DE102007027961B3 - Valve for gaseous and liquid media, has connectors arranged at side pieces of housing parts facing each other, and slider supported between side pieces, where slider is movable into valve body for blocking and releasing medium stream - Google Patents

Valve for gaseous and liquid media, has connectors arranged at side pieces of housing parts facing each other, and slider supported between side pieces, where slider is movable into valve body for blocking and releasing medium stream Download PDF

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Abstract

The valve has a valve body (1) with two connectors (16, 17) for supply and discharge of a medium. A slider is movable into the valve body for blocking and releasing a medium stream transverse to its direction of flow by a piezoelectric actuator (2). The valve body has housing parts (3, 4), at which the actuator is fixed. The connectors are arranged at parallel side pieces (5, 6) of the housing parts facing each other, where the slider is supported between the side pieces. The slider is designed as a foil slider, and the actuator is implemented as a direct drive.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil für gasförmige und flüssige Medien.The The invention relates to a valve for gaseous and liquid Media.

Die DE 699 16 264 T2 offenbart ein elektrisch regelbares Ventil, dessen blockförmiges Gehäuse eine Bohrung mit einem Einlass- und einem Auslassanschluss aufweist. In einem Schlitz des Gehäuses ist eine mit einem Durchgangsloch versehene Platte quer zur Bohrung verschiebbar gelagert. Wenn die Platte so verschoben wird, dass das Durchgangsloch mit der Bohrung deckungsgleich ist, ist der Mediumsfluss freigegeben. Für die Verschiebung der Platte ist an zwei einander gegenüberliegenden Enden der Platte je ein piezoelektrisches Stellglied vorgesehen, die an gegenüberliegenden Seiten des Gehäuseblocks befestigt sind.The DE 699 16 264 T2 discloses an electrically controllable valve whose block-shaped housing has a bore with an inlet and an outlet port. In a slot of the housing provided with a through hole plate is slidably mounted transversely to the bore. If the plate is moved so that the through hole is congruent with the hole, the medium flow is released. For the displacement of the plate, a piezoelectric actuator is provided at two opposite ends of the plate, which are fixed to opposite sides of the housing block.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Ventil der vorgenannten Art dahingehend weiterzubilden, dass mit einfachen Mitteln eine kompakte Baueinheit mit geringer elektrischer Antriebsleistung, hohem Wirkungsgrad sowie weitgehend verschleißarmer und zuverlässiger Funktion erzielt wird.The The object of the invention is a valve of the aforementioned To further develop the way that with simple means a compact unit with low electrical drive power, high efficiency and largely wear-resistant and reliable function is achieved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.These The object is achieved by the Characteristics of claim 1 solved. Advantageous embodiments and further developments of the invention are characterized by the features of the subclaims.

Weitere Vorteile und wesentliche Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen, die in schematischer Darstellung bevorzugte Ausführungsformen als Beispiel zeigt. Es stellen dar:Further Advantages and essential details of the invention are the following Description and the drawings, which in schematic Representation of preferred embodiments as an example shows. They show:

1 ein erfindungsgemäßes Ventil in einer vergrößerten Seitenansicht, 1 an inventive valve in an enlarged side view,

2 das Ventil der 1 in einer um 90° gedrehten Seitenansicht, 2 the valve of 1 in a 90 ° rotated side view,

3 den Ventilkörper der 2 gemäß dem Schnitt A-A in Offenstellung, 3 the valve body of 2 according to the section AA in the open position,

4 den Ventilkörper der 2 gemäß dem Schnitt A-A in Schließstellung, 4 the valve body of 2 according to the section AA in the closed position,

5 ein Sprengbild des Ventils der 1–4, 5 an exploded view of the valve of the 1 - 4 .

6 ein anderes erfindungsgemäßes Ventil ähnlich der 1, 6 another inventive valve similar to the 1 .

7 das Ventil der 6 in einer um 90° gedrehten Seitenansicht. 7 the valve of 6 in a 90 ° rotated side view.

Das in den 1 bis 5 dargestellte Ventil ist für gasförmige und flüssige Medien vorgesehen und weist einen Ventilkörper 1 sowie einen Piezoaktor 2 auf, der auf dem Ventilkörper 1 angeordnet ist.That in the 1 to 5 valve shown is provided for gaseous and liquid media and has a valve body 1 and a piezoelectric actuator 2 on that on the valve body 1 is arranged.

Der Ventilkörper 1 kann zwei Gehäuseteile 3, 4 aufweisen, die im Wesentlichen gleich sind und als L-förmige Gehäusewinkel ausgeführt sind. Die in der Zeichnung sich vom Piezoaktor 2 nach unten erstreckenden Schenkel 5, 6 der Gehäuseteile 3, 4 können etwas länger ausgebildet sein als die Schenkel 7, 8, die von den Schenkeln 5, 6 rechtwinklig abgebogen sind und sich seitlich in einander entgegengesetzten Richtungen erstrecken. Auf diesen in der Zeichnung etwa horizontal verlaufenden Schenkeln 7, 8 der Gehäuseteile 3, 4 ist der Piezoaktor 2 befestigt.The valve body 1 can have two housing parts 3 . 4 have substantially the same and are designed as L-shaped housing angle. The in the drawing itself from the piezoelectric actuator 2 downwardly extending legs 5 . 6 the housing parts 3 . 4 may be slightly longer than the thighs 7 . 8th that from the thighs 5 . 6 are bent at right angles and extend laterally in opposite directions. On these in the drawing approximately horizontally extending legs 7 . 8th the housing parts 3 . 4 is the piezoelectric actuator 2 attached.

Zwischen den zueinander parallel verlaufenden Schenkeln 5, 6 der Gehäuseteile 3, 4 ist ein Abstand gebildet, in dem ein Dichtungsrahmen 9 vorgesehen ist, in dem ein Schieber 10 gelagert ist. Der rechteckförmige Dichtungsrahmen 9 liegt mit den Außenseiten der Gehäuseteile 3, 4 bündig in einer Ebene und kann zweckmäßig aus einer dünnen Folie hergestellt sein, deren Dicke bevorzugt etwa 0,5 mm beträgt. Die Gehäuseschenkel 5, 6 liegen dicht an dem Dichtungsrahmen 9 an, so dass der Ventilkörper 1 auch bei hohem Mediumsdruck keine Leckage aufweist.Between the mutually parallel legs 5 . 6 the housing parts 3 . 4 is a distance formed in which a gasket frame 9 is provided, in which a slide 10 is stored. The rectangular sealing frame 9 lies with the outer sides of the housing parts 3 . 4 flush in a plane and may conveniently be made of a thin film whose thickness is preferably about 0.5 mm. The housing legs 5 . 6 lie close to the sealing frame 9 on, leaving the valve body 1 even at high medium pressure has no leakage.

Der Dichtungsrahmen 9 begrenzt einen Ventilraum 11, in dem der Schieber 10 in Längsrichtung der Gehäuseschenkel 5, 6 verschiebbar gelagert ist. Etwa in der Mitte des Schiebers 10 befindet sich ein Durchgangsloch 12 für das Medium. Der in der Zeichnung obere Endbereich des Schiebers 10 ist als mit letzterem materialeinheitlich einstückiger Triebteil 13 ausgebildet, der dem Piezoaktor 2 so zugeordnet ist, dass letzterer den Schieber 10 unmittelbar direkt antreibt, so dass eine sehr genaue Justierung und präzise Schieberfunktion erzielt werden kann.The sealing frame 9 limits a valve space 11 in which the slider 10 in the longitudinal direction of the housing legs 5 . 6 is slidably mounted. Approximately in the middle of the slider 10 there is a through hole 12 for the medium. The upper end of the slider in the drawing 10 is as integral with the latter material unit drive part 13 formed, the the piezoelectric actuator 2 is assigned so that the latter the slider 10 drives directly directly, so that a very accurate adjustment and precise slide function can be achieved.

Der Schieber 10 und der Triebteil 13 können zweckmäßig ebenfalls aus einer dünnen Folie bestehen, deren Dicke bevorzugt 0,5 mm beträgt, so dass ein so genannter Folieschieber gegeben ist. Wie bereits erwähnt und der Zeichnung zudem zu entnehmen ist, sind der Schieber 10, der Triebteil 13 und der Dichtungsrahmen 9 vorzugsweise etwa gleich dick und befinden sich in einer gemeinsamen Ebene.The slider 10 and the drive part 13 may suitably also consist of a thin film whose thickness is preferably 0.5 mm, so that a so-called film slide is given. As already mentioned and the drawing also can be seen, are the slider 10 , the driving part 13 and the sealing frame 9 preferably about the same thickness and are in a common plane.

In den Schenkeln 5, 6 der Gehäuseteile 3, 4 sind Bohrungen 14, 15 ausgebildet, deren Durchmesser zweckmäßig gleich dem Durchmesser des Durchgangslochs 12 ist. Außerdem weist der Ventilkörper 1 Anschlüsse 16, 17 auf, die an den Außenseiten der Schenkel 5, 6 hermetisch dicht angeordnet sind. Dabei fluchten die im Durchmesser gleichen Durchgangsbohrungen 18, 19 der Anschlüsse 16, 17 exakt mit den Bohrungen 14, 15.In the thighs 5 . 6 the housing parts 3 . 4 are holes 14 . 15 formed, whose diameter is suitably equal to the diameter of the through hole 12 is. In addition, the valve body 1 connections 16 . 17 on, on the outsides of the thighs 5 . 6 hermetically sealed. The same diameter through holes are aligned 18 . 19 the connections 16 . 17 exactly with the holes 14 . 15 ,

Der Piezoaktor selbst kann wahlweise als Dickenschwinger (Linearantrieb), Bimorph (Biegewandler) oder Querdehnelement ausgebildet sein. Beim Ausführungsbeispiel der 1 bis 5 ist der Piezoaktor 2 der kompakten Ventileinheit als so genannter Linearantrieb ausgeführt. Im Gegensatz dazu weist die insgesamt niedriger ausgeführte kompakte Ventileinheit der 6 und 7 einen Piezoaktor 20 auf, der als so genannter Biegewandler ausgebildet ist und den Ventilkörper 1, der zweckmäßig genauso gestaltet ist wie der Ventilkörper 1 der 1 bis 5, nach einer Seite hin überragt, wie der 7 zu entnehmen ist.The piezoelectric actuator itself can optionally be designed as a thickness oscillator (linear drive), bimorph (bending transducer) or transverse expansion element. In the embodiment of 1 to 5 is the piezoelectric actuator 2 the compact valve unit designed as a so-called linear drive. In contrast, has the overall lower designed compact valve unit of 6 and 7 a piezoelectric actuator 20 on, which is designed as a so-called bending transducer and the valve body 1 , which is appropriately designed as the valve body 1 of the 1 to 5 , towers over to one side, like the one 7 can be seen.

Wenn, wie in der 3 dargestellt, das Ventil durch den Direktantrieb des Piezoaktors 2, 20 geöffnet ist, befindet sich der Schieber 10 in einer solchen Position, dass das Durchgangsloch 12 mit den Bohrungen 14, 15 und den Durchgangsbohrungen 18, 19 koaxial fluchtet und der Mediumsfluss also freigegeben ist. Bei geschlossenem Ventil ist, wie die 4 zeigt, der Schieber 10 in dem Ventilraum 11 über den Direktantrieb des Piezoaktors 2, 20 nach oben hin verschoben, wobei sich das Durchgangsloch 12 in einer Ebene über den Anschlüssen 16, 17 befindet, so dass letztere durch den Schieber 10 gesperrt sind und der Durchfluss des Mediums verhindert ist. Das Öffnen und Schließen des Ventils erfolgt sanft und weitgehend stoßfrei, weil durch das Verlagern des Schiebers 10 über den Piezoaktor 2, 20 keine abrupte, sondern eine im Wesentlichen kontinuierliche Querschnittsveränderng des Mediumsdurchflusses im Ventilkörper 1 erreicht wird.If, as in the 3 shown, the valve by the direct drive of the piezoelectric actuator 2 . 20 is open, is the slider 10 in such a position that the through hole 12 with the holes 14 . 15 and the through holes 18 . 19 coaxially aligned and the medium flow is thus released. When the valve is closed, like the 4 shows the slider 10 in the valve room 11 via the direct drive of the piezo actuator 2 . 20 shifted upward, with the through hole 12 in a plane above the terminals 16 . 17 so that the latter through the slider 10 are locked and the flow of the medium is prevented. The opening and closing of the valve is gentle and largely bumpless, because by moving the slider 10 over the piezoelectric actuator 2 . 20 no abrupt, but a substantially continuous Querschnittsveränderng the medium flow in the valve body 1 is reached.

Claims (13)

Ventil für gasförmige und flüssige Medien, umfassend einen Ventilkörper (1) mit mindestens zwei Anschlüssen (16, 17) für die Zu- und Ableitung des Mediums und einen in dem Ventilkörper (1) gelagerten Schieber (10), der zum Sperren und Freigeben des Mediumsflusses quer zu dessen Fließrichtung mittels eines piezoelektrischen Aktors (2) in dem Ventilkörper (1) verlagerbar ist, wobei der Ventilkörper (1) zwei Gehäuseteile (3, 4) aufweist, an denen der Piezoaktor (2) befestigt ist, die als L-förmige Gehäusewinkel ausgebildet sind, und die Anschlüsse (16, 17) an einander zugewandten parallelen Schenkeln (5, 6) der Gehäuseteile (3, 4) angeordnet sind, zwischen denen der Schieber (10) gelagert ist.Valve for gaseous and liquid media, comprising a valve body ( 1 ) with at least two connections ( 16 . 17 ) for the supply and discharge of the medium and one in the valve body ( 1 ) mounted slide ( 10 ) for blocking and releasing the medium flow transversely to its flow direction by means of a piezoelectric actuator ( 2 ) in the valve body ( 1 ) is displaceable, wherein the valve body ( 1 ) two housing parts ( 3 . 4 ), on which the piezoelectric actuator ( 2 ), which are formed as L-shaped housing angle, and the terminals ( 16 . 17 ) on mutually facing parallel legs ( 5 . 6 ) of the housing parts ( 3 . 4 ) are arranged, between which the slider ( 10 ) is stored. Ventil nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Piezoaktor (2) an von dem Schieber (10) in entgegengesetzten Richtungen abstrebenden Schenkeln (7, 8) der Gehäuseteile (3, 4) angeordnet ist.Valve according to the preceding claim, characterized in that the piezoelectric actuator ( 2 ) on the slide ( 10 ) in opposite directions abstrebenden legs ( 7 . 8th ) of the housing parts ( 3 . 4 ) is arranged. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Schieber (10) zugeordnete Piezoaktor (2) wahlweise als Dickenschwinger, Querdehnelement oder Bimorph ausgeführt ist.Valve according to one of the preceding claims, characterized in that the slide ( 10 ) associated piezoelectric actuator ( 2 ) optionally designed as a thickness oscillator, transverse expansion element or bimorph. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Piezoaktor (2) als unmittelbar auf den Schieber (10) wirkender Direktantrieb ausgeführt ist.Valve according to one of the preceding claims, characterized in that the piezoelectric actuator ( 2 ) than directly on the slide ( 10 ) acting direct drive is executed. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (10) als aus einer dünnen Folie hergestellter Folienschieber ausgebildet ist.Valve according to one of the preceding claims, characterized in that the slide ( 10 ) is formed as produced from a thin film foil slide. Ventil nach einem der vorstehendem Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (10) einen dem Piezoaktor (2) zugeordneten Triebteil (13) aufweist.Valve according to one of the preceding claims, characterized in that the slide ( 10 ) a the piezoelectric actuator ( 2 ) associated drive part ( 13 ) having. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (10) und der Triebteil (13) materialeinheitlich einstückig sind.Valve according to claim 6, characterized in that the slide ( 10 ) and the drive part ( 13 ) are of uniform material. Ventil nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (10) und der Triebteil (13) gleich dick sind.Valve according to one of claims 6 or 7, characterized in that the slide ( 10 ) and the drive part ( 13 ) are the same thickness. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Gehäuseteilen (3, 4) des Ventilkörpers (1) ein Dichtungsrahmen (9) angeordnet ist.Valve according to one of the preceding claims, characterized in that between the two housing parts ( 3 . 4 ) of the valve body ( 1 ) a sealing frame ( 9 ) is arranged. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsrahmen (9), der Schieber (10) und der Triebteil (13) in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind.Valve according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing frame ( 9 ), the slider ( 10 ) and the drive part ( 13 ) are arranged in a common plane. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsrahmen (9) einen Ventilraum (11) begrenzt, in dem der Schieber (10) gelagert ist.Valve according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing frame ( 9 ) a valve space ( 11 ), in which the slider ( 10 ) is stored. Ventil nach einem der Ansprüche 6–11, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Schiebers (10) und des Triebteils (13) annähernd gleich der Dicke des Dichtungsrahmens (9) ist.Valve according to one of claims 6-11, characterized in that the thickness of the slide ( 10 ) and the drive part ( 13 ) approximately equal to the thickness of the sealing frame ( 9 ). Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsrahmen (9) aus einer Folie hergestellt ist.Valve according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing frame ( 9 ) is made of a film.
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