DE202023106794U1 - Einstellbares Drosselelement - Google Patents

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Abstract

Einstellbares Drosselelement (10), insbesondere zum Be- und Entlüften eines pneumatischen Antriebs eines Stellventils, umfassend ein Drosselgehäuse (12) mit einem Luftzuführkanal (14) und einem Luftabführkanal (16), wobei der Luftzuführkanal (14) und der Luftabführkanal (16) fluidisch über einen Fluidkanal (34, 36) miteinander verbunden sind, wobei im Fluidkanal (34, 36) zumindest eine verstellbare Feindrossel (20, 22) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Bypasskanal (27) im Drosselgehäuse (12) zwischen Luftzuführkanal (14) und Luftabführkanal (16) ausgebildet ist, wobei das Drosselelement (10) mindestens zwei Betriebszustände aufweist, wobei in einem ersten Zustand der Bypasskanal (27) und der Fluidkanal (34, 36) den Luftzuführkanal (14) und den Luftabführkanal (16) fluidisch verbinden, und wobei in einem zweiten Zustand der Fluidkanal (34, 36) den Luftzuführkanal (14) und den Luftabführkanal (16) fluidisch verbindet und der Bypasskanal (27) fluidisch unterbrochen ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein einstellbares Drosselelement, insbesondere zum Be- und Entlüften eines pneumatischen Antriebs eines Stellventils gemäß Anspruch 1.
  • Drosseln, vor allem Luftdrosseln, sind allgemein bekannt und können beispielsweise zum Be- und Entlüften von pneumatischen Antrieben verwendet werden. Solche Antriebe werden z.B. zur Betätigung von Stellventilen genutzt. Zum Ansteuern dieser Antriebe kommen Stellungsregler oder Magnetventile zum Einsatz. Zum Verfahren eines Antriebs wird eine Zuluftquelle mittels z.B. Stellungsregler bzw. Magnetventil freigegeben und die Druckluft gelangt in den Druckraum des Antriebs. Der Druckraum expandiert gegen eine Federvorspannung und das an eine Antriebsstange gekoppelte Ventilglied verändert die Lage zum Freigeben oder Verschließen des Durchlasses eines Stellventils zur Regulierung von Prozessfluid. Zum Verfahren des Ventilglieds in die ursprüngliche Lage wird die Zuluftquelle verschlossen und die Druckluft im Druckraum des Antriebes an die Atmosphäre freigesetzt. Aufgrund der Federvorspannung des Druckraumes gelangt die Druckluft in die Atmosphäre und das Ventilglied bewegt sich in die ursprüngliche Position.
  • Aus der DE 20 2021 101 739 U1 ist ein einstellbares Drosselelement bekannt. Das Drosselelement weist dabei ein Drosselgehäuse mit einem Luftzuführkanal und einem Luftabführkanal und einem im Strömungskanal zwischen Luftzuführ- und Luftabführkanal ausgebildeten Ventilsitz, sowie ein Ventilelement, das ein korrespondierend zum Ventilsitz ausgebildetes Ventilglied aufweist und das verstellbar im Drosselgehäuse gelagert ist und zwischen einer vollständig geöffneten und vollständig geschlossenen Position verfahrbar ist, wobei das Ventilelement eine Durchgangsbohrung aufweist, über die in geschlossener Position des Ventilelements, der Luftzuführkanal mit einer Kammer und über die Kammer mit dem Luftabführkanal fluidisch kommunizierend verbunden ist, wobei der in die Kammer mündende Austrittsbereich der Durchgangsbohrung als ein Drosselkanal ausgebildet ist und die fluidisch kommunizierende Verbindung zwischen der Kammer und dem Luftabführkanal als eine zwischen Ventilelement und Kammer wirksame Gewindedrossel ausgebildet ist.
  • Dieses Drosselsystem hat den Nachteil, dass der Volumenstrom zwischen Luftzuführkanal und Luftabführkanal auf das Spektrum zwischen minimalem Drosselquerschnitt und maximalem Drosselquerschnitt begrenzt ist. Das Spektrum lässt sich nur zu einem bestimmten Maße mit dieser Ausbildungsform realisieren, da dies von der Dimensionierung des Drosselelements abhängig ist.
  • Weiterhin offenbart die DE 100 39 496 A1 ein Anschlusszwischenstück mit einer in mindestens zwei Stellungen drehbaren Stellscheibe, die im Wesentlichen senkrecht zur Scheibenebene durchströmt wird. Die Stellscheibe verbindet in einer Stellung zu einem Wasserbehandlungsgerät zuführende zentrale Kanäle sowie vom Wasserbehandlungsgerät wegführende Ringkanäle jeweils untereinander. In einer anderen Stellung ist ein zentraler Kanal mit einem Ringkanal verbunden und gleichzeitig sind die zentralen Kanäle sowie die Ringkanäle untereinander abgetrennt. Die Strömungsrichtung kann dabei auch umgekehrt ausgebildet sein.
  • Die DE 103 36 165 A1 offenbart eine Einrichtung zum Schalten von wenigstens zwei hydraulischen Anschlüssen zwischen wenigstens zwei Schaltstellungen. Die Schalteinrichtung besteht aus einer Anschlussplatte, welche die Anschlüsse trägt, und einer Schaltplatte, welche an einer der Anschlussplatte zugewandten Innenseite zumindest eine Ausnehmung aufweist und welche von verschiedenen Schaltstellungen an der Anschlussplatte befestigbar ist. Die Ausnehmung der Schaltplatte bewirkt in der jeweiligen Schaltstellung die gewünschte Verschaltung der Anschlüsse der Anschlussplatte.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein einstellbares Drosselelement, insbesondere zum Be- und Entlüften eines pneumatischen Antriebs eines Stellventils derart weiterzubilden, dass ein großes Spektrum unterschiedlicher Volumenströme durch das Drosselelement sehr fein eingestellt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.
  • Die Unteransprüche bilden vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
  • Nach der Erfindung umfasst ein einstellbares Drosselelement, insbesondere zum Be- und Entlüften eines pneumatischen Antriebs eines Stellventils, ein Drosselgehäuse mit einem Luftzuführkanal und einem Luftabführkanal. Der Luftabführkanal und der Luftzuführkanal sind dabei als Bohrungen in das Drosselgehäuse eingebracht. Der Luftzuführkanal und der Luftabführkanal sind dabei fluidisch über einen Fluidkanal miteinander verbunden. Im Fluidkanal ist zumindest eine verstellbare Feindrossel angeordnet. Die zumindest eine verstellbare Feindrossel ist durch eine Bohrung zumindest bereichsweise in das Drosselgehäuse eingebracht.
  • Erfindungsgemäß ist mindestens ein Bypasskanal im Drosselgehäuse zwischen Luftzuführkanal und Luftabführkanal ausgebildet. Das Drosselelement weist mindestens zwei Betriebszustände auf. In einem ersten Zustand verbinden der Bypasskanal und der Fluidkanal den Luftzuführkanal und den Luftabführkanal fluidisch. In einem zweiten Zustand verbindet der Fluidkanal den Luftzuführkanal und den Luftabführkanal fluidisch und der Bypasskanal ist fluidisch unterbrochen.
  • Durch diese Ausbildung des Drosselelements ist es möglich den Volumenstrom durch das Drosselelement im ersten Zustand mit dem Bypasskanal zusätzlich zu erhöhen. Weiterhin lässt sich der Bypasskanal für geringere Volumenströme im zweiten Zustand unterbrechen. Hierdurch wird das Spektrum an unterschiedlichen Volumenströmen, die das Drosselelement durchströmen können, erhöht.
  • Vorzugsweise weist das Drosselelement ein Einstellelement auf. Das Einstellelement ist mit dem Drosselgehäuse verbunden. Durch die Positionierung des Einstellelements zum Drosselgehäuse können die mindestens zwei Betriebszustände des Drosselelements ausgebildet werden. Durch das Einstellelement lässt sich auf einfache Weise ein Wechsel zwischen den Betriebszuständen realisieren.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildungsform der Erfindung ist das Einstellelement durch ein Verbindungselement mit dem Drosselgehäuse verbunden. Durch das Verbindungselement ist gewährleistet, dass das Einstellelement verliersicher mit dem Drosselgehäuse verbunden ist.
  • Bevorzugt ist das Verbindungselement als Schraube ausgebildet. Eine Schraube ist einfach herzustellen und verbindet das Einstellelement zuverlässig mit dem Drosselgehäuse.
  • Um den Bauraum des Drosselelements zu begrenzen, weist das Drosselgehäuse eine Ausnehmung mit einer Mittelachse auf. Das Einstellelement ist in der Ausnehmung angeordnet. Die Grundfläche der Ausnehmung entspricht der Grundfläche des Einstellelements. Weiterhin ist die Tiefe der Ausnehmung gleich der Dicke des Einstellelements, sodass die nach außen orientierten Flächen des Einstellelements und des Drosselgehäuses nach außen hin miteinander abschließen. Hierdurch ist das Einstellelement vollständig im Drosselgehäuse versenkt.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildungsform der Erfindung sind die Grundflächen des Einstellelements und der Ausnehmung jeweils rechteckig mit abgerundeten Ecken ausgebildet. Hierdurch ist ermöglicht, dass das Einstellelement durch ein Lösen des Verbindungselements um die Mittelachse gedreht werden kann und somit vier verschiedene Positionen in Bezug auf die Ausnehmung einnehmen kann. Hierdurch können die zumindest zwei Betriebszustände einfach realisiert und zwischen diesen einfach gewechselt werden. Die verschiedenen Positionen werden durch eine Drehung des Einstellelements um die Mittelachse um jeweils 90° erreicht.
  • Vorzugsweise ist der Bypasskanal mehrteilig ausgebildet und weist zwei Teilkanäle auf. Die zwei Teilkanäle münden jeweils in die Ausnehmung. Das Einstellelement weist einen Innenkanal mit einer ersten Kanalöffnung und einer zweiten Kanalöffnung auf. Im zweiten Zustand ist der Innenkanal mit der ersten Kanalöffnung mit dem ersten Teilkanal und mit der zweiten Kanalöffnung mit dem zweiten Teilkanal fluidisch verbunden. Hierdurch wird eine einfache fluidische Schaltung im Bypasskanal realisiert, die ein einfaches Schalten zwischen erstem und zweitem Zustand ermöglicht. Der erste Zustand zeichnet sich dabei dadurch aus, dass die Teilkanäle jeweils durch den Innenkanal miteinander verbunden sind und somit der Luftzuführkanal mit dem Luftabführkanal über den Bypasskanal verbunden ist.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildungsform der Erfindung weist der Innenkanal mehr als zwei Kanalöffnungen auf und der Bypasskanal weist mehr als zwei Teilkanäle auf. Die Kanalöffnungen sind über den Innenkanal miteinander fluidisch verbunden. Im zweiten Zustand ist der Innenkanal mit den Kanalöffnungen jeweils mit den korrespondierenden Teilkanälen fluidisch verbunden. Hierdurch kann die Anzahl der Teilkanäle je nach Bedarf erhöht werden.
  • Vorzugsweise sind mehrere Innenkanäle mit jeweils zumindest zwei Kanalöffnungen im Einstellelement vorgesehen und der Bypasskanal weist mehr als zwei Teilkanäle auf, wobei die zumindest zwei Kanalöffnungen über den jeweiligen Innenkanal miteinander fluidisch verbunden sind. Im zweiten Zustand ist zumindest ein Innenkanal mit den jeweiligen Kanalöffnungen mit zwei Teilkanälen verbunden. Hierdurch können weitere Zustände realisiert werden, wobei diese sich durch das Hinzuschalten weiterer Teilkanäle und Innenkanäle unterscheiden. Hierdurch kann der Volumenstrom im Bypasskanal gesteuert werden
  • Bevorzugt sind die Teilkanäle so angeordnet, dass sie sich auf einer Seite einer Ebene, die durch die Mittelachse aufgespannt wird, befinden. Durch diese Anordnung der Teilkanäle sind die Teilkanäle im ersten Zustand mit den korrespondierenden Kanalöffnungen verbunden. Durch eine einfache Drehung des Einstellelements um die Mittelachse, wenn das Verbindungselement gelöst ist, liegen die Kanalöffnungen nicht an den Teilkanälen an. Dadurch ist der Bypasskanal fluidisch unterbrochen. Der zweite Zustand ist realisiert.
  • Vorzugsweise weist der Bypasskanal einen Durchmesser im Bereich von 2,9 mm bis 7 mm, insbesondere 2,9 mm bis 3,3 mm oder 6 mm bis 7 mm, auf. Hierdurch kann ein geeigneter Volumenstrom gewährleistet werden. Ebenso wird ein Überdruck vermieden, der zu Beschädigungen des Drosselelements führen kann.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildungsform der Erfindung weist der Fluidkanal im Bereich der zumindest einen Feindrossel einen Drosselquerschnitt d <= 7 mm auf. Durch diese Ausbildung der zumindest einen Feindrossel ist eine ausreichende Drosselwirkung gewährleistet, Weiterhin ist sichergestellt, dass das Drosselelement unempfindlich gegenüber Verschmutzung der Zuluft ist.
  • Bevorzugt weist die zumindest eine Feindrossel eine Einstellschraube auf. Über die Einstellschraube kann der Drosselquerschnitt eingestellt werden. Hierdurch kann der Drosselquerschnitt der zumindest einen Feindrossel einfach und genau eingestellt werden.
  • Vorzugsweise sind zwei Feindrosseln im Fluidkanal ausgebildet. Die Feindrosseln sind dabei in Reihe geschaltet. Durch die Reihenschaltung von zwei Feindrosseln kann das durchströmende Fluid feiner eingestellt werden, sodass das Spektrum an einstellbaren Volumenströmen im Fluidkanal vergrößert wird.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildungsform der Erfindung ist ein Rückschlagkanal zwischen Luftzuführkanal und Luftabführkanal ausgebildet. Der Rückschlagkanal weist ein Rückschlagventil auf, welches vom Luftzuführkanal in Richtung des Luftabführkanals sperrt. Hierdurch kann ein Volumenstrom bei einem bestimmten Druck vom Luftabführkanal zum Luftzuführkanal strömen.
  • Bevorzugt öffnet sich das Rückschlagventil bei einem Druck von 0,02 bis 0,1 bar in Richtung vom Luftabführkanal zum Luftzuführkanal. Der Luftzuführkanal ist dabei mit der Atmosphäre verbunden. Hierdurch wird verhindert, dass im Luftabführkanal ein Überdruck entsteht.
  • Vorzugsweise weist das Einstellelement eine Dichtung auf, wobei die Dichtung zwischen Einstellelement und Drosselgehäuse wirkt. Die Dichtung ist dabei bevorzugt als O-Ring ausgebildet. Hierdurch wird in den Betriebszuständen gewährleistet, dass die zumindest zwei Teilkanäle und der zumindest eine Innenkanal zur Atmosphäre hin abgedichtet sind. Das Fluid kann nicht entweichen und äußere Einflüsse, wie beispielsweise Wasser, können nicht in das Drosselgehäuse eindringen.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.
  • In der Beschreibung, in den Ansprüchen und in der Zeichnung werden die in der unten aufgeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet. In der Zeichnung bedeutet:
    • 1 eine perspektivische Ansicht von schräg oben eines Drosselelements in einem ersten Betriebszustand mit Schnittlinie A - A;
    • 2 eine perspektivische Ansicht von schräg oben eines Drosselelements ohne Deckelelement;
    • 3 eine Schnittansicht A - A des Drosselelements;
    • 4 eine Untersicht des Drosselelements mit Schnittlinie B - B
    • 5 eine bereichsweise Schnittansicht B - B des Drosselelements
    • 6a eine perspektivische Ansicht von schräg oben eines Deckelelements;
    • 6b eine Schnittansicht des Deckelelements, und
    • 6c eine Vorderansicht des Deckelelements.
  • In den 1 bis 6c ist ein einstellbares Drosselelement 10 zum Be- und Entlüften eines pneumatischen Antriebs eines Stellventils dargestellt.
  • In der 1 ist eine perspektivische Ansicht von schräg oben des Drosselelements 10 in einem ersten Betriebszustand dargestellt. Das Drosselelement 10 weist ein Drosselgehäuse 12 auf. Das Drosselgehäuse 12 weist eine im Wesentlichen rechteckige Grundform mit abgerundeten Ecken auf.
  • In das Drosselgehäuse 12 sind ein Luftzuführkanal 14 und ein Luftabführkanal 16 eingebracht. Der Luftzuführkanal 14 und der Luftabführkanal 16 sind fluidisch miteinander verbunden. Im Luftzuführkanal 16 ist ein Rückschlagventil 18 angeordnet.
  • In das Drosselgehäuse 12 sind zwei Feindrosseln 20, 22 eingebracht. Die Feindrosseln 20, 22 weisen jeweils einen Grundkörper 20a, 22a, ein Gehäuse 20b, 22b und eine Einstellschraube 20c, 22c auf. Die Feindrosseln 20, 22 sind im Bereich einer Ecke in das Gehäuse 12 eingebracht, wobei diese Ecke abgeflacht ausgebildet ist. Die Feindrosseln 20, 22 sind vertikal übereinander angeordnet. Die Gehäuse 20a, 22a sind jeweils außerhalb des Drosselgehäuses 12 angeordnet.
  • Das Drosselgehäuse 12 weist an einer Seitenwand 12a eine Ausnehmung 12b auf. In die Ausnehmung 12b ist ein Einstellelement eingebracht, dass als Deckelelement 24 ausgebildet ist. Die Ausnehmung 12b und das Deckelelement 24 weisen jeweils eine rechteckige Grundform mit abgerundeten Ecken auf. Das Deckelelement 24 weist mittig eine Verbindungsschraube 26 auf, die das Deckelelement 24 mit dem Drosselgehäuse 12 lösbar verbindet. Die Verbindungsschraube 26 weist einen Antrieb 26a auf. Der Antrieb 26a ist als Innensechskantantrieb ausgebildet.
  • Das Deckelelement 24 weist eine Einstellmarkierung 24a auf, die an einer Seitenkante 24b angeordnet ist. Die Ausnehmung 12b weist an beiden seitlichen Grenzflächen jeweils eine Einstellmarkierung 12c auf. Die Einstellmarkierung 24a ist in 1 in Richtung der linken Einstellmarkierung 12c des Drosselgehäuses 12 angeordnet. Dies zeigt den ersten Betriebszustand des Drosselelements 10 an. Die Betriebszustände werden nachfolgend näher erläutert.
  • In der 1 ist zudem die Schnittlinie A - A dargestellt.
  • Die 2 zeigt eine perspektivische Ansicht von schräg oben eines Drosselelements 10 ohne Deckelelement 24.
  • Die Ausnehmung 12b weist eine zur Verbindungsschraube 26 korrespondierende Verbindungsschraubenaufnahme 12d auf, die mittig in der Ausnehmung 12b ausgebildet ist. Weiterhin weist die Ausnehmung 12b zwei Öffnungen 28a, 30a von Bypassbohrungen 28, 30 auf. Die Bypassbohrungen 28, 30 können im ersten Betriebszustand über einen Verbindungskanal 24c im Deckelelement 24 verbunden werden (siehe 5) oder in einem zweiten Betriebszustand voneinander fluidisch getrennt sein.
  • In der 3 ist eine Schnittansicht A - A des Drosselelements 10 dargestellt.
  • Das Rückschlagventil 18 ist im Bereich der Oberseite des Drosselgehäuses 12 in dieses eingebracht und weist einen Ventilsitz 18a und eine Rückschlagfeder 18b auf, die mit dem Ventilsitz 18a zusammenwirkt. Das Rückschlagventil 18 ist im Luftzuführkanal 14 angeordnet. Der Luftzuführkanal 14 ist über das Rückschlagventil 18 mit der Atmosphäre verbunden. Das Rückschlagventil 18 öffnet sich bei einem Druck von 0,02 bis 0,1 bar.
  • Die Feindrosseln 20, 22 weisen im Inneren eine Einstellschraube 20c, 22c auf. Die Einstellschraube 20c, 22c ist bereichsweise über ihr Außengewinde mit einem Innengewinde des Grundkörpers 20a, 22a verbunden, sodass die Einstellschraube 20c, 22c translatorisch zum Grundkörper 20a, 22a beweglich ausgebildet ist. Der Grundkörper 20a, 22a ist mit dem Gehäuse 20b, 22b verbunden. Das Gehäuse 20b, 22b schützt die Feindrossel 20, 22 vor äußeren Einflüssen. Das Gehäuse 20b, 22b weist einen Antrieb 20e, 22e auf, über den die Einstellschraube 20c, 22c eingestellt werden kann und dadurch der Luftstrom über einen Drosselbereich 20d, 22d gesteuert werden kann.
  • Der Luftzuführkanal 14 ist mit einem ersten Feindrosselkanal 34 fluidisch verbunden. In den ersten Feindrosselkanal 34 ist die erste Feindrossel 20 bereichsweise eingebracht. Der Luftstrom wird im Drosselbereich 20d der ersten Feindrossel 20 gedrosselt.
  • Der erste Feindrosselkanal 34 ist fluidisch mit dem zweiten Feindrosselkanal 36 verbunden. Der zweite Feindrosselkanal 36 ist fluidisch mit dem Luftabführkanal 16 verbunden. Die zweite Feindrossel 22 ist bereichsweise in den zweiten Feindrosselkanal 36 eingebracht. Die zweite Feindrossel 22 ist baugleich zur ersten Feindrossel 20 ausgebildet.
  • Die beiden Feindrosseln 20, 22 können unabhängig voneinander eingestellt werden. Die beiden Feindrosseln 20, 22 sind zwischen Luftzuführkanal 14 und Luftabführkanal 16 in Reihe geschaltet.
  • Die Feindrosseln 20, 22 sind so ausgebildet, dass der Drosselquerschnitt kleiner als 7 mm ist. Der Drosselquerschnitt der Feindrosseln 20, 22 wird jeweils über die Einstellschraube 20c, 22c eingestellt.
  • Zwischen Luftabführkanal 16 und Luftzuführkanal 14 ist zusätzlich ein Rückschlagkanal 32 ausgebildet. Der Rückschlagkanal 32 wird über das Rückschlagventil 18 geöffnet oder verschlossen.
  • Es sind mehrere Dichtungen 38 im Drosselelement 10 angeordnet, um das Innere des Drosselgehäuses 12 vor äußeren Einflüssen zu schützen und die Führung des Luftstroms möglichst verlustfrei auszubilden.
  • In der 4 ist eine Untersicht des Drosselelements 10 mit der Schnittlinie B - B dargestellt.
  • Die 5 zeigt eine weitere bereichsweise Schnittansicht B - B des Drosselelements 10.
  • In der 5 ist eine bereichsweise Schnittansicht dargestellt, wobei die Feindrosseln 20, 22 und die Feindrosselkanäle 34, 36 nicht in diesem Bereich abgebildet sind.
  • Zwischen Luftzuführkanal 14 und Luftabführkanal 16 ist eine erste Bypassbohrung 28 und eine zweite Bypassbohrung 30 ausgebildet. Die Bypassbohrungen 28, 30 weisen jeweils Öffnungen 28a, 30a auf. Die Öffnungen 28a, 30a münden in die Ausnehmung 12b des Drosselgehäuses 12.
  • Die Bypassbohrungen 28, 30 weisen einen Durchmesser von 2,9 mm bis 3,3 mm auf.
  • In der Ausnehmung 12b des Drosselgehäuses 12 ist das Deckelelement 24 angeordnet. Das Deckelelement 24 weist einen Verbindungskanal 24c mit einer ersten Öffnung 24d und einer zweiten Öffnung 24e auf. Der Verbindungskanal 24c verbindet die erste Öffnung 24d mit der zweiten Öffnung 24e.
  • Im ersten Betriebszustand liegt die Öffnung 28a der ersten Bypassbohrung 28 an der ersten Öffnung 24d des Verbindungskanals 24c des Deckelelements 24 an und die Öffnung 30a der zweiten Bypassbohrung 30 liegt an der zweiten Öffnung 24e des Verbindungskanals 24c des Deckelelements 24 an. Der Luftzuführkanal 14 ist über den durch die Bypassbohrungen 28, 30 und den Verbindungskanal 24c gebildeten Bypasskanal 27 fluidisch verbunden. Der Luftstrom wird sowohl über die Feindrosselkanäle 34, 36 als auch über den Bypasskanal 27 geleitet.
  • Im zweiten Betriebszustand liegen die Öffnungen 28a, 30a der Bypassbohrungen 28, 30 nicht an den Öffnungen 24d, 24e des Verbindungskanals 24c an, sodass der Luftzuführkanal 14 mit dem Luftabführkanal 16 nicht über den Bypasskanal 27 fluidisch verbunden ist, sondern nur über die Feindrosselkanäle 34, 36.
  • Ein Wechsel der Betriebszustände wird durch ein Drehen des Deckelelements 24 um 180° um die Aufnahmeachse der Aufnahme 24f für eine Verbindungsschraube 26 beim Einsetzen in die Ausnehmung 12b erreicht. In dieser Ansicht befindet sich im ersten Betriebszustand die Einstellmarkierung 24a des Deckelelements 24 an der linken Seite, wobei das Drosselgehäuse 12 auf dieser Seite eine Beschriftung mit „max.“ aufweist. Im zweiten Betriebszustand befindet sich die Einstellmarkierung 24a des Deckelelements 24 auf der rechten Seite, wobei das Drosselgehäuse 12 auf dieser Seite eine Beschriftung mit „min.“ aufweist (siehe 1 und 2).
  • Zwischen dem Deckelelement 24 und dem Drosselgehäuse 12 sind mehrere Dichtungen 38 angebracht.
  • In der 6a ist eine perspektivische Ansicht von schräg oben des Deckelelements 24 dargestellt.
  • Das Deckelelement 24 weist neben den Öffnungen 24d, 24e des Verbindungskanals 24c die Aufnahme 24f der Verbindungsschraube 26 auf. Die Aufnahme 24f ist durchgängig ausgebildet und zentrisch in das Deckelelement 24 eingebracht. Das Deckelelement 24 weist an einer Seitenkante 24b eine weitere Öffnung des Verbindungskanals 24c auf. Zwischen der weiteren Öffnung und dem Drosselgehäuse 12 ist eine Dichtung 38 eingebracht.
  • Die 6b zeigt eine seitliche Schnittansicht C-C des Deckelelements 24. Das Deckelelement 24 weist an der Oberseite die weitere Öffnung auf. Der Verbindungskanal 24c verläuft vertikal im Deckelelement 24 von der ersten Öffnung 24d zur zweiten Öffnung 24e.
  • In der 6c ist eine Vorderansicht des Deckelelements 24 dargestellt.
  • Die Einstellmarkierung 24a des Deckelelements 24 ist auf der linken Seite der zentrischen Aufnahme 24f der Verbindungsschraube 26 ausgebildet. Auf der rechten Seite der Aufnahme 24f ist der Verbindungskanal 24c ausgebildet.
  • Die 6c weist die Schnittlinie C - C des Deckelelements 24 auf.
  • Durch die Ausbildung des Deckelelements 24 und des Bypasskanals 27 ist ein einstellbares Drosselelement 10 realisiert, sodass durch die beiden Betriebszustände des Drosselelements 10 ein großes Spektrum unterschiedlicher Volumenströme durch das Drosselelement 10 sehr fein eingestellt werden kann. Durch das Deckelelement 24 kann auf einfache Weise der Bypasskanal 27 dazugeschaltet werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Drosselelement
    12
    Drosselgehäuse
    12a
    Seitenwand des Drosselgehäuses 12
    12b
    Ausnehmung des Drosselgehäuses 12
    12c
    Einstellmarkierung des Drosselgehäuses 12
    12d
    Verbindungsschraubenaufnahme des Drosselgehäuses 12
    14
    Luftzuführkanal
    16
    Luftabführkanal
    18
    Rückschlagventil
    18a
    Ventilsitz des Rückschlagventils 18
    18b
    Rückschlagfeder des Rückschlagventils 18
    20
    erste Feindrossel
    20a
    Grundkörper der ersten Feindrossel 20
    20b
    Gehäuse der ersten Feindrossel 20
    20c
    Einstellschraube der ersten Feindrossel 20
    20d
    Drosselbereich der ersten Feindrossel 20
    20e
    Antrieb der ersten Feindrossel 20
    22
    zweite Feindrossel
    22a
    Grundkörper der zweiten Feindrossel 22
    22b
    Gehäuse der zweiten Feindrossel 22
    22c
    Einstellschraube der zweiten Feindrossel 22
    22d
    Drosselbereich der zweiten Feindrossel 22
    22e
    Antrieb der zweiten Feindrossel 22
    24
    Deckelelement / Einstellelement
    24a
    Einstellmarkierung des Deckelelements 24
    24b
    Seitenkante des Deckelelements 24
    24c
    Verbindungskanal des Deckelelements 24
    24d
    erste Öffnung des Verbindungskanals 24c
    24e
    zweite Öffnung des Verbindungskanals 24c
    24f
    Aufnahme der Verbindungsschraube 26
    26
    Verbindungsschraube
    26a
    Antrieb der Verbindungsschraube 26
    27
    Bypasskanal
    28
    erste Bypassbohrung
    28a
    Öffnung der ersten Bypassbohrung 28
    30
    zweite Bypassbohrung
    30a
    Öffnung der zweiten Bypassbohrung 30
    32
    Rückschlagkanal
    34
    erster Feindrosselkanal
    36
    zweiter Feindrosselkanal
    38
    Dichtung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 202021101739 U1 [0003]
    • DE 10039496 A1 [0005]
    • DE 10336165 A1 [0006]

Claims (16)

  1. Einstellbares Drosselelement (10), insbesondere zum Be- und Entlüften eines pneumatischen Antriebs eines Stellventils, umfassend ein Drosselgehäuse (12) mit einem Luftzuführkanal (14) und einem Luftabführkanal (16), wobei der Luftzuführkanal (14) und der Luftabführkanal (16) fluidisch über einen Fluidkanal (34, 36) miteinander verbunden sind, wobei im Fluidkanal (34, 36) zumindest eine verstellbare Feindrossel (20, 22) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Bypasskanal (27) im Drosselgehäuse (12) zwischen Luftzuführkanal (14) und Luftabführkanal (16) ausgebildet ist, wobei das Drosselelement (10) mindestens zwei Betriebszustände aufweist, wobei in einem ersten Zustand der Bypasskanal (27) und der Fluidkanal (34, 36) den Luftzuführkanal (14) und den Luftabführkanal (16) fluidisch verbinden, und wobei in einem zweiten Zustand der Fluidkanal (34, 36) den Luftzuführkanal (14) und den Luftabführkanal (16) fluidisch verbindet und der Bypasskanal (27) fluidisch unterbrochen ist.
  2. Einstellbares Drosselelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselelement (10) ein Einstellelement (24) aufweist, wobei das Einstellelement (24) mit dem Drosselgehäuse (12) verbunden ist, wobei durch die Positionierung des Einstellelements (24) zum Drosselgehäuse (12) die mindestens zwei Betriebszustände des Drosselelements (10) ausgebildet werden können.
  3. Einstellbares Drosselelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellelement (24) durch ein Verbindungselement (26) mit dem Drosselgehäuse (12) verbunden ist, wobei das Drosselelement (10) durch die Positionierung des Einstellelements (24) relativ zum Drosselgehäuse (12) vom ersten Zustand in den zweiten Zustand und vice versa gewechselt werden kann.
  4. Einstellbares Drosselelement nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselgehäuse (12) eine Ausnehmung (12b) mit einer Mittelachse aufweist, wobei das Einstellelement (24) in der Ausnehmung (12b) angeordnet ist, wobei die Grundfläche der Ausnehmung (12b) der Grundfläche des Einstellelements (24) entspricht.
  5. Einstellbares Drosselelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundflächen des Einstellelements (24) und der Ausnehmung (12b) jeweils rechteckig mit abgerundeten Ecken ausgebildet sind.
  6. Einstellbares Drosselelement nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypasskanal (27) mehrteilig ausgebildet ist und zwei Teilkanäle (28, 30) aufweist, wobei die zwei Teilkanäle (28, 30) jeweils in die Ausnehmung (12b) münden, wobei das Einstellelement (24) einen Innenkanal (24c) mit einer ersten Kanalöffnung (24d) und einer zweiten Kanalöffnung (24e) aufweist, und wobei im zweiten Zustand der Innenkanal (24c) mit der ersten Kanalöffnung (24d) mit dem ersten Teilkanal (28) und mit der zweiten Kanalöffnung (24e) mit dem zweiten Teilkanal (30) fluidisch verbunden ist.
  7. Einstellbares Drosselelement nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenkanal (24c) mehr als zwei Kanalöffnungen (24d, 24e) aufweist und der Bypasskanal (27) mehr als zwei Teilkanäle (28, 30) aufweist, wobei die Kanalöffnungen (24d, 24e) über den Innenkanal (24c) miteinander fluidisch verbunden sind und wobei im zweiten Zustand der Innenkanal (24c) mit den Kanalöffnungen (24d, 24e) jeweils mit den korrespondierenden Teilkanälen (28, 30) fluidisch verbunden ist.
  8. Einstellbares Drosselelement nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Innenkanäle (24c) mit jeweils zumindest zwei Kanalöffnungen (24d, 24e) im Einstellelement (24) vorgesehen sind und der Bypasskanal (27) mehr als zwei Teilkanäle (28, 30) aufweist, wobei die zumindest zwei Kanalöffnungen (24d, 24e) über den jeweiligen Innenkanal (24c) miteinander fluidisch verbunden sind, wobei im zweiten Zustand zumindest ein Innenkanal (24c) mit den jeweiligen Kanalöffnungen (24d, 24e) mit zwei Teilkanälen (28, 30) verbunden ist.
  9. Einstellbares Drosselelement nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilkanäle (28, 30) so angeordnet sind, dass sie sich auf einer Seite einer Ebene, die durch die Mittelachse aufgespannt wird, befinden.
  10. Einstellbares Drosselelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypasskanal (27) einen Durchmesser im Bereich von 2,9 mm bis 7 mm, insbesondere 2,9 bis 3,3 mm oder 6 bis 7 mm, aufweist.
  11. Einstellbares Drosselelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Feindrossel (20, 22) so ausgebildet ist, dass für den Drosselquerschnitt d <= 7 mm gilt.
  12. Einstellbares Drosselelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Feindrossel (20, 22) eine Einstellschraube (20c, 22c) aufweist, und wobei über die Einstellschraube (20c, 22c) der Drosselquerschnitt eingestellt werden kann.
  13. Einstellbares Drosselelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Feindrosseln (20, 22) im Fluidkanal (34, 36) ausgebildet sind, und wobei die Feindrosseln (20, 22) in Reihe geschaltet sind.
  14. Einstellbares Drosselelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rückschlagkanal (32) zwischen Luftzuführkanal (14) und Luftabführkanal (16) ausgebildet ist, wobei der Rückschlagkanal (32) ein Rückschlagventil (18) aufweist, welches vom Luftzuführkanal (14) in Richtung des Luftabführkanals (16) sperrt.
  15. Einstellbares Drosselelement nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Rückschlagventil (18) bei einem Druck von 0,02 bis 0,1 bar in Richtung vom Luftabführkanal (16) zum Luftzuführkanal (14) öffnet und der Luftzuführkanal (14) mit der Atmosphäre verbunden ist.
  16. Einstellbares Drosselelement nach einem der Ansprüche 2 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellelement (24) eine Dichtung (38) aufweist, wobei die Dichtung (38) zwischen Einstellelement (24) und Drosselgehäuse (12) wirkt.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10039496A1 (de) 2000-08-12 2002-02-28 Judo Wasseraufbereitung Anschlusszwischenstück für Wasserleitungen mit Bypass
DE10336165A1 (de) 2003-08-07 2005-02-24 Alstom Technology Ltd Schalteinrichtung
DE202021101739U1 (de) 2021-03-31 2021-04-26 Samson Aktiengesellschaft Einstellbares Drosselelement

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