ häusekasten 2 montierten Komponenten fixiert.

Wie aus den Fig. 8 und 9 hervorgeht, ist der Gehäusekasten 2 ferner mit Befestigungsaugen 52-54 versehen. Das Anschlussstück 7 wird am Gehäuse­ kasten 2 fluiddicht befestigt, vorzugsweise mit diesem verklebt.

Claims (9)

1. Motorventil mit einem Ventilgehäuse, in dem ein Fluidkanal, ein elek­ trischer Motor, ein vom Motor angetriebens Zahnradgetriebe und ein über das Zahnradgetriebe angetriebenes Regelglied angeordnet sind, mit dem der Durchfluss durch den Fluidkanal einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass als Regelglied ein im Fluidkanal radial verschwenkbares Regel­ scheibensegment (10) eingesetzt ist.

2. Motorventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelscheibensegment (10) mit mehreren, die Regelcharak­ teristik bestimmenden Öffnungen (22, 23) versehen ist.

3. Motorventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelscheibensegment (10) an seinem bogenförmigen Rand (21) mit mehreren aufeinander folgenden Einschnitten (22) und darauf folgend mit einer halbkreisförmigen Öffnung (23) versehen ist, in die von der Seite der Einschnitte aus ein nierenförmiger Abschnitt (24) des Regel­ scheibensegments hineinragt.

4. Motorventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelscheibensegment (19) an einem Ende einer durch einen Gehäuseboden (3) des Gehäuses (1) geführten, abgedichteten Welle (11) angebracht ist, deren anderes Ende mit einem dem Regelscheiben­ segment (10) entgegen gerichteten, einen Teil des Zahnradgetriebes (27, 28, 33, 34, 37) bildenden Zahnradsegment (26) einstückig verbunden ist.

5. Motorventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anbringung des Regelscheibensegments (10) an der Welle (11) mittels einer in die Welle (11) steckbaren und am Regelscheibensegment (10) arretierbaren Feder (13) erfolgt.

6. Motorventil nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseboden (3) einen Teil eines im Wesentlichen recht­ eckförmigen Gehäusekastens (2) bildet, der auf der dem Gehäuseboden (3) gegenüberliegenden Breitseite offen ist, dass auf den Gehäusekasten (2) ein Gehäusedeckel (6) aufklippsbar ist und dass der Gehäusekasten (2) auf der Seite des Regelscheibensegments (10) mit einem An­ schlussstück (7) für den Fluidkanal (8) versehen ist.

7. Motorventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseboden (3) unterhalb der Welle (11), d. h. auf der dem Fluidkanal (8) abgewandten Seite, mit Aufnahmen (30, 36) für Steck­ achsen (29, 35) des Zahnradgetriebes (27, 28, 33, 34) versehen ist, dass unterhalb der Steckachsen (29, 35) der mit einer Abtriebsschnecke (37) versehene Elektromotor (31) derart im Gehäusekasten (2) aufge­ nommen ist, dass seine Längsachse quer zu den langen Seitenwänden (4, 5) des Gehäusekastens (2) liegt, und dass Steckachsen (29, 35) und Elektromotor (31) durch den aufgeklippsten Gehäusedeckel (6) fixiert sind.

8. Motorventil nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf das das Zahnradsegment (26) tragende Ende der Welle (11) der Drehteil eines am Gehäuseboden gehaltenen Potentiometers (39) auf­ steckbar ist.

9. Motorventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Potentiometer (39) auf einer Leiterplatine (40) befestigt ist und dass die Leiterplatine (40) auf Stützen (42) des Gehäusebodens (3) auf­ steckbar und durch den aufgeklippsten Gehäusedeckel (6) fixiert ist.