DE202011107412U1

DE202011107412U1 - Adjustable valve for the metered dispensing of liquids

Info

Publication number: DE202011107412U1
Application number: DE201120107412
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Nordson Corp
Priority date: 2011-11-03
Filing date: 2011-11-03
Publication date: 2013-02-04
Anticipated expiration: 2021-11-04

Abstract

Elektropneumatisch betätigtes Ventil für die dosierte Abgabe insbesondere kleinster Flüssigkeitsmengen, enthaltend einen Trägerkörper (2), in dem eine Aktorkammer (7) ausgebildet ist, in der ein unter der Vorspannung einer Druckfeder (10) stehender Aktorkolben (8) mit Kolbenstange (25) angeordnet ist, mit einem Verbindungskanal (44) im Trägerkörper (2) zur Zuführung eines pneumatischen Druckfluides in die Aktorkammer (7) auf der der Druckfeder (10) abgewandten Seite des Aktorkolbens (8), einer mit einem Dosierfluideinlass (34) versehenen Dosierkammer (33) mit einer zu der Kolbenstange (25) konzentrischen Dosierdüse (35), auf die eine mit der Kolbenstange (25) verbundene, die Dosierkammer (33) durchsetzende Düsennadel (28) aufsetzbar ist, und ein elektropneumatisch betätigtes Schaltventil (3) zum gesteuerten Zuführen und Ablassen des pneumatischen Druckfluides in bzw. aus dem Verbindungskanal (44), das Zuführ- und Auslassanschlüsse (4, 5) aufweist, die mit verstellbaren Drosselelementen (4a, 5a) versehen sind.Electropneumatically actuated valve for the metered delivery of particularly small amounts of liquid, comprising a carrier body (2), in which an actuator chamber (7) is formed, in which a under the bias of a compression spring (10) standing actuator piston (8) arranged with piston rod (25) is, with a connecting channel (44) in the carrier body (2) for supplying a pneumatic pressure fluid in the actuator chamber (7) on the side of the actuator piston (8) facing away from the compression spring (10), a metering chamber (33) provided with a metering fluid inlet (34) ) with a to the piston rod (25) concentric metering nozzle (35) on which a with the piston rod (25) connected, the metering chamber (33) passing through the nozzle needle (28) can be placed, and an electropneumatically actuated switching valve (3) for controlled feeding and discharging the pneumatic pressure fluid into and out of the communication passage (44) having supply and discharge ports (4, 5) provided with adjustable Dr osselelementen (4a, 5a) are provided.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektropneumatisch betätigtes Ventil für die dosierte Abgabe insbesondere kleinster Flüssigkeitsmengen.The invention relates to an electropneumatically actuated valve for the metered delivery of particularly small amounts of liquid.

ProblembeschreibungProblem Description

Die fortschreitende Miniaturisierung in fast allen technischen Bereichen erfordert auf dem Gebiet der Dosierung von fließfähigen Medien Dosierventile, die äußerst geringe Mengen einer Flüssigkeit bzw. einer Paste hochgenau, schnell und zuverlässig abgeben können.The progressive miniaturization in almost all technical areas requires in the field of metering of flowable media dosing valves that can deliver extremely small amounts of liquid or paste with high accuracy, fast and reliable.

Beim so genannten berührenden Auftragen solcher Medien wird das Medium mit der Oberfläche, auf der es abgeschieden werden soll, in Berührung gebracht wird, bevor es von der auftragenden Düsenmündung abgelöst wird, beispielsweise durch Zurückziehen der Düsenmündung.In the so-called contacting application of such media, the medium is brought into contact with the surface on which it is to be deposited, before it is detached from the applying nozzle orifice, for example by retracting the nozzle orifice.

Weil die berührende Dosierung einige Nachteile aufweist, wie geringe Geschwindigkeit, mögliche Beschädigung des Bauteils, das Ziehen von Fäden durch das Dosiermedium, ungenaue Plazierung und schwierige Reproduzierbarkeit, wird mehr und mehr auf das berührungsfreie Dosieren übergegangen. Das berührungsfreie Dosieren viskoser Fluide mit Hilfe eines Dosierventils, in dem sich ein Stößel, auch Ventilnadel genannt, axial in Bezug auf einen Ventilsitz bewegt, um das zu dosierende Medium in Form eines Tröpfchens auszuspritzen, das erst nach dem Ablösen von der Düsenmündung auf die zu benetzende Oberfläche auftrifft, das sogenannte „Jetten”, erfordert eine hohe Dynamik der Stößelbewegung, um das Medium aus der Düse auszutreiben (vgl. EP 1 029 626 B1 ).Because the contacting dosage has some drawbacks, such as low speed, possible damage to the component, drawing of filaments through the metering medium, inaccurate placement and difficult reproducibility, more and more is being transferred to non-contact metering. The non-contact metering of viscous fluids by means of a metering valve, in which a plunger, also called valve needle, moves axially with respect to a valve seat to eject the medium to be metered in the form of a droplet, which only after the detachment from the nozzle orifice to the wetting surface impinges, the so-called "jetting", requires a high dynamics of the plunger movement to expel the medium from the nozzle (see. EP 1 029 626 B1 ).

Die Vielfalt der zu dosierenden Medien verlangt bei der berührungsfreien Dosierung in vielen Fällen eine Anpassung der Dynamik der Stößelbewegung an die Rheologie des zu dosierenden Mediums. Bisher wurde dies bei bekannten pneumatisch betriebenen, berührungsfrei applizierenden Mikrodosierventilen durch Anpassung der Düsengeometrie realisiert. Dafür muss für jedes Dosiermedium und jede Prozessanforderung, wie Dosiermenge und Zykluszeit, eine Düsengeometrie ermittelt werden, die einerseits das sichere Ablösen des Tropfens von der Düsenmündung und andererseits eine spritzerfreie Applikation des Mediums auf dem zu beschichtenden Bauteil gewährleistet. Die hierdurch erforderliche große Anzahl unterschiedlicher Düsengeometrien verursacht beim Systemhersteller einen hohen Logistikaufwand.The variety of media to be metered requires in contactless metering in many cases an adaptation of the dynamics of the plunger movement to the rheology of the medium to be metered. So far, this has been realized in known pneumatically operated, contact-free applying microdosing valves by adjusting the nozzle geometry. For this, a nozzle geometry must be determined for each dosing medium and each process requirement, such as dosing quantity and cycle time, which on the one hand ensures reliable detachment of the droplet from the nozzle orifice and, on the other hand, spatter-free application of the medium to the component to be coated. The resulting large number of different nozzle geometries causes a high logistics outlay for the system manufacturer.

Die bekannten berührungsfreien Mikrodosiersysteme nutzen so genannte „harte” Ventilsitzpaarungen. Dennoch muss mit einem gewissen Verschleiß von Ventilsitz (= Spritzdüse) und besonders Düsennadel gerechnet werden, der einen regelmäßigen Austausch dieser Teile, somit vor allem der Düsennadel, erforderlich macht. Der Anmelder hat hierzu bereits einen Vorschlag gemacht, durch den ein rascher Austausch dieser Bauteile ohne größere Demontagen am Gesamtsystem möglich ist.The known non-contact micro dosing systems use so-called "hard" valve seat pairings. Nevertheless, a certain wear of valve seat (= spray nozzle) and especially nozzle needle must be expected, which makes a regular replacement of these parts, thus especially the nozzle needle, required. The applicant has already made a proposal for this, through which a rapid replacement of these components without major disassembly of the overall system is possible.

Die hohe Dynamik der Ventilnadelbewegung, die erforderlich ist, um kleinste Flüssigkeitsmengen dosieren und hohe Arbeitsgeschwindigkeiten erreichen zu können, verlangt ein möglichst trägheitsarmes Antriebssystem. Gemäß einem früheren Vorschlag des Anmelders ist daher das pneumatische Schaltventil für die Zuführung des pneumatischen Fluides in die Aktorkammer des Ventilnadelantriebs in unmittelbarer Nähe der Aktorkammer angeordnet. Die Dynamik der Ventilnadelbewegung ist auch von der Hubhöhe der Düsennadel und den an ihr angreifenden Stellkräften abhängig, zu denen auch der statischen Druck, unter dem das vom Schaltventil freigegebene und gesperrte pneumatische Fluid steht, beiträgt.The high dynamics of the valve needle movement, which is required to dose smallest amounts of liquid and to achieve high operating speeds, requires a low-inertia drive system. According to a previous proposal of the applicant, therefore, the pneumatic switching valve for the supply of the pneumatic fluid is arranged in the actuator chamber of the valve needle drive in the immediate vicinity of the actuator chamber. The dynamics of the valve needle movement is also dependent on the lifting height of the nozzle needle and the actuating forces acting on it, which also includes the static pressure, under which the released from the switching valve and locked pneumatic fluid contributes.

Übersicht über die ErfindungOverview of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektropneumatisch betätigtes Ventil anzugeben, das auch für die Dosierung kleinster Flüssigkeitsmengen mit hoher Geschwindigkeit und Genauigkeit geeignet ist und einen wirtschaftlichen Betrieb ermöglicht.The invention has for its object to provide an electropneumatically actuated valve, which is also suitable for the dosage of very small amounts of liquid with high speed and accuracy and allows economic operation.

Diese Aufgabe wird von der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Ansprüche.This object is achieved by the invention defined in claim 1. Advantageous embodiments of the invention are the subject of further claims.

Die Erfindung ermöglicht es, ein flüssiges Medium hochgenau und berührungsfrei zu dosieren. Das erfindungsgemäße Dosierventil ermöglicht es, alle die Dynamik der Ventilnadelbewegung beeinflussenden Parameter leicht und unabhängig voneinander einzustellen. Wenn Schaltventil und Aktorkammer unmittelbar nebeneinander angeordnet sind, sind die vom pneumatischen Druckfluid innerhalb des Dosierventils eingenommenen Volumina minimal, so dass die Kompressibilität des das Dosierventil betätigenden Druckfluides keinen merklichen Einfluss auf die Dosiergenauigkeit hat. Außerdem sind hohe Arbeitsgeschwindigkeiten, d. h. hohe Taktfrequenzen, erreichbar. Durch die Anordnung der einstellbaren Drosselelemente für das pneumatische Druckfluid unmittelbar an den Ein- und Auslassanschlüssen des Schaltventils werden diese vorteilhaften Eigenschaften unterstützt.The invention makes it possible to meter a liquid medium with high precision and without contact. The metering valve according to the invention makes it possible to adjust all parameters influencing the dynamics of the valve needle movement easily and independently of each other. When the switching valve and the actuator chamber are arranged directly next to one another, the volumes occupied by the pneumatic pressure fluid within the metering valve are minimal, so that the compressibility of the pressure fluid actuating the metering valve has no appreciable influence on the metering accuracy. In addition, high working speeds, d. H. high clock frequencies, achievable. The arrangement of the adjustable throttle elements for the pneumatic pressure fluid directly to the inlet and outlet ports of the switching valve, these advantageous properties are supported.

Die Wirtschaftlichkeit des Betriebes und die vorteilhafte Handhabung, die durch die vorgenannten technischen Merkmale erreicht wird, lässt sich noch durch eine besonders vorteilhafte Gestaltung des Trägerkörpers steigern, indem dieser eine Aussparung aufweist, in der eine Verbindungsstelle zwischen Kolbenstange und Ventilnadel von außen frei zugänglich wird, ohne dass es dazu notwendig ist, den Aktor zu zerlegen. Es braucht dann nur noch die Düsenplatte oder das Dosierkammergehäuse abgenommen zu werden, damit nach Lösen der Düsennadel von der Kolbenstange erstere aus der Dosierkammer herausgezogen werden kann. Eine Gefahr, dass die Aktorkammer mit Dosierfluid in Berührung kommen kann, besteht nicht, da die Aktorkammer beim Düsennadelwechsel vollkommen abgeschlossen bleibt. The economy of the operation and the advantageous handling, which is achieved by the aforementioned technical features, can still be increased by a particularly advantageous design of the carrier body by this has a recess in which a connection point between the piston rod and valve needle is freely accessible from the outside, without it being necessary to disassemble the actuator. It then only needs the nozzle plate or Dosierkammergehäuse to be removed, so that after releasing the nozzle needle from the piston rod the former can be pulled out of the dosing. There is no danger of the actuator chamber coming into contact with dosing fluid, since the actuator chamber remains completely closed when changing the nozzle needle.

Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind eine Einstellbarkeit des Hubes der Düsennadel, womit dem jeweils verwendeten Düsendurchmesser Rechnung getragen werden kann, und eine Einstellbarkeit der Kraft der den Aktorkolben in die Schließstellung der Düsennadel beaufschlagenden Druckfeder, womit unterschiedlichen Dosiermedien und Mediendrücken Rechnung getragen werden kann. Die Erfindung ermöglicht es, diese Parameter unabhängig voneinander einzustellen und sie dann gegen unbeabsichtigte oder unbefugte Verstellung festzulegen.Further advantageous features of the invention are an adjustability of the stroke of the nozzle needle, whereby the nozzle diameter used in each case can be taken into account, and adjustability of the force of the actuator piston in the closed position of the nozzle needle acting on compression spring, which different Dosiermedien and media pressures can be taken into account. The invention makes it possible to set these parameters independently and then set them against unintentional or unauthorized adjustment.

Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel näher beschrieben. Es zeigt:The invention will be described in more detail below with reference to the drawings in a preferred embodiment. It shows:

1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dosierventils, und 1 a perspective view of a first embodiment of a metering valve according to the invention, and

2 einen Längsschnitt des Dosierventils von 1 längs der Achse des Aktorkolbens, und 2 a longitudinal section of the metering valve of 1 along the axis of the actuator piston, and

3 einen vergleichbaren Längsschnitt einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, die abgewandelte Feststelleinrichtungen aufweist. 3 a comparable longitudinal section of a second embodiment of the invention having modified locking devices.

Detaillierte Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention

Das gemäß 1 insgesamt mit 1 bezeichnete Dosierventil umfasst einen länglichen Trägerkörper 2, in dessen oberen Abschnitt der Aktor für eine Düsennadel untergebracht ist, und an dem unten ein Dosierkammergehäuse angebracht ist, sowie ein insgesamt mit 3 bezeichnetes elektromagnetisch betriebenes pneumatisches Schaltventil, das vorteilhafterweise an eine Seite des Trägerkörpers 2 unmittelbar angebaut, insbesondere mittels Schrauben (nicht dargestellt) angebracht ist.The according to 1 in total with 1 designated metering valve comprises an elongated carrier body 2 , In the upper portion of the actuator is housed for a nozzle needle, and at the bottom of a Dosierkammergehäuse is mounted, and a total with 3 designated electromagnetically operated pneumatic switching valve, which advantageously to one side of the carrier body 2 directly attached, in particular by means of screws (not shown) is mounted.

Das Schaltventil 3 hat zwei Anschlüsse 4, 5 für die Zuführung und Abführung eines pneumatischen Druckfluides, beispielsweise Pressluft, und eine Kabeldurchführung 6 für ein elektrisches Steuerkabel (nicht dargestellt). Ein solches Schaltventil 3 ist insoweit handelsüblich und braucht daher hier nicht weiter erläutert zu werden. Die Besonderheit beim dargestellten erfindungsgemäßen Dosierventil 1 ist, dass an den Anschlüssen 4, 5 des Schaltventils 3 jeweils Drosselelemente 4a, 5a angeordnet sind, mit deren Hilfe sich der Zustrom und der Auslass des Druckfluides in das und aus dem Schaltventil 3 beeinflussen lassen. Zwar ist eine Drosselung solcher Fluidströme an sich bereits bekannt, durch die Anordnung der Drosselelemente 4a, 5a unmittelbar an Einlass und Auslass des Schaltventils 3 sind aber Einflüsse, die infolge der Kompressibilität des in Zuführ- und Auslassleitungen strömenden Fluides durch die Schaltvorgänge im Schaltventil 3 ausgelöst werden können, gegenüber einem Zustand, bei dem solche Drosselelemente fern davon angeordnet sind, minimiert oder gar ausgeschlossen.The switching valve 3 has two connections 4 . 5 for the supply and discharge of a pneumatic pressure fluid, such as compressed air, and a cable feedthrough 6 for an electrical control cable (not shown). Such a switching valve 3 is in this respect commercially available and therefore need not be further explained here. The peculiarity of the illustrated metering valve according to the invention 1 is that on the connectors 4 . 5 the switching valve 3 each throttle elements 4a . 5a are arranged, with the help of which the influx and the outlet of the pressurized fluid in and out of the switching valve 3 be influenced. Although a throttling of such fluid flows is already known per se, by the arrangement of the throttle elements 4a . 5a directly at the inlet and outlet of the switching valve 3 but are influences due to the compressibility of the flowing in supply and discharge lines fluid through the switching operations in the switching valve 3 can be triggered, compared to a state in which such throttle elements are arranged away from it, minimized or even excluded.

Die Drosselelemente 4a, 5a können den Strömungsquerschnitt verengende Einstellschrauben sein, wie in der Zeichnung dargestellt, die durch Feststelleinrichtungen, wie beispielsweise Kontermuttern, wie dargestellt, gegen unbeabsichtigtes oder unbefugtes Verstellen gesichert werden können.The throttle elements 4a . 5a may be the flow cross-section narrowing adjustment screws, as shown in the drawing, which can be secured against unintentional or unauthorized adjustment by locking devices, such as lock nuts, as shown.

Es wird nun auf die 2 Bezug genommen. Auch 1 kann in die nachfolgenden Betrachtungen zur Identifizierung der mit Bezugszeichen versehenen Elemente einbezogen werden.It will now be on the 2 Referenced. Also 1 may be included in the following considerations for identifying the elements provided with reference numerals.

In dem Trägerkörper 2 ist im oberen Abschnitt eine Aktorkammer 7 ausgebildet, die vorteilhafterweise zylindrisch ist. In der Aktorkammer 7 befindet sich ein Aktorkolben 8, der mittels einer Dichtung 9 an der Zylinderwand der Aktorkammer 7 abgedichtet ist. Der Aktorkolben 8 ist innerhalb der Aktorkammer 7 zwischen einer unteren Endstellung, die durch die Schließstellung des Dosierventils bestimmt ist, und einer oberen Endstellung axial gegen die Kraft einer Schraubendruckfeder 10 beweglich, deren erstes Ende sich auf dem Aktorkolben 8 abstützt. Die obere Endstellung des Aktorkolbens 8, und somit dessen Bewegungshub, ist durch einen Anschlagstift 11 bestimmt, der durch eine Axialbohrung 12 in einem als Einstellschraube ausgebildeten Stützkörper 13 verläuft, der in eine Gewindehülse 14 eingeschraubt ist. Die Hülse 14 ist mit einem etwa U-förmigen Montagejoch 15 fest verbunden, beispielsweise verlötet, und weist an ihrem dem Trägerkörper 2 zugewandten (unteren) Ende einen Ansatz verminderten Durchmessers auf, die in der Aktorkammer 7 sitzt und die Hülse 14 bezüglich der Aktorkammer 7 zentriert. Das zweite Ende der Schraubendruckfeder 10 stützt sich an dem der Aktorkammer 7 zugewandten (unteren) Ende des Stützkörpers 13 ab. Dessen anderes Ende ist zu einem verbreiterten Kopf 16 ausgebildet, der vorzugsweise eine Oberflächenprofilierung, beispielsweise eine Rändelung, aufweisen kann.In the carrier body 2 is in the upper section of an actuator chamber 7 formed, which is advantageously cylindrical. In the actuator chamber 7 there is an actuator piston 8th that by means of a seal 9 on the cylinder wall of the actuator chamber 7 is sealed. The actuator piston 8th is inside the actuator chamber 7 between a lower end position, which is determined by the closed position of the metering valve, and an upper end position axially against the force of a helical compression spring 10 movable, whose first end is on the actuator piston 8th supported. The upper end position of the actuator piston 8th , and thus its movement stroke, is by a stop pin 11 determined by an axial bore 12 in a trained as an adjustment screw support body 13 runs, in a threaded sleeve 14 is screwed. The sleeve 14 is with an approximately U-shaped mounting yoke 15 firmly connected, for example, soldered, and has at her the carrier body 2 facing (lower) end of a reduced diameter approach, in the actuator chamber 7 sits and the sleeve 14 with respect to the actuator chamber 7 centered. The second end of the helical compression spring 10 relies on the actuator chamber 7 facing (lower) End of the support body 13 from. Its other end is to a widened head 16 formed, which may preferably have a surface profiling, for example a knurling.

Das Montagejoch 15 weist einen ersten, hier unteren genannten, Schenkel 15a, einen dazu parallelen zweiten, hier oberen genannten, Schenkel 15b und einen diese Schenkel verbindenden Verbindungsschenkel 15c auf. Der die Hülse 14 haltende untere Schenkel 15a ist auf dem Trägerkörper 2 mittels Schrauben 17 befestigt. Koaxial zur Hülse 14 ist in dem oberen Schenkel 15b eine Gewindebohrung 18 ausgebildet. Der Anschlagstift 11 weist an seinem aus dem Stützkörper 13 heraus ragenden Ende ein Gewinde auf, das in die Gewindebohrung 18 des oberen Schenkels 15b des Montagejochs 15 eingeschraubt ist. An seinem oberen Ende trägt der Anschlagstift 11 einen verbreiterten Kopf 19, der von einer achsparallelen Gewindebohrung 20 durchdrungen ist. In dieser sitzt eine Feststellschraube 21, beispielsweise eine Madenschraube, deren unteres Ende auf eine Gewindescheibe 22 drückt, die auf dem Gewinde des Anschlagstiftes 11 sitzt und eine axial nach unten vorstehende Nase 23 aufweist, die von einer im oberen Schenkel 15b des Montagejochs 15 ausgebildeten Nut aufgenommen ist.The mounting yoke 15 has a first, here lower mentioned leg 15a , a parallel thereto second, here upper mentioned leg 15b and a connecting leg connecting these legs 15c on. The the sleeve 14 holding lower thighs 15a is on the carrier body 2 by means of screws 17 attached. Coaxial to the sleeve 14 is in the upper thigh 15b a threaded hole 18 educated. The stop pin 11 points at his from the support body 13 out a thread that protrudes into the tapped hole 18 of the upper thigh 15b of the mounting yoke 15 is screwed. At its upper end carries the stop pin 11 a widened head 19 , of an axially parallel threaded hole 20 is permeated. In this sits a locking screw 21 For example, a grub screw whose lower end on a threaded disc 22 press that on the thread of the stopper pin 11 sits and an axially downwardly projecting nose 23 which has one in the upper leg 15b of the mounting yoke 15 trained groove is included.

In dem Verbindungsschenkel 15c des Montagejochs 15 ist eine radial zum Kopf 16 verlaufende Gewindebohrung ausgebildet, in der eine Feststellschraube 24 sitzt, die so weit eingeschraubt werden kann, dass sie gegen den Kopf 16 des Stützkörpers 13 drückt.In the connecting leg 15c of the mounting yoke 15 is a radial to the head 16 extending threaded bore formed in a locking screw 24 sits that can be screwed in so far that they are upside down 16 of the support body 13 suppressed.

Im Trägerkörper 2 ist ein Verbindungskanal 44 ausgebildet, der vorzugsweise etwa radial zur Achse der Aktorkammer 7 verläuft und unterhalb des Aktorkolbens 8 in diese mündet. Der Verbindungskanal 44 verbindet auf kürzest möglichem Wege den im unmittelbar benachbart angeordneten elektromagnetisch betätigten Schaltventil 3 enthaltenen pneumatischen Umschalter (nicht dargestellt) mit der Aktorkammer 7. Daher ist das zwischen dem Umschalter und dem Aktorkolben 8 eingeschlossene Gasvolumen minimal, so dass sich dessen Kompressibilität auf die Bewegung des Aktorkolbens 8 und somit die Genauigkeit der Fluiddosierung nur minimal auswirken kann.In the carrier body 2 is a connection channel 44 formed, which is preferably approximately radially to the axis of the actuator chamber 7 runs and below the actuator piston 8th flows into this. The connection channel 44 connects in the shortest possible way in the immediately adjacent arranged electromagnetically actuated switching valve 3 contained pneumatic switch (not shown) with the actuator chamber 7 , Therefore, this is between the switch and the actuator piston 8th enclosed gas volume minimally, so that its compressibility on the movement of the actuator piston 8th and thus the accuracy of the fluid metering can only have a minimal effect.

An der Unterseite des Aktorkolbens 8, d. h. an dessen der Schraubendruckfeder 10 abgewandten Seite, ist an dem Aktorkolben 8 zentrisch eine Kolbenstange 25 befestigt. Sie kann mit dem Aktorkolben 8 einstückig ausgebildet sein. Sie durchdringt eine erste Bohrung 26, die in dem Trägerkörper 2 ausgebildet ist und in eine im Trägerkörper 2 ausgebildete, nach außen offene Ausnehmung 27 mündet. In der Ausnehmung 27 ist an der Kolbenstange 25 das eine Ende einer Düsennadel 28 befestigt, die eine im Trägerkörper 2 konzentrisch zur ersten Bohrung 26 ausgebildete zweite Bohrung 29 durchdringt. Die Befestigung von Kolbenstange 25 und Düssennadel 28 aneinander kann beispielsweise mittels einer Art Stopfbuchsenanordnung bewerkstelligt sein, die eine auf die Kolbenstange 25 geschraubte Überwurfmutter 30 mit konischer Bohrung und eine die Düsennadel 28 umgreifende Manschette mit zur Überwurfmutter 30 passendem Außenkonus umfasst. Andere Befestigungsmöglichkeiten sind ebenfalls denkbar.At the bottom of the actuator piston 8th , that is, on the helical compression spring 10 opposite side, is on the actuator piston 8th Centric a piston rod 25 attached. She can with the actuator piston 8th be formed integrally. It penetrates a first hole 26 which are in the carrier body 2 is formed and in a carrier body 2 trained, outwardly open recess 27 empties. In the recess 27 is on the piston rod 25 the one end of a nozzle needle 28 attached, the one in the carrier body 2 concentric to the first hole 26 trained second hole 29 penetrates. The attachment of piston rod 25 and dane needle 28 can be accomplished, for example, by means of a kind of stuffing box assembly, the one on the piston rod 25 screwed union nut 30 with conical bore and a nozzle needle 28 encompassing cuff with the union nut 30 includes matching outer cone. Other mounting options are also conceivable.

Auf dem unteren Ende des Trägerkörpers 2 ist ein Dosierkammergehäuse 31 befestigt, beispielsweise mittels Schraubbolzen 32. Des Dosierkammergehäuse 31 hat einen zylindrischen Mantelabschnitt 31a, der an einem am Trägerkörper 2 ausgebildeten Zylinderabschnitt 2a zentriert ist.On the lower end of the carrier body 2 is a Dosierkammergehäuse 31 attached, for example by means of bolts 32 , The dosing chamber housing 31 has a cylindrical shell section 31a , which at one on the carrier body 2 trained cylinder section 2a is centered.

Das Dosierkammergehäuse 31 umschließt eine Dosierkammer 33, in die ein Dosierfluid-Zuführkanal 34 mündet. Die Dosierkammer 33 hat eine zentral gelegene Düsenöffnung 35, die im Innern in einen konischen Ventilsitz 36 mündet, auf dem im Schließzustand, wie dargestellt, das freie Ende der Düsennadel 28 aufsitzt. Die Düsenöffnung 35 kann mit einem Innengewinde versehen sein, in das der eigentliche Düsenkörper eingeschraubt ist. Bei einer solchen Ausführungsform ist es möglich, das Dosierventil wahlweise mit Düsen unterschiedlicher Durchmesser auszurüsten.The dosing chamber housing 31 encloses a dosing chamber 33 into which a dosing fluid supply channel 34 empties. The dosing chamber 33 has a centrally located nozzle opening 35 inside, in a conical valve seat 36 opens, in the closed state, as shown, the free end of the nozzle needle 28 seated. The nozzle opening 35 can be provided with an internal thread into which the actual nozzle body is screwed. In such an embodiment, it is possible to optionally equip the metering valve with nozzles of different diameters.

Anzumerken ist, dass zwischen dem Dosierkammergehäuse 31 und dem Trägerkörper 2 eine Dichtung 37 eingespannt ist, die die Düsennadel 28 am Trägerkörper 2 abdichtet.It should be noted that between the Dosierkammergehäuse 31 and the carrier body 2 a seal 37 is clamped, the nozzle needle 28 on the carrier body 2 seals.

Für einen Austausch der Düsennadel 28 brauchen lediglich das Dosierkammergehäuse 31 vom Trägerkörper 2 entfernt und die Klemmverbindung an der Überwurfmutter 30 gelöst zu werden. Dann kann die Düsennadel 28 aus der zweiten Bohrung 29 nach unten herausgezogen zu werden. Für den Wechsel des Dosiergehäuses 31 im Falle, dass der Ventilsitz 36 sich abgenutzt haben sollte, braucht nur das Dosiergehäuse abgeschraubt und ersetzt zu werden. Gleichfalls ist es durch Lösen des Dosiergehäuses vom Trägerkörper auf einfache Weise möglich, den fluidführenden Bereich bei Fluidwechsel auszutauschen. Das erspart Reinigungsarbeit und ermöglicht eine an das jeweils zu dosierende Fluid angepasst Materialwahl der fluidführenden Teile. Man erkennt leicht, dass der Aktor mit Aktorkammer 7 und Aktorkolben 8 davon jeweils vollkommen unbeeinflusst bleiben. Die Wartung des Dosierventils ist also sehr vereinfacht.For an exchange of the nozzle needle 28 only need the Dosierkammergehäuse 31 from the carrier body 2 removed and the clamping connection on the union nut 30 to be solved. Then the nozzle needle 28 from the second hole 29 to be pulled down. For changing the dosing housing 31 in the case of the valve seat 36 Should have worn out, only needs to be unscrewed and replaced the Dosiergehäuse. Likewise, by releasing the metering housing from the carrier body, it is possible in a simple manner to exchange the fluid-carrying area when the fluid changes. This saves cleaning work and allows a matched to the respective fluid to be dosed material choice of the fluid-carrying parts. It can easily be seen that the actuator with actuator chamber 7 and actuator pistons 8th each of which remain completely unaffected. The maintenance of the metering valve is so very simplified.

Durch die räumliche Trennung von Dosierkammer 33 und Aktorkammer 7 mittels der Ausnehmung 27 ist sichergestellt, dass etwaige Leckagen aus der Dosierkammer 33 schnell erkannt werden können und schon aus diesem Grunde einer Verunreinigung des Aktormechanismus mit Dosierfluid vorgebeugt werden kann.Due to the spatial separation of dosing chamber 33 and actuator chamber 7 by means of the recess 27 it is ensured that any leaks from the dosing chamber 33 be recognized quickly can and for this reason contamination of the actuator mechanism can be prevented with dosing.

Im Betrieb wird durch Zuführung eines elektrischen Schaltbefehls zu dem Schaltventil 3 dort der darin enthaltene pneumatische Umschalter in eine Stellung gebracht, dass aus dem Zuführanschluss 4 in den Verbindungskanal 44 pneumatischer Druck eingeleitet wird. Dadurch wird der Aktorkolben 8 gegen die Kraft der Schraubendruckfeder 10 angehoben, bis er auf das untere Ende des als Einstellschraube ausgebildeten Anschlagstifts 11 aufläuft. In der angehobenen Stellung des Aktorkolbens 8 ist das freie Ende der Düsennadel 28 vom Ventilsitz 36 abgehoben, so dass das in der Dosierkammer 33 befindliche, unter Druck stehende Dosierfluid aus der Düse 35 austreten kann. Durch einen weiteren Schaltbefehl wird dann der Umschalter im Schaltventil 3 in eine Stellung gebracht, in der das Druckfluid aus der Aktorkammer 7 durch den Verbindungskanal 44 in den Anschluss 5 abströmen kann. Die Kraft der Schraubendruckfeder 10 setzt dann das freie Ende der Düsennadel wieder auf den Ventilsitz 36 auf und verschließt die Düse 35.In operation, by supplying an electrical switching command to the switching valve 3 there the pneumatic switch contained therein placed in a position that from the supply port 4 in the connection channel 44 pneumatic pressure is initiated. This will cause the actuator piston 8th against the force of the helical compression spring 10 lifted, until it on the lower end of the adjusting screw designed as a stop pin 11 runs. In the raised position of the actuator piston 8th is the free end of the nozzle needle 28 from the valve seat 36 lifted so that in the dosing chamber 33 located, pressurized dosing fluid from the nozzle 35 can escape. By a further switching command then the switch in the switching valve 3 brought into a position in which the pressurized fluid from the actuator chamber 7 through the connection channel 44 in the connection 5 can flow out. The force of the helical compression spring 10 then put the free end of the nozzle needle back onto the valve seat 36 on and closes the nozzle 35 ,

Durch Verdrehen des als Einstellschraube ausgebildeten Stützkörpers 13 an seinem aufgrund des offenen Montagejochs 15 leicht zu ergreifenden Kopf 16 lässt sich die Vorspannkraft der Schraubendruckfeder 10 verstellen, ohne dass dabei der vom unteren Ende des Anschlagstifts 11 bestimmte Hub des Aktorkolbens 8 verändert wird, denn der Stützkörper 13 kann sich um den festgehaltenen Anschlagstift 11 frei drehen. Nach erfolgter Einstellung des Stützkörpers 13 kann dieser gegen Verdrehen gesichert werden, indem man die Feststellschraube 24 so weit eindreht, dass sie mit Kraft gegen den Kopf 16 drückt.By turning the trained as an adjusting screw support body 13 at his due to the open mounting yoke 15 easy to grasp head 16 can be the biasing force of the helical compression spring 10 adjust, without that of the lower end of the stop pin 11 certain stroke of the actuator piston 8th is changed, because the support body 13 can be around the captured stop pin 11 rotate freely. After adjustment of the support body 13 this can be secured against twisting by turning the locking screw 24 turned so far that they are strong against the head 16 suppressed.

In ähnlicher Weise kann der Hub des Aktorkolbens 8 durch Verdrehen am Kopf 19 des mit einem Gewinde versehenen Anschlagstifts 11 in der Gewindebohrung 18 verstellt werden, weil dadurch der Anschlagstift 11 unterschiedlich weit in den oberen Abschnitt der Aktorkammer 7 vorgeschoben wird. Dabei bleibt der Stützkörper 13 vollkommen unbeeinflusst, da sich der Anschlagstift 11 in der Bohrung 12 des Stützkörpers 13 frei drehen kann. Nach erfolgter Einstellung kann der Anschlagstift 11 in seiner Stellung geschert werden, indem die Schraube 21 in ihre im Kopf 19 ausgebildeten Gewindebohrung 20 so weit eingeschraubt wird, dass ihr nach unten vorstehendes Ende gegen die Scheibe 22 drückt, die lose auf das Gewinde des Anschlagstiftes 11 geschraubt ist. Die Scheibe 22 wird dadurch auf dem Gewinde des Anschlagstifts 11 verspannt, und da ihre Nase 23 von der in der Oberseite des oberen Schenkels 15b des Montagejochs 15 ausgebildeten Nut aufgenommen ist, ist die Scheibe 22 und mit ihr der Anschlagstift 11 gegen Verdrehung gesichert.Similarly, the stroke of the actuator piston 8th by twisting the head 19 of the threaded stop pin 11 in the threaded hole 18 be adjusted because thereby the stopper pin 11 different distances in the upper section of the actuator chamber 7 is advanced. The support body remains 13 completely unaffected, since the stop pin 11 in the hole 12 of the support body 13 can rotate freely. After adjustment, the stop pin 11 be sheared in its position by the screw 21 in her head 19 trained threaded hole 20 is screwed in so far that its downwardly projecting end against the disc 22 press the loose on the thread of the stop pin 11 screwed. The disc 22 This will cause the thread of the stop pin 11 tense, and there her nose 23 from the one in the top of the upper thigh 15b of the mounting yoke 15 trained groove is received, is the disc 22 and with her the stop pin 11 secured against rotation.

Alternativ ist auch denkbar, anstelle der Verdrehsicherung des Anschlagstiftes 11 und des Stützkörpers 13 mittels der Sicherungsschraube 21 mit Scheibe 22 bzw. mittels der Schraube 24 auf den nach außen vorstehenden Gewindeabschnitten der genannten Elemente jeweils eine Kontermutter anzuordnen, die man nach erfolgter Einstellung gegen die den oberen Schenkel 15b bzw. die Hülse 14 festzieht.Alternatively, it is also conceivable, instead of the rotation of the stop pin 11 and the support body 13 by means of the safety screw 21 with disc 22 or by means of the screw 24 to arrange on the outwardly projecting threaded portions of said elements in each case a lock nut, which one after adjustment against the upper leg 15b or the sleeve 14 tightens.

Eine hinsichtlich der Verstellsicherung von Federvorspannung und Aktorkolbenhub etwas vereinfachte Ausführungsform der Erfindung ist in 3 im Längsschnitt dargestellt. Sie macht von der zuvor erläuterten Verwendung von Kontermuttern Gebrauch und verzichtet auf den Montagekörper 15, der bei der anhand der 1 und 2 erläuterten Ausführungsform nur der Ausbildung der Verstellsicherungen dient, ansonsten aber keine tragenden Funktionen hat. Nachfolgend sollen nur diejenigen Elemente beschrieben werden, in denen sich diese Ausführungsform von den vorangehend beschriebenen unterscheidet.A somewhat simplified with respect to the adjustment of spring preload and Aktorkolbenhub embodiment of the invention is in 3 shown in longitudinal section. It makes use of the previously explained use of lock nuts and dispenses with the mounting body 15 who is based on the 1 and 2 explained embodiment is only the training of Verstellsicherungen, but otherwise has no supporting functions. In the following, only those elements will be described in which this embodiment differs from those described above.

Gemäß 3 ist die Bohrung 12 im Stützkörper 13 als Gewindebohrung ausgebildet und der Anschlagstift 11 mit einem in diese Gewindebohrung eingeschraubten Gewinde versehen. Auf den aus der Gewindehülse 14 vorstehenden Gewindeabschnitt des Stützkörpers 13 ist eine Kontermutter 38 geschraubt, die nach erfolgter Einstellung der Vorspannung der Schraubendruckfeder 10 gegen den oberen Rand der Gewindehülse 14 festgezogen werden kann. In gleicher Weise ist auf den von dem Kopf 16 des Stützkörpers 13 vorstehenden Gewindeabschnitt des Anschlagstiftes 11 eine Kontermutter 39 geschraubt, die nach erfolgter Einstellung des Anschlagstiftes 11 und somit des Hubes des Aktorkolbens 8 gegen den Kopf 16 des Stützkörpers 13 festgezogen werden kann.According to 3 is the hole 12 in the supporting body 13 designed as a threaded hole and the stop pin 11 provided with a screwed into this threaded hole thread. On the out of the threaded sleeve 14 protruding threaded portion of the support body 13 is a locknut 38 screwed after adjusting the bias of the helical compression spring 10 against the upper edge of the threaded sleeve 14 can be tightened. In the same way is on the head 16 of the support body 13 projecting threaded portion of the stop pin 11 a locknut 39 screwed, after the adjustment of the stop pin 11 and thus the stroke of the actuator piston 8th against the head 16 of the support body 13 can be tightened.

Will man bei dieser Ausführungsform die Federvorspannung verstellen, muss man beide Kontermuttern 38 und 39 lösen und während der Verstellung am Kopf 16 den anderen Kopf 19 festhalten, damit bei der Verstellung der Federvorspannung der Aktorkolbenhub nicht ebenfalls verstellt wird. Diese Vorgehensweise ist zwar weniger elegant, als bei der zuerst beschriebenen Ausführungsform der Erfindung, doch erlaubt sie eine etwas vereinfachte Konstruktion mit weniger Teilen. Soll andererseits nur der Aktorkolbenhub verstellt werden, genügt es, die Kontermutter 39 zu lösen, um den Kopf 19 und mit ihm den Anschlagstift 11 drehen zu können. Der Stützkörper 13 ist gegen ein Mitdrehen durch seine Kontermutter 38 gesichert.If you want to adjust the spring preload in this embodiment, you have both locknuts 38 and 39 solve and during the adjustment on the head 16 the other head 19 hold, so that during the adjustment of the spring preload Aktorkolbenhub not also adjusted. While this approach is less elegant than the first described embodiment of the invention, it allows a somewhat simplified design with fewer parts. On the other hand, only the Aktorkolbenhub be adjusted, it is sufficient, the lock nut 39 to solve the head 19 and with him the stop pin 11 to be able to turn. The supporting body 13 is against turning around by his lock nut 38 secured.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1029626 B1 [0004]

Claims

Electropneumatically actuated valve for the metered delivery, in particular of very small amounts of liquid, comprising a carrier body ( 2 ), in which an actuator chamber ( 7 ) is formed, in which a under the bias of a compression spring ( 10 ) actuator piston ( 8th ) with piston rod ( 25 ) is arranged with a connecting channel ( 44 ) in the carrier body ( 2 ) for supplying a pneumatic pressure fluid into the actuator chamber ( 7 ) on the compression spring ( 10 ) facing away from the actuator piston ( 8th ), one with a metering fluid inlet ( 34 ) provided dosing chamber ( 33 ) with one to the piston rod ( 25 ) concentric dosing nozzle ( 35 ), on the one with the piston rod ( 25 ), the dosing chamber ( 33 ) passing through nozzle needle ( 28 ), and an electropneumatically actuated switching valve ( 3 ) for the controlled supply and discharge of the pneumatic pressure fluid into or out of the connecting channel ( 44 ), the supply and exhaust ports ( 4 . 5 ), which with adjustable throttle elements ( 4a . 5a ) are provided.

Electropneumatically actuated valve for the metered delivery, in particular of very small amounts of liquid, comprising a carrier body ( 2 ), in which an actuator chamber ( 7 ) is formed, in which a under the bias of an axially adjustable support body ( 13 ) supported compression spring ( 10 ) actuator piston ( 8th ) with piston rod ( 25 ) is arranged with a connecting channel ( 44 ) in the carrier body ( 2 ) for supplying a pneumatic pressure fluid into the actuator chamber ( 7 ) on the compression spring ( 10 ) facing away from the actuator piston ( 8th ), one on the carrier body ( 2 ), axially independent of the support body ( 13 ) adjustable stop pin ( 11 ) for the actuator piston ( 8th ) on the compression spring ( 10 ) facing the same, one with a Dosierfluideinlass ( 34 ) provided dosing chamber ( 33 ) with one to the piston rod ( 25 ) concentric dosing nozzle ( 35 ), on the one with the piston rod ( 25 ), the dosing chamber ( 33 ) passing through nozzle needle ( 28 ), and an electropneumatically actuated switching valve ( 3 ) for the controlled supply and discharge of the pneumatic pressure fluid into or out of the connecting channel ( 44 ).

Valve according to claim 2, wherein the switching valve ( 3 ) with adjustable throttle elements ( 4a . 5a ) provided connections ( 4 . 5 ) for supplying and discharging pneumatic pressure fluid.

Valve according to one of the preceding claims, in which the switching valve ( 3 ) directly on the carrier body ( 2 ) on the side of the connection channel ( 44 ), covering this, is appropriate.

Valve according to claim 1, wherein the said actuator piston ( 8th ) facing away from the end of the compression spring ( 10 ) on a support body ( 13 ) supported on the support body ( 2 ) axially with respect to the actuator piston ( 8th ) is held adjustable.

Valve according to Claim 5, in which the supporting body ( 13 ) is an externally threaded screw body, which is connected to the carrier body ( 2 ) is screwed by a bore extending in its axis ( 12 ) is penetrated by the one in the on the side of the compression spring ( 10 ) located portion of the actuator chamber ( 8th ) projecting stop pin ( 11 ) extending axially with respect to the actuator piston ( 8th ) and independent of the support body ( 13 ) is adjustable.

Valve according to claim 5, in which the stop pin ( 11 ) of the carrier body ( 2 ) is recorded directly or indirectly.

Valve according to one of the preceding claims, in which the metering nozzle ( 35 ) facing away from the end of the carrier body ( 2 ) a mounting yoke ( 15 ) is fastened, on which the support body ( 13 ) and the stop pin ( 11 ) are freely accessible from the outside, and that means ( 20 - 24 ) are provided, with which the support body ( 13 ) and the stop pin ( 11 ) on the mounting yoke ( 15 ) are detectable after their adjustment.

Valve according to one of claims 2 to 8, wherein the support body ( 13 ) and the stop pin ( 11 ) with grip heads ( 16 . 19 ) are provided.

Valve according to claim 9, in which the stop pin ( 11 ) has a threaded portion on which a complementarily threaded disc ( 22 ) sitting on the grip head ( 19 ) of the stop pin ( 11 ) facing away from a nose ( 23 ) carried by one in the mounting yoke ( 15 ) formed groove, and that in the handle head ( 19 ) of the stop pin ( 11 ) eccentrically an axially parallel threaded hole ( 20 ) is formed, in which one on the disc ( 22 ) pressing, preferably designed as a grub screw first locking screw ( 21 ) sits.

Valve according to claim 9 or 10, wherein in the mounting yoke ( 15 ) a radial to the handle head ( 16 ) of the supporting body ( 13 ) extending threaded bore is formed in the one against the handle head ( 16 ) of the supporting body ( 13 ) pressing, preferably designed as a thumbscrew second locking screw ( 24 ) sits.

Valve according to one of claims 8 and 9, wherein in each case lock nuts are arranged on exposed threaded portions of the support body and stopper pin, which for the rotation of Support body and stop pin against the mounting yoke are braced.

Valve according to claim 6, wherein the bore ( 12 ) in the support body ( 13 ) is formed as a threaded bore, the stop pin ( 11 ) carries a complementary thread and into the threaded hole ( 12 ) is screwed, an exposed portion of the external thread of the support body ( 13 ) a first locknut ( 38 ) and an exposed portion of the thread of the stop pin ( 11 ) a second locknut ( 39 ) wearing.