DE102009050590A1

DE102009050590A1 - Dosierventil

Info

Publication number: DE102009050590A1
Application number: DE200910050590
Authority: DE
Inventors: Helmut Hiss; Jochen Caspari
Original assignee: Hydac Accessories GmbH
Current assignee: Hydac Accessories GmbH
Priority date: 2009-10-24
Filing date: 2009-10-24
Publication date: 2011-04-28
Anticipated expiration: 2029-10-25
Also published as: DE102009050590B4

Abstract

Ein Dosierventil, insbesondere für zähe Medien wie hochviskose Pasten, mit einem Drehschieber (12), der eine quer zur Drehachse verlaufende Durchflussbohrung (38) aufweist und in einem Gehäuse (2) drehbar ist, das einen Durchgang (4) aufweist, der bei Schließstellung des Ventils vom Drehschieber (12) geschlossen ist, dessen Durchflussbohrung (38) zum Öffnen des Ventils durch Drehen des Schiebers (12) auf den Durchgang (4) ausrichtbar ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (2) ein Blendenelement (24) vorhanden ist, das den Durchgang (4) stromabwärts der Durchflussbohrung (38) des Schiebers (12) bis auf eine Dosierblende in Form einer Schlitzöffnung (44) verschließt, die sich im Durchgang (4) quer zur Drehachse des Schiebers (12) erstreckt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Dosierventil, insbesondere für zähe Medien wie hochviskose Pasten, mit einem Drehschieber, der eine quer zur Drehachse verlaufende Durchflussbohrung aufweist und in einem Gehäuse drehbar ist, das einen Durchgang aufweist, der bei Schließstellung des Ventils vom Drehschieber geschlossen ist, dessen Durchflussbohrung zum Öffnen des Ventils durch Drehen des Schiebers auf den Durchgang ausrichtbar ist.
Dosierventile dieser Art, die als sogenannter Dosierhahn sowohl eine Dosierung als auch eine Absperrung eines Mediums mittels eines Drehschiebers vereinigen, sind bekannt und werden für die gesteuerte Zufuhr strömungsfähiger Medien für unterschiedliche Zwecke eingesetzt. Wenn derartige Ventile für die Dosierung von zähfließenden und/oder abrasiv wirkenden Medien benutzt werden, wobei hohe Förderdrücke ins Spiel kommen, werden die üblichen Ventile den Anforderungen hinsichtlich Feinheit der Dosissteuerung und eines gleichbleibenden Betriebsverhaltens über längere Standzeiten hinweg nicht in vollem Maße gerecht.
Im Hinblick hierauf stellt sich die Erfindung die Aufgabe, ein Dosierventil zur Verfügung zu stellen, das sich auch bei der Benutzung für äußerst zähflüssige Medien durch ein besonders günstiges Betriebsverhalten auszeichnet.
Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch ein Dosierventil gelöst, das die Merkmale des. Patentanspruches 1 in seiner Gesamtheit aufweist.
Danach besteht eine wesentliche Besonderheit der Erfindung darin, dass das Dosierventil innerhalb seines Gehäuses ein im Gehäusedurchgang stromabwärts des Drehschiebers angeordnetes Blendenelement enthält, das den Durchgang bis auf eine Dosierblende verschließt, die durch eine Schlitzöffnung gebildet ist, die sich im Durchgang quer zur Drehachse des Drehschiebers erstreckt. Dadurch bewegt sich, wenn der Schieber aus der Schließstellung zum Öffnen des Ventils gedreht wird, die durch den Rand der Durchflussbohrung des Schiebers gebildete Steuerkante nicht in den vollen Öffnungsquerschnitt des stromabwärtigen Gehäusedurchgangs hinein, sondern die effektive Öffnungsgröße verändert sich lediglich in dem Maße, in dem die Steuerkante sich entlang der Schlitzöffnung bewegt. Mit anderen Worten gesagt, entspricht die effektive Öffnungsgröße lediglich der bei der Drehbewegung zunehmenden Schlitzlänge. Hieraus resultiert ein sehr feines Ansprechverhalten des Ventils, insbesondere bei hohem Druckniveau in Verbindung mit hochviskosen Medien. Bei Öffnen und bei Schließen des Ventils treten keine schlagartige Änderungen der Strömungsgeschwindigkeit auf, so dass auch bei einem Transport zäher, aggressiv und abrasiv wirkender Medien Verschleißerscheinungen vermindert sind und dadurch gleichbleibende Betriebseigenschaften bei langen Standzeiten erreichbar sind.
Vorzugsweise erstreckt sich die Schlitzöffnung im Durchgang mittig und zur Drehachse senkrecht. Dadurch ergibt sich eine stetige Änderung der Schlitzlänge und damit der Blendenöffnungsgröße über den gesamten Durchmesser des Durchganges.
Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen enthält das Gehäuse einen das Blendenelement bildenden, sich über zumindest einen Großteil der Länge des Schiebers erstreckenden Hülsenkörper, in dem der Schieber unter Bildung einer Abdichtung drehbar ist, wobei in der Wand des Hülsenkörpers eine auf den Strömungseingang des Durchganges ausgerichtete Einlassöffnung sowie die zu dieser gegenüberliegende, die Dosierblende bildende Schlitzöffnung vorhanden sind. Bei dieser Bauweise kann der aus einem entsprechenden Werkstoff gefertigte Hülsenkörper einen verschleißfesten Gehäuseeinsatz im Ventilgehäuse bilden.
Bei vorteilhaften Ausführungsbeispielen kann der Schieber die Form eines mit beiden Endabschnitten über das Gehäuse vorstehenden Spindelkörpers besitzen, wobei am Gehäuse Verschlussdeckel vorhanden sind, die eine Drehlagerung der vorstehenden Endabschnitte des Spindelkörpers bilden.
Besonders lange Standzeiten des Dosierventils lassen sich, selbst wenn hochviskose pastöse Medien dosiert werden, erreichen, wenn an der Wand der Durchflussbohrung des Schiebers eine Auskleidung aus einem verschleißfesten Werkstoff vorhanden ist.
Mit besonderem Vorteil kann hierbei die Anordnung so getroffen sein, dass zur Bildung der Auskleidung zumindest eine Buchse, vorzugsweise aus Hartmetall, in der Durchflussbohrung des Schiebers aufgenommen ist. Derartige Ausführungsbeispiele des Ventils eignen sich selbst für besonders abrasive Medien, wie Spritzmassen zur Bildung von Schutzschichten, beispielsweise Unterbodenschutz von Fahrzeugen.
Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen sind diesbezüglich zwei in die Durchflussbohrung eingepresste und darin verklebte Buchsen vorgesehen, deren jeweils äußere Enden mit der Zylinderoberfläche des Spindelkörpers des Schiebers bündig sind. Dadurch sind die besonders verschleißgefährdeten Steuerkanten an den äußeren Enden der Durchflussbohrung des Drehschiebers jeweils durch die Hartmetalleinsätze gebildet, wodurch besonders lange Standzeiten des Ventils erreichbar sind.
Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung im Einzelnen erläutert. Es zeigen:
1 eine entlang zentraler Schnittebene aufgeschnitten dargestellte, perspektivische Schrägansicht des Ausführungsbeispieles des Dosierventils;
2 einen ebenen Zentralschnitt mit der 1 entsprechender Schnittebene, wobei die Durchströmrichtung des Ventils in 2 von oben nach unten verläuft;
3 ein Zentralschnitt mit gegenüber 2 um 90 Grad verdrehter Schnittebene;
4 eine perspektivische Schrägansicht des gesondert und ohne Abdichtmittel dargestellten Spindelkörpers des Drehschiebers des Ausführungsbeispieles und
5 eine ebenfalls gesondert dargestellte perspektivische Schrägansicht der Dosierhülse des Ausführungsbeispieles.
Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel des Dosierventils weist ein einstückiges Ventilgehäuse 2 in Form eines rechteckigen Quaders auf. Als Strömungsweg für das zu dosierende, betreffende Medium weist das Ventil einen im Gehäuse 2 zentral gelegenen Durchgang in Form einer Bohrung 4 auf, die an ihren beiden äußeren Enden 6 und 8 gestuft und erweitert ist. Das in 2 oben und in 1 linksseitig gelegene Ende 6 ist das Eintrittsende für das Medium, das am Ende 8 dosiert aus dem Gehäuse 2 austritt.
Senkrecht zur Bohrung 4 und ebenfalls mittig im Gehäuse 2 weist dieses eine weitere durchgehende Bohrung 10 auf, innerhalb deren sich ein Drehschieber in Form eines Spindelkörper 12 erstreckt, der in 4 gesondert dargestellt und um eine Drehachse 14 drehbar ist. Der Spindelkörper 12 erstreckt sich mit einem Endabschnitt 16 und einem Endabschnitt 18 über das Ventilgehäuse 2 hinaus, wobei der Endabschnitt 16 einen verlängerten Kupplungszapfen für eine Drehbetätigung des Spindelkörpers 12 bildet. An beiden Endabschnitten 16, 18 ist der Spindelkörper 12 an je einem mit dem Gehäuse 2 verschraubten Verschlussdeckel 20 drehbar gelagert und über eine Anlaufscheibe 22 axial abgestützt. Der Außenumfang des Spindelkörpers 12 ist von einem Hülsenkörper 24 umgeben, der in 5 gesondert dargestellt und, ebenso wie der Spindelkörper 12, aus Edelstahl oder einem anderen geeigneten Werkstoff ausreichender Verschleißfestigkeit gefertigt ist. Wie 5 zeigt, weist der Hülsenkörper 24 an seiner äußeren Zylindermantelfläche eine Abflachung 26 auf, die in Zusammenwirkung mit einer in den Fig. nicht sichtbaren, erhabenen Flachstelle der Bohrung 10 im Gehäuse 2 den Hülsenkörper 24 gegen Verdrehen sichert. Der Hülsenkörper 24 erstreckt sich entlang des Spindelkörpers 12 bis über die Endflächen des Gehäuses 2 hinaus, wo der Hülsenkörper 24 mit geringem Überstand in einen an einer Stufe 28 gebildeten Absatz der Verschlussdeckel 20 eingreift und dadurch axial gesichert ist.
Zur Abdichtung zwischen Hülsenkörper 24 und dem Gehäuse 2 sind O-Ringe 30 vorgesehen, die sich in Nuten 32 (5) befinden. Der Spindelkörper 12 wiederum ist durch O-Ringe 34 gegenüber dem Hülsenkörper 24 abgedichtet, die in Ringnuten 36 (4) sitzen.
Der als Drehschieber dienende Spindelkörper 12 weist fluchtend zur Bohrung 4 des Gehäuses 2 und zur Drehachse 14 senkrecht verlaufend eine Durchflussbohrung 38 auf, an deren Endrändern Steuerkanten 40 gebildet sind, die bei Drehung des Spindelkörpers 12 den Öffnungsquerschnitt einer Einlassöffnung 42 am Hülsenkörper 24 sowie einer hierzu diametral gegenüberliegenden Schlitzöffnung 44 des Hülsenkörpers 24 steuern. Die 1 bis 3 zeigen jeweils einen Öffnungszustand des Dosierventils, bei dem entsprechend der dargestellten Drehstellung des Spindelkörpers 12 die Einlassöffnung 40 des Hülsenkörpers 24 vollständig freigegeben ist und die die Auslassöffnung und eine Dosierblende bildende Schlitzöffnung 44 des Hülsenkörpers 24 ebenfalls auf ganzer Schlitzlänge freigegeben ist, so dass sich das Dosierventil in vollständig geöffnetem Zustand befindet. Wird aus diesem Betriebzustand heraus der Spindelkörper 12 verdreht, bewirken die Steuerkanten 40 eine Verringerung der Schlitzlänge der Schlitzöffnung 44 sowie eine Verringerung des Öffnungsquerschnittes der Einlassöffnung 42 bis zum Verschluss des Ventils. Andererseits führt die Drehung des Spindelkörpers 12 aus der Schließstellung zu einer zunehmenden Vergrößerung der Schlitzlänge der als Dosierblende dienenden Schlitzöffnung 44, wodurch ein feines Dosierverhalten gewährleistet ist.
Um lange Standzeiten bei einem Betrieb mit Medien zur Verfügung zu stellen, die zähflüssig sind und in hohem Maße abrasiv wirken, ist die Durchflussbohrung 38 des Spindelkörpers 12 mit einer verschleißesten Auskleidung versehen. Hierfür sind Buchsen 48, die außenrandseitig die Steuerkanten 40 bilden, in Vertiefungen der Durchflussbohrung 38 an deren beiden Endabschnitten eingepresst und darin verklebt. Die aus Hartmetall gefertigten Buchsen 48 bilden an den am stärksten strömungs- und verschleißbelasteten Bereichen eine wirksame Schutzauskleidung, wodurch wesentlich verlängerte Standzeiten des Ventils unter rauen Einsatzbedingungen erreichbar sind.

Claims

Dosierventil, insbesondere für zähe Medien wie hochviskose Pasten, mit einem Drehschieber (12), der eine quer zur Drehachse (14) verlaufende Durchflussbohrung (38) aufweist und in einem Gehäuse (2) drehbar ist, das einen Durchgang (4) aufweist, der bei Schließstellung des Ventils vom Drehschieber (12) geschlossen ist, dessen Durchflussbohrung (38) zum Öffnen des Ventils durch Drehen des Schiebers (12) auf den Durchgang (4) ausrichtbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (2) ein Blendenelement (24) vorhanden ist, das den Durchgang (4) stromabwärts der Durchflussbohrung (38) des Schiebers (12) bis auf eine Dosierblende in Form einer Schlitzöffnung (44) verschließt, die sich im Durchgang (4) quer zur Drehachse (14) des Schiebers (12) erstreckt.
Dosierventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schlitzöffnung (44) im Durchgang (4) mittig und zur Drehachse (14) senkrecht erstreckt.
Dosierventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) einen das Blendenelement bildenden, sich über zumindest einen Großteil der Länge des Schiebers (12) erstreckenden Hülsenkörper (24) enthält, in dem der Schieber (12) unter Bildung einer Abdichtung (34) drehbar ist, und dass in der Wand des Hülsenkörpers (24) eine auf den Strömungseingang (6) des Durchganges (4) ausgerichteten Einlassöffnung (42) sowie die zu dieser gegenüberliegende, die Dosierblende bildende Schlitzöffnung (44) vorhanden sind.
Dosierventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber die Form eines mit beiden Endabschnitten (16, 18) über das Gehäuse (2) vorstehenden Spindelkörpers (12) aufweist und dass am Gehäuse (2) Verschlussdeckel (20) vorhanden sind, die eine Drehlagerung der vorstehenden Endabschnitte (16, 18) des Spindelkörpers (12) bilden.
Dosierventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der Wand der Durchflussbohrung (38) des Schiebers (12) eine Auskleidung (48) aus einem verschleißfesten Werkstoff vorhanden ist.
Dosierventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der Auskleidung zumindest eine Buchse (48), vorzugsweise aus Hartmetall, in der Durchflussbohrung (38) des Schiebers (12) aufgenommen ist.
Dosierventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwei in die Durchflussbohrung eingepresste und darin verklebte Buchsen (48) vorgesehen sind, deren jeweils äußere Enden mit der Zylinderoberfläche des Spindelkörpers (12) des Schiebers bündig sind.