DE10230004A1

DE10230004A1 - Durchflussratensteuerventil

Info

Publication number: DE10230004A1
Application number: DE10230004A
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Fukano; Kousaku Inamoto
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 2001-07-05
Filing date: 2002-07-03
Publication date: 2003-01-23
Anticipated expiration: 2022-07-04
Also published as: DE10230004B4; JP2003021252A; US6764060B2; US20030006389A1

Abstract

Ein Durchflussratensteuerventil umfasst eine Drehantriebsquelle (50), die durch ein elektrisches Signal angetrieben wird, ein erstes bewegliches Element (54), das durch die Drehung der Drehantriebsquelle (50) axial verschiebbar in eine Gewindeöffnung (34) eingeschraubt ist, ein zweites bewegliches Element (66), das zusammen mit dem ersten beweglichen Element (54) verschoben wird, eine Membran (64), die mit dem zweiten beweglichen Element (66) verbunden ist, einen Ventilsitz (46), auf welchem die Membran (64) aufsetzt, und eine erste Fluidanschlussöffnung (12a) und eine zweite Fluidanschlussöffnung (12b), zu/von denen ein Druckfluid zugeführt oder abgeführt wird (Fig. 1).

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Durchflussratensteuerventil zum Steuern der Durchflussrate eines durch einen Fluiddurchgang fließenden Fluides. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Proportionaldurchflussratensteuerventil mit einer Antriebsquelle, welche durch ein elektrisches Signal drehangetrieben wird.
Herkömmliche Durchflussratensteuerventile steuern die Durchflussrate eines Druckfluides, indem die Fläche eines in einem Ventil vorgesehenen Durchgangs, durch welchen das Druckfluid fließt, bspw. wenn das Druckfluid zu oder von einem Stellglied zugeführt/abgeführt wird, geändert wird.
Das Durchflussratensteuerventil umfasst eine Steuerkammer mit einer Membran (Diaphragma), die in einem Hauptventilkörper ausgebreitet ist. Die Membran wird durch einen Pilot- oder Steuerdruck, der der Steuerkammer zugeführt wird, flexibel gebogen, um die Membran gemeinsam mit einem Ventilstopfen zu verschieben. Dadurch wird der Fluiddurchgang geöffnet bzw. geschlossen.
Bei dem herkömmlichen Durchflussratensteuerventil wird der Ventilstopfen durch den Steuerdruck geöffnet oder geschlossen. Es ist jedoch schwierig, den Öffnungsgrad des Ventilstopfens auf der Basis des Steuerdruckes genau auf eine gewünschte Position zu steuern.
Dies hängt insbesondere damit zusammen, dass es schwierig ist, den Druck der als Steuerdruck zugeführten Luft genau zu steuern, da in der Druckfluidzufuhrquelle Druckschwankungen auftreten. Außerdem entspricht der der Druckkammer zugeführte Steuerdruck nicht unbedingt dem Verschiebungsweg des Ventilstopfens.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Durchflussratensteuerventil vorzuschlagen, welches den Öffnungsgrad des Ventilstopfens zuverlässig und hochgenau einstellt, indem der axiale Verschiebungsweg eines ersten beweglichen Elementes auf der Basis einer Rotationsmenge einer durch ein elektrisches Signal angetriebenen Antriebsquelle gesteuert wird, sodass es ermöglicht wird, die Durchflussrate des Druckfluides hochgenau zu steuern.
Diese Aufgabe wird mit der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung näher erläutert. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Vertikalschnitt, der einen geöffneten Zustand eines Durchflussratensteuerventils gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
Fig. 2 ist ein Schnitt, der einen geschlossenen Zustand des Durchflussratensteuerventils gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
Fig. 3 ist ein vergrößerter Teilschnitt, der einen Eingriffsbereich einer Drehwelle und eines ersten beweglichen Elementes des erfindungsgemäßen Durchflussratensteuerventils darstellt.
Fig. 4 ist ein vergrößerter Teilschnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 1.
Fig. 5 ist ein Diagramm, das die Anordnung des Durchflussratensteuerventils gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 ein Durchflussratensteuerventil gemäß der vorliegenden Erfindung.
Das Durchflussratensteuerventil 10 umfasst einen Grundkörper 24 mit einem ersten Körper 16, einem zweiten Körper 18, einem Abstandselement 20 und einem Abdeckelement, die auf einem Ventilkörper 14 mit einem Fluiddurchgang 11, durch den ein Druckfluid fließen kann, angeordnet und mit dem Ventilkörper 14 verbunden sind. Ein Antriebsabschnitt 26 wird drehbar durch ein Steuersignal (Pulssignal) angetrieben, das von einer nicht dargestellten Stromquelle über eine Steuerung 53 (vgl. Fig. 5) ausgegeben wird. Ein Feststellabschnitt 28 detektiert die Drehmenge, bspw. den Drehwinkel oder die Zahl der Drehungen des Antriebsabschnittes 26. Ein Ventilmechanismusabschnitt 30 öffnet/schließt den Fluiddurchgang 11 durch die Drehung des Antriebsabschnittes 26 und ändert die Querschnittsfläche des Durchflussdurchgangs des Fluiddurchgangs 11.
Der Grnndkörper 24 umfasst den Ventilkörper 14 mit einer ersten Fluidanschlussöffnung 12a, die mit dem Druckfluid versorgt wird, und einer zweiten Fluidanschlussöffnung 12b, über welche das Druckfluid abgeführt wird, den ersten Körper 16 der mit der oberen Fläche des Ventilkörpers 14 verbunden ist und in einem im Wesentlichen zentralen Abschnitt eine sich in Axialrichtung des Grundkörpers 24 erstreckende Durchgangsöffnung 32 aufweist, den zweiten Körper 18, der mit der oberen Fläche des ersten Körpers 16 verbunden ist und eine Gewindeöffnung 34 aufweist, welche in einem im Wesentlichen mittleren Bereich so ausgebildet ist, dass sie koaxial mit der Durchgangsöffnung 32 durchtritt, das Abstandselement 20, das mit der oberen Fläche des zweiten Körpers 18 verbunden ist und in einem im Wesentlichen zentralen Bereich eine abgestufte Eingriffsöffnung 36 aufweist, und das Abdeckelement 22, das mit der oberen Fläche des Abstandselements 20 verbunden ist.
Bolzenöffnungen 38a sind durch das Abdeckelement 22 und das Abstandselement 20 ausgebildet. Außerdem sind Bolzengewindelöcher 40a in dem zweiten Körper 18 ausgebildet.
Eine Vielzahl von Verbindungsbolzen 42a ist in die Bolzenöffnungen 38a und die Gewindelöcher 40a eingesetzt. Die Vielzahl der Verbindungsbolzen 42a ist in die Gewindelöcher 40a eingeschraubt, sodass der zweite Körper 18, das Abstandselement 20 und das Abdeckelement 22 integral miteinander verbunden sind.
In ähnlicher Weise sind Bolzenöffnungen 38b durch den ersten Körper 16 und den zweiten Körper 18 ausgebildet. In dem Ventilkörper 14 sind Bolzengewindeöffnungen 40b ausgebildet.
Eine Vielzahl von Verbindungsbolzen 42b ist in die Bolzenöffnungen 38b und die Gewindelöcher 40b eingesetzt. Die Verbindungsbolzen 42b sind in die Gewindelöcher 40b eingeschraubt, sodass der erste Körper 16, der zweite Körper 18 und der Ventilkörper 14 integral miteinander verbunden werden.
Ein Ventilsitz 46, auf dem eine Membran (Diaphragma) 64, welche aus einem elastischen Element besteht (später beschrieben), aufsitzt, ist in einem im Wesentlichen zentralen Bereich des Ventilkörpers 14 ausgebildet.
Die abgestufte Durchgangsöffnung 32 ist in dem im Wesentlichen zentralen Bereich des ersten Körpers 16 ausgebildet. Eine Ringnut 48 zum Anbringen eines Federelementes 68 ist an einer Position ausgebildet, die um eine festgelegte Strecke radial nach außen von der Durchgangsöffnung 32 beabstandet ist. Die Ringnut 48 verläuft im Wesentlichen parallel zu der Durchgangsöffnung 32.
Die Gewindeöffnung 34 ist in dem im Wesentlichen zentralen Bereich des zweiten Körpers 18 ausgebildet. Die abgestufte Eingriffsöffnung 36 ist in dem im Wesentlichen zentralen Bereich des Abstandselementes 20 ausgebildet.
Der Antriebsabschnitt 26 umfasst eine Drehantriebsquelle 50, welche durch das Steuersignal (Pulssignal), das von der nicht dargestellten Antriebsquelle ausgegeben wird, über die Steuerung 53 drehangetrieben wird (vgl. Fig. 5), und eine Drehwelle 52, welche die Drehkraft der Drehantriebsquelle 50 überträgt.
Die Drehantriebsquelle 50 ist an einem im Wesentlichen mittleren Bereich in dem Abdeckelement 22 angeordnet. Ein Flansch 56 ist zwischen dem zweiten Körper 18 und der Eingriffsöffnung 36 des Abstandselementes 20 angeordnet, sodass die Drehantriebsquelle 50 befestigt wird. Der Flansch 56 hat einen vergrößerten Durchmesser und ist an einem Ende der Drehantriebsquelle 50 vorgesehen.
Die Drehantriebsquelle 50 besteht bspw. aus einem Schrittmotor. Die Drehantriebsquelle 50 wird stufenweise entsprechend der Zahl der Pulse des Steuersignals (Pulssignals), das von der Steuerung 53 wie in Fig. 5 gezeigt ausgegeben wird, gedreht.
Die Drehwelle 52 steht von einer Endfläche der Drehantriebsquelle 50 vor. Ein Vorsprung 58 mit im Wesentlichen rechteckigem Querschnitt ist an dem vorderen Ende der Drehwelle 52 ausgebildet (vgl. Fig. 4). Der Vorsprung 58 ist in eine Eingriffsnut 60 eingesetzt, die an einer Endfläche des ersten beweglichen Elementes 54 ausgebildet ist. Wie in Fig. 4 dargestellt ist, hat die Eingriffsnut 60 einen rechteckigen Querschnitt für den Eingriff des Vorsprungs 58, wobei ein Spalt (Spiel) 59 zwischen der Eingriffsnut 60 und dem Vorsprung 58 vorgesehen ist.
Wie in Fig. 3 dargestellt ist, ist das Spiel zwischen der Eingriffsnut 60 und dem eingesetzten Vorsprung 58 vorgesehen. Der Vorsprung 58 hat eine Breite (A), die etwas kleiner ist als die Breite (B) der Eingriffsnut 60.
Der Vorsprung 58 der Drehwelle 52 der Drehantriebswelle 50 ist in die Eingriffsnut 60 des ersten beweglichen Elementes 54 eingesetzt und greift an dieser an. Dementsprechend wird das erste bewegliche Element 54 zusammen mit der Drehwelle 52 gedreht. Das erste bewegliche Element 54 wird durch den Gewindeeingriff zwischen der Gewindeöffnung 54 des zweiten Körpers 18 und dem Gewindeabschnitt des ersten beweglichen Elementes 54 axial verschoben. Dadurch wird die Drehbewegung der Drehwelle 52 in eine axial geradlinige Bewegung des ersten beweglichen Elementes 54 umgewandelt.
Der Vorsprung 58 hat eine axiale Länge (C), die im Wesentlichen gleich groß oder etwas kürzer ist als die axiale Länge (D) der Eingriffsnut 60. Die axiale Länge (C) wird wie folgt eingestellt: Eine Endfläche des zweiten beweglichen Elementes 66 wird in dem Ventil-offen-Zustand, in welchem das zweite bewegliche Element 66 nach oben verschoben ist, an einer Position angeordnet, die im Wesentlichen auf der gleichen Höhe oder etwas unter der Position einer Grenzfläche 61 zwischen dem Vorsprung 58 und der Drehwelle 52 liegt. Außerdem wird der Vorsprung 58 daran gehindert, sich in dem Ventil-geschlossen-Zustand, in dem das erste bewegliche Element 54 nach unten verschoben wird, nach oben aus der Eingriffsnut 60 zu lösen.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, besteht der Feststellabschnitt 28 bspw. aus einem Detektor 62, wie einem Encoder zur Feststellung der Drehmenge, wie dem Drehwinkel oder der Zahl der Drehungen der Drehantriebsquelle 50. Der Detektor 62 ist zusammen mit der Drehantriebsquelle 50 in dem Abdeckelement 22 vorgesehen. Das bedeutet, dass der Öffnungsgrad der Membran 64, die durch die Antriebswirkung der Drehantriebsquelle 50, wie später beschrieben wird, verschoben wird, durch Feststellung des Drehwinkels oder der Zahl der Drehungen der Drehantriebsquelle 50 mit Hilfe des Detektors 62 detektiert werden kann.
Wird bspw. ein optischer Encoder als Detektor 62 verwendet, so weist der Detektor 62 eine nicht dargestellte Lichtquelle zur Erzeugung von Licht und ein nicht dargestelltes Licht empfangendes Element für den Empfang des Lichtes von der Lichtquelle auf. Eine Drehplatte (nicht dargestellt) mit einem Schlitz wird zwischen der Lichtquelle und dem Licht empfangenden Element angeordnet.
Das Licht empfangende Element stellt die Positionsänderung des durch den Schlitz tretenden Lichtes in Abhängigkeit von dem Drehwinkel der Drehplatte fest. Dadurch wird der Drehwinkel detektiert.
Wie in Fig. 5 dargestellt ist, wird die Drehantriebsquelle 50 des Antriebsabschnittes 26 durch das Steuersignal (Pulssignal) angetrieben, das von der Steuerung 53 in die Drehantriebsquelle 50 eingegeben wird. Der Drehwinkel der Drehantriebsquelle 50 wird durch den Detektor 62 des Feststellabschnittes 28 festgestellt. Der detektierte Drehwinkel der Drehantriebsquelle 50 wird als Feststellsignal in die Steuerung 53 eingegeben.
Dadurch vollzieht die Steuerung 53, wie in Fig. 5 gezeigt, eine Feedback- Steuerung (Regelung). Insbesondere vergleicht und beurteilt die Steuerung 53 die Differenz zwischen dem Eingabesignal (voreingestelltes Signal), das in die Steuerung 53 eingegeben wird, und dem Feststellsignal, das durch Detektieren der Drehmenge der Drehantriebsquelle 50 mit Hilfe des Detektors 62 festgestellt wird, um das Steuersignal (Pulssignal) zu der Drehantriebsquelle 50 so auszugeben, dass eine Null-Differenz erhalten wird. Dementsprechend verschwindet die Differenz zwischen dem vorab durch das Eingabesignal eingestellten Wert und der Drehmenge der Drehantriebsquelle 50. Dadurch kann der Öffnungsgrad der Membran 64 genauer gesteuert werden.
Wie in Fig. 1 dargestellt ist, umfasst der Ventilmechanismusabschnitt 30 die Membran (Ventilstopfen) 64, welche die Verbindung zwischen der ersten Fluidanschlussöffnung 12a und der zweiten Fluidanschlussöffnung 12b unterbricht, indem sie auf dem Ventilsitz 46 des Ventilkörpers 14 aufsetzt, das erste bewegliche Element 54, das an einem Ende der Drehwelle 52 angreift und durch die Drehung der Drehwelle 52 axial verschiebbar in die Gewindeöffnung 34 eingeschraubt ist, das zweite bewegliche Element 66, welches gegen die Endfläche des ersten beweglichen Elementes 54 anliegt und axial verschiebbar in die Durchgangsöffnung 32 eingesetzt ist, und das Federelement 68, welches das zweite bewegliche Element 66 nach oben weg von dem Ventilsitz 46 vorspannt.
Ein konischer Vorsprung 70, der auf dem Ventilsitz 46 in dem Ventilgeschlossen-Zustand aufsitzt und allmählich abnehmende Durchmesser aufweist, ist an einem axialen Ende der Membran 64 ausgebildet. Ein Schaft 72, in den das Gewinde eingeschnitten ist, ist an dem anderen axialen Ende der Membran 64 ausgebildet. Außerdem weist die Membran 64 einen dünnwandigen Mantelabschnitt 64 auf, der sich von dem Vorsprung 70 radial nach außen erstreckt. Der Außenumfang des Mantelabschnittes 64 ist in einer Ringnut des Ventilkörpers 14 angebracht und zwischen dem Ventilkörper 14 und dem ersten Körper 16 angeordnet.
Eine Membrankammer 76 ist zwischen dem zweiten beweglichen Element 66 und der Membran 64 in der Durchgangsöffnung 32 ausgebildet.
Das zweite bewegliche Element 66 hat einen im Wesentlichen T-förmigen Querschnitt. Eine Gewindeöffnung 78, in welche der Schaft 72 der Membran 64 eingeschraubt ist, ist an einem axialen Ende des zweiten beweglichen Elementes 66 ausgebildet. Ein Flansch 80 mit einem sich radial nach außen erweiternden Durchmesser ist an dem anderen axialen Ende des zweiten beweglichen Elementes 66 ausgebildet. Dichtungselemente 82 sind an einer Gleitfläche zwischen dem zweiten beweglichen Element 66 und der Durchgangsöffnung 32 über eine Vielzahl von Ringnuten angebracht.
Das Federelement 68 ist zwischen dem Flansch 80 und der Nut 48 des ersten Körpers 16 angeordnet. Das zweite bewegliche Element 66 wird durch die Federkraft des Federelementes 68 in einer Richtung weg von dem Ventilsitz 46 gedrückt. Die Endfläche des zweiten beweglichen Elementes 66 liegt immer gegen die Endfläche des ersten beweglichen Elementes 54 an.
Die Drehantriebsquelle 50 wird angetrieben, um das erste bewegliche Element 54 zusammen mit dem zweiten beweglichen Element 66, welches durch die Federkraft des Federelementes 68 gegen das erste bewegliche Element 54 gedrückt wird, zu verschieben.
Der Durchmesser des Flansches 80 ist größer als der Durchmesser der Gewindeöffnung 34. Dementsprechend dient der Flansch 80 als Stopper, um zu verhindern, dass das zweite bewegliche Element 66 über die Verbindungsfläche zwischen dem ersten Körper 16 und dem zweiten Körper 18 hinaus verschoben wird.
Der Schaft 52 der Membran 64 ist in die Gewindeöffnung 78 des zweiten beweglichen Elementes 66 eingeschraubt, sodass das zweite bewegliche Element 66 und die Membran 64 gemeinsam verschoben werden.
Die Dichtungselemente 82, die in den Ringnuten angebracht sind, liegen gegen die Gleitfläche der Durchgangsöffnung 32 an, sodass die Durchgangsöffnung 32 und die Membrankammer 76 luftdicht abgedichtet sind.
Das Durchflussratensteuerventil gemäß der vorliegenden Erfindung ist im Wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Nachfolgend werden seine Betriebs-, Funktions- und Wirkungsweise erläutert.
Fig. 1 zeigt, dass der Vorsprung 70 der Membran 64 von dem Ventilsitz 46 abgehoben ist, sodass die erste Fluidanschlussöffnung 12a und die zweite Fluidanschlussöffnung 12b miteinander in Verbindung stehen.
Zunächst wird ein Einstellwert in der Steuerung 53 durch ein Eingabesignal vorgegeben. Dann gibt die Steuerung 53 ein Steuersignal (Pulssignal) an die Drehantriebsquelle 50, die durch eine nicht dargestellte Stromquelle angetrieben wird (vgl. Fig. 5).
Die Drehantriebsquelle 50 wird durch das eingegebene Steuersignal (Pulssignal) gedreht, und die Drehwelle 52 wird zusammen mit der Drehantriebsquelle 50 in einer festgelegten Richtung gedreht.
Wie in Fig. 5 dargestellt ist, wird die Drehmenge der Drehantriebsquelle 50 durch den Detektor 62 festgestellt, und das Feststellsignal wird in die Steuerung 53 eingegeben. Die Steuerung 53 beurteilt die Differenz zwischen dem durch das Eingabesignal eingestellten Wert und einem Wert auf der Basis des Feststellsignals. Die Steuerung 53 gibt ein weiteres Steuersignal (Pulssignal) an die Drehantriebsquelle 50, um die Differenz kleiner zu machen. Dadurch wird eine Regelung durchgeführt. Als Folge hiervon verschwindet die Differenz zwischen dem durch das Eingabesignal eingestellten Wert und der Drehmenge der Drehantriebsquelle 50. Dadurch ist es möglich, den Öffnungsgrad der Membran 64 genauer einzustellen.
Die Drehantriebsquelle 50 wird gedreht, und die Drehwelle 52 wird zusammen mit der Drehantriebsquelle 50 gedreht. Der Vorsprung 58 der Drehwelle 52 greift in die Eingriffsnut 60 des ersten beweglichen Elementes 54 ein. Dementsprechend wird die Drehbewegung der Drehwelle 52 durch den Gewindeeingriff des Außengewindes des ersten beweglichen Elementes 54 in das Innengewinde der Gewindeöffnung 34 des zweiten Körpers 18 in eine geradlinige Bewegung in Axialrichtung umgewandelt.
Das erste bewegliche Element 54, das in die Gewindeöffnung 34 des zweiten Körpers 18 eingeschraubt ist, wird axial nach unten verschoben. Dementsprechend wird das zweite bewegliche Element 66, das gegen die Endfläche des ersten beweglichen Elementes 54 anliegt, zusammen mit dem ersten beweglichen Element 54 entgegen der Federkraft des Federelementes 68 nach unten verschoben.
Wenn das zweite bewegliche Element 66 nach unten verschoben wird, wird die Membran 64, die mit dem zweiten beweglichen Element 66 verbunden ist, zusammen mit dem zweiten beweglichen Element 66 nach unten verschoben. Der Vorsprung 70 der Membran 64 wird gegen den Ventilsitz 46 gedrückt. Dementsprechend wird die Membran 64 fest auf dem Ventilsitz 46 aufgesetzt.
Dadurch wird die Verbindung zwischen der ersten Fluidanschlussöffnung 12a und der Membrankammer 76 verschlossen und ein vollständig geschlossener Zustand erhalten.
Wenn die Richtung des der Drehantriebsquelle 50 zugeführten Stromes umgekehrt wird, wird dann das zweite bewegliche Element 66 durch die Federkraft des Federelementes 68 nach oben bewegt, und die Membran 64 von dem Ventilsitz 46 abgehoben, um den geöffneten Zustand zu erhalten.
Wie in Fig. 2 dargestellt ist, wird die Drehantriebsquelle 50 durch das eingegebene Steuersignal (Pulssignal) in der Richtung entgegen der Richtung zum Schließen des Ventils gedreht. Dementsprechend wird die Drehwelle 52 entgegen der Richtung zum Schließen des Ventils gedreht.
Das erste bewegliche Element 54, das in die Gewindeöffnung 34 des zweiten Körpers 18 eingeschraubt ist, wird durch die Drehung der Drehwelle 52 axial nach oben verschoben. Dementsprechend wird das zweite bewegliche Element 66, das gegen die Endfläche des ersten beweglichen Elementes 54 anliegt, durch die Federkraft des Federelementes 68 zusammen mit dem ersten beweglichen Element 54 nach oben verschoben.
Wenn das zweite bewegliche Element 66 nach oben verschoben wird, wird auch die Membran 64, die mit dem zweiten beweglichen Element 66 verbunden ist, zusammen mit diesem nach oben verschoben. Der Vorsprung 70 der Membran 64 wird von dem Ventilsitz 46 abgehoben.
Dadurch können die erste Fluidanschlussöffnung 12a und die zweite Fluidanschlussöffnung 12b miteinander kommunizieren. Das von dem ersten Fluidanschluss 12a zugeführte Druckfluid tritt durch den zweiten Fluidanschluss 12b und wird einer nicht dargestellten fluiddruckbetätigten Vorrichtung zugeführt.
Wie oben beschrieben wurde, wird bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das erste bewegliche Element 54 durch die Drehung der Drehantriebsquelle 50, die durch ein Steuersignal (Pulssignal) angetrieben wird, axial verschoben. Das zweite bewegliche Element 66, mit dem die Membran 64 verbunden ist, wird zusammen mit dem ersten beweglichen Element 54 verschoben. Dementsprechend kann der Verschiebungsweg der Membran 64 durch Nutzung des Drehwinkels der Drehantriebswelle 50 gesteuert werden. Die Einstellung des Öffnungsgrades der Membran 64 kann zuverlässiger und genauer durchgeführt werden als die Einstellung, die durch den Antrieb des Druckfluides (Steuerdruck) durchgeführt wird.

Claims

1. Durchflussratensteuerventil mit:
einer Drehantriebsquelle (50), die durch ein elektrisches Signal angetrieben wird,
einem Detektor (62) zur Feststellung der Drehmenge der Drehantriebsquelle (50),
einem ersten beweglichen Element (54), das in eine in einem Grundkörper (24) ausgebildete Gewindeöffnung (34) eingeschraubt ist und durch die Drehung der Drehantriebsquelle (50) in Axialrichtung der Gewindeöffnung (34) verschiebbar ist,
einem zweiten beweglichen Element (66), das gegen eine Endfläche des ersten beweglichen Elementes (54) anliegt, um zusammen mit dem ersten beweglichen Element (54) verschoben zu werden, und
einem Ventilstopfen (64), der mit einem Ende des zweiten beweglichen Elementes (66) verbunden ist, um einen Fluiddurchgang (11) zu verschließen, wenn er auf einem Ventilsitz (46) aufsetzt,
wobei ein Öffnungsgrad des Ventilstopfens (64) durch Steuerung des axialen Verschiebungsweges des ersten beweglichen Elementes (54) auf der Basis der Drehmenge der Drehantriebsquelle (50) eingestellt wird.

2. Durchflussratensteuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ende einer Drehwelle (52) der Drehantriebsquelle (50) in eine Eingriffsnut (60) eingreift, die an der Endfläche des ersten beweglichen Elementes (54) ausgebildet ist, wobei ein Spiel (59) zwischen dem Ende der Drehwelle (52) und der Eingriffsnut (60) vorgesehen ist, und dass die Drehwelle (52) durch den Eingriff zwischen dem Ende der Drehwelle (52) und der Eingriffsnut (60) zusammen mit dem ersten beweglichen Element (54) gedreht werden.

3. Durchflussratensteuerventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Federelement (68) an einem Flansch (80) des zweiten beweglichen Elementes (66) befestigt ist, dass das erste bewegliche Element (54) gedrückt wird, um das zweite bewegliche Element (66) gegen die Federkraft des Federelementes (68) zu verschieben, sodass der Ventilstopfen (64) auf dem Ventilsitz (46) aufsetzt, und dass das zweite bewegliche Element (66) durch die Federkraft des Federelementes (68) in einer entgegengesetzten Richtung verschiebbar ist, um den Ventilstopfen (64) von dem Ventilsitz (46) abzuheben.

4. Durchflussratensteuerventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Ende der Drehwelle (52) ein Vorsprung (58) mit rechteckigem Querschnitt ausgebildet ist, und dass die Eingriffsnut (60) des ersten beweglichen Elementes (54) einen der Form des Vorsprunges (58) entsprechenden rechteckigen Querschnitt aufweist.

5. Durchflussratensteuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehantriebsquelle (50), der Detektor (62), das erste bewegliche Element (54), das zweite bewegliche Element (66) und der Ventilstopfen (64) koaxial in dem Grundkörper (24) angeordnet sind.

6. Durchflussratensteuerventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (80) des zweiten beweglichen Elementes (66) als Stopper zur Anlage gegen eine Wandfläche des Grundkörpers (24) dient, um den Verschiebungsweg des Ventilstopfens (64) zu regulieren.