DE102018003754A1

DE102018003754A1 - Fluid Hubventil mit Schneckenhohlrad und Gewindespindel

Info

Publication number: DE102018003754A1
Application number: DE102018003754.2A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-05-11
Filing date: 2018-05-09
Publication date: 2018-11-15
Also published as: DE202017002504U1

Abstract

Durch seine Bauart kann das Fluid-Hubventil mit Schneckenhohlrad und Gewindespindel (FHSG) vielen technischen neuen Anforderungen vorteilhaft gerecht werden. Durch seine steife Ausführung mit selbsthemmendem Gewinde bleibt die Ventilstellung konstant auch bei schwankenden Fluid-Parametern. Dies ermöglicht gegenüber anderen Ventilbauarten einen kontinuierlichen sicheren Fluidstrom. Dieser kann unabhängig und autark von z.B. Druckschwankungen geregelt werden. Es kommt nicht wie bei anderen Ventiltypen zu einer nicht gewollten Zwangsöffnung bei überschreiten eines bestimmten Drucks. Durch die besondere Antriebsart des FHSG ist das Ventil leise und benötigt wenig Antriebsenergie zum Verstellen und halten einer Position. Druckstöße, Durchflußwiederstand und Strömungsgeräusche des FHSG sind Bauartbedingt auf sehr kleinem Niveau gegenüber anderen bekannten Ventilausführungen. Durch die magnetische Kraftübertragung mittels EC Motor bei dem FSHG sind nur statische Dichtungen im Einsatz. Dies hat Vorteile gegenüber dynamischen Dichtungen bei der Leckage und ein kleines Verstellmoment des FSHG. Durch das zwei Stufige Schneckengetrieb des FSHG lassen sich hohe Übersetzungen realisieren und damit kleine Antriebsmomente. So kann die Antriebsleistung des EC-Motors beim FSHG klein ausfallen.

Description

Fluid-Hubventile herkömmlicher Bauart werden meisten mittels elektrischem Hubmagnet betätigt. Die Magnetkraft wird zur Betätigung des Ventilverschlusskörpers genutzt. Bauartbedingt wird der Volumenstrom immer um 90° umgelenkt. Bei Überschreitung eines bestimmten Differenzdruckes bei geschlossenem Ventil wird dieses zwangsgeöffnet.
Die elektromagnetischen Fluid-Ventile haben im Wesentlichen die Aufgabe gegen einen bestehenden Druck oder eine Anströmung eines Fluids den Durchfluß abzusperren. Solche Aktuatoren werden in großer Zahl in allen Bereichen der Industrie eingesetzt. Die Aufgaben für zukünftige Fluidventile ist, den Durchfluß des Mediums auch bei Druckschwankungen genau zu Regeln. Die Antriebsleistung soll reduziert werden, insbesondere bei Erreichen der Ventil-Endlagen. Druckstöße durch schnelles schließen sollen vermieden werden. Der Durchflusswiederstand des Ventils sollte möglichst klein sein.
Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, das die neuen Anforderungen durch herkömmliche Magnethubventile nicht ohne weiteres durchsetzbar sind.
Dieses Problem wird den im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.
Mit der Erfindung wird erreicht, dass die Ventilspindel über ein Schneckenhohlrad mit Verstell-Innengewinde durch einen Bürstenlosen E-Motor mit Schnecke angetrieben wird. Dabei wird der Verstellweg über die Gewindesteigung der Spindel zurücklegt. Die Spindel ist selbsthemmend, Druckschwankungen haben keinen Einfluß auf das System.
Eine weitere vorteilhafte Eigenschaft der Erfindung ist, dass die Verstellkräfte des Motors über die Gewindespindel und den zweite Schneckenübersetzung sehr hoch sind. Es können große Differenzdrücke präzise bei kleinen elektrischen Antriebsleistungen abgesperrt werden. Durch eine 180° Stutzenanordnung mit großen konstanten Querschnitten gibt es kleine Strömungsverluste und Bauraumvorteile. Durch das gekapselte Getriebe ist dieses wirkungsvoll gegen Fremdkörper geschützt.
Eine weitere vorteilhafte Ausführung der Erfindung ist im Schutzanspruch 8 dargestellt. Die Membrane trennt zuverlässig den Fluidkreislauf zur Umwelt ab. Somit wird keine Leckage anfällige dynamische Dichtung zur Übertragung des Ventil-Antriebs benötigt.
Eine Ausführung der Erfindung wird mit Anhand der 1 bis 6 erläutert.

1 Aktuator, Ventil mit Weg-Sensorik, Schnitt Seite, offen
2 Aktuator, Ventil mit Weg-Sensorik, Schnitt unten, offen
3 Aktuator, Ventil mit Weg-Sensorik, Getriebe-Schnitt, EC-Disk-Motor
4, Aktuator, Ventil mit Weg-Sensorik, Getriebe-Schnitt, EC Innen-Motor
5, Aktuator, Ventil ohne Weg-Sensorik, Schnitt Seite, EC-Disk-Motor
6, Aktuator, Ventil ohne Weg-Sensorik, Getriebe-Schnitt, EC-Disk

Bezugszeichenliste

(1): Ventilsitzgehäuse
(2): Ventilspindel
(3): Sitz-Dichtung
(4): Gehäuse-Dichtung
(5): Schneckenhohlrad
(6): Disk-EC-Motor
(6a): EC-Motor
(7): Kontakte
(8): Führungssteggehäuse
(8a): Führungsgehäuse
(9): Einsatz
(10): Dichtprofil
(11): Lager
(12): Schnecke
(13): Welle
(14): Kombilager
(15): Magnetteller
(15a): Magnettopf
(15b): Magnetscheibe
(16): Dichtung Motor
(17): Membrane
(17a): Membranentopf
(20): Anschlussdraht
(21): Vergussmasse
(22): Sensor
(23): Stopfen
(24): Magnet

Claims

Fluid Hubventil mit Schneckenhohlrad und Gewindespindel Dadurch gekennzeichnet, dass das dass Schneckenhohlrad (5) Durchbrüche für den Fluidstrom aufweist.
Dichtprofil Schneckenhohlrad Dadurch gekennzeichnet, das dass Schneckenhohlrad (5) eine Dichtprofil (10) zum Abdichten des Getriebes aufweist. Die geometrische Form des Schneckenhohlrades (5) und das Dichtprofil (10) hindern Fremdkörper im Fluidstrom vorteilhaft daran, in das Getriebe einzudringen.
Lagerung des Schneckenhohlrades Dadurch gekennzeichnet, das dass Schneckenhohlrad (5) eine radiale und axiale Führung zur Abstützung des Antriebsmoment durch die Schnecke aufweist (12).
Schneckenhohlrad mit Elastohmehre-Einsatz Dadurch gekennzeichnet, das dass Schneckenhohlrad (5) einen Einsatz (9) aus einem Elastohmehrewerkstoff mit Innen-Gewinde aufweist.
Führungssteggehäuse mit Sensorinkaufnahme Dadurch gekennzeichnet, das dass der Sensor (22) zur Weg und Temperaturerfassung in einem Steg des Führungssteggehäuses (8) sitzt.
Ventil-Spindel mit Magnetaufnahme, Verschlussstopfen und Verdrehsicherung Dadurch gekennzeichnet, das die Ventilspindel (2) eine Bohrung zur Aufnahme eines Magneten (24) und eine Verdrehsicherung, z.B. eine oder mehrere Flächen am den Enden der Ventilspindel, sowie einen dichten Stopfen zum Verschließen der Bohrung aufweist.
Wellenlagerung mit Elastischen-Lagern Dadurch gekennzeichnet, das dass Lager (11) und das Kombilager (14) zur Lagerung der Welle (13) aus einem elastischen Werkstoff, z.B. EPDM mit Verdrehsicherung, z.B. eine Steg mit Nut im Führungsgehäuse (8 & 8a) aufweist.
Motor hermetisch abgetrennt über Membrane Dadurch gekennzeichnet, das die Motoren (6 & 6a) eine Membrane (17, 17a) zur Medienabtrennung aufweisen. Der Rotor des Motors (6, 6a) ist hier vorteilhaft kostengünstig als intrigierte Magnetkupplung (15, 15a) ausgeführt sind.
Gehäuse mit Sprung Dadurch gekennzeichnet, das dass Gehäuse größer wird im Bereich der Führungsrippen. Diese sind kegelig ausgeführt.