DE102012009408A1

DE102012009408A1 - Drosselventil

Info

Publication number: DE102012009408A1
Application number: DE201210009408
Authority: DE
Inventors: Jens Butschan; Stephan Packe; Martin Herrig
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2012-05-11
Filing date: 2012-05-11
Publication date: 2013-11-14

Abstract

Es wird ein Drosselventil (1) vorgeschlagen, das von einem Fluidkanal (3) durchsetzt ist, in den ein gummielastisches Drosselglied (13) eingesetzt ist. Das Drosselglied (13) stützt sich einenends an einer Abstützfläche (27) ortsfest ab und ist andernends durch ein entlang einer Betätigungsrichtung (38) bewegliches Stempelglied (37) beaufschlagbar. Durch die Beaufschlagung kann das gummielastische Drosselglied (13) axial zusammengedrückt werden, um eine radiale Ausdehnung hervorzurufen, so dass der Querschnitt des Fluidkanals (3) zur Vorgabe unterschiedlicher Drosselungsintensitäten unterschiedlich stark ausgefüllt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Drosselventil, mit einem Ventilgehäuse, in dem ein Fluidkanal verläuft, in den eine Drosseleinrichtung eingeschaltet ist, die ein gummielastisch verformbares Drosselglied aufweist, das sich in dem Fluidkanal in einer zu dessen Längsrichtung quer verlaufenden Betätigungsrichtung erstreckt und das zwei einander entgegengesetzt in der Betätigungsrichtung orientierte erste und zweite Stirnseiten aufweist, wobei es an der ersten Stirnseite durch ein Betätigungsglied der Drosseleinrichtung beaufschlagbar und dadurch mit seiner zweiten Stirnseite im gegenüberliegenden Bereich des Fluidkanals an eine bezüglich des Ventilgehäuses ortsfeste Abstützfläche andrückbar ist.
Ein derartiges Drosselventil ist gemäß DE 1 450 579 A1 mit einem Absperrventil kombiniert und verfügt über ein Drosselglied in Gestalt eines gummielastischen Pfropfens, der an einer Betätigungsspindel befestigt ist. Durch Verdrehen der Betätigungsspindel kann der Pfropfen mehr oder weniger weit in einen Fluidkanal eingeführt werden, je nachdem, welche Drosselungsintensität gewünscht ist. Mit Hilfe des gummielastischen Pfropfens lässt sich bei Bedarf auch eine vollständige Absperrung des Fluidkanals herbeiführen, indem er so weit in den Fluidkanal eingeführt wird, dass er gegenüberliegend an der Kanalwand des Fluidkanals zur Anlage gelangt.
Aus der DE 82 03 362 U1 ist ein Drosselventil bekannt, das nach ähnlichem Muster wie das vorgenannte Drosselventil arbeitet, wobei allerdings als Drosselglied ein stirnseitig abgeschrägter Drosselbolzen zur Anwendung kommt. Mit diesem Drosselbolzen ist zwar ein feinfühligeres Einstellen der Drosselungsintensität möglich als bei dem Pfropfen der DE 1 450 579 A1 . Da der Drosselbolzen jedoch je nach Einstellung auf der dem Betätigungselement entgegengesetzten Seite relativ weit über den Fluidkanal hinausragt, ist mit diesem Drosselventil ein relativ hoher Platzbedarf verbunden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Drosselventil zu schaffen, das bei einfachem und kompaktem Aufbau eine feinfühlige Einstellung der Drosselungsintensität ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist in Verbindung mit den eingangs genannten Merkmalen vorgesehen, dass das Betätigungsglied als Stempelglied ausgebildet ist, durch das das Drosselglied im sich mit der zweiten Stirnseite an der Abstützfläche abstützenden Zustand derart unterschiedlich stark in der Betätigungsrichtung zusammendrückbar ist, dass es quer zu der Betätigungsrichtung unterschiedliche Querschnittsabmessungen einnimmt und dadurch den Querschnitt des Fluidkanals zur Vorgabe unterschiedlicher Drosselungsintensitäten unterschiedlich stark ausfüllt.
Bei diesem Drosselventil ergeben sich unterschiedliche Drosselungsintensitäten nicht durch unterschiedlich weites Eintauchen des Drosselgliedes in den zugeordneten Fluidkanal, sondern durch Veränderung des Kompressionsgrades des gummielastischen Drosselgliedes in der Betätigungsrichtung und damit einhergehende Querschnittsvergrößerung. Das Drosselglied stützt sich unabhängig von der gewählten Drosselstellung mit seiner zweiten Stirnseite bezüglich des Ventilgehäuses ab und wird durch das auf die erste Stirnseite einwirkende Stempelglied je nach gewünschter Drosselungsintensität mehr oder weniger weit zusammengedrückt. Aufgrund der Volumenkonstanz eines gummielastischen Körpers bewirkt ein Zusammendrücken des Drosselgliedes eine gleichzeitige Ausdehnung des Querschnittes des Drosselgliedes quer zur Richtung des Zusammendrückens mit der Folge, dass der Querschnitt des Fluidkanals unterschiedlich stark ausgefüllt wird und dementsprechend unterschiedlich große Strömungsquerschnitte für das hindurchströmende Fluid zur Verfügung gestellt werden können. Da die Veränderung der Drosselungsintensität mit einer Änderung der Verformungsrichtung des Drosselgliedes zusammenhängt – im Wesentlichen axiales Zusammendrücken und daraus resultierendes radiales Verbreitern –, ist eine sehr feinfühlige Einstellung möglich. Darüber hinaus benötigt die Drosseleinrichtung nur wenig Einbauraum, da die dem Stempel entgegengesetzte zweite Stirnseite des Drosselgliedes beim Verändern der Drosselungsintensität ihre Relativposition bezüglich des Ventilgehäuses in der Betätigungsrichtung konstant beibehält und mithin keinen Bewegungsraum erfordert. Bei alledem hat die Drosseleinrichtung einen sehr einfachen und kostengünstigen Aufbau.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Das Drosselglied hat zweckmäßigerweise eine längliche Gestalt mit einer Längsachse, die in der Betätigungsrichtung orientiert ist. Vorzugsweise hat es eine bezüglich seiner Längsachse rotationssymmetrische Formgebung, so dass ihre Einbaulage im Ventilgehäuse irrelevant ist, was den Zusammenbau des Drosselventils vereinfacht.
Ein bevorzugt aufgebautes Drosselventil ist zwischen seinen beiden Stirnseiten tailliert gestaltet und verfügt über einen bevorzugt konzentrisch eingeschnürten Bereich, der als Arbeitsbereich bezeichnet sei, weil sein Querschnitt für die Drosselungsintensität verantwortlich ist und durch in der Betätigungsrichtung erfolgendes Zusammendrücken des Drosselgliedes vergrößert werden kann.
Das Drosselglied ist durch die Beaufschlagung seitens des Stempelgliedes insbesondere derart axial komprimierbar, dass sich sein Außenumfang bis zu einer Schließstellung aufweitet, in der es den Fluiddurchgang durch den Fluidkanal hindurch komplett absperrt. In dieser Schließstellung hat das Drosselglied zweckmäßigerweise eine kreiszylindrische Form und liegt mit seiner radial orientierten Mantelfläche an der Kanalwand des Fluidkanals dichtend an.
Das Drosselglied ist insbesondere so ausgebildet, dass es im unbeaufschlagten Ausgangszustand die oben erwähnte, konzentrisch taillierte Formgebung aufweist. Durch Zusammendrücken seitens des Stempelgliedes lässt sich die Taillierung verringern, um die Drosselungsintensität zu erhöhen. Bedingt durch die Gummielastizität des Drosselgliedes kehrt das Drosselglied selbsttätig in den stärker taillierten Zustand zurück, wenn die Vorspannung seitens des Stempelgliedes reduziert oder gänzlich weggenommen wird.
Vorzugsweise hat das Drosselglied, zumindest in dem konzentrisch eingeschnürten Arbeitsbereich, eine Gestalt vergleichbar einem einschaligen Hyperboloid.
In bevorzugter Ausgestaltung des Drosselventils verfügt die Drosseleinrichtung über eine im Verlauf des Fluidkanals angeordnete Drosselkammer mit einer Längsachse, die bevorzugt quer und insbesondere rechtwinkelig zur Längsachse des Fluidkanals ausgerichtet ist und die die gleiche Orientierung wie die Betätigungsrichtung des Drosselgliedes aufweist. In diese Drosselkammer münden umfangsseitig an in der Umfangsrichtung beabstandet zueinander angeordneten Umfangsbereichen zwei aufeinanderfolgende Kanalabschnitte des Fluidkanals ein, wobei die Kanalmündungen dieser Kanalabschnitte insbesondere so platziert sind, dass sie sich bezüglich der Längsachse der Drosselkammer diametral gegenüberliegen. Das zu drosselnde Fluid kann peripher am Drosselglied vorbei durch die Drosselkammer hindurchströmen, um vom einen Kanalabschnitt in den anderen Kanalabschnitt des Fluidkanals überzuströmen. Hierbei hängt die Drosselungsintensität davon ab, wie stark das Drosselglied in der Längsrichtung der Drosselkammer zusammengedrückt und dadurch entsprechend radial aufgeweitet ist. Die Drosselkammer hat vorzugsweise eine kreiszylindrische Gestalt.
Derjenige Bereich der Drosselkammer, in den die beiden Kanalabschnitte des Fluidkanals einmünden, kann als Arbeitsabschnitt der Drosselkammer bezeichnet werden. Durch ihn hindurch strömt das zu drosselnde Fluid. Axial beidseits ist dieser Arbeitsabschnitt von je einem Lagerabschnitt der Drosselkammer flankiert, wobei das Drosselglied zwei einander entgegengesetzte axiale Endabschnitte aufweist, mit denen es in jeweils einen dieser beiden Lagerabschnitte der Drosselkammer eintaucht. Die Endabschnitte des Drosselgliedes bleiben innerhalb des jeweiligen Lagerabschnittes unabhängig davon, wie stark das Drosselglied axial komprimiert ist. Auch bei maximaler Komprimierung zwecks Erhalt der maximalen Drosselungsintensität oder zwecks Erhalt einer Schließstellung sitzt nicht nur der der zweiten Stirnseite zugeordnete axiale Endabschnitt des Drosselgliedes im zugeordneten Lagerabschnitt ein, sondern befindet sich auch der vom Stempelglied beaufschlagte axiale Endabschnitt innerhalb des zugeordneten Lagerabschnittes. Allerdings kann der vom Stempelglied beaufschlagte axiale Endabschnitt des Drosselgliedes zum Komprimieren und Dekomprimieren bzw. Entspannen seine Axialposition innerhalb des zugeordneten Lagerabschnittes der Drosselkammer verändern.
Das Drosselglied taucht mit seinen beiden axialen Endabschnitten zweckmäßigerweise jeweils unter radialer Vorspannung abgedichtet in einen der beiden Lagerabschnitte der Drosselkammer ein. Auf diese Weise kann auf zusätzliche Abdichtmaßnahmen, insbesondere auf separate Dichtungsringe, verzichtet werden. Besonders einfach lässt sich dies dadurch realisieren, dass das Drosselglied im nicht montierten Zustand im Bereich seiner beiden axialen Endabschnitte über ein geringfügiges radiales Übermaß verglichen mit dem Durchmesser des zugeordneten Lagerabschnittes verfügt, so dass sich beim Einsetzen eine gewisse Vorspannung einstellt, die daraus resultiert, dass das Drosselglied an seinen axialen Endabschnitten geringfügig radial zusammengedrückt wird. Die radiale Vorspannung des mit dem Stempelglied kooperierenden Endabschnittes des Drosselgliedes ist allerdings nur so stark, dass die zum Zwecke der axialen Komprimierung und bei Bedarf auch wieder axialen Dekomprimierung gewünschte axiale Beweglichkeit innerhalb des zugeordneten Lagerabschnittes gewährleistet ist.
Bei einer Ausgestaltung als reines Drosselventil ergibt sich eine Drosselungswirkung unabhängig davon, mit welcher Strömungsrichtung ein zu drosselndes Fluid durch den Fluidkanal hindurchströmt. Eine vorteilhafte Weiterbildung des Drosselventils sieht demgegenüber eine Zusatzausstattung mittels eines Rückschlagventils vor, so dass bei nur einer Strömungsrichtung eine Drosselung stattfindet, während in der entgegengesetzten Strömungsrichtung ein ungedrosselter Fluiddurchtritt durch den Fluidkanal hindurch möglich ist. In diesem Zusammenhang enthält das Drosselventil einen die Drosseleinrichtung umgehenden Bypasskanal, dem das Rückschlagventil zugeordnet ist. Wird das Rückschlagventil in der Sperrrichtung angeströmt, ist der Bypasskanal abgesperrt und das Fluid kann nur durch die Drosseleinrichtung hindurchströmen. Bei entgegengesetzter Strömungsrichtung kann das in den Bypasskanal eintretende Fluid aufgrund seiner Druckkraft das Rückschlagventil öffnen und mit geringerem Strömungswiderstand unter Umgehung der Drosseleinrichtung durch den Fluidkanal hindurchströmen.
Wenn die Drosseleinrichtung eine das Drosselglied aufnehmende Drosselkammer aufweist, ist der Bypasskanal zweckmäßigerweise zu der Drosselkammer fluidisch parallelgeschaltet, so dass er die Drosselkammer umgeht und endseitig mit den beiden in die Drosselkammer einmündenden Kanalabschnitten des Fluidkanals kommuniziert. Das Rückschlagventil ist hierbei vorzugsweise ringförmig oder hülsenförmig ausgebildet und unter koaxialer Anordnung in einem der beiden Kanalabschnitte des Fluidkanals eingebaut.
Ein Rückschlagventil bevorzugten Aufbaus enthält eine bezüglich des zugeordneten Kanalabschnittes des Fluidkanals konzentrische, ringförmige Rückschlaglippe mit einem unter Abdichtung ortsfest am Ventilgehäuse fixierten Befestigungsabschnitt und einem diesbezüglich elastisch verformbaren Rückschlagabschnitt. In der Schließstellung liegt der Rückschlagabschnitt unter Abdichtung an einer bezüglich der Längsachse des Fluidkanals konzentrischen Ringfläche, die als Ventilsitz fungiert, je nach Ausgestaltung des Ventilsitzes, radial oder axial an. Bei entsprechender Strömungsrichtung kann das ankommende Fluid den Rückschlagabschnitt vom Ventilsitz abheben und den Fluiddurchgang durch den Bypasskanal unter Umgehung der Drosseleinrichtung freigeben.
Das Stempelglied ist in bevorzugter Ausgestaltung als durch Drehbetätigung axial in der Betätigungsrichtung relativ zum Ventilgehäuse verstellbares Schraubglied ausgebildet. Es kann beispielsweise mit einem Außengewindeabschnitt in einen bezüglich des Ventilgehäuses ortsfesten Innengewindeabschnitt eingeschraubt sein, wobei es einen von außen her zugänglichen Betätigungsabschnitt aufweist, an dem ein die Betätigung hervorrufendes Drehmoment einleitbar ist. Je nach Ausgestaltung des Stempelgliedes beziehungsweise des Betätigungsabschnittes kann das Drosselventil für rein manuelle Betätigung oder für eine Betätigung durch Fremdenergie ausgelegt sein. Bei manueller Betätigung kann der Betätigungsabschnitt als Handhabe ausgebildet oder mit einer Handhabe versehen sein, an der sich manuell eine Betätigungskraft einleiten lässt. Bei Betätigung mittels Fremdkraft ist der Betätigungsabschnitt mit einer insbesondere elektrisch betätigbaren Antriebseinrichtung gekoppelt, die ein Bestandteil des Drosselventils ist und bei der es sich beispielsweise um einen Elektromotor handelt.
Es versteht sich, dass das Drosselventil auch so ausgebildet sein kann, dass die in der Betätigungsrichtung erfolgende Verlagerung des Stempelgliedes auf allein einer Linearbewegung des Stempelgliedes basiert, der keine Drehbewegung überlagert ist. Beispielsweise kann ein fluidbetätigter Linearantrieb als Antriebseinrichtung für das Stempelglied vorgesehen sein.
Eine mögliche Ausgestaltung des Drosselventils sieht vor, dass das Drosselglied aus einem Vollmaterial besteht. Hiervon abweichend kann das Drosselglied auch als Hohlkörper ausgebildet sein und insbesondere einen hülsenförmigen Aufbau haben.
Zur Gewährleistung einer hohen Stabilität des Drosselgliedes ist zweckmäßigerweise ein starres Bolzenelement vorhanden, von dem das Drosselglied in der Betätigungsrichtung durchsetzt ist. Dieses starre Bolzenelement besteht beispielsweise aus Metall. Es verhindert ein seitliches Ausknicken des elastisch verformbaren Drosselgliedes bei der Beaufschlagung durch das Stempelglied und/oder bei hohen Fluidkräften. Das Bolzenelement stützt sich zweckmäßigerweise einenends an der gleichen Seite wie die zweite Stirnseite des Drosselgliedes an einer bezüglich des Ventilgehäuses ortsfesten Abstützfläche des Drosselventils ab. Der entgegengesetzte Endbereich des Bolzenelementes ist dem Stempelglied zugewandt und ragt, zweckmäßigerweise auch schon im axial unkomprimierten Zustand des Drosselgliedes, ein Stückweit axial an der ersten Stirnseite aus dem Drosselglied heraus. Dieser herausragende Endabschnitt des Bolzenelementes taucht vorzugsweise in eine Führungsausnehmung des Stempelgliedes ein, wobei die Eintauchtiefe von der in der Betätigungsrichtung orientierten Axialposition des Stempelgliedes abhängt.
Das Bolzenelement fungiert zweckmäßigerweise als Bewegungsanschlag zur Begrenzung der Hubbewegung des Stempelgliedes, so dass ein zu starkes Zusammenquetschen des gummielastischen Drosselgliedes verhindert werden kann.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
1 eine bevorzugte erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drosselventils in einer perspektivischen Darstellung,
2 das Drosselventil aus 1 in einem Querschnitt gemäß Schnittlinie II-II aus 1, 3 und 4, wobei das Drosselglied eine die Ausgangsstellung definierende Drosselstellung mit minimaler Drosselungsintensität einnimmt,
3 das Drosselventil des ersten Ausführungsbeispiels im Längsschnitt gemäß Schnittlinie III-III aus 2 und 4,
4 das Drosselventil gemäß 1 bis 3 im Längsschnitt gemäß Schnittlinie IV-IV aus 3,
5 das Drosselventil der 1 bis 4 in einer Schließstellung des Drosselgliedes im Querschnitt gemäß Schnittlinie II-II aus 1 und Schnittlinie V-V aus 6 und 7,
6 das Drosselventil in der aus 5 ersichtlichen Schließstellung in einem Längsschnitt gemäß Schnittlinie VI-VI aus 5 und 7,
7 das Drosselventil in der Schließstellung des Drosselgliedes in einem Längsschnitt gemäß Schnittlinie VII-VII aus 6,
8 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Drosselventils in einem Längsschnitt gemäß Schnittlinie VIII-VIII aus 9, wobei das Drosselglied bei Einnahme einer Ausgangsstellung mit minimaler Drosselungsintensität gezeigt ist, und
9 das Drosselventil aus 8 in einem Längsschnitt gemäß Schnittlinie IX-IX.
Alle Figuren zeigen ein mit Bezugsziffer 1 bezeichnetes Drosselventil, das ergänzend zur Drosselungsfunktion mit einer Rückschlagfunktion ausgestattet ist und deshalb auch als Drossel-Rückschlagventil bezeichnet werden könnte. Die Rückschlagfunktion ist allerdings optional und kann auch entfallen.
Das Drosselventil 1 verfügt über ein Ventilgehäuse 2, das von einem Fluidkanal 3 durchsetzt ist. Der Fluidkanal 3 mündet mit zwei einander entgegengesetzten ersten und zweiten Kanalanschlüssen 4, 5 zur Außenseite des Ventilgehäuses 2 hin aus. An jedem Kanalanschluss 4, 5 ist eine zur Zufuhr und/oder Abfuhr eines unter Druck stehenden Fluides dienende Fluidleitung lösbar anschließbar. Jedem Kanalanschluss 4, 5 ist zu diesem Zweck eine geeignete Anschlusseinrichtung 6 zugeordnet. Bei dem unter Druck stehenden Fluid handelt es sich insbesondere um Druckluft.
Der Fluidkanal 3 ist in einen von dem ersten Kanalanschluss 4 ausgehenden ersten Kanalabschnitt 3a, einen von dem zweiten Kanalanschluss 5 ausgehenden zweiten Kanalabschnitt 3b und einen zwischen den beiden Kanalabschnitten 3a, 3b angeordneten, im Folgenden als Drosselkammer 7 bezeichneten dritten Kanalabschnitt unterteilt. Der Fluidkanal 3 hat insbesondere eine strichpunktiert angedeutete Längsachse 8, die bei beiden Ausführungsbeispielen einen linearen Verlauf hat, prinzipiell aber auch über eine gebogene und/oder abgewinkelte Längserstreckung verfügen kann.
Die Drosselkammer 7 ist Bestandteil einer in den Verlauf des Fluidkanals 3 eingeschalteten Drosseleinrichtung 12. Zu der Drosseleinrichtung 12 gehört auch noch ein über gummielastisch verformbare Eigenschaften verfügendes Drosselglied 13, das in der Drosselkammer 7 angeordnet ist.
Im Betrieb des Drosselventils 1 ist an dem ersten Kanalanschluss 4 ein unter Überdruck stehendes Fluid einspeisbar, insbesondere Druckluft, das nach Hindurchströmen durch den Fluidkanal 3 an dem zweiten Kanalanschluss 5 wieder aus dem Drosselventil 1 austritt. Beim Hindurchströmen durch die Drosseleinrichtung 12 erfährt das Fluid eine Drosselung mit der Folge einer Reduktion seiner Strömungsrate. Die Strömungsrate ist umso geringer, je größer die Drosselungsintensität ist. Letztere lässt sich durch entsprechende Einstellung der Drosseleinrichtung 12 variabel vorgeben.
Eine Drosselung findet bei beiden Ausführungsbeispielen nur statt, wenn die Strömungsrichtung des Fluides vom ersten Kanalanschluss 4 zum zweiten Kanalanschluss 5 gerichtet ist. Diese Fluidströmung sei im Folgenden auch als Drosselströmung bezeichnet und ist in der Zeichnung durch Pfeile 14 illustriert.
In den Verlauf des Fluidkanals 3 ist exemplarisch auch ein Rückschlagventil 15 eingeschaltet. Dieses ermöglicht einen ungedrosselten Fluiddurchtritt durch den Fluidkanal 3, wenn am zweiten Kanalanschluss 5 ein Fluid eingespeist wird. Das Drosselventil 1 ermöglicht also eine ungedrosselte Strömung in der Richtung vom zweiten Kanalanschluss 5 zum ersten Kanalanschluss 4. Wie schon erwähnt, ist die Ausstattung mit einem Rückschlagventil 15 jedoch optional. Enthält das Drosselventil 1 kein Rückschlagventil 15, findet zweckmäßigerweise bei beiden Strömungsrichtungen eine Drosselung statt.
Die Drosselkammer 7 hat vorzugsweise eine Längsgestalt mit einer Längsachse 16. Bevorzugt hat sie, wie beim Ausführungsbeispiel, eine kreiszylindrische Gestalt. Sie ist so ausgerichtet, dass ihre Längsachse 16 quer und insbesondere rechtwinkelig zur Längsachse 8 des Fluidkanals 3 verläuft.
Die Drosselkammer 7 hat eine sich um die Längsachse 16 herum erstreckende, exemplarisch entsprechend der Innenmantelfläche eines Hohlzylinders gestaltete Mantelfläche 17. Der erste Kanalabschnitt 3a mündet mit einer dem ersten Kanalanschluss 4 entgegengesetzten ersten Innenmündung 18 an der Mantelfläche 17 in die Drosselkammer 7 ein. In vergleichbarer Weise mündet der zweite Kanalabschnitt 3b mit einer dem zweiten Kanalanschluss 5 entgegengesetzten zweiten Innenmündung 19 ebenfalls peripher, also an der Mantelfläche 17, in die Drosselkammer 7 ein. Die beiden Innenmündungen 18, 19 sind in der Umfangsrichtung der Drosselkammer 7, also um die Längsachse 16 herum, mit Abstand zueinander angeordnet. Exemplarisch liegen sie sich bezüglich der Längsachse 16 diametral gegenüber. Auf diese Weise ist vorteilhaft ein insgesamt linearer Längsverlauf des Fluidkanals 3 realisierbar.
Bezogen auf die Achsrichtung der Längsachse 16 liegen die beiden Innenmündungen 18, 19 vorzugsweise auf gleicher Höhe.
Derjenige Längenabschnitt der Drosselkammer 7, in den die beiden Kanalabschnitte 3a, 3b einmünden, sei im Folgenden als Arbeitsabschnitt 22 bezeichnet. An diesen Arbeitsabschnitt 22 schließt sich axial einerseits ein erster Lagerabschnitt 23a und axial andererseits ein zweiter Lagerabschnitt 23b der Drosselkammer 7 an.
Das Drosselglied 13 hat vorzugsweise eine Längsgestalt. Es verfügt über eine Längsachse 24 und ist in bezüglich der Drosselkammer 7 koaxialer Ausrichtung in die Drosselkammer 7 eingesetzt. Dementsprechend erstreckt es sich beim Ausführungsbeispiel quer und insbesondere rechtwinkelig zur Längsachse 8 des Fluidkanals 3. Das Drosselglied 13 durchsetzt den Arbeitsabschnitt 22 der Drosselkammer 7 und taucht mit einem axialen ersten Endabschnitt 25 in den ersten Lagerabschnitt 23a ein, während es mit einem bezüglich der Längsachse 8 diametral entgegengesetzten zweiten Endabschnitt 26 in den zweiten Lagerabschnitt 23b der Drosselkammer 7 eintaucht.
Der Fluidkanal 3 ist peripher von einer bezüglich des Ventilgehäuses 2 ortsfesten Kanalwand 28 begrenzt. Insbesondere im Bereich der Drosselkammer 7 ist die Kanalwand 28 zweckmäßigerweise ein einstückiger Bestandteil des Ventilgehäuses 2.
Die axial orientierte Grundfläche des zweiten Lagerabschnittes 23b ist ein Bestandteil der Kanalwand 28 und fungiert als axiale Abstützfläche 27 für das Drosselglied 13. Das Drosselglied 13 besitzt eine axial orientierte erste Stirnseite 32 und eine diesbezüglich axial entgegengesetzt orientierte zweite Stirnseite 33, wobei die erste Stirnseite 32 dem ersten Endabschnitt 25 und die zweite Stirnseite 33 dem zweiten Endabschnitt 26 zugeordnet ist. Mit seiner zweiten Stirnseite 33 liegt das Drosselglied 13 an der Abstützfläche 27 der Drosselkammer 7 an. Die beiden Stirnseiten 32, 33 bilden bevorzugt jeweils eine zu der Längsachse 24 rechtwinkelige Stirnfläche.
Der erste Lagerabschnitt 23a geht koaxial in eine das Ventilgehäuse 2 bis zu seiner Außenfläche 35 hin durchsetzende Gehäusedurchbrechung 34 über. In dieser Gehäusedurchbrechung 34 erstreckt sich ein bevorzugt eine axiale Erstreckung mit Längsachse 36 aufweisendes Stempelglied 37. Das Stempelglied 37 ist relativ zum Ventilgehäuse 2 in einer mit einem Doppelpfeil verdeutlichten Betätigungsrichtung 38 linear verstellbar, wobei die Betätigungsrichtung 38 identisch orientiert ist wie die Längsachsen 16, 24 der Drosselkammer 7 und des Drosselgliedes 13. Die Bewegung in der Betätigungsrichtung 38 des Stempelgliedes 37 sei im Folgenden auch als Einstellbewegung 42 bezeichnet.
Das Stempelglied 37 ist zweckmäßigerweise in jeder durch die Einstellbewegung 42 eingestellten Position lösbar blockierbar. Exemplarisch ergibt sich die Blockierung aus einem Gewindeeingriff mit einem bezüglich des Ventilgehäuses 2 ortsfesten Gegengewinde 44. Die Gewindesteigung ist so gering, dass Selbsthemmung eintritt.
Genauer gesagt ist das Stempelglied 37 zweckmäßigerweise als durch Drehbetätigung gemäß Doppelpfeil 45 axial in der Betätigungsrichtung 38 verstellbares Schraubglied ausgebildet. Es verfügt bevorzugt über einen Gewindeschaft 46 mit Außengewinde, der mit dem als Innengewinde ausgebildeten Gegengewinde 44 in Gewindeeingriff steht. Exemplarisch ist das Gegengewinde 44 Bestandteil einer Gewindebuchse 47, die in der Gehäusedurchbrechung 34 unverdrehbar und auch axial unbeweglich fixiert ist, beispielsweise durch einen Einpressvorgang. Alternativ kann das Gegengewinde 44 auch ein direkter Bestandteil der Wandung des Ventilgehäuses 2 sein.
Das Stempelglied 37 verfügt über einen axial auf der der Drosselkammer 7 zugewandten Seite des Gegengewindes 44 in der Gehäusedurchbrechung 34 angeordneten Drückabschnitt 48. Dieser schließt sich beim Ausführungsbeispiel koaxial an den Gewindeschaft 46 an. Der Drückabschnitt 48 hat eine dem Drosselglied 13 axial zugewandte Drückfläche 52, mit der er an der ihm zugewandten ersten Stirnseite 32 des über gummielastische Eigenschaften verfügenden Drosselgliedes 13 anliegt.
Der Drückabschnitt 48 hat zweckmäßigerweise einen zumindest annähernd dem Durchmesser der Drosselkammer 7 entsprechenden Durchmesser, der beim Ausführungsbeispiel größer ist als der Durchmesser des Gewindeschaftes 46. Mithin bildet der Drückabschnitt 48 hier einen dem Drosselglied 13 zugewandten Kopfabschnitt des Stempelgliedes 37.
Das Stempelglied 37 hat einen bevorzugt außerhalb der Drosselkammer 7 angeordneten Betätigungsabschnitt 53. Dieser ist geeignet, um ein die Drehbetätigung 45 bewirkendes Drehmoment einzuleiten. Hierzu kann der Betätigungsabschnitt 53 beispielsweise, wie beim Ausführungsbeispiel der 8 und 9 der Fall, einen von außerhalb des Ventilgehäuses 2 her zugänglichen Werkzeugangriffsabschnitt 54 aufweisen, an den sich ein geeignetes Werkzeug, beispielsweise ein Schraubendreher, ansetzen lässt. Alternativ kann an dem Betätigungsabschnitt 53, wie dies beim Ausführungsbeispiel der 1 bis 7 der Fall ist, eine bevorzugt aus dem Ventilgehäuse 2 herausragende Handhabe 55 drehfest angebracht sein, die sich mit einer Hand ergreifen lässt, um manuell ein Drehmoment einzuleiten.
Nicht abgebildet sind Ausführungsbeispiele von Drosselventilen 1, bei denen die Drehbetätigung 45 des Stempelgliedes 37 durch Fremdenergie und insbesondere motorisch erzeugbar ist. Beispielsweise kann an dem Ventilgehäuse 2 eine elektromotorische oder elektromagnetische Antriebseinrichtung angebracht sein, die mit dem Stempelglied 37 in Antriebsverbindung steht.
Selbstverständlich kann das Stempelglied 37 auch so ausgebildet sein, dass seine Einstellbewegung 42 eine reine Linearbewegung ist, der keine Drehbewegung überlagert ist. Hierzu kann das Stempelglied 37 in der Gehäusedurchbrechung 34 beispielsweise axial verschiebbar gelagert sein.
In Abhängigkeit von der Richtung seiner Einstellbewegung 42 verlagert sich das Stempelglied 37 entweder in einer Beaufschlagungsrichtung 38a in Richtung zum Drosselglied 13 oder in einer entgegengesetzten Löserichtung 38b vom Drosselglied 13 weg. Bei einer Verlagerung in der Beaufschlagungsrichtung 38a drückt das Stempelglied 37 mit seiner Drückfläche 52 auf die erste Stirnseite 32 des Drosselgliedes 13, was ein axiales, das heißt in der Betätigungsrichtung 38 orientiertes Zusammendrücken des Drosselgliedes 13 zur Folge hat, weil sich das Drosselglied 13 andererseits mit seiner zweiten Stirnseite 33 an der bezüglich des Ventilgehäuses 2 ortsfesten Abstützfläche 27 abstützt.
Aufgrund der vorzugsweise vorhandenen Volumenkonstanz des Drosselgliedes 13 geht das axiale Komprimieren des Drosselgliedes 13 mit einer Querschnittsvergrößerung quer zu der Betätigungsrichtung 38 beziehungsweise insbesondere rechtwinkelig zu der Längsachse 24 einher. Die diametrale Aufweitung des Drosselgliedes 13 ist umso stärker, je stärker es axial zusammengedrückt wird. Dies hat zur Folge, dass der quer zur Längsachse 8 gemessene Querschnitt des Fluidkanals 3 im Bereich des Arbeitsabschnittes 22 umso mehr durch das Drosselglied 13 ausgefüllt wird, je stärker das Drosselglied 13 axial komprimiert wird.
Da der von dem Drosselglied 13 innerhalb des Arbeitsabschnittes 22 nicht ausgefüllte Bereich der Drosselkammer 7 den dem Fluid für ein Hindurchströmen zur Verfügung stehenden Strömungsquerschnitt vorgibt, leuchtet ein, dass durch variable Einstellung des axialen Kompressionsgrades des Drosselgliedes 13 der dem Fluid für ein Hindurchströmen durch den Fluidkanal 3 zur Verfügung stehende Strömungsquerschnitt und mithin die Drosselungsintensität variabel eingestellt werden kann.
Die geringste Drosselungsintensität liegt dann vor, wenn das Stempelglied 37 seine größte Entfernung von der Abstützfläche 27 einnimmt. Dies entspricht bei den Ausführungsbeispielen einer aus 2 bis 4 sowie 8 und 9 ersichtlichen Grundstellung des Stempelgliedes 37. Das Drosselglied 13 weist hierbei in seinem sich in dem Arbeitsabschnitt 22 der Drosselkammer 7 erstreckenden Längenabschnitt, der im Folgenden auch als Drosselabschnitt 56 bezeichnet sei, einen minimalen Außendurchmesser beziehungsweise Außenquerschnitt quer zu der Längsachse 24 auf. Der Außendurchmesser beziehungsweise Außenquerschnitt des Drosselabschnittes 56 ist insbesondere kleiner als der Innendurchmesser beziehungsweise der Querschnitt der Drosselkammer 7 in deren Arbeitsabschnitt 22. Auf diese Weise ergibt sich in der Drosselkammer 7 um den Drosselabschnitt 56 des Drosselgliedes 13 herum ein Ringraum 57, durch den das Fluid beim Hindurchströmen durch die Drosselkammer 7 hindurchtritt.
Wird das Stempelglied 37 ausgehend von der Grundstellung in der Beaufschlagungsrichtung 38a verlagert, nähert sich die erste Stirnseite 32 an die zweite Stirnseite 33 an, wobei sich das Drosselglied 13 in dem Drosselabschnitt 56 gleichzeitig radial aufweitet, so dass die bezüglich der Längsachse 16 radial gemessene Breite des Ringraumes 57 abnimmt und folglich die Drosselungsintensität zunimmt.
Bevorzugt ist das Drosselglied 13 in der aus 5 bis 7 ersichtlichen Weise durch die Beaufschlagung seitens des Stempelgliedes 37 so weit axial komprimierbar, dass es eine mit einer zumindest im Wesentlichen kreiszylindrischen Formgebung verbundene Schließstellung einnimmt, in der es nicht nur an den beiden Lagerabschnitten 23a, 23b, sondern auch an seinem Drosselabschnitt 56 mit seiner radial orientierten Mantelfläche unter Abdichtung an der Mantelfläche 17 der Drosselkammer 7 anliegt. Auf diese Weise ist der Kanalquerschnitt des Fluidkanals 3 innerhalb der Drosselkammer 7 von dem radial aufgeweiteten Drosselglied 13 vollständig ausgefüllt. Dadurch ist der Fluiddurchgang durch die Drosselkammer 7 und mithin durch den Fluidkanal 3, zumindest in der Richtung der Drosselströmung 14, abgesperrt.
Wie schon angedeutet, hat das Drosselglied 13 vorzugsweise eine bezüglich seiner Längsachse 24 rotationssymmetrische Formgebung. Das Drosselglied 13 ist darüber hinaus vorzugsweise so geformt, dass es zumindest in der oben erwähnten Grundstellung zwischen seien beiden Stirnseiten 32, 33, und insbesondere im Bereich des Drosselabschnittes 56 eine Taillierung aufweist und konzentrisch eingeschnürt ist. Die Gestaltung des Drosselgliedes 13 ist insbesondere mit derjenigen eines einschaligen Hyperboloids vergleichbar.
Wird das Drosselglied 13 ausgehend von seiner Grundstellung axial zusammengedrückt, verringert sich die Taillierung allmählich, bis sie wie beim Ausführungsbeispiel letztlich aufgehoben ist, wenn das Drosselglied 13 mit seiner peripheren Mantelfläche an der Mantelfläche 17 der Drosselkammer 7 zur Anlage gelangt.
Das Drosselglied 13 ist zweckmäßigerweise als gummielastisches Formteil ausgeführt, das im von außen her unbeaufschlagten, spannungsneutralen Ausgangszustand die oben erwähnte, konzentrisch taillierte Formgebung aufweist. Bevorzugt ist das Drosselglied 13 durch Spritzgießen aus einem Elastomermaterial hergestellt.
Vorzugsweise ergibt sich die in der Schließstellung gemäß 5 bis 7 angestrebte fluiddichte Abtrennung zwischen den beiden Kanalabschnitten 3a, 3b dadurch, dass das Drosselglied 13 mit zwei in seiner Umfangsrichtung beabstandet zueinander angeordneten ersten und zweiten Abdichtbereichen 58a, 58b an der Kanalwandung 28 des Fluidkanals 3 anliegt, wobei es sich exemplarisch um Umfangsabschnitte der Mantelfläche 17 der Drosselkammer 7 handelt. Die beiden Abdichtbereiche 58a, 58b haben zweckmäßigerweise jeweils die Gestalt eines Umfangsabschnittes einer Zylindermantelfläche.
Das Drosselglied 13 ist mit seinen beiden axialen Endabschnitten 25, 26 zweckmäßigerweise jeweils unter einer gewissen radialen Vorspannung im jeweils zugeordneten ersten beziehungsweise zweiten Lagerabschnitt 23a, 23b aufgenommen, so dass unabhängig vom axialen Kompressionsgrad des Drosselgliedes 13 ein zu der Längsachse 16 konzentrischer Dichtkontakt zwischen den radialen Außenflächen der Endabschnitte 25, 26 und der Mantelfläche 17 der Drosselkammer 7 axial beidseits des Arbeitsabschnittes 22 vorliegt. Auf diese Weise ergibt sich dort eine fluiddichte Abtrennung zwischen den beiden Kanalabschnitten 3a, 3b und außerdem zwischen der Drosselkammer 7 und der Außenfläche 35 des Ventilgehäuses 2. Die radiale Vorspannung zwischen dem ersten Endabschnitt 25 und der peripheren Wandung des ersten Lagerabschnittes 23a ist allerdings dahingehend begrenzt, dass der erste axiale Endabschnitt 25 zwecks axialer Verformung des Drosselgliedes 13 in der Drosselkammer 7 in der Betätigungsrichtung 38 axial beweglich ist.
Das Drosselglied 13 ist zweckmäßigerweise von einem sich in der Betätigungsrichtung 38 erstreckenden starren Bolzenelement 62 durchsetzt. Das Bolzenelement 62 ist zweckmäßigerweise koaxial in dem Drosselglied 13 angeordnet. Einerseits bildet das Bolzenelement 62 ein Versteifungselement, das ein Ausknicken in Querrichtung des Drosselgliedes 13 beim axialen Zusammendrücken verhindert. Andererseits fungiert das Bolzenelement 62 vorzugsweise auch als Bewegungsanschlag für das Stempelglied 37 zwecks Begrenzung der maximal möglichen axialen Kompression des Drosselgliedes 13.
Das Drosselglied 13 ist beim Ausführungsbeispiel von einer bohrungsartigen Durchgangsöffnung 63 axial durchsetzt, in der sich das Bolzenelement 62 axial erstreckt. Das Drosselglied 13 sitzt zweckmäßigerweise axial gleitverschieblich auf dem Bolzenelement 62, so dass es uneingeschränkt axial komprimierbar ist, auch wenn das Bolzenelement 62 in seiner axialen Richtung bezüglich des Ventilgehäuses 2 abgestützt ist.
Das Bolzenelement 62 hat zwei einander entgegengesetzte erste und zweite Endabschnitte 64a, 64b. Der erste Endabschnitt 64a befindet sich im Bereich der ersten Stirnseite 32 des Drosselgliedes 13, der zweite Endabschnitt 64b im Bereich der zweiten Stirnseite 33 des Drosselgliedes 13. Mit seinem zweiten Endabschnitt 64b stützt sich das Bolzenelement 62 an der Abstützfläche 27 der Drosselkammer 7 ab. Der zweite Endabschnitt 64b kann dabei insbesondere bündig mit der zweiten Stirnseite 33 des Drosselgliedes 13 abschließen.
Der erste Endabschnitt 64a des Bolzenelementes 62 ragt zweckmäßigerweise unabhängig von der eingestellten Drosselungsintensität des Drosselgliedes 13 axial ein Stückweit über die erste Stirnseite 32 des Drosselgliedes 13 hinaus. Der hinausragende erste Endabschnitt 64a taucht in eine zu der Drückfläche 52 hin offene Führungsausnehmung 65 des Stempelgliedes 37 axial gleitverschieblich ein. Die Führungsausnehmung 65 ist sacklochartig ausgebildet und gibt mit ihrer axialen Länge den möglichen Verstellbereich für das Stempelglied 37 in der Betätigungsrichtung 38 vor.
In der Grundstellung des Stempelgliedes 37 taucht das Bolzenelement 62 mit seinem ersten Endabschnitt 64a nur geringfügig in die Führungsausnehmung 65 ein. Die Eintauchtiefe nimmt zu, je weiter das Stempelglied 37 in Richtung der Abstützfläche 27 verstellt wird. Wenn das Drosselglied 13 in die Schließstellung verformt ist, liegt das Stempelglied 37 mit der axial orientierten Grundfläche der Führungsausnehmung 65 stirnseitig am ersten Endabschnitt 64a des Bolzenelementes 62 an und kann nicht mehr weiter an die Abstützfläche 27 angenähert werden. Auf diese Weise wird einem übermäßigen Verpressen oder gar Zerstören des aus einem gummielastischen Material bestehenden Drosselgliedes 13 entgegengewirkt.
Es folgt nun eine Beschreibung einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung und Anordnung des Rückschlagventils 15.
Dem Rückschlagventil 15 sind bei den Ausführungsbeispielen jeweils zwei Bypasskanäle 66 zugeordnet, die die Drosseleinrichtung 12 umgehen und denen jeweils gemeinsam das Rückschlagventil 15 zugeordnet ist.
Die beiden Bypasskanäle 66 erstrecken sich jeweils außerhalb der Drosselkammer 7 in der Längsrichtung des Fluidkanals 3 an der Drosselkammer 7 vorbei und münden jeweils einenends mit einer ersten Kanalmündung 66a in den ersten Kanalabschnitt 3a und andernends mit einer zweiten Kanalmündung 66b in den zweiten Kanalabschnitt 3b. Exemplarisch verlaufen die beiden Bypasskanäle 66 auf einander diametral entgegengesetzten Seiten der Drosselkammer 7 und sind insbesondere parallel zueinander ausgerichtet.
Vorzugsweise sind die Kanalmündungen 66a, 66b in der Längsrichtung des Fluidkanals 3 orientiert. Dementsprechend weisen die zum jeweils gleichen Bypasskanal 66 gehörenden ersten und zweiten Kanalmündungen 66a, 66b insbesondere in einander axial entgegengesetzte Richtungen.
Das Rückschlagventil 15 ist im Innern des ersten Kanalabschnittes 3a angeordnet. Dieser erste Kanalabschnitt 3a hat bevorzugt einen sich an die erste Innenmündung 18 anschließenden Längenabschnitt 3a' kleineren Durchmessers, an den sich mit einer Ringstufe axial ein Längenabschnitt 3a'' größeren Durchmessers anschließt. Die beiden ersten Kanalmündungen 66a der Bypasskanäle 66 münden im Bereich der Ringstufe in den Längenabschnitt 3a'' größeren Durchmessers des ersten Kanalabschnittes 3a ein.
Mithin ergibt sich in dem ersten Kanalabschnitt 3a eine dahingehende Konstellation, dass der Längenabschnitt 3a' kleineren Durchmessers von einer dem Längenabschnitt 3a'' größeren Durchmessers axial zugewandten Ringfläche 67 umrahmt ist. Diese Ringfläche sei im Folgenden auch als axiale Ringfläche 67 bezeichnet. Außerdem bildet der Längenabschnitt 3a'' größeren Durchmessers in dem sich an die ersten Kanalmündungen 66a anschließenden Bereich eine zu der Längsachse 8 koaxiale, nach radial innen orientierte Ringfläche, die im Folgenden zur besseren Unterscheidung als radiale Ringfläche 68 bezeichnet sei.
Die ersten Kanalmündungen 66a liegen in dem Bereich radial zwischen der axialen Ringfläche 67 und der diesbezüglich koaxialen radialen Ringfläche 68.
Das Rückschlagventil 15 ist ringförmig oder hülsenförmig ausgebildet und unter koaxialer Anordnung in dem ersten Kanalabschnitt 3a angeordnet. Es ist in der Lage, in dem zwischen der axialen Ringfläche 67 und der radialen Ringfläche 68 liegenden Bereich eine einen Fluiddurchgang verhindernde Dichtwirkung zu entfalten, sobald es von der Drosselströmung 14 angeströmt wird. Das über den ersten Kanalanschluss 4 zuströmende Fluid ist dann nicht in der Lage, zu den ersten Kanalmündungen 66a und damit in die Bypasskanäle 66 zu gelangen.
Bei entgegengesetzter Strömungsrichtung entsteht eine Entsperrwirkung bezüglich des Rückschlagventils 15. Ein an dem zweiten Kanalanschluss 5 zuströmendes Fluid kann ungehindert an den zweiten Kanalmündungen 66b in die Bypasskanäle 66 eintreten und unter Entsperrung des Rückschlagventils 15 im Bereich der ersten Kanalmündungen 66a in den zum ersten Kanalanschluss 4 führenden Längenabschnitt 3a'' größeren Durchmessers des ersten Kanalabschnittes 3a überströmen.
Bei beiden Ausführungsbeispielen basiert die Rückschlagfunktion des Rückschlagventils 15 auf einer partiell verformbaren oder beweglichen Rückschlaglippe 72, die unter koaxialer Anordnung im ersten Kanalabschnitt 3a platziert ist. Die Rückschlaglippe 72 hat einen ringförmigen, ortsfest am Ventilgehäuse 2 fixierten Befestigungsabschnitt 73 und einen diesbezüglich elastisch verformbaren und insbesondere gemäß Doppelpfeil 75 verschwenkbaren Rückschlagabschnitt 74.
Bei dem in 1 bis 7 illustrierten Ausführungsbeispiel ist die Rückschlaglippe 72 mit ihrem Rückschlagabschnitt 74 an der radialen Ringfläche 68 fixiert und liegt in der Schließstellung mit ihrem beweglichen Rückschlagabschnitt 74 an der axialen Ringfläche 67 an, die als axial orientierter Ventilsitz fungiert. Hier ergibt sich also eine axial dichtende Konstellation.
Eine umgekehrte Anordnung ist ebenfalls möglich, was anhand 8 und 9 illustriert ist. Hier ist die Rückschlaglippe 72 mit ihrem Befestigungsabschnitt 73 an einem die axiale Ringfläche 67 definierenden Tragabschnitt 76 des Ventilgehäuses 2 befestigt und ragt radial nach außen, wobei sie mit ihrem beweglichen Rückschlagabschnitt 74 an der als radial orientierter Ventilsitz fungierenden radialen Ringfläche 68 anliegt. Hier liegt also eine radial dichtende Konstellation vor.
Beim Auftreten einer Drosselströmung 14 wird der bewegliche Rückschlagabschnitt 74 beim Ausführungsbeispiel der 1 bis 7 an die axiale Ringfläche 67 dichtend angedrückt, während er beim Ausführungsbeispiel der 8 und 9 dichtend an die radiale Ringfläche 68 angedrückt wird. Bei einer entgegengesetzten Fluidströmung wird der bewegliche Rückschlagabschnitt 74 von der Rückseite her angeströmt, so dass er unter Ausführung der Schwenkbewegung 75 von der zugeordneten axialen oder radialen Ringfläche 67, 68 abhebt und dadurch die Bypasskanäle 66 für eine die Drosseleinrichtung 12 umgehende Fluidströmung freigibt.
Es versteht sich, dass dem Rückschlagventil 15 auch nur ein einziger Bypasskanal 66 oder mehr als zwei Bypasskanäle 66 zugeordnet sein können.
Bei einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Rückschlagventil 15 direkt in den Verlauf eines Bypasskanals eingeschaltet, der die beiden Kanalabschnitte 3a, 3b des Fluidkanals 3 verbindet. In diesem Zusammenhang sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung vor, dass die Rückschlaglippe 72 an dem zweiten Endabschnitt 64b des Bolzenelementes 62 angeordnet ist, das in diesem Fall zweckmäßigerweise axial über das Drosselglied 13 hinausragt.
Unabhängig vom Vorhandensein eines Rückschlagventils 15 kann das Drosselventil 1 so ausgebildet sein, dass der die Abstützfläche 27 definierende Abschnitt der Kanalwand 28 kein einstückiger Bestandteil des Ventilgehäuses 2 ist, sondern von einem in das Ventilgehäuse 2 eingesetzten Zusatzkörper gebildet ist, der in vorteilhafter Weise auch das Bolzenelement 62 bildet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 1450579 A1 [0002, 0003]
DE 8203362 U1 [0003]

Claims

Drosselventil, mit einem Ventilgehäuse (2), in dem ein Fluidkanal (3) verläuft, in den eine Drosseleinrichtung (12) eingeschaltet ist, die ein gummielastisch verformbares Drosselglied (13) aufweist, das sich in dem Fluidkanal (3) in einer zu dessen Längsrichtung quer verlaufenden Betätigungsrichtung (38) erstreckt und das zwei einander entgegengesetzt in der Betätigungsrichtung (38) orientierte erste und zweite Stirnseiten (32, 33) aufweist, wobei es an der ersten Stirnseite (32) durch ein Betätigungsglied der Drosseleinrichtung (12) beaufschlagbar und dadurch mit seiner zweiten Stirnseite (33) im gegenüberliegenden Bereich des Fluidkanals (3) an eine bezüglich des Ventilgehäuses (2) ortsfeste Abstützfläche (27) andrückbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsglied als Stempelglied (37) ausgebildet ist, durch das das Drosselglied (13) im sich mit der zweiten Stirnseite (33) an der Abstützfläche (27) abstützenden Zustand derart unterschiedlich stark in der Betätigungsrichtung (38) zusammendrückbar ist, dass es quer zu der Betätigungsrichtung (38) unterschiedliche Querschnittsabmessungen einnimmt und dadurch den Querschnitt des Fluidkanals (3) zur Vorgabe unterschiedlicher Drosselungsintensitäten unterschiedlich stark ausfüllt.
Drosselventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselglied (13) eine Längsgestalt mit zu der Betätigungsrichtung (38) paralleler Längsachse (24) aufweist, wobei es zweckmäßigerweise eine bezüglich seiner Längsachse (24) rotationssymmetrische Formgebung hat
Drosselventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselglied (13) zwischen seinen beiden Stirnseiten (32, 33) tailliert gestaltet ist und einen konzentrisch eingeschnürten Drosselabschnitt (56) aufweist, dessen Querschnitt durch in der Betätigungsrichtung (38) stattfindendes Zusammendrücken des Drosselgliedes (13) vergrößerbar ist, wobei das Drosselglied (13) zweckmäßigerweise nach Art eines einschaligen Hyperboloids gestaltet ist.
Drosselventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselglied (13) ein Formteil ist, das im in der Betätigungsrichtung (38) unbeaufschlagten Ausgangszustand eine konzentrisch taillierte Formgebung hat.
Drosselventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselglied (13) durch die Beaufschlagung des Stempelgliedes (37) in eine kreiszylindrische Schließstellung verformbar ist, in der es mit seiner radial orientierten Mantelfläche derart unter Abdichtung an der Kanalwand (28) des Fluidkanals (3) anliegt, dass dessen Kanalquerschnitt vollständig ausgefüllt ist.
Drosselventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselglied (13) in der Schließstellung mit zwei in seiner Umfangsrichtung zueinander beabstandeten Abdichtbereichen (58a, 58b) an der Kanalwand des Fluidkanals (3) anliegt, wobei diese Abdichtbereiche (58a, 58b) zweckmäßigerweise jeweils die Gestalt eines Umfangsabschnittes einer Zylindermantelfläche haben.
Drosselventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosseleinrichtung (12) eine im Verlauf des Fluidkanals (3) angeordnete Drosselkammer (7) mit einer zu der Betätigungsrichtung (38) parallelen Längsachse (16) aufweist, in der das Drosselglied (13) angeordnet ist und in die zwei aufeinanderfolgende Kanalabschnitte (3a, 3b) des Fluidkanals (3) an in der Umfangsrichtung der Drosselkammer (7) beabstandet zueinander angeordneten Umfangsbereichen einmünden, insbesondere an sich bezüglich der Längsachse (16) der Drosselkammer (7) diametral gegenüberliegenden Umfangsbereichen.
Drosselventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselkammer (7) eine kreiszylindrische Gestalt hat.
Drosselventil nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselkammer (7) einen Arbeitsabschnitt (22) aufweist, in den die beiden Kanalabschnitte (3a, 3b) des Fluidkanals (3) einmünden, und ferner über zwei den Arbeitsabschnitt (22) axial flankierende Lagerabschnitte (23a, 23b) verfügt, die sich auf einander diametral gegenüberliegenden Seiten des Fluidkanals (3) befinden und in die das Drosselglied (13) unabhängig von der eingestellten Drosselungsintensität jeweils mit einem axialen Endabschnitt (25, 26) eintaucht.
Drosselventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselglied (13) in dem einen Lagerabschnitt (23a) von dem Stempelglied (37) beaufschlagt ist und sich mit seiner entgegengesetzten zweiten Stirnseite (33) an einer die Abstützfläche (27) bildenden Grundfläche des anderen Lagerabschnittes (23b) abstützt.
Drosselventil nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselglied (13) mit seinen beiden Endabschnitten (25, 26) in den beiden Lagerabschnitten (23a, 23b) der Drosselkammer (7) jeweils unter radialer Vorspannung abgedichtet aufgenommen ist, wobei zumindest der von dem Stempelglied (37) beaufschlagte Endabschnitt (25) des Drosselgliedes (13) im zugeordneten Endabschnitt (25) der Drosselkammer (7) zwecks axialer Verformung des Drosselgliedes (13) axial verschiebbar ist.
Drosselventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Ventilgehäuse (2) mindestens ein die Drosseleinrichtung (12) umgehender Bypasskanal (66) angeordnet ist, dem ein eine Fluidströmung in nur einer Strömungsrichtung durchlassendes Rückschlagventil (15) zugeordnet ist.
Drosselventil nach Anspruch 12 in Verbindung mit einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Bypasskanal (66) zu der Drosselkammer (7) fluidisch parallelgeschaltet ist und mit den beiden in die Drosselkammer (7) einmündenden Kanalabschnitten (3a, 3b) des Fluidkanals (3) kommuniziert, wobei das Rückschlagventil (15) ringförmig oder hülsenförmig ausgebildet und unter koaxialer Anordnung in einem der beiden Kanalabschnitte (3a) angeordnet ist.
Drosselventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (15) eine zum zugeordneten Kanalabschnitt (3a) des Fluidkanals (3) konzentrische ringförmige Rückschlaglippe (72) mit einem unter Abdichtung ortsfest am Ventilgehäuse (2) fixierten Befestigungsabschnitt (73) und einem elastisch verformbaren Rückschlagabschnitt (74) aufweist, wobei der Rückschlagabschnitt (74) in einer Schließstellung des Rückschlagventils (15) durch Fluidkraft abhebbar an einer bezüglich der Längsachse (8) des Fluidkanals (3) axial oder radial orientierten ventilgehäusefesten Ringfläche (67, 68) unter Abdichtung anliegt.
Drosselventil nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Stempelglied (37) als durch Drehbetätigung (45) axial in der Betätigungsrichtung (38) bezüglich des Ventilgehäuses (2) verstellbares Schraubglied ausgebildet ist.
Drosselventil nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselglied (13) von einem sich in der Betätigungsrichtung (38) erstreckenden starren Bolzenelement (62) durchsetzt ist, das zweckmäßigerweise einen Bewegungsanschlag für das Stempelglied (37) bildet und dadurch eine maximale axiale Kompression des Drosselgliedes (13) vorgibt.