DE19605895C2 - Druckkraftkompensierte Drosseleinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine druckkraftkompensierte Drossel­ einrichtung

• - mit einem Gehäuse, das eine längliche Gehäuseausnehmung enthält, in der ein längsbewegliches Stellglied ange­ ordnet ist,
• - mit einer an dem Stellglied vorgesehenen Schließpartie, die mit einem am Gehäuse vorgesehenen Schließsitz zu­ sammenarbeitet,
• - mit einer an dem Stellglied vorgesehenen Kompensations­ partie, die mit axialem Abstand zur Schließpartie ange­ ordnet ist und mit dieser einen inneren Ausnehmungsab­ schnitt der Gehäuseausnehmung definiert, wobei die Kom­ pensationspartie die auf die Schließpartie wirkenden Druckkräfte des im inneren Ausnehmungsabschnitt herr­ schenden Druckes kompensiert,
• - mit zwei sich axial beidseits an den inneren Ausneh­ mungsabschnitt anschließenden äußeren Ausnehmungsab­ schnitten der Gehäuseausnehmung, die auf den dem inne­ ren Ausnehmungsabschnitt axial entgegengesetzten Außen­ seiten durch gehäuseseitig dicht festgelegte Begren­ zungswände abgeschlossen und über einen Druckaus­ gleichskanal miteinander verbunden sind,
• - mit einem die eine Begrenzungswand unter Abdichtung durchsetzenden Betätigungsabschnitt des Stellgliedes,
• - und mit einem Einlaßkanal und einem Auslaßkanal für das fluidische Druckmittel, wobei einer dieser Kanäle mit dem inneren Ausnehmungsabschnitt und der andere Kanal mit dem der Schließpartie zugeordneten äußeren Ausneh­ mungsabschnitt kommuniziert.

Ein druckentlastetes Ventil mit den vorgenannten Merkmalen geht aus der DE-GM 18 61 336 hervor. Sein Stellglied verfügt über eine tellerförmige Schließpartie und eine im wesentli­ chen als Membran ausgestaltete Kompensationspartie. Aufgrund der Gleichheit der Flächen findet ein Ausgleich der Druck­ kräfte des einlaßseitig im inneren Ausnehmungsabschnitt an­ liegenden Druckmediums statt. Eine Kompensation des auslaß­ seitig herrschenden Druckes erfolgt über einen das Stellglied durchsetzenden Druckausgleichskanal, der die beiden äußeren Ausnehmungsabschnitte der Gehäuseausnehmung verbindet. Das Stellglied ist mit einem Betätigungsabschnitt versehen, der eine der stirnseitigen Begrenzungswände unter Abdichtung axial verschieblich durchsetzt. Um eine Flächengleichheit für den auslaßseitigen Druck zu schaffen, ist das Stellglied auch an der entgegengesetzten Axialseite über die Kompensations­ partie hinaus verlängert und unter Abdichtung in der dort vorgesehenen Begrenzungswand axial verschieblich aufgenommen.

Durch die zweifache verschiebliche Lagerung des Stellgliedes, verbunden mit den dort zur Abdichtung erforderlichen Dicht­ ringen treten nicht unbeträchtliche Reibungskräfte auf, die entsprechend große Betätigungskräfte erforderlich machen. Ei­ ne weitere Folge dieser Ausgestaltung ist das Auftreten des sogenannten Stick-Slip-Effekts, bei dem die Dichtringe nach längerem Stillstand an der zugeordneten gehäuseseitigen Ge­ gendichtfläche anhaften und dadurch anfänglich ein überhöhter Kraftaufwand benötigt wird, um das Stellglied zu verlagern. Eine weitere Quelle für Unzulänglichkeiten ist die Ausgestal­ tung der Kompensationspartie als Membran, die in Abhängigkeit vom anstehenden Druck und der jeweiligen Auslenkung des Stellgliedes aufgrund ihrer Verformung keine konstante Beauf­ schlagungsfläche zur Verfügung stellt, so daß Schwankungen der resultierenden Kräfte auftreten, die das Einstellverhal­ ten stark beeinträchtigen.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine druck­ kraftkompensierte Drosseleinrichtung zu schaffen, die bei ge­ ringen Betätigungskräften eine genaue Einstellung der ge­ wünschten Drosselungswerte ermöglicht.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Kompensationspar­ tie kolbenartig ausgebildet und unter membranloser Abdichtung in dem inneren Ausnehmungsabschnitt verschiebbar geführt ist, und daß die beiden Begrenzungswände zumindest teilweise von unter Abdichtung fest mit dem Stellglied verbundenen, unter­ einander gleich ausgestalteten biegeflexiblen Membranen ge­ bildet sind.

Somit ist im Vergleich zum Stand der Technik zunächst anstel­ le der membranartigen Kompensationspartie eine starre, kol­ benartige Kompensationspartie vorgesehen, die axial ver­ schieblich in dem inneren Ausnehmungsabschnitt läuft und auf diese Weise stets eine konstante Beaufschlagungsfläche zur Verfügung stellt. Dadurch findet eine exakte Kompensation der von dem im inneren Ausnehmungsabschnitt herrschenden Druck herrührenden Druckkräfte statt, woraus eine sehr große Ein­ stellgüte resultiert. Die auftretenden Reibungskräfte wirken sich auf das Betriebsverhalten der Drosseleinrichtung nur ge­ ring aus, weil weitere, eine nennenswerte Reibung verursa­ chende Abdichtungsmaßnahmen entfallen können. So erfolgt ins­ besondere der Abschluß der beiden äußeren Ausnehmungsab­ schnitte über biegeflexible Membranen, die sich mit dem Stellglied mitbewegen können, so daß keine Reibung auftritt. Indem diese Membranen zudem eine einander entsprechende Aus­ gestaltung aufweisen und insbesondere aus dem gleichen Her­ stellungswerkzeug stammen können, sind die den äußeren Aus­ nehmungsabschnitten zugewandten Beaufschlagungsflächen prak­ tisch identisch und rufen kaum toleranzbedingte Abweichungen in den resultierenden Druckkräften hervor.

Insgesamt ist somit bei einer praktisch absoluten Kompen­ sation der Druckkräfte eine zuverlässig und genau einstell­ bare Drosseleinrichtung geschaffen, bei der wegen der redu­ zierten Anzahl von dynamischen Dichtstellen auch der nachtei­ lige Stick-Slip-Effekt kaum mehr eine Rolle spielt. Für die Positionierung des Stellgliedes genügen geringe Betätigungs­ kräfte, so daß sich als Betätigungseinrichtung für das Stell­ glied beispielsweise ein kompakter Tauchankerantrieb eignet, zumal dieser einen großen Hub ermöglicht, der für die Ein­ stellung der Drosselungsintensität unabdingbar ist.

Zwar geht aus der US 2,826,215 bereits ein druckausgegliche­ nes Magnetventil hervor, dessen Stellglied mit insgesamt zwei Membranen bestückt ist. Eine dieser Membranen dient auch als Begrenzungswand zum Abschluß eines äußeren Ausnehmungsab­ schnittes, der mit dem Auslaß in Verbindung steht. Allerdings ist die Kompensationspartie wie schon im Falle des Ventils gemäß DE-GM 18 61 336 membranartig ausgeführt, so daß die eingangs erwähnten Nachteile auftreten. Ferner ist nur der eine äußere Ausnehmungsabschnitt von einer Membran begrenzt, während der andere äußere Ausnehmungsabschnitt weiterhin durch eine feste Wand abgeschlossen ist, durch die hindurch sich das Stellglied verschiebbar erstreckt. Dazuhin fehlt ei­ ne fluidische Verbindung zwischen den beiden äußeren Ausneh­ mungsabschnitten, so daß ein sekundärseitiger Druckausgleich nicht erfolgt und somit erhöhte Betätigungskräfte für die Po­ sitionierung des Stellgliedes anfallen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen aufgeführt.

Zweckmäßigerweise ist der die beiden äußeren Ausnehmungsab­ schnitte verbindende Druckausgleichskanal nicht innerhalb des Stellgliedes ausgebildet, sondern im Gehäuse der Drosselein­ richtung. Um hierbei den zugeordneten Einlaß- oder Auslaßka­ nal mit dem schließgliedseitigen äußeren Ausnehmungsabschnitt zu verbinden, genügt es, den betreffenden Kanal in den Druck­ ausgleichskanal einmünden zu lassen.

Bevorzugt sind der Einlaßkanal und der Auslaßkanal derart an­ geordnet, daß der einlaßseitige Druck des fluidischen Druck­ mediums in dem inneren Ausnehmungsabschnitt anliegt, während der Auslaßkanal mit dem betreffenden äußeren Ausnehmungsab­ schnitt kommuniziert.

Bevorzugt sind die beiden mit dem Stellglied verbundenen Mem­ branen jeweils in einer im Inneren des Gehäuses ausgebildeten Gehäusekammer angeordnet und unterteilen diese ihrerseits in zwei Abschnitte, und zwar einen den äußeren Ausnehmungsab­ schnitt bildenden inneren Kammerabschnitt sowie einen axial entgegengesetzten, weiter außenliegenden äußeren Kammerab­ schnitt. Soll nicht über einen dieser äußeren Kammerabschnit­ te ein die Betätigungskraft für das Stellglied lieferndes Druckmedium zu­ geführt werden, sind beide äußeren Kammerabschnitte 3 vorzugs­ weise mit der Umgebung verbunden, so daß wiederum ein Kräfte­ gleichgewicht herrscht.

Die dem Betätigungsabschnitt des Stellgliedes zugeordnete Mem­ bran hat den weiteren Vorteil, daß bei Bedarf eine Medientren­ nung zwischen dem durch die Drosseleinrichtung strömenden Druckmedium und der mit dem Betätigungsabschnitt zusammenarbei­ tenden Betätigungseinrichtung möglich ist.

Bevorzugt ist die Drosseleinrichtung mit einer Betätigungsein­ richtung ausgestattet, die eine elektrische und/oder elektroni­ sche Einrichtung zur Erfassung und/oder Vorgabe der Axialposi­ tion des Stellgliedes aufweist. Dadurch läßt sich die Drosse­ lungsintensität sehr genau und auch fernverstellbar vorgeben. Eine Wegregelung ist möglich.

Aufgrund der erreichten Druckkompensation ist es möglich, das Stellglied mit Hilfe eine relativ schwach bemessenen Rückstell­ federeinrichtung in der Schließstellung zu halten, wenn über die gebenenfalls vorhandene Betätigungseinrichtung keine Betä­ tigungskräfte auferlegt werden. Bevorzugt ist die Rückstellfe­ dereinrichtung Bestandteil der Betätigungseinrichtung.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeich­ nung näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1 eine erste Bauform der erfindungsgemäßen druckraftkompensierten Drosseleinrichtung im Längsschnitt, wobei strichpunktiert eine Auswerteelektronik angedeutet ist und,

Fig. 2 den in Fig. 1 strichpunktiert markierten Ausschnitt II im Bereich des Schließsitzes in vergrößerter Darstellung.

Die Fig. 1 zeigt eine Drosseleinrichtung in 2/2-Wege-Ausfüh­ rung mit einem Gehäuse 1 sowie einem Einlaß 2 und einem Auslaß 3 für ein fluidisches Druckmedium, insbesondere Druckluft.

Im Innern des Gehäuses 1 befindet sich eine längliche, sich in Axialrichtung 4 erstreckende und mehrfach abgestufte Gehäuse­ ausnehmung 5. Diese Gehäuseausnehmung 5 ist unterteilt in einen inneren Ausnehmungsabschnitt 6 sowie zwei sich axial beidseits an diesen inneren Ausnehmungsabschnitt 6 anschließende äußere Ausnehmungsabschnitte 7, 8 größeren Durchmessers.

Der Übergangsbereich zwischen dem inneren Ausnehmungsabschnitt 6 und dem einen ersten äußeren Ausnehmungsabschnitt 7 ist durch einen ringförmigen, dem vorgenannten ersten äußeren Ausneh­ mungsabschnitt 7 zugewandten Schließsitz 12 definiert. Der hierzu axial beabstandete Übergangsbereich zwischen dem inneren Ausnehmungsabschnitt 6 und dem anderen zweiten äußeren Ausneh­ mungsabschnitt 8 ist durch eine Dichtfläche 13 vorgegeben, die von der Umfangsfläche 14 des inneren Ausnehmungsabschnittes 6 gebildet ist.

In der Gehäuseausnehmung 5 ist ein längliches schieberartiges Stellglied 15 in Axialrichtung 4 beweglich angeordnet. Es hat einen in dem inneren Ausnehmungsabschnitt 6 angeordneten mitt­ leren Längenabschnitt 16 mit im Vergleich zu dem inneren Aus­ nehmungsabschnitt 6 geringerem Querschnitt. An ihn schließt sich einerseits eine größeren Durchmesser aufweisende Schließ­ partie 17 an, die im wesentlichen in dem ersten äußeren Ausneh­ mungsabschnitt 7 angeordnet ist und mit dem Schließsitz 12 zusammenarbeitet.

An der entgegengesetzten Seite des mittleren Längenabschnittes 16 schließt sich eine Kompensationspartie 18 an, die von einer nachfolgend als Kolbenpartie 22 bezeichneten kolbenähnlichen Partie des Stellgliedes 15 gebildet ist. Diese ragt zumindest teilweise in den inneren Ausnehmungsabschnitt 6 hinein, von dem sie längsverschieblich geführt ist. Die Kolbenpartie 22 ist mit einer Umfangsnut versehen, in der ein aus Material mit gummie­ elastischen Eigenschaften bestehender Dichtring 23 einsitzt, der an der oben erwähnten Dichtfläche 13 des inneren Ausneh­ mungsabschnittes 6 dichtend und zugleich axial verschieblich anliegt.

Der oben erwähnte Einlaß 2 steht über einen Einlaßkanal 24 zweckmäßigerweise mit dem inneren Ausnehmungsabschnitt 6 im Be­ reich zwischen dem Schließsitz 12 und der Dichtfläche 13 in Verbindung. Über diesen Einlaß 2 wird unter einem Primärdruck stehendes fluidisches Druckmittel zugeführt. Da die von der Dichtfläche 13 und von dem Schließsitz 12 umschlossene Quer­ schnittsfläche der Gehäuseausnehmung 5 identisch sind, kompen­ sieren sich gegenseitig die vom Primärdruck auf die Schließpar­ tie 17 und die Kolbenpartie 22 ausgeübten Druckkräfte. Das Stellglied 15 ist somit hinsichtlich des Primärdruckes kompen­ siert, dieser übt keine in Axialrichtung wirksamen resultieren­ den Betätigungskräfte auf das Stellglied 15 aus.

In der aus Fig. 1 und 2 hervorgehenden Schließstellung des Stellgliedes 15 liegt dieses mit seiner Schließpartie 17 an dem von einer ringförmigen Kante gebildeten Schließsitz 12 an. Auf diese Weise ist ein Fluidübertritt aus dem inneren Ausnehmungs­ abschnitt 6 in den ersten äußeren Ausnehmungsabschnitt 7 unmög­ lich.

Der sich an die Schließpartie 17 auf der dem mittleren Längen­ abschnitt 16 entgegensetzten Seite anschließende Abschnitt des Stellgliedes 15 ist ein Betätigungsabschnitt 25. Über ihn kön­ nen Betätigungskräfte auf das Stellglied 15 übertragen werden, um dieses aus der Schließstellung stufenlos in unterschiedliche Offenstellungen zu verfahren, bei denen die Schließpartie 17 mehr oder weniger weit vom Schließsitz 12 abgehoben ist. In ei­ ner solchen Offenstellung kann das einlaßseitig zugeführte Druckmedium durch den zwischen dem Schließsitz 12 und der Schließpartie 17 freigegebenen Strömungsspalt hindurch in den sich anschließenden ersten äußeren Ausnehmungsabschnitt 7 über­ strömen. Bei dem Überströmvorgang findet eine Drosselung statt, so daß in dem ersten äußeren Ausnehmungsabschnitt 7 ein im Ver­ gleich zum Primärdruck reduzierter Sekundärdruck herrscht. Das Druckmedium gelangt von dort über einen Auslaßkanal 26 zu dem Auslaß 3 und über diesen zu einem nicht näher dargestellten Verbraucher, beispielsweise einen Arbeitszylinder. Je nachdem wie weit die Schließpartie vom Schließsitz 12 abgehoben wurde, ergibt sich eine unterschiedliche Drosselungsintensität.

Vorzugsweise außerhalb des Stellgliedes 15 ist in dem Gehäuse 1 ein Druckausgleichskanal 27 ausgebildet, der die beiden äußeren Ausnehmungsabschnitte 7, 8 fluidisch miteinander verbindet. Auf diese Weise herrscht in beiden äußeren Ausnehmungsabschnitten 7, 8 stets der gleich Sekundärdruck bzw. Ausgangsdruck. Eine di­ rekte Fluidzufuhr in den zweiten äußeren Ausnehmungsabschnitt 8 aus dem inneren Ausnehmungsabschnitt 6 ist durch die mit der Dichtfläche 13 zusammenarbeitende Kolbenpartie 22 bzw. den an dieser vorgesehenen Dichtring 23 in jeder möglichen Stellung des Stellgliedes 15 verhindert.

Die Verbindung des Auslaßkanals 26 mit dem ersten äußeren Aus­ nehmungsabschnitt 7 erfolgt zweckmäßigerweise mittelbar über den Druckausgleichskanal 27. Beispielsgemäß mündet der Auslaß­ kanal 26 mit seinem dem Auslaß 3 entgegengesetzten Ende in den Druckausgleichskanal 27 ein.

Die beiden äußeren Ausnehmungsabschnitte 7, 8 sind auf ihrer dem inneren Ausnehmungsabschnitt 6 axial entgegengesetzten Außen­ seite durch Begrenzungswände 28, 29 dicht verschlossen. Wesent­ licher Bestandteil dieser Begrenzungswände 28, 29 ist jeweils eine biegeflexible Membran 32, 33, die bevorzugt aus Material mit gummieelastischen Eigenschaften besteht.

Die beiden Menbranen 32, 33 sind vorzugsweise identisch ausge­ bildet und derart eingebaut, daß ihre jeweilige Vorderseite dem zugeordneten äußeren Ausnehmungsabschnitt 7, 8 zugewandt ist. Beispielsgemäß handelt es sich jeweils um lochscheibenähnliche Membranelemente mit einem radial außen liegenden umlaufenden äußeren Befestigungsrand 34 und einem radial innenliegenden um­ laufenden inneren Befestigungsrand 35. Jede Membran 32, 33 ist mit ihrem äußeren Befestigungsrand 34 im Bereich der radialen Umfangswand des äußeren Ausnehmungsabschnittes 7, 8 unter Ab­ dichtung festgelegt. Über den inneren Befestigungsrand 35 er­ folgt eine abgedichtete Festlegung am Stellglied 15. Aufgrund ihrer Biegeelastizität behindern die Membranen 32, 33 die Stell­ bewegung des Stellgliedes 15 nicht, sie werden bei diesen Stellbewegungen lediglich verformt, da der stellgliedseitig be­ festigte innere Befestigungsrand 35 die Axialbewegung des Stellgliedes 15 mitmacht.

Aufgrund des Druckausgleichskanals 27 werden beide Membranen 32, 33 an ihrer dem jeweiligen äußeren Ausnehmungsabschnitt 7, 8 zugewandten Vorderseite mit dem gleichen Druck beaufschlagt. Da sie darüberhinaus identisch ausgebildet sind und somit über einander entsprechende Beaufschlagungsflächen verfügen, sind die vom Ausgangsdruck herrührenden und auf das Stellglied 15 axial einwirkenden Druckkräfte ausgeglichen, so daß keine Rest­ kraft wirkt. Dies gilt unabhängig von der jeweiligen Axialposi­ tion des Stellgliedes 15.

Andere als nach axial außen gerichtete Druckkräfte kann das in den äußeren Ausnehmungsabschnitten 7, 8 befindliche Druckmedium nicht auf das Stellglied 15 übertragen. So erstreckt sich die Kolbenpartie 22 des Stellgliedes 15 mit konstantem Querschnitt bis zur zugeordneten Begrenzungswand 29. Diese umfaßt beim Aus­ führungsbeispiel zusätzlich zur Membran 33 einen ringförmig um­ laufenden Bund 36 des Stellgliedes 15, auf dem die Membran 33 mit ihrem inneren Befestigungsrand 35 festgelegt ist.

Die dem Druck in Axialrichtung ausgesetzte Beaufschlagungsflä­ che 37 des Bundes 36 korrespondiert auf der dem ersten äußeren Ausnehmungsabschnitt 7 zugeordneten Seite mit einer Beauf­ schlagungsfläche 38 mit identischer Axialkomponente, die vor­ liegend von einer die Schließpartie 17 stirnseitig begrenzenden Ringfläche gebildet ist (vgl. Fig. 2). Der sich zwischen der Beaufschlagungsfläche 38 und der Membran 32 erstreckende Längenabschnitt des Stellgliedes 15 hat durchgehend den gleichen Querschnitt wie der auf der entgegensetzten Seite angeordnete Bund 36.

Damit der im ersten äußeren Ausnehmungsabschnitt 7 anstehende Ausgangsdruck auch in der Schließstellung des Stellgliedes 15 auf die Beaufschlagungsfläche 38 einwirken kann, ist diese so ausgestaltet, daß sie in der Schließstellung mit einem kleinen Abstand 42 zur zugewandten Gehäusefläche 43 angeordnet ist. Dadurch liegt ein Spalt vor, in den das Druckmedium eintreten kann. Die vorgenannte Gehäusefläche 43 ist eine Kegelfläche, die sich an den Schließsitz 12 anschließt und sich in Richtung zum ersten äußeren Ausnehmungsabschnitt 7 erweitert. Auch die Beaufschlagungsfläche 38 ist eine Schrägfläche, allerdings mit etwas geringerer Steigung als die Gehäusefläche 43, so daß der Abstand bzw. Spalt 42 zustande kommt.

An die Schließpartie 17 schließt sich in Richtung zum inneren Ausnehmungsabschnitt 6 eine sich konisch verjüngende Drosse­ lungspartie 44 an, die durch den vom Schließsitz 12 umgebenen Bereich der Gehäuseausnehmung 5 hindurch in den inneren Ausneh­ mungsabschnitt 6 hineinragt. Mit zunehmendem Abstand der Schließpartie 17 vom Schließsitz 12 ergibt sich somit ein grö­ ßerwerdender Überströmspalt für das Druckmedium zwischen der Umfangsfläche der Drosselungspartie 44 und dem Schließsitz 12 und dementsprechend eine unterschiedliche Drosselungsintensi­ tät.

Die schließpartieseitige Membran 32 wird vor dem Stellglied 15 mit dem schon erwähnten Betätigungsabschnitt 25 koaxial durch­ setzt. Diesem ist eine Betätigungseinrichtung 45 zugeordnet, über die sich die gewünschte Axialposition des Stellgliedes 15 vorgeben läßt. Bevorzugt ist die Betätigungseinrichtung 45 von einem Linearantrieb gebildet, der ein zu einer Linearbewegung antreibbares Abtriebsteil 46 aufweist, das an dem Betätigungs­ abschnitt 25 befestigt ist.

In der bevorzugten Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels ist die Betätigungseinrichtung 45 von einem auf elektromagnetischer Basis arbeitenden Tauchankerantrieb gebildet. Das Abtriebsteil 46 ist der bewegliche Anker, dessen Axialposition über eine stromdurchflossene Spuleneinrichtung 49 in an sich bekannter Weise vorgegeben werden kann. Der Tauchankerantrieb zeichnet sich durch einen großen axialen Hub aus, so daß er sich optimal für die Betätigung des zur Drosselung dienenden Stellgliedes 15 eignet. Daß Tauchankerantriebe in der Regel nur über geringe Betätigungskräfte verfügen, wirkt sich vorliegend nicht nach­ teilig aus, da das Stellglied 15 vollständig druckkraftausge­ glichen ist. Die Betätigungseinrichtung 45 hat praktisch nur die von dem Dichtring 23 hervorgerufenen Reibungskräfte sowie die Stellkraft einer beim Ausführungsbeispiel zur Anwendung kommenden Rückstellfedereinrichtung 47 zu überwinden. Diese Kräfte sind sehr gering. Bereits eine geringe Stellkraft der Rückstellfedereinrichtung 47 reicht aus, um das Stellglied 15 bei außer Betrieb befindlicher Betätigungseinrichtung 45, vor­ liegend im stromlosen Zustand des Tauchankerantriebes, in der Schließstellung zu halten.

Die Federeinrichtung 47 wirkt zwischen dem Stellglied 15 und dem Gehäuse 1. Bevorzugt sitzt sie hierbei zwischen dem Ab­ triebsteil 46 und einer Abschlußwand 48 des Gehäuses 1, die die das Abtriebsteil 46 aufnehmende Gehäusekammer 52 auf der der Membran 32 axial entgegengesetzten Seite abschließt. Sie ist vorzugsweise als Druckfeder ausgebildet.

Die erwähnte Gehäusekammer 52 steht über einen ersten Ge­ häusekanal 53 mit der Umgebung in Verbindung, so daß die Membran 32 auf der dem ersten äußeren Ausnehmungsabschnitt 7 entgegengesetzten Axialseite vom Umgebungsdruck beaufschlagt wird. Entsprechendes gilt auch für die andere Membran 33, an die sich ebenfalls eine Gehäusekammer 54 anschließt, die über einen zweiten Gehäusekanal 55 mit der Umgebung kommuniziert. Indem die Betätigungseinrichtung 45 im Gehäuse 1 der Drossel­ einrichtung angeordnet ist, ergibt sich eine kompakte Bauweise.

In Fig. 1 ist strichpunktiert ergänzend angedeutet, daß die Betätigungseinrichtung 45 bei Bedarf mit einer elektrischen oder elektronischen Steuereinrichtung 56 zur Erfassung und/oder Vorgabe der Axialposition des Stellgliedes 15 und somit der ge­ wünschten Drosselungsintensität ausgestattet sein kann. Die Steuereinrichtung 56 kann einen Wegsensor 57 aufweisen, der be­ rührungslos auf ein mit dem Stellglied 15 verbundenes Betäti­ gungselement 58 anspricht, das beispielsgemäß in das Abtriebs­ teil 46 integriert ist. Auf diese Weise läßt sich sehr einfach eine äußerst präzise Wegregelung vornehmen.

Indem die Abdichtung des Stellgliedes 15 gegenüber dem Gehäuse 1 zur Umgebung hin durch Dichtmembranen 32, 33 erfolgt, ist im Betrieb eine verschleißbedingte Leckage ausgeschlossen. Außerdem verhindert die der Betätigungseinrichtung 45 benachbarte Membran 32 einen Kontakt zwischen dem Druckmedium und dem Antrieb, so daß sich speziell auch elektrische Antriebe ohne Gefahr einer Funktionsbeeinträchtigung einsetzen lassen.

Claims (12)

1. Druckkraftkompensierte Drosseleinrichtung,

• 1. mit einem Gehäuse (1), das eine längliche Gehäuseausneh­ mung (5) enthält, in der ein längsbewegliches Stellglied (15) angeordnet ist,
• 2. mit einer an dem Stellglied (15) vorgesehenen Schließ­ partie (17), die mit einem am Gehäuse (1) vorgesehenen Schließsitz (12) zusammenarbeitet,
• 3. mit einer an dem Stellglied (15) vorgesehenen Kompensa­ tionspartie (18), die mit axialem Abstand zur Schließ­ partie (17) angeordnet ist und mit dieser einen inneren Ausnehmungsabschnitt (6) der Gehäuseausnehmung (5) defi­ niert, wobei die Kompensationspartie (18) die auf die Schließpartie (17) wirkenden Druckkräfte des im inneren Ausnehmungsabschnitt (6) herrschenden Druckes kompen­ siert,
• 4. mit zwei sich axial beidseits an den inneren Ausneh­ mungsabschnitt (6) anschließenden äußeren Ausnehmungsab­ schnitten (7, 8) der Gehäuseausnehmung (5), die auf den dem inneren Ausnehmungsabschnitt (6) axial entgegenge­ setzten Außenseiten durch gehäuseseitig dicht festgeleg­ te Begrenzungswände (28, 29) abgeschlossen und über ei­ nen Druckausgleichskanal (27) miteinander verbunden sind,
• 5. mit einem die eine Begrenzungswand (28) unter Abdichtung durchsetzenden Betätigungsabschnitt (25) des Stellglie­ des (15)
• 6. und mit einem Einlaßkanal (24) und einem Auslaßkanal (26) für das fluidische Druckmittel, wobei einer dieser Kanäle mit dem inneren Ausnehmungsabschnitt (6) und der andere Kanal mit dem der Schließpartie (17) zugeordneten äußeren Ausnehmungsabschnitt (7) kommuniziert,

dadurch gekennzeichnet,
daß die Kompensationspartie (18) kolbenartig ausgebildet und unter membranloser Abdichtung in dem inneren Ausnehmungsab­ schnitt (6) verschiebbar geführt ist,
und daß die beiden Begrenzungswände (28, 29) zumindest teil­ weise von unter Abdichtung fest mit dem Stellglied (15) ver­ bundenen, untereinander gleich ausgestalteten biegeflexiblen Membranen (32, 33) gebildet sind.

2. Drosseleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß zur membranlosen Abdichtung ein an der Kompensati­ onspartie (18) koaxial festgelegter Dichtring (23) vorhanden ist, der an der Umfangsfläche (14) des inneren Ausnehmungsab­ schnittes (6) verschieblich anliegt.

3. Drosseleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Druckausgleichskanal (27) außerhalb des Stellgliedes (15) im Gehäuse (1) ausgebildet ist und der mit dem der Schließpartie (17) zugeordneten äußeren Ausnehmungs­ abschnitt (7) kommunizierende Einlaß- bzw. Auslaßkanal (7, 8) mit dem Druckausgleichskanal (27) verbunden ist.

4. Drosseleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Einlaßkanal (24) mit dem inne­ ren Ausnehmungsabschnitt (6) und der Auslaßkanal (26) mit dem schließgliedseitigen äußeren Ausnehmungsabschnitt (7) kommu­ niziert.

5. Drosseleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß auf der einem jeweiligen äußeren Ausnehmungsabschnitt (7, 8) axial entgegengesetzten Seite der zugeordneten Membran (32, 33) mit dem gleichen Druckniveau beaufschlagte Gehäusekammern (52, 54) vorgesehen sind.

6. Drosseleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß an der Schließpartie (17) eine sich konisch verjüngende, in den inneren Ausnehmungsabschnitt (6) eintauchende Drosselungspartie (44) vorgesehen ist.

7. Drosseleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß dem Betätigungsabschnitt (25) des Stellgliedes (15) eine die Axialposition des Stellgliedes (15) vorgebende Betätigungseinrichtung (45) zugeordnet ist.

8. Drosseleinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Betätigungseinrichtung (45) im Gehäuse (1) der Drosseleinrichtung angeordnet ist.

9. Drosseleinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (45) ein insbesonde­ re elektrisch betriebener Linearantrieb ist, beispielsweise ein auf elektromagnetischer Basis arbeitender Tauchankeran­ trieb.

10. Drosseleinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (45) mit einer Steuereinrichtung (56) zur Erfassung und/oder Vorgabe der Axialposition des Stellgliedes (15) ausgestattet ist.

11. Drosseleinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, daß die Steuereinrichtung (56) einen Wegaufnehmer (57) in Form eines Hallsensor-Elements aufweist.

12. Drosseleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß eine das Stellglied (15) in Rich­ tung ihrer Schließstellung beaufschlagende Federeinrichtung (47) vorhanden ist, die zweckmäßigerweise Bestandteil der Be­ tätigungseinrichtung (45) ist.