DE10256534A1 - Gassicherheitsstellventil - Google Patents

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Abstract

Eine Ventileinrichtung, insbesondere für Gassicherheitsanwendungen, weist mindestens ein Ventil (2) auf, das über eine steuerbare Kupplungseinrichtung (26) von einem Linearstellmotor (22) betätigt wird. Die Kupplungseinrichtung (26) stellt nur im aktivierten Zustand eine Antriebsverbindung zwischen dem Stellmotor (22) und der Ventilspindel (27) her. Sie überträgt somit mindestens eine Öffnungskraft, die ausreicht, die Schließkraft einer Druckfeder (55), die auf das Ventilverschlussglied (18) einwirkt, zu überwinden. Im Abschaltfalle, wie auch im Fehlerfalle, wird die Kupplungseinrichtung (26) deaktiviert (stromlos), wodurch die Antriebsverbindung zwischen dem in verschiedene Stellpositionen überführbaren Stellmotor (22) und dem Ventilverschlussglied (18) unterbrochen wird. In diesem Fall schließt die Druckfeder (55) das Ventil (3). DOLLAR A Ergänzend kann ein Positionssensor (46) vorgesehen werden, der die Position des Ventilverschlussglieds (18) an eine Steuereinrichtung meldet. Dadurch können Zündgaspositionen gezielt angefahren werden. Die Anpassung des Zündvorgangs an verschiedene Gasqualitäten ist dann allein durch Änderung von Daten in der Steuereinrichtung möglich. Außerdem kann der Positionssensor (46) zur Einstellung von Teillastpositionen (Drosselpositionen) herangezogen werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Ventileinrichtung, die insbesondere als Gassicherheitsventil mit Stellfunktion einsetzbar ist.
  • Gassicherheitsventile haben die Aufgabe, einen Gasstrom bei Bedarf freizugeben, wobei sie im Fehlerfalle mit größter Sicherheit schließen müssen. In der Regel sind sie direkt durch Elektromagnete oder durch Servoantriebe durch den Gasdruck betätigt. Damit sind reine Schaltfunktionen (Auf/Zu) ohne größere Schwierigkeiten realisierbar. Jedoch ist es häufig erforderlich, einen Gasstrom nicht nur sper ren und freigeben zu können, sondern auch Zwischenstellungen einregulieren zu können. Dies betrifft beispielsweise das Zünden von Brennern mit reduzierter Gasmenge zur Vermeidung von Verpuffungen.
  • Aus der DE 101 07 194 C1 ist ein Gassicherheitsventil bekannt, das im Grunde genommen zwei in einem Gehäuse vereinigte, bezüglich der Durchflussrichtung hintereinander angeordnete Magnetventile aufweist. Das zweite Ventil ist ein kombiniertes Ventil mit zwei Ausgängen und entsprechend zwei Ventilverschlussgliedern, die von einem gemeinsamen Antrieb her betätigt werden. Während eines der Ventilverschlussglieder starr mit dem Antrieb verbunden ist, weist das andere ein gewisses Spiel auf, so dass beide Ventilverschlussglieder den zugeordneten Gasweg nacheinander freigeben. Damit kann ein entsprechender geteilter Brenner sanft gezündet werden, indem erst eine Hälfte mit reduzierter Gasmenge gezündet und dann die zweite Brennerhälfte sowie die volle Gasmenge für die erste Brennerhälfte freigegeben wird.
  • Diese Ventileinrichtung erfüllt die in sie gesetzten Erwartungen. Allerdings ist eine Einstellung auf die jeweils verwendete Gasqualität erforderlich.
  • Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Ventileinrichtung zu schaffen, die neben dem Sperren und Freigeben eines Gaswegs auch die Einregulierung von Zwischenpositionen (Drosselpositionen) gestattet und die Sicherheitsanforderungen erfüllt.
  • Diese Aufgabe wird mit der Ventileinrichtung nach Anspruch 1 gelöst:
    Die erfindungsgemäße Ventileinrichtung weist zumindest ein Ventilverschlussglied auf, das mit einem auch Zwischenpositionen einstellenden Stellantrieb über eine steuerbare Kupplungseinrichtung verbunden ist. Diese ist vorzugsweise als Magnetkupplung ausgebildet, wobei sie im stromlosen Zustand die Antriebsverbindung zwischen dem Stellantrieb und dem Ventilverschlussglied aufhebt. Der Stellantrieb kann beispielsweise ein Stellmotor sein, der über ein Spindelhubgetriebe oder ein anderes, die Drehbewegung des Stellmotors in eine Linearbewegung umsetzendes Getriebe mit der Kupplungseinrichtung verbunden ist. Dieses Getriebe weist vorzugsweise eine relativ hohe Untersetzung auf, so dass die Stellbewegung langsam und kontrollierbar erfolgt. Die Kraft zum Öffnen des Ventilverschlussglieds wird über die Kupplungseinrichtung übertragen. Sobald die Kupplungseinrichtung freigegeben wird, entkuppelt sie und gestattet unabhängig von der Stellposition des Stellantriebs das Schließen des Ventilverschlussglieds.
  • Ein weiteres wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist ein Positionssensor der mit dem Ventilverschlussglied verbunden ist, das in Schließstellung, in Offenstellung und in Zwischenstellungen (Drosselstellungen) überführbar ist. Dies gilt unabhängig davon, ob der Stellantrieb starr oder über die oben genannte Kupplungseinrichtung mit dem Ventilverschlussglied verbunden ist. Der Positionssensor gestattet die Erfassung der Position des Ventilverschlussglieds und somit die Einregulierung gewünschter Sollpositionen, beispielsweise zur Bestimmung einer Zündgasmenge für einen Brenner. Die Anpassung an unterschiedliche Gasqualitäten kann dann durch eine Änderung der Positionsvorgabe in der Steuereinrichtung ohne Verstellung an der Ventileinrichtung erfolgen.
  • Die Kupplungseinrichtung ist vorzugsweise eine Magnetkupplung. Diese kann beispielsweise durch einen Anker mit Wicklung einerseits und ein von diesem getrenntes Joch andererseits gebildet sein. Joch und Anker bilden dann Kupplungshälften. Diese Ausführungsform hat den Vorzug der Einfachheit für sich. Allerdings müssen die Stromzuleitungen zu der Wicklung flexibel sein, weil die Wicklung mit dem Anker zusammen bewegt wird. Es ist darüber hinaus möglich, die Magnetspule ortsfest anzuordnen und die beiden Kupplungshälften in den Magnetkreis so einzubinden, dass sie miteinander einen Luftspalt definieren. Im einfachsten Fall wird dies beispielsweise erreicht, indem die Magnetspule in einem topfartigen geschlossenen Gehäuse angeordnet wird, in dessen Stirnseiten koaxial zu der Spule Öffnungen vorgesehen sind. Zwei sich durch die Öffnungen hindurch erstreckende magnetisch leitende Teile bilden miteinander im Inneren dieses Topfkreises einen Luftspalt. Wird die Spule bestromt, haften die beiden Teile aneinander, während sie im stromlosen Zustand voneinander weg gezogen werden können. Dabei können sie jedoch in beiden Zuständen in Bezug auf den Topfkreis in Axialrichtung bewegt werden.
  • In jedem Fall wird es bevorzugt, den Magnetkreis so auszubilden, dass bei eingekuppelter Kupplung ein gewisser Luftspalt zwischen den Kupplungshälften verbleibt, um Hafterscheinungen in Folge von Remanenzinduktion zu minimieren.
  • Bei der Ausführungsform der Ventileinrichtung mit Magnetkupplung zwischen dem Stellantrieb und dem Ventil verschlussglied ist der Positionssensor vorzugsweise mit dem Ventilverschlussglied verbunden. Er liefert dann auch bei getrennter Kupplung ein gültiges Positionssignal an eine übergeordnete Steuereinrichtung.
  • Der Positionssensor ist vorzugsweise ein induktiver Sensor mit einer Spulenanordnung, die wenigstens eine Spule enthält. Die Ventilspindel trägt zumindest ein Element dessen elektromagnetischen Eigenschaften sich von der sonstigen Ventilspindel unterscheiden. Dieses Element kann beispielsweise eine metallische Hülse sein, deren Wirbelströme die Spule bedämpfen, es kann ein ferromagnetisches Element oder eine Ferrithülse oder dergleichen sein.
  • Vorzugsweise ist dem über den Stellantrieb betätigten Ventilverschlussglied eine Schließfeder zugeordnet, deren Schließkraft größer ist als die Haltekraft der Kupplungseinrichtung im freigegebenen Zustand. Wird beispielsweise eine Magnetkupplung stromlos kann diese noch eine gewisse Haftkraft aufweisen. Die Schließfeder überwindet diese sicher, um die Kupplung zu trennen und das Ventilverschlussglied in Schließstellung zu überführen.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Stellantrieb über ein Federglied mit der ihm zugeordneten Kupplungshälfte verbunden. Dieses Federglied gestattet ein beschränkte Relativbewegung zwischen der Magnetkupplung und dem Abtrieb des Stellantriebs. Dies vermeidet Überlastungen des Stellantriebs und/oder des Ventilsitzes beim Schließen der Kupplungseinrichtung. Ist diese offen, sitzt das Ventilverschlussglied auf dem Ventilsitz. Wird nun der Stellantrieb betätigt, um die Kupplungshälften zusammenzuführen, muss er im Moment des Auftreffens der Kupplungs hälften aufeinander anhalten. Das Federglied schafft hier einen gewissen Toleranzbereich sowohl hinsichtlich der präzisen Steuerung des Stellantriebs als auch hinsichtlich baulicher Toleranzen an dem Stellantrieb und dem Ventil. Schließt die Kupplungseinrichtung und wird der Stellantrieb nicht sofort abgeschaltet, bildet das Federglied einen Puffer zwischen dem Abtrieb des Stellantriebs und der Kupplungseinrichtung.
  • Alternativ kann das Federglied auch zwischen der Kupplungseinrichtung und dem Ventilverschlussglied angeordnet werden.
  • Es ist in beiden Fällen sowohl möglich, ein in beiden Axialbewegungsrichtungen wirksames Federglied als auch ein beispielsweise vorgespanntes Federglied zu verwenden, das lediglich im Hinblick auf Druck des Stellantriebs auf das Ventilverschlussglied und seinen Ventilsitz nachgiebig ist.
  • Weitere Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung, der Beschreibung oder Unteransprüchen.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. Es zeigen:
  • 1 die Ventileinrichtung in Schließstellung in Schnittdarstellung,
  • 2 die Ventileinrichtung nach 1 beim Öffnen in Schnittdarstellung,
  • 3 die Ventileinrichtung nach 1 und 2 mit Ventilverschlussglied in Drosselstellung in Schnittdarstellung,
  • 4 die Ventileinrichtung nach 1 bis 3 mit Ventilverschlussglied in Offenstellung in Schnittdarstellung,
  • 5 die Ventileinrichtung nach 3 in ausschnittsweiser, vergrößerter Darstellung und
  • 6 eine Steuereinrichtung mit daran angeschlossenen Komponenten der Ventileinrichtung in schematisierter Darstellung.
  • In 1 ist eine Ventileinrichtung 1 veranschaulicht, die ein erstes Ventil 2 und ein zweites Ventil 3 umfasst. In einigen Fällen kann das erste Ventil 2 auch weg gelassen werden.
  • Die Ventile 2, 3 sind an einem gemeinsamen Ventilgehäuse 4 mit einem stromaufwärtigen ersten Ventilsitz 5 und einem zweiten Ventilsitz 6 gehalten. Das erste Ventil 2 ist ein Auf/Zu-Ventil, dessen Antriebseinrichtung z.B. als Magnetantrieb 7 ausgebildet ist. Zu diesem gehören eine Magnetspule 8, in der ein Anker 9 linear verschiebbar gelagert ist. Der Anker 9 ist über eine Ventilspindel 11 mit einem Ventilverschlussglied 12 verbunden, das somit auf den Ventilsitz 5 zu und von diesem weg bewegbar ist. Das Ventilverschlussglied 12 ist durch eine Druckfeder 14 gegen den Ventilsitz 5 in Schließrichtung vorgespannt. Die Druckfeder 14 stützt sich anderen Ends an dem Magnetantrieb 7 oder alternativ an dem Ventilgehäuse 4 ab.
  • In Nachbarschaft des Ventilsitzes 5 ist eine Drosselscheibe 15 angeordnet, die von einer Stellschraube 16 gehalten ist. Die Stellschraube 16 ist in einer Bohrung des Ventilgehäuses 4 drehbar abgedichtet gelagert und steht mit ihrem Gewinde mit einem entsprechenden Innengewinde in dem Ventilgehäuse 4 unverdrehbar gelagerten Drosselscheibe 15 in Eingriff. Durch Drehung der Stellschraube 16 kann die Drosselscheibe 15 den Ventilsitz 5 mehr oder weniger freigeben.
  • Dem zweiten Ventil 3 ist ein Stellantrieb 17 zugeordnet, der zur Betätigung eines Ventilverschlussglieds 18 dient. Dieses ist in Bezug auf den zugeordneten Ventilsitz 6 linear verstellbar gelagert, so dass es den Ventilsitz 6 verschließen oder mehr oder weniger freigeben kann. Es weist einen Dichtungsring 19 oder alternativ ein anderweitiges Dichtungselement sowie einen Drosselkegel 21 auf, der in Schließstellung des Ventils 3 in die den Ventilsitz 6 bildende Öffnung oder durch diese hindurch ragt und dazu dient, beim Öffnen des Ventils eine gewünschte Öffnungscharakteristik des Ventils 3 zu erzielen.
  • Zu dem Stellantrieb 17 gehört ein Stellmotor 22, dessen Abtrieb 23 in Abhängigkeit von der Ansteuerung des Stellmotors 22 eine lineare Stellbewegung in einer Richtung des Doppelpfeils 24 vollführt. Der Abtrieb 23 ist über ein Federglied 25 mit einer Kupplungseinrichtung 26 verbunden, die ihrerseits über eine Ventilspindel 27 mit dem Ventilverschlussglied 18 verbunden ist. Zu der Kupplungseinrichtung 26 gehören eine erste Kupplungshälfte 28 und eine zweite Kupplungshälfte 29, die in einem gemeinsamen, nach außen gasdicht geschlossenen, Gehäuse 31 untergebracht sind. Der Innenraum dieses Gehäuses 31 steht mit dem Innenraum des Ventilgehäuses 4 in Fluidverbindung.
  • Die zweite Kupplungshälfte 29 weist einen vorzugsweise rotationssymmetrischen Magnetkreis 32 auf, der im Querschnitt E-förmig, z.B. nach Art eines Schalenkerns aufgebaut ist. Er weist eine flache zylindrische Grundform mit ringförmigem Aufnahmeraum 33 für eine Magnetspule 34 auf. Diese ist über nicht weiter veranschaulichte flexible Leitungen angeschlossen, die aus dem Gehäuse 31 nach außen geführt sind. Der Magnetkreis 32 weist eine im Wesentlichen plane Stirnseite 35 auf, die von dem Aufnahmeraum 34 durchgriffen ist. Etwa mittig kann auf der Stirnseite 35 eine zentrale ringförmige Erhebung 36 vorgesehen sein, um eine Anlagefläche für die erste Kupplungshälfte 28 zu bil den. Der Magnetkreis 32 besteht beispielsweise aus Ferrit.
  • Die Kupplungshälfte 28 wird beispielsweise durch eine Ferritscheibe 37 gebildet, die von einem Kunststoffkörper 38 umgriffen ist. Diese umgreift die Ferritscheibe 37 randseitig mit Rastfingern 39, die über die untere Planseite der Ferritscheibe 37 vorstehen. Der Außendurchmesser der Ferritscheibe 37 ist etwa so groß wie der Außendurchmesser des Aufnahmeraums 33, wodurch, wenn die Ferritscheibe 37 auf der Erhebung 36 aufliegt, ein Luftspalt zwischen dem äußeren Rand des Magnetkreises 32 und der Ferritscheibe 37 verbleibt (2). Die Rastfinger 39 stoßen dabei an den äußeren Rand des Magnetkreises 32 an oder schweben über diesem.
  • Das Federglied 25 weist vorzugsweise drei oder mehrere sich radial von einem Zentralring 41 weg erstreckende gerade oder gekröpfte Arme 42, 43 auf, die in einem äußeren, auf der Oberseite der Ferritscheibe 37 liegenden Ring 44 enden. Dieser ist durch den Kunststoffkörper 38 an der Ferritscheibe 37 festgeklemmt, wobei er in einer entsprechenden ringförmigen Aussparung des Kunststoffkörpers 38 sitzt. Der Zentralring 41 sitzt hingegen auf einer Gewindebuchse 45, die auf dem Abtrieb 23 gehalten ist.
  • Dem Ventilverschlussglied 18 ist ein Positionssensor 46 zugeordnet, der die Position der Ventilspindel 27 und damit auch die Position des Ventilverschlussglieds 18 erfasst. Zu dem Positionssensor 46 gehören, wie insbesondere aus 5 hervorgeht, eine Spulenanordnung 47 mit zumindest einer Spule 48, die die Ventilspindel 27 konzentrisch umgibt und ortsfest gehalten ist. Auf der beispielsweise aus Kunststoff bestehenden Ventilspindel 27 sitzt eine zu dem Positionssensor 46 gehörige Buchse 49, die mit der Ventilspindel 27 verbunden ist. Die Buchse 49 weist elektromagnetische Eigenschaften auf, die sich von denen der Ventilspindel 27 unterscheiden. Z.B. ist die Buchse 49 eine Aluminiumbuchse, die die Spule 48 durch Wirbelstrombildung bedämpft. Alternativ kann beispielsweise eine Ferritbuchse oder eine Buchse aus einem ferromagnetischen Material zum Einsatz kommen. Dies insbesondere, wenn die Ventilspindel 27 aus einem nichtferromagnetischen aber elektrisch leitenden Material, wie beispielsweise Messung oder Aluminium ausgebildet ist.
  • Die Spule 48 ist an eine Steuereinrichtung 51 gemäß 6 angeschlossen. Diese steuert auch die Kupplungseinrichtung 26, den Stellmotor 22 und den Magnetantrieb 7. Außerdem kann sie weitere Steuerein- oder -ausgänge 52, 53, beispielsweise zur Flammenüberwachung oder zur Flammenzündung aufweisen.
  • Die Spule 48 ist ortsfest in einem Formkörper, beispielsweise einem Kunststoffformkörper 54 (5) gehalten, der einerseits gasdicht mit dem Ventilgehäuse 4 und andererseits gasdicht mit dem Gehäuse 31 verbunden ist. Der Kunststoffformkörper bildet ein Widerlager für eine Druckfeder 55, die sich anderen Ends an der Ventilspindel 27 oder dem Ventilverschlussglied 18 abstützt und eine Schließfeder bildet. Die Druckfeder 55 ist dabei so bemessen, dass sie gegen die Bewegung der Ventilspindel 27 hemmende Reibkräfte und gegen einen etwaigen remanenten Magnetismus des Magnetkreises 32 bzw. der Ferritscheibe 37 ein Schließen des Ventils 3 bewirkt, wenn die Magnetspule 34 stromlos wird.
  • Die insoweit beschriebene Ventileinrichtung 1 arbeitet wie folgt:
    Im Ruhezustand sind die Magnetspulen 8 und 34 stromlos. Die Ventilverschlussglieder 12, 18 sind deshalb unter der Wirkung der Druckfedern 14, 55 geschlossen, wie 1 veranschaulicht. Die Position des Stellmotors 22 bzw. der mit seinem Abtrieb 23 federnd verbundenen Kupplungshälfte 28, spielt dabei keine Rolle. Die Position des Ventilverschlussglieds 18 kann dabei bedarfsweise über den Positionssensor 46 abgefragt werden. In der Regel ist dies jedoch nicht erforderlich. Die Druckfedern 14, 55 sind den Sicherheitsanforderungen entsprechend bemessen. Die Ventilverschlussglieder 12, 18 sind bezüglich der Durchströmungsrichtung jeweils vor dem zugeordneten Ventilsitz 5, 6 angeordnet. Der Gaseingangsdruck wirkt somit schließend auf die Ventile 2, 3. Die Druckfedern 14, 55 sind dem Gegenprüfdruck entsprechend dimensioniert, um geschlossen zu bleiben.
  • Zum Öffnen des Ventils, muss, wie 2 veranschaulicht, zunächst die Kupplungseinrichtung 26 geschlossen werden. Dazu wird der Stellmotor 22 so angesteuert, dass die Kupplungshälfte 28 auf die Kupplungshälfte 29 zu bewegt wird. Dazu wird der Stellmotor 22 in eine Schließ-End-Stellung gefahren, in der die Ferritscheibe 37 auf der Erhebung 36 aufhebt und die Arme 42, 43 des Federglieds 25 elastisch etwas durchgebogen sind. Die Erkennung dieser Endstellung kann auf jede geeignete Weise erfolgen. Beispielsweise kann eine Erhöhung der Stromaufnahme des Stellmotors mit zunehmender Verformung des Federglieds 25 als Abschaltkriterium dienen. Alternativ kann das Aufsetzen der Ferritscheibe 37 auf der Erhebung 36 durch Überwa chung der Induktivität der Magnetspule 34 erfasst werden. Weiter alternativ kann eine Mikrobewegung der Ventilspindel 27 in Schließrichtung gegen die Elastizität des Dichtungselements 19 erfasst und als Abschaltkriterium für den Stellmotor 22 ausgewertet werden.
  • Ist die Berührung der Kupplungshälften 28, 29 erkannt und der Stellmotor 22 abgeschaltet worden, wird die Kupplungseinrichtung 26 gekuppelt, indem die Magnetspule 34 bestromt wird. Der Magnetfluss zwischen dem Magnetkreis 32 und der Ferritscheibe 37 stellt nun eine zugfeste Verbindung zwischen dem Abtrieb 23 und der Ventilspindel 27 her. Somit ist das Öffnen des Ventils 3 vorbereitet (2). In diesem Zustand kann das erste Ventil 2 durch Bestromung der Magnetspule 8, wie veranschaulicht, bereits geöffnet werden.
  • 3 veranschaulicht das Öffnen des Ventils 3 zum Durchlassen einer Zündgasmenge. Die Steuereinrichtung 51, in der ein den Zündgasstrom kennzeichnender Wert abgespeichert ist, gibt dazu Stellbefehle an den Stellmotor 22, um den Stellantrieb 17 zu veranlassen, das Dichtungselement 19 von dem Ventilsitz 6 abzuheben und den Drosselkegel 21 in die gewünschte Drosselposition zu verstellen. Die gewünschte Ventilposition kann, wenn der Stellmotor 22 ein Schrittmotor ist, durch Zählung der Schritte des Schrittmotors vorgenommen werden. Bei der veranschaulichten Ausführungsform wird die gewünschte Stellung jedoch durch das Signal des Positionssensors 46 kontrolliert und eingestellt. Dazu wird die Induktivität und/oder die Bedämpfung der Spule 48 von der Steuereinrichtung 51 überwacht. Ist die Buchse 49 beispielsweise eine Ferritbuchse wird die Induktivitätsänderung der Spule 48 beispielsweise im Rah men einer Frequenzänderung eines Schwingkreises ausgewertet, dem die Spule 48 angehört. Wenn eine einem bestimmten Verstellweg zugeordnete Schwingfrequenz erreicht wird, wird die als Maß für das Erreichen der gewünschten Ventilspindelposition gewertet. Die Position des Stellmotors 22 wird entsprechend einreguliert.
  • Ist das Zünden des von der Ventileinrichtung 1 versorgten Brenners festgestellt worden, kann das Ventil 3 ganz öffnen. Der Stellmotor 22 wird dazu so angesteuert, dass er die Ventilspindel 27 in ihre obere Endlage fährt. Die Ventileinrichtung 1 ist somit ganz offen.
  • Zum Schließen der Ventileinrichtung 1 werden die Magnetspule 8, 34 entregt. Damit kann die Schließfeder 14 den freigegebenen Anker 9 und mit diesem die Ventilspindel 11 sowie das Ventilverschlussglied 12 in Schließrichtung bewegen. Das Ventil 2 wird somit geschlossen. Ebenso kann sich der Magnetkreis 32 von der Ferritscheibe 37 lösen, d.h. die Kupplungshälften 28, 29 können sich trennen. Die Kupplungseinrichtung 26 wird dadurch freigegeben und die Schließfeder 55 kann die Ventilspindel 27 in Schließrichtung bewegen. Der Stellmotor 22 wird dazu nicht angesteuert. Das Ventil 3 schließt somit ohne Stellbewegung des Stellmotors 22 innerhalb kürzester Zeit, d.h. deutlich schneller als innerhalb einer Sekunde. Auf die Stellgeschwindigkeit des Stellmotors 22 kommt es dabei nicht an – dieser kann durchaus relativ langsam sein.
  • Eine Ventileinrichtung, insbesondere für Gassicherheitsanwendungen, weist mindestens ein Ventil 2 auf, das über eine steuerbare Kupplungseinrichtung 26 von einem Linearstellmotor 22 betätigt wird. Die Kupplungseinrich tung 26 stellt nur im aktivierten Zustand eine Antriebsverbindung zwischen dem Stellmotor 22 und der Ventilspindel 27 her. Sie überträgt somit mindestens eine Öffnungskraft die ausreicht, die Schließkraft einer Druckfeder 55, die auf das Ventilverschlussglied 18 einwirkt, zu überwinden. Im Abschaltfalle, wie auch im Fehlerfalle, wird die Kupplungseinrichtung 26 deaktiviert (stromlos) wodurch die Antriebsverbindung zwischen dem in verschiedene Stellpositionen überführbaren Stellmotor 22 und dem Ventilverschlussglied 18 unterbrochen wird. In diesem Fall schließt die Druckfeder 55 das Ventil 3.
  • Ergänzend kann ein Positionssensor 46 vorgesehen werden, der die Position des Ventilverschlussglieds 18 an eine Steuereinrichtung meldet. Dadurch können Zündgaspositionen gezielt angefahren werden. Die Anpassung des Zündvorgangs an verschiedene Gasqualitäten ist dann allein durch Änderung von Daten in der Steuereinrichtung möglich. Außerdem kann der Positionssensor 46 zur Einstellung von Teillastpositionen (Drosselpositionen) herangezogen werden.

Claims (12)

  1. Ventileinrichtung (1), insbesondere Gas-Sicherheitsventil, mit einem Ventilgehäuse (4), in dem hintereinander zwei Ventilsitze (5, 6) ausgebildet sind, mit einem ersten Ventilverschlussglied (12), das mit einer Antriebseinrichtung (7) verbunden ist, und mit einem zweiten Ventilverschlussglied (18), das mit einem Zwischenpositionen einstellenden Stellantrieb (17) über eine steuerbare Kupplungseinrichtung (26) verbunden ist.
  2. Ventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die steuerbare Kupplungseinrichtung (26) eine Magnetkupplung ist.
  3. Ventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (7) durch einen Magnetantrieb gebildet ist, dessen Magnetanker (9) mit dem ersten Ventilverschlussglied (12) verbunden ist.
  4. Ventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ventilverschlussglied (18) mit einem Positionssensor (46) verbunden ist, der ein die Position des Ventilverschlussglieds (18) kennzeichnendes elektrisches Signal erzeugt.
  5. Ventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass der Positionssensor (46) mit einer Ventilspindel (27) verbunden ist, die das Ventilverschlussglied (18) mit einer Kupplungshälfte (29) der Magnetkupplung (26) verbindet.
  6. Ventileinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionssensor (46) ein induktiver Sensor ist.
  7. Ventileinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Ventilspindel (27) durch eine Spulenanordnung (47) erstreckt, die an eine Erfassungsschaltung (51) angeschlossen ist.
  8. Ventileinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilspindel (27) ein Element (49) trägt, dessen elektromagnetische Eigenschaften sich von denen der Ventilspindel (27) unterscheiden.
  9. Ventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ventilverschlussglied (18) mit einer Schließfeder (55) verbunden ist.
  10. Ventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schließfeder (55) eine Schließkraft aufweist, die größer ist, als die Haltekraft der Kupplungseinrichtung (26) im freigegebenen Zustand.
  11. Ventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Stellmotor (22) des Stellantriebs (17) und dem Ventilverschlussglied ein stellkraftübertragendes Federglied (25) angeordnet ist.
  12. Ventileinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Federglied (25) ein nichtvorgespanntes Zug-Druck-Glied ist.
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