DE102021115048B4 - Ventilvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Ventilvorrichtung (10), insbesondere für eine Unterdruckhandhabungs- oder Unterdruckspannvorrichtung, umfassend:- eine erste Kammer (18) mit einem ersten Fluidanschluss (20) und mit wenigstens einer ersten Strömungsöffnung (22-1, 22-2, 22-3);- eine zweite Kammer (24) mit einem zweiten Fluidanschluss (26) und mit wenigstens einer zweiten Strömungsöffnung (28-1, 28-2, 28-3);- eine zwischen erster Kammer (18) und zweiter Kammer (24) angeordnete Drosseleinrichtung (16), welche einen Strömungspfad zwischen der wenigstens einen zweiten Strömungsöffnung (28-1, 28-2, 28-3) und der wenigstens einen ersten Strömungsöffnung (22-1, 22-2, 22-3) bereitstellt,wobei die Drosseleinrichtung (16) eine Mehrzahl von Drosselkanälen (44-1, 44-2, 44-3) umfasst, undwobei die Drosselkanäle (44-1, 44-2, 44-3) separat dem Strömungspfad derart zuschaltbar oder aus dem Strömungspfad wegschaltbar sind, dass ein effektiver Strömungsquerschnitt des Strömungspfades stufenweise veränderbar ist,wobei in jedem Drosselkanal (44-1, 44-2, 44-3) ein Ventilschließkörper angeordnet ist, welcher zum Verschließen des Drosselkanals (44-1, 44-2, 44-3) mit einem Ventilsitz (48) zusammenwirkt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Ventilvorrichtung mit Drosseleinrichtung, insbesondere für eine Unterdruckhandhabungs- oder Unterdruckspannvorrichtung.
  • Ventilvorrichtungen mit Drosseleinrichtung sind grundsätzlich bekannt und dienen insbesondere dazu, einen maximal zulässigen Luft-Volumenstrom entlang eines Strömungswegs zu begrenzen. Eine Begrenzung des Volumenstroms erfolgt üblicherweise dadurch, dass ein Strömungsquerschnitt des Strömungswegs in der Drosseleinrichtung verengt ist.
  • Solche Ventilvorrichtungen finden unter anderem in Unterdruckhandhabungsvorrichtungen Verwendung und werden dort beispielsweise eingesetzt, um beim Ansaugen von porösen Materialien einen Volumenstrom durch das poröse Material zu begrenzen. Hierbei ist es wünschenswert, einen maximal zulässigen Luft-Volumenstrom auf einfache Weise verändern zu können, beispielsweise um flexibel auf unterschiedliche Sauganforderungen - z.B. in Abhängigkeit eines anzusaugenden Gegenstands - reagieren zu können. Außerdem soll die Ventilvorrichtung oftmals in der jeweiligen Unterdruckhandhabungsvorrichtung, bspw. einem Sauggreifer, integriert verbaut werden. Daher sind eine kompakte Bauform und ein einfacher konstruktiver Aufbau wünschenswert.
  • Aus der DE 39 35 460 A1 ist ein Scheibenventil bekannt, in dessen Gehäuse zwei zueinander verschiebbare, mit Durchgangsöffnungen für ein Medium versehene Scheiben angeordnet sind, die aus einer Schließstellung, in der der Durchgang des Mediums blockiert ist, in eine Stellung verschoben werden können, in der die Öffnungen in den Scheiben zueinander ausgerichtet sind und fluchten und das Medium zu einer Ausgangsöffnung strömen kann. Ein weiteres Scheibenventil ist aus der US 2018/ 0 363 787 A1 bekannt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ventilvorrichtung bereitzustellen, mittels welcher ein maximal zulässiger Luft-Volumenstrom entlang eines Strömungswegs auf einfache Weise veränderbar ist und welche konstruktiv einfach und kompakt aufgebaut ist.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Ventilvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Die Ventilvorrichtung ist insbesondere zur Verwendung in einer Unterdruckhandhabungs- oder Unterdruckspannvorrichtung ausgebildet. Die Ventilvorrichtung umfasst eine erste Kammer mit einem ersten Fluidanschluss, insbesondere zur Verbindung mit einer Überdruck- oder Unterdruckversorgung. Insbesondere kann es sich bei der ersten Kammer um eine Unterdruckversorgungskammer handeln. Die erste Kammer umfasst wenigstens eine erste Strömungsöffnung, insbesondere zum Ansaugen von Luft.
  • Die Ventilvorrichtung umfasst außerdem eine zweite Kammer mit einem zweiten Fluidanschluss, insbesondere zur Verbindung mit einer Unterdruckhandhabungs- oder Unterdruckspannvorrichtung. Insbesondere kann es sich bei dem zweiten Fluidanschluss um einen Sauganschluss zum Ansaugen von Luft handeln. Insofern kann es sich bei der zweiten Kammer insbesondere um eine Ansaugkammer handeln. Die zweite Kammer umfasst außerdem wenigstens eine zweite Strömungsöffnung, insbesondere zum Auslass von Luft.
  • Die Ventilvorrichtung umfasst außerdem eine Drosseleinrichtung, welche zwischen erster Kammer und zweiter Kammer angeordnet ist. Die Drosseleinrichtung stellt einen Strömungspfad zwischen der wenigstens einen zweiten Strömungsöffnung und der wenigstens einen ersten Strömungsöffnung bereit. Insbesondere kann die Drosseleinrichtung einen Strömungspfad von der wenigstens einen zweiten Strömungsöffnung zu der wenigstens einen ersten Strömungsöffnung bereitstellen.
  • Die Drosseleinrichtung umfasst eine Mehrzahl von, insbesondere separat ausgebildeten, Drosselkanälen. Die Drosseleinrichtung ist derart ausgebildet, dass die Drosselkanäle separat dem Strömungspfad derart zuschaltbar oder aus dem Strömungspfad wegschaltbar sind, dass ein effektiver Strömungsquerschnitt des Strömungspfades stufenweise veränderbar ist. Insbesondere ist ein effektiver Strömungsquerschnitt stufenweise vergrößerbar oder verkleinerbar, insbesondere einstellbar.
  • Mit anderen Worten ist durch separates Zuschalten bzw. Wegschalten der Drosselkanäle ein Strömungswiderstand zwischen erster Kammer und zweiter Kammer stufenweise veränderbar. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht es, einen maximal zulässigen Luft-Volumenstrom zwischen erstem Fluidanschluss und zweitem Fluidanschluss auf einfache Weise verkleinern oder vergrößern zu können, und zwar ohne dass hierzu die Ventilvorrichtung ausgetauscht werden muss.
  • Es ist möglich, dass alle Drosselkanäle denselben Strömungsquerschnitt aufweisen. Dann erhöht sich ein effektiver Strömungsquerschnitt bei einem sequentiellen Zuschalten der Drosselkanäle jeweils um den gleichen Betrag. Es ist auch möglich, dass zumindest eine Teilmenge der Drosselkanäle voneinander abweichende Strömungsquerschnitte aufweist. Dann erhöht sich ein effektiver Strömungsquerschnitt bei einem sequentiellen Zuschalten der Strömungskanäle jeweils um einen unterschiedlichen Betrag. Die Drosselkanäle sind insbesondere parallel zu einer von dem ersten Fluidanschluss zu dem zweiten Fluidanschluss verlaufenden Strömungsrichtung angeordnet.
  • Die wenigstens eine zweite Strömungsöffnung und die wenigstens eine erste Strömungsöffnung können den gleichen Öffnungsquerschnitt aufweisen. Es ist jedoch auch möglich, dass die wenigstens eine zweite Strömungsöffnung und die wenigstens eine erste Strömungsöffnung unterschiedliche Öffnungsquerschnitte aufweisen. Insbesondere kann die wenigstens eine zweite Strömungsöffnung einen größeren Öffnungsquerschnitt aufweisen als die wenigstens eine erste Strömungsöffnung.
  • Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung kann jeder Drosselkanal Teil einer jeweiligen Ventileinheit sein. Insofern kann die Drosseleinrichtung insbesondere eine Mehrzahl von Ventileinheiten umfassen, welche separat zu- oder wegschaltbar sind.
  • Bei den Ventileinheiten kann es sich insbesondere um solche Ventileinheiten handeln, die bei hohem Volumenstrom selbsttätig schließen und so beispielsweise eine unerwünschte Leckage verhindern. Erfindungsgemäß ist in jedem Drosselkanal ein Ventilschließkörper angeordnet, welcher zum Verschließen des Drosselkanals mit einem Ventilsitz zusammenwirkt. Insbesondere ist der Ventilschließkörper in einem Abschnitt des Drosselkanals derart geführt, dass der Ventilschließkörper von einem Strömungsimpuls einer Strömung durch den Drosselkanal mitgerissen und gegen den Ventilsitz verlagert wird, wenn die Strömung einen Schwellwert überschreitet. Der Ventilsitz kann beispielsweise in dem Drosselkanal bereitgestellt sein.
  • Besonders vorteilhaft ist, wenn jeder Drosselkanal Teil einer jeweiligen Kugelventileinheit ist. Insofern kann der Ventilschließkörper insbesondere als Kugel ausgebildet sein.
  • Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung kann die Drosseleinrichtung eine Ventilscheibe umfassen, welche die Drosselkanäle bereitstellt. Die Ventilscheibe ist insbesondere zwischen erster Kammer und zweiter Kammer angeordnet und um eine Drehachse drehbar ausgebildet. Insbesondere sind die Drosselkanäle zu der Drehachse radial beabstandet angeordnet. Die Ventilscheibe ist insbesondere derart ausgebildet, dass durch Drehen der Ventilscheibe um die Drehachse die Drosselkanäle selektiv dem Strömungspfad zuschaltbar oder aus dem Strömungspfad wegschaltbar sind und somit ein effektiver Strömungsquerschnitt stufenweise vergrößerbar oder verkleinerbar ist. Vorzugsweise ist die Ventilscheibe derart ausgebildet, dass die Drosselkanäle selektiv mit der wenigstens einen zweiten Strömungsöffnung und der wenigstens einen ersten Strömungsöffnung in bzw. außer Strömungsverbindung bringbar sind. Insofern kann in Abhängigkeit einer Drehlage der Ventilscheibe eine Anzahl an „aktiven“, also zum Strömungspfad beitragenden Drosselkanälen, erhöht oder erniedrigt werden und somit ein maximal zulässiger Luft-Volumenstrom stufenweise vergrößert oder verkleinert werden. Eine solche Ausgestaltung mit Ventilscheibe ermöglicht eine besonders kompakte Bauform der Ventilvorrichtung. Vorzugsweise erstrecken sich die Drosselkanäle parallel zu der Drehachse.
  • Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn die wenigstens eine zweite Strömungsöffnung und die wenigstens eine erste Strömungsöffnung entlang einer Strömungsachse fluchten. Dann kann die Ventilscheibe insbesondere derart ausgebildet sein, dass in Abhängigkeit einer Drehlage der Ventilscheibe um die Drehachse eine Teilmenge der Drosselkanäle oder alle Drosselkanäle mit der wenigstens einen zweiten Strömungsöffnung und der wenigstens einen ersten Strömungsöffnung zur Ausbildung einer Strömungsverbindung entlang der Strömungsachse fluchten. Im vorliegenden Zusammenhang meint Fluchten nicht, dass die wenigstens eine erste Strömungsöffnung und die wenigstens eine zweite Strömungsöffnung sowie die Drosselkanäle zwangsweise denselben Öffnungsquerschnitt aufweisen müssen. Insbesondere verläuft die Strömungsachse parallel zu der Drehachse.
  • Es ist grundsätzlich denkbar, dass die Drosselkanäle durch vorstehend erläuterte Ventileinheiten bereitgestellt sind und diese Ventileinheiten als separate Baueinheiten in die Ventilscheibe eingesetzt sind. Insofern kann die Ventilscheibe insbesondere einen Träger für die Ventileinheiten bilden. Beispielsweise ist es denkbar, dass die Ventilscheibe entsprechende Aussparungen zur Aufnahme von Ventileinheiten aufweist.
  • Es ist auch denkbar, dass die Drosselkanäle durch Durchgänge in der Ventilscheibe selbst gebildet sind. Insofern kann die Ventilscheibe insbesondere sie in Strömungsrichtung durchsetzende Aussparungen aufweisen, beispielsweise in Form von entsprechenden Bohrungen. Eine solche Ventilvorrichtung ist besonders kompakt aufgebaut und lässt sich auf einfache und kostengünstige Weise fertigen. Insbesondere kann dann ein Ventilsitz durch einen Anlageabschnitt der Ventilscheibe bereitgestellt sein. Vorzugsweise erstrecken sich die Durchgänge parallel zu der Drehachse.
  • Um einen Luftfluss von der wenigstens einen zweiten Strömungsöffnung zu der wenigstens einen ersten Strömungsöffnung bei Bedarf vollständig unterbinden zu können, kann es vorteilhaft sein, wenn die Ventilscheibe derart ausgebildet ist, dass sie in eine Sperrstellung drehbar ist, in welcher die wenigstens eine erste Strömungsöffnung und die wenigstens eine zweite Strömungsöffnung durch die Ventilscheibe abgedichtet sind. Zu diesem Zweck kann die Ventilscheibe in einem Sperrabschnitt, insbesondere in einem Winkelbereich um die Drehachse, keine Drosselkanäle aufweisen.
  • Im Rahmen einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die erste Kammer von einem ersten Gehäuseabschnitt umgrenzt sein und die zweite Kammer von einem zweiten Gehäuseabschnitt umgrenzt sein. Insbesondere sind der erste Gehäuseabschnitt und der zweite Gehäuseabschnitt separat voneinander ausgebildet. Dann kann es insbesondere vorteilhaft sein, wenn die Ventilscheibe zwischen dem ersten und dem zweiten Gehäuseabschnitt angeordnet ist und an diesen um die Drehachse verdrehbar gelagert ist. Eine solche Ventilvorrichtung weist eine besonders kompakte Bauform auf und ist einfach in der Handhabung.
  • Zur Abdichtung zwischen Ventilscheibe und erstem bzw. zweitem Gehäuseabschnitt kann insbesondere eine entsprechend ausgebildete Dichteinrichtung vorgesehen sein. Beispielsweise kann die Ventilscheibe über einen jeweiligen Dichtring gegenüber dem ersten bzw. zweiten Gehäuseabschnitt abgedichtet sein. Dann können der erste und der zweite Gehäuseabschnitt jeweils eine entsprechende Aufnahme für einen Dichtring aufweisen.
  • Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn die Ventilscheibe wenigstens eine, insbesondere kreis-ringausschnittförmige, Führungsöffnung aufweist, welche dazu ausgebildet ist, mit einem Führungsbolzen zusammenzuwirken. Insbesondere kann die Führungsöffnung eine der Anzahl der Drosselkanäle entsprechende Anzahl von Rastpositionen für den Führungsbolzen bereitstellen. Die Rastpositionen definieren insbesondere diskrete Drehlagen der Ventilscheibe um die Drehachse, in welchen Drehlagen eine bestimmte Anzahl der Drosselkanäle zu- bzw. weggeschaltet ist. Insbesondere wirken Führungsöffnung und Führungsbolzen derart zusammen, dass die Ventilscheibe in diskreten Drehlagen um die Drehachse drehfest fixierbar ist. Beispielsweise ist es denkbar, dass die wenigstens eine Führungsöffnung an den Rastpositionen Rastvorsprünge aufweist, an welchen der Führungsbolzen lösbar, insbesondere klemmend, festlegbar ist.
  • Bei einer konstruktiv einfachen und kompakten Ausgestaltung der Ventilvorrichtung kann der Führungsbolzen insbesondere Teile einer Axialsicherung sein, welche entlang der Drehachse wirksam ist und zur Verbindung des ersten Gehäuseabschnitts, der Ventilscheibe und des zweiten Gehäuseabschnitts ausgebildet ist. Insbesondere kann der Führungsbolzen Teil einer Schraub- oder Steckverbindung sein. Es ist bspw. denkbar, dass der Führungsbolzen durch den Schaft einer den ersten Gehäuseabschnitt, die Ventilscheibe und den zweiten Gehäuseabschnitt durchsetzenden Schraube bereitgestellt ist.
  • Es ist grundsätzlich möglich, dass nur eine erste Strömungsöffnung in der ersten Kammer und/oder nur eine zweite Strömungsöffnung in der zweiten Kammer vorgesehen ist. Dann weisen die erste Strömungsöffnung und die zweite Strömungsöffnung insbesondere einen Öffnungsquerschnitt auf, welcher größer ist als ein Öffnungsquerschnitt eines jeweiligen Drosselkanals, insbesondere größer als die Summe der Öffnungsquerschnitte aller Drosselkanäle. Beispielsweise kann ein effektiver Strömungsquerschnitt des Strömungspfads dann dadurch vergrößert werden, dass die Drosselkanäle sequenziell mit der einen zweiten Strömungsöffnung und der einen ersten Strömungsöffnung zum fluchten gebracht werden.
  • Es ist auch möglich, dass eine Mehrzahl von zweiten Strömungsöffnungen in der zweiten Kammer und eine korrespondierende Anzahl von ersten Strömungsöffnungen in der ersten Kammer vorgesehen ist. Dann ist eine erste Strömungsöffnung insbesondere jeweils einer korrespondierenden zweiten Strömungsöffnung zugeordnet und fluchtet mit dieser entlang einer Strömungsachse. Vorzugsweise ist dann auch eine korrespondierende Anzahl von Drosselkanälen vorgesehen. Bei einer solchen Ausgestaltung kann eine Minimalöffnungsstellung der Drosseleinrichtung beispielsweise darin bestehen, dass nur ein Drosselkanal mit der ihm zugeordneten ersten Strömungsöffnung und der korrespondierenden zweiten Strömungsöffnung fluchtet. Eine Maximalöffnungsstellung kann beispielsweise darin bestehen, dass alle Drosselkanäle mit denen ihnen jeweils zugeordneten ersten Strömungsöffnungen und zweiten Strömungsöffnungen fluchten.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • 1 skizzierte Darstellung einer Ausgestaltung der Ventilvorrichtung in einer ersten Explosionsansicht;
    • 2 skizzierte Darstellung der Ventilvorrichtung gemäß 2 in einer zweiten Explosionsansicht; und
    • 3 skizzierte Darstellung einer Ventilscheibe der Ventilvorrichtung gemäß 1 in einer perspektivischen Ansicht.
  • In der nachfolgenden Beschreibung sowie in den Figuren sind für identische oder einander entsprechende Merkmale jeweils dieselben Bezugszeichen verwendet.
  • Die 1 zeigt in einer Explosionsdarstellung eine Ausgestaltung einer Ventilvorrichtung, welche insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet ist. Die Ventilvorrichtung 10 umfasst einen ersten Gehäuseabschnitt 12, einen zweiten Gehäuseabschnitt 14 und eine dazwischen angeordnete Drosseleinrichtung 16.
  • Der erste Gehäuseabschnitt 12 begrenzt eine innenliegende erste Kammer 18 (vgl. 2), welche einen ersten Fluidanschluss 20 aufweist, bspw. zur Verbindung mit einer Unterdruck- oder Überdruckversorgung. Wie aus 2 ersichtlich, weist die erste Kammer 18 eine Mehrzahl, in dem dargestellten Beispiel drei, erste Strömungsöffnungen 22-1, 22-2, 22-3, z.B. zum Ansaugen von Luft, auf. Beispielhaft sind die ersten Strömungsöffnungen 22-1, 22-2, 22-3 durch entsprechende Aussparungen in dem ersten Gehäuseabschnitt 12 gebildet.
  • Der zweite Gehäuseabschnitt 14 begrenzt eine innenliegende zweite Kammer 24 (vgl. 1). Wie in 2 gezeigt, umfasst die zweite Kammer 24 einen zweiten Fluidanschluss 26, bspw. zur Verbindung mit einer Unterdruckhandhabungsvorrichtung (nicht dargestellt). Die zweite Kammer 24 weist eine Mehrzahl, in dem dargestellten Beispiel drei, zweite Strömungsöffnungen 28-1, 28-2, 28-3 auf, welche beispielhaft durch entsprechende Aussparungen in dem zweiten Gehäuseabschnitt 14 gebildet sind.
  • In dem dargestellten Beispiel sind die ersten Strömungsöffnungen 22-1, 22-2, 22-3 der ersten Kammer 18 und die zweiten Strömungsöffnungen 28-1, 28-2, 28-3 der zweiten Kammer 24 derart angeordnet, dass jede erste Strömungsöffnung 22-1, 22-2, 22-3 mit einer ihr zugeordneten zweiten Strömungsöffnung 28-1, 28-2, 28-3 entlang einer jeweiligen Strömungsachse 30 (in 1 beispielhaft nur für die zweite Strömungsöffnung 26-3 eingezeichnet) fluchtet. Bei nicht dargestellten Ausführungsformen ist es auch möglich, dass nur eine erste Strömungsöffnung und/oder nur eine zweite Strömungsöffnung vorgesehen ist.
  • Die Drosseleinrichtung 16 ist dazu ausgebildet, einen Strömungswiderstand, insbesondere einen maximal zulässigen Luft-Volumenstrom, zwischen zweitem Fluidanschluss 26 und erstem Fluidanschluss 20 stufenweise verändern zu können. Die Drosseleinrichtung 16 weist in dem dargestellten Beispiel eine Ventilscheibe 32 auf, welche zwischen dem ersten Gehäuseabschnitt 12 und dem zweiten Gehäuseabschnitt 14 angeordnet ist. Die Ventilscheibe 32 ist um eine zentrale Drehachse 34 drehbar. Beispielhaft ist die Ventilscheibe 32 an dem ersten Gehäuseabschnitt 12 und dem zweiten Gehäuseabschnitt 14 um die Drehachse 34 drehbar gelagert.
  • Wie aus 1 ersichtlich, weisen die Gehäuseabschnitte 12, 14 und die Ventilscheibe 32 beispielhaft entlang der Drehachse betrachtet die gleiche Außenkontur auf. Insofern bilden die Gehäuseabschnitte 12, 14 und die Ventilscheibe 32 im verbundenen Zustand eine gemeinsame Außenkontur. Bei nicht dargestellten Ausgestaltungen ist es auch möglich, dass die Ventilscheibe 32 innerhalb eines dritten Gehäuseabschnitts angeordnet ist, welcher zwischen dem ersten Gehäuseabschnitt 12 und dem zweiten Gehäuseabschnitt 14 angeordnet ist.
  • Die Ventilscheibe 32 weist eine Mehrzahl von Durchgängen 36-1, 36-2, 36-3 auf, welche die Ventilscheibe 32 von einer dem ersten Gehäuseabschnitt 12 zugewandten Oberseite 38 zu einer dem zweiten Gehäuseabschnitt 14 zugewandten Unterseite 40 durchsetzen. In dem dargestellten Beispiel weist die Ventilscheibe 32 - der Anzahl an ersten Strömungsöffnungen 22-1, 22-2, 22-3 und zweiten Strömungsöffnungen 28-1, 28-2, 28-3 entsprechend - drei Durchgänge 36-1, 36-2, 36-3 auf. Bei nicht dargestellten Ausgestaltungen können jedoch auch weniger oder mehr Durchgänge 36-1, 36-2, 36-3 vorgesehen sein. Wie in 3 gezeigt, weist die Ventilscheibe 32 in einem Sperrabschnitt 42 keine Durchgänge auf.
  • Die Durchgänge 36-1, 36-2, 36-3 in der Ventilscheibe 32 bilden Drosselkanäle 44-1, 44-2, 44-3, welche in Abhängigkeit einer Drehlage der Ventilscheibe 32 um die Drehachse 34 einen Strömungspfad zwischen der ersten Kammer 18 und der zweiten Kammer 24 bereitstellen können. Die Durchgänge 36-1, 36-2, 36-3 sind derart angeordnet, dass durch Drehen der Ventilscheibe 32 um die Drehachse 34 die Durchgänge 36-1, 36-2, 36-3 (bzw. die Drosselkanäle 44-1, 44-2, 44-3) sequentiell mit den ersten Strömungsöffnungen 22-1, 22-2, 22-3 und den zweiten Strömungsöffnungen 28-1, 28-2, 28-3 zum fluchten bringbar sind. Auf diese Weise ist ein effektiver Strömungsquerschnitt zwischen der ersten Kammer 18 und der zweiten Kammer 24 stufenweise veränderbar.
  • Die 1 und 2 zeigen die Ventilscheibe 32 in einer beispielhaften Drehlage, bei der nur ein Durchgang 36-1 mit einer ersten Strömungsöffnung 22-3 und einer zweiten Strömungsöffnung 28-3 fluchtet. Die anderen ersten Strömungsöffnungen 22-1, 22-2 bzw. zweiten Strömungsöffnungen 28-1, 28-2 sind durch die Ventilscheibe 32 bzw. den Sperrabschnitt 42 abgedichtet. Von dieser Konfiguration ausgehend kann die Ventilscheibe 32 - zur Erhöhung eines effektiven Strömungsquerschnitts - in 1 und 2 im Uhrzeigersinn um die Drehachse 34 weitergedreht werden, bis der Durchgang 36-1 mit der zweiten Strömungsöffnung 28-2 bzw. der ersten Strömungsöffnung 22-2 und der Durchgang 36-2 mit der zweiten Strömungsöffnung 28-3 bzw. der ersten Strömungsöffnung 22-3 fluchtet. Dann kann Luft durch beide Durchgänge 36-1, 36-2 bzw. Drosselkanäle 44-1, 44-2 zwischen zweiter Kammer 24 und erster Kammer 18 strömen. Insofern stellen dann beide Drosselkanäle 44-1, 44-2 jeweils anteilig den Strömungspfad zwischen zweiter Kammer 24 und erster Kammer 18 bereit.
  • Zur Abdichtung der Ventilscheibe 32 gegenüber dem ersten und zweiten Gehäuseabschnitt 12, 14 ist eine Dichteinrichtung (nicht dargestellt) vorgesehen. Beispielhaft kann die Ventilscheibe 32 jeweils über einen Dichtring, insbesondere einen O-Ring, gegenüber dem ersten Gehäuseabschnitt 12 und dem zweiten Gehäuseabschnitt 14 abgedichtet sein. Zu diesem Zweck weisen in dem dargestellten Beispiel der erste Gehäuseabschnitt 12 und der zweite Gehäuseabschnitt 14 jeweils eine umlaufende Nut 45 zur Aufnahme eines Dichtrings auf.
  • Im Rahmen einer vorteilhaften Ausgestaltung kann in den Drosselkanälen 44-1, 44-2, 44-3 bzw. in den Durchgängen 36-1, 36-2, 36-3 jeweils ein Ventilschließkörper (nicht dargestellt) angeordnet sein, welcher zum Verschließen des jeweiligen Drosselkanals 44-1, 44-2, 44-3 mit einem Ventilsitz zusammenwirken kann. Der Ventilsitz ist insbesondere in der Ventilscheibe 32 ausgebildet, beispielhaft in dem jeweiligen Durchgang 36-1, 36-2, 36-3. Insofern bildet jeder Drosselkanal 44-1, 44-2, 44-3 mit dem Ventilschließkörper eine Ventileinheit. Beispielhaft und bevorzugt ist der Ventilschließkörper in Form einer Kugel ausgebildet.
  • Wie in 3 gezeigt, ist in den Durchgängen 36-1, 36-2, 36-3 beispielhaft jeweils ein Anlageabschnitt 46 für einen Ventilschließkörper ausgebildet. Der Anlageabschnitt 46 kann als Verliersicherung für den Ventilkörper dienen. Der Anlageabschnitt 46 kann auch einen Ventilsitz 48 für den Ventilschließkörper bilden.
  • Es ist grundsätzlich auch möglich, dass die Durchgänge 36-1, 36-2, 36-3 jeweils eine Aufnahme für separat ausgebildete Ventileinheiten (nicht dargestellt) bilden. Insofern kann die Ventilscheibe 32 als Träger für die Ventileinheiten dienen. Beispielhaft und bevorzugt kann es sich bei den Ventileinheiten um Kugelventileinheiten handeln
  • Wie aus 1 ersichtlich, weist die Ventilscheibe 32 in dem dargestellten Beispiel zwei kreis-ringabschnittsförmig Führungsöffnungen 50 auf, welche die Ventilscheibe 32 von der Oberseite 38 bis zur Unterseite 40 durchsetzen. Die Führungsöffnungen 50 wirken jeweils mit einem Führungsbolzen 52 zusammen. Die Führungsbolzen 52 sind beispielhaft und bevorzugt Teil einer entlang der Drehachse 34 wirksamen Axialsicherung 54 zur Verbindung des ersten Gehäuseabschnitts 12, der Ventilscheibe 32 und des zweiten Gehäuseabschnitts 14. Beispielhaft ist der jeweilige Führungsbolzen 52 durch den Schaft 56 einer den ersten Gehäuseabschnitt 12, die Ventilscheibe 32 und den zweiten Gehäuseabschnitt 14 durchsetzenden Schraube 58 gebildet. Zu diesem Zweck weisen der erste Gehäuseabschnitt 12 und der zweite Gehäuseabschnitt 14 entsprechende Schraubenaufnahmen 60 zur Aufnahme der Schrauben 58 auf.
  • Wie in 3 gezeigt, sind in den Führungsöffnungen 50 an vorgegebenen Positionen Rastnasen 62 vorgesehen, welche Rastpositionen 64-1, 64-2, 64-3 für den jeweiligen Führungsbolzen 52 definieren. Beispielhaft sind die Rastnasen 62 derart ausgebildet, dass der Führungsbolzen 52 zwischen den Rastnasen 62 einer Rastposition 64-1, 64-2, 64-3 lösbar, insbesondere klemmend, festlegbar ist. Die Rastpositionen 64-1, 64-2, 64-3 definieren dabei diskrete Drehlagen der Ventilscheibe 32 um die Drehachse 34 bei denen ein, zwei, oder alle drei Drosselkanäle 44-1, 44-2, 44-3 mit einer entsprechenden Anzahl an ersten Strömungsöffnungen 22-1, 22-2, 22-3 und zweiten Strömungsöffnungen 28-1, 28-2, 28-3 fluchten.

Claims (10)

  1. Ventilvorrichtung (10), insbesondere für eine Unterdruckhandhabungs- oder Unterdruckspannvorrichtung, umfassend: - eine erste Kammer (18) mit einem ersten Fluidanschluss (20) und mit wenigstens einer ersten Strömungsöffnung (22-1, 22-2, 22-3); - eine zweite Kammer (24) mit einem zweiten Fluidanschluss (26) und mit wenigstens einer zweiten Strömungsöffnung (28-1, 28-2, 28-3); - eine zwischen erster Kammer (18) und zweiter Kammer (24) angeordnete Drosseleinrichtung (16), welche einen Strömungspfad zwischen der wenigstens einen zweiten Strömungsöffnung (28-1, 28-2, 28-3) und der wenigstens einen ersten Strömungsöffnung (22-1, 22-2, 22-3) bereitstellt, wobei die Drosseleinrichtung (16) eine Mehrzahl von Drosselkanälen (44-1, 44-2, 44-3) umfasst, und wobei die Drosselkanäle (44-1, 44-2, 44-3) separat dem Strömungspfad derart zuschaltbar oder aus dem Strömungspfad wegschaltbar sind, dass ein effektiver Strömungsquerschnitt des Strömungspfades stufenweise veränderbar ist, wobei in jedem Drosselkanal (44-1, 44-2, 44-3) ein Ventilschließkörper angeordnet ist, welcher zum Verschließen des Drosselkanals (44-1, 44-2, 44-3) mit einem Ventilsitz (48) zusammenwirkt.
  2. Ventilvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei jeder Drosselkanal (44-1, 44-2, 44-3) Teil einer jeweiligen Ventileinheit, insbesondere Kugelventileinheit, ist.
  3. Ventilvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Ventilschließkörper als Kugel ausgebildet ist.
  4. Ventilvorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Drosseleinrichtung (16) eine Ventilscheibe (32) umfasst, welche die Drosselkanäle (44-1, 44-2, 44-3) bereitstellt, wobei die Ventilscheibe (32) um eine Drehachse (34) drehbar ist, wobei die Ventilscheibe (32) derart ausgebildet ist, dass durch Drehen der Ventilscheibe (32) um die Drehachse (34) die Drosselkanäle (44-1, 44-2, 44-3) selektiv dem Strömungspfad zuschaltbar oder aus dem Strömungspfad wegschaltbar sind.
  5. Ventilvorrichtung (10) nach Anspruch 4, wobei die wenigstens eine zweite Strömungsöffnung (28-1, 28-2, 28-3) und die wenigstens eine erste Strömungsöffnung (22-1, 22-2, 22-3) entlang einer Strömungsachse (30) fluchten, wobei die Ventilscheibe (32) derart ausgebildet ist, dass in Abhängigkeit einer Drehlage der Ventilscheibe (32) eine Teilmenge der Drosselkanäle (44-1, 44-2, 44-3) oder alle Drosselkanäle (44-1, 44-2, 44-3) mit der wenigstens einen zweiten Strömungsöffnung (28-1, 28-2, 28-3) und der wenigstens einen ersten Strömungsöffnung (22-1, 22-2, 22-3) entlang der Strömungsachse (30) fluchten.
  6. Ventilvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei die Drosselkanäle (44-1, 44-2, 44-3) durch Durchgänge (36-1, 36-2, 36-3) in der Ventilscheibe (32) gebildet sind.
  7. Ventilvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Ventilscheibe (32) in einem Sperrabschnitt (42) keine Drosselkanäle (44-1, 44-2, 44-3) aufweist, derart, dass die Ventilscheibe (32) in eine Sperrstellung drehbar ist, in welcher die wenigstens eine erste Strömungsöffnung (22-1, 22-2, 22-3) und die wenigstens eine zweite Strömungsöffnung (28-1, 28-2, 28-3) durch die Ventilscheibe (32) abgedichtet sind.
  8. Ventilvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die erste Kammer (18) von einem ersten Gehäuseabschnitt (12) umgrenzt ist und wobei die zweite Kammer (24) von einem zweiten Gehäuseabschnitt (14) umgrenzt ist, wobei die Ventilscheibe (32) zwischen dem ersten und dem zweiten Gehäuseabschnitt (12, 14) angeordnet ist und an diesen verdrehbar gelagert ist.
  9. Ventilvorrichtung (10) nach Anspruch 8, wobei die Ventilscheibe (32) wenigstens eine, insbesondere kreis-ringausschnittförmige, Führungsöffnung (50) aufweist, welche dazu ausgebildet ist, mit wenigstens einem Führungsbolzen (52) zusammenzuwirken, wobei die Führungsöffnung (50) eine der Anzahl der Drosselkanäle (44-1, 44-2, 44-3) entsprechende Anzahl von Rastpositionen (64-1, 64-2, 64-3) für den Führungsbolzen (52) bereitstellt, welche diskrete Drehlagen der Ventilscheibe (32) um die Drehachse (34) definieren, insbesondere wobei der wenigstens eine Führungsbolzen (52) Teil einer Axialsicherung (54) ist, welche den ersten Gehäuseabschnitt (12), die Ventilscheibe (32) und den zweiten Gehäuseabschnitt (14) entlang der Drehachse (34) verbindet.
  10. Ventilvorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine Mehrzahl von zweiten Strömungsöffnungen (28-1, 28-2, 28-3) in der zweiten Kammer (24) und eine korrespondierende Anzahl von ersten Strömungsöffnungen (22-1, 22-2, 22-3) in der ersten Kammer (18) vorgesehen sind, wobei eine erste Strömungsöffnung (22-1, 22-2, 22-3) jeweils einer korrespondierenden zweiten Strömungsöffnung (28-1, 28-2, 28-3) zugeordnet ist und mit dieser fluchtet, und wobei eine korrespondierende Anzahl von Drosselkanälen (44-1, 44-2, 44-3) vorgesehen ist.
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