DE4207346A1 - Steuervorrichtung fuer ein ventil eines rotationsfuellers - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Steuervorrichtung für ein Ventil eines Rotationsfüllers, wobei das Ventil einen in einem Ventilgehäuse zwischen einer Öffnungs- und einer Schließstellung bewegbar gelagerten Ventilstößel und einen in diesem angeordneten Stößelmagneten umfaßt, mit wenigstens einem außerhalb des Ventilgehäuses angeordneten Steuermagneten, welcher bei Drehung des Rotationsfüllers eine mit dem Stößelmagneten wechselwirkende Kontaktstellung durchläuft.

Eine solche Steuervorrichtung für ein Ventil ist aus der DE-PS 11 05 746 bekannt. In dieser Füllmaschine werden eine Anzahl von Gefäßen gehalten und beispielsweise mit einer Flüssigkeit gefüllt. Dazu werden die Gefäße in Richtung eines Füllventils angehoben und darauffolgend das Füllventil geöffnet. Das Ventilgehäuse ist aus einem Kunststoff gebildet, wobei der in dem Ventilgehäuse gelagerte Ventilstößel einen Stößelmagneten enthält. Wird außerhalb des Ventilgehäuses ein Steuermagnet in eine mit dem Stößelmagnet wechselwirkende Kontaktstellung gebracht, ziehen sich die beiden Magnete an und das Ventil wird zur Füllung des Gefäßes geöffnet. Nach Abschluß des Füllvorgangs wird der Steuermagnet durch Drehung der taktweise arbeitenden Füllmaschine aus der Kontaktstellung bewegt, worauf die Anziehungskraft zwischen Steuermagnet und Stößelmagnet soweit reduziert wird, daß der Ventilstößel aus der Öffnungsstellung wieder in die Schließstellung bewegt wird.

Nachteilig bei dieser Steuervorrichtung ist, daß der Steuermagnet zur Aufrechterhaltung der Öffnungsstellung des Ventilstößels während der gesamten Öffnungszeit des Ventils über dem Stößelmagnet des Ventilstößels gehalten werden muß, um ein selbsttätiges Schließen des Ventils zu vermeiden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Steuervorrichtung für ein Ventil der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß die Ventile eines Rotationsfüllers in einfacher und sicherer Weise bistabil zwischen ihrer Öffnungs- und Schließstellung hin- und herschaltbar sind und der Aufbau der Ventilsteuerung vereinfacht ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Steuervorrichtung für ein Ventil mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß wenigstens ein Teil des Ventilgehäuses aus einem magnetisierbaren Material besteht, an welchem der Stößelmagnet nach Durchlaufen der Kontaktstellung in einer ersten stabilen Lage haftet, daß ein dem Steuermagneten nachgeordneter und umgekehrt magnetisch wirkender Trennmagnet in einer weiteren Kontaktstellung vorgesehen ist, der den Stößelmagneten löst und daß der Stößelmagnet derart beaufschlagt ist, daß er nach dem Lösen vom magnetisierbaren Material eine zweite stabile Lage einnimmt.

Gemäß der Erfindung durchläuft das Ventil des Rotationsfüllers bei dessen Drehung die Kontaktstellung, in der aufgrund der magnetischen Wechselwirkung mit dem Steuermagneten der Stößelmagnet angezogen wird. Durch die Ausbildung eines Teils des Ventilgehäuses aus einem magnetisierbaren Material bleibt der Stößelmagnet bei ausreichender Annäherung an diesen Teil an dem magnetisierbaren Material haften, wobei diese Stellung des Stößelmagnets stabil ist. Erst wenn der Stößelmagnet im laufe der weiteren Drehung des Rotationsfüllers mit dem magnetisch umgekehrt wirkenden Trennmagneten in einer weiteren Kontaktstellung in Wechselwirkung gerät, wird er aufgrund der Abstoßungskraft von dem magnetisierbaren Material gelöst. Während der weiteren Drehung des Rotationsfüllers verbleibt der Stößelmagnet in seiner stabilen, losgelösten Stellung. Demzufolge ist der Ventilstößel bistabil anordbar. Eine Mitbewegung des Steuermagneten zur Aufrechterhaltung einer Stellung des Stößelmagneten ist nicht mehr notwendig. Selbst wenn die Kontaktstellung mit dem Steuer- oder Trennmagneten nicht exakt durchlaufen wird, reicht die magnetische Wechselwirkung zwischen den Magneten aus, die eine oder andere stabile Stellung des Ventilstößels hervorzurufen.

Aus der US-PS 30 97 672 ist ein Rotationsfüller bekannt, bei dem eine Öffnungsstellung eines Füllventils durch einen Magneten hervorgerufen wird. Allerdings ist dieser Magnet als im wesentlichen halbkreisförmig gebogener Magnet ausgebildet, der zur Aufrechterhaltung der Öffnungsstellung ortsfest oberhalb einer aus dem Ventilgehäuse hervorstehenden Ventilkopfplatte angeordnet ist. Sobald die Ventilkopfplatte die gesamte Länge des Magneten durchlaufen hat, wird der Ventilstößel über eine mechanische Steuerung in die Schließstellung bewegt.

Nachteilig bei dieser vorbekannten Steuervorrichtung ist der relativ aufwendige Aufbau des Steuermagneten, d. h. der Steuermagnet muß sich über die gesamte Bewegungsbahn des Ventils erstrecken, in der es in der geöffneten Stellung gehalten werden soll. Ferner ist durch die aus dem Ventilgehäuse hervorstehende Ventilkopfplatte die Abdichtung des Ventilstößels erschwert.

Gemäß der Erfindung wird ein Ventil eines Rotationsfüllers, z . B. Vakuumventil, Gasventil, Spülventil, Korrekturventil, Entlastungsventil, Füllventil oder dergleichen, nur für einen relativ kurzen Zeitraum in die Kontaktstellung mit dem Steuermagneten gebracht. In der Folgezeit wird die durch den Steuermagneten hervorgerufene Stellung des Ventilstößels aufgrund der Haftung des Stößelmagnetes am Ventilgehäuse aufrecht erhalten. Erst nach Durchlaufen einer Kontaktstellung mit dem Trennmagneten wird die Haftung aufgehoben und der Stößelmagnet vom Ventilgehäuse gelöst. Steuermagnet und Trennmagnet müssen nur jeweils einmal vorhanden sein, wobei die zu steuernden Ventile nacheinander die entsprechenden Kontaktstellen in schneller Folge durchlaufen können.

Bei einer einfachen Ausführungsform der Erfindung ist der Ventilstößel nach Durchlaufen der Kontaktstelle des Steuermagneten in seiner Öffnungsstellung und nach Lösen durch den Trennmagneten in seiner Schließstellung stabil angeordnet. Auf diese Weise ist das Ventil als bistabiler Schalter ausgebildet, der zwischen Öffnungs- und Schließstellung in einfacher Weise hin- und herschaltbar ist.

Dabei ist es weiterhin von Vorteil, wenn der Trennmagnet gegenüber dem Steuermagneten in Drehrichtung des Rotationsfüllers beabstandet und außerhalb des Ventilgehäuses angeordnet ist. Durch den Abstand von den beiden Magneten und die Drehgeschwindigkeit des Rotationsfüllers wird in diesem Fall die Öffnungs- bzw. Schließzeit des Ventils in einfacher Weise festgelegt. Die Schaltpunkte und die Dauer der jeweiligen Ventilstellung können durch Verändern der Lage des Steuer- und Trennmagneten variiert werden.

Um mit Hilfe des Ventils insbesondere eine dichte Schließstellung bei nur geringem Hub des Ventilstößels zu ermöglichen, ist es günstig, wenn das Ventil als Membranventil ausgebildet ist, wobei eine Membran mit dem Ventilstößel bewegungsverbunden ist. Durch die Verwendung einer Membran kann auf verschleißanfällige Gleitdichtungen verzichtet werden.

In diesem Zusammenhang ist es weiterhin günstig, wenn an einem Ende des Ventilstößels die Membran und an seinem anderen Ende der Stößelmagnet angeordnet ist. Dem Stößelmagnetende des Ventilstößels ist in einfacher Weise jeweils der Steuer- bzw. Trennmagnet zuordbar.

Zur genauen Bestimmung der Öffnungsstellung ist es von Vorteil, wenn der Stößelmagnet in der Öffnungsstellung am Ventilgehäuseboden anliegt. Dadurch sind Schließstellung und Öffnungsstellung durch das jeweilige Anliegen von Membran bzw. Stößelmagnet an den entsprechenden Enden eindeutig festgelegt.

Dabei erweist es sich als günstig, wenn der Ventilgehäuseboden aus dem magnetisierbaren Material besteht. Der Rest des Ventilgehäuses kann aus einem beliebigen anderen Material gefertigt sein.

Weiterhin ist es von Vorteil, wenn der Ventilgehäuseboden aus einem paramagnetischen Material besteht. Sobald der Stößelmagnet nahe genug an dem paramagnetischen Material ist, wird er aufgrund der teilweisen Ausrichtung der permanenten atomaren magnetischen Dipole angezogen. Solange der Stößelmagnet an dem paramagnetischen Material haftet, bleibt dieser Zustand aufrechterhalten. Nach durch den Trennmagneten hervorgerufener Loslösung wird die induzierte Ausrichtung der permanentmagnetischen Dipole wieder aufgehoben, so daß keine permanente Magnetisierung des Materials zurückbleibt.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann der Ventilgehäuseboden beispielsweise auch aus einem magnetischen Material mit Hysterese gebildet sein. In diesem Fall erfolgt durch den Steuer- bzw. Trennmagneten jeweils eine Ummagnetisierung des magnetischen Materials, so daß eine Anziehung bzw. Abstoßung zwischen dem Material und dem Stößelmagneten auftritt.

Bei einer einfachen Ausführungsform der Erfindung ist der Stößelmagnet als Permanentmagnet ausgebildet. In diesem Fall sind Nord- und Südpol des Steuermagneten festgelegt und Steuer- bzw. Trennmagnet müssen mit ihrer magnetischen Polung passend ausgerichtet sein. Der Stößelmagnet kann auch als Elektromagnet ausgebildet sein, wobei die Stromzuführungen während der Drehung des Rotationsfüllers in bekannter Weise z. B. über Schleifkontakte herstellbar sind.

Sind der Steuermagnet und/oder der Trennmagnet als Elektromagnete ausgebildet, so sind diese in einfacher Weise in ihrer Magnetfeldstärke veränderbar.

Um einen einfachen Aufbau des Ventilgehäuses zu erzielen, ist dieses vorteilhaft aus Kunststoff gebildet und wenigstens ein Teil des Ventilgehäusebodens besteht aus einem magnetisierbaren Material. Der magnetisierbare Teil des Ventilgehäusebodens kann entsprechend der Größe des Stößelmagneten ausgewählt werden. Sowohl Stößelmagnet als auch magnetisierbarer Teil des Ventilgehäusebodens können zum Schutz vor Korrosion mit einer dünnen Schutzschicht versehen sein. Auch bei Sterilisieranlagen, in denen gewöhnlich chemisch angreifende Mittel verwendet werden, können daher Ventile mit der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung verwendet werden.

Ist das Ventil beispielsweise so angeordnet, daß nach Lösen des Stößelmagneten die Schließstellung nicht automatisch eingenommen wird, ist es günstig, wenn der Ventilstößel in Schließrichtung kraftbeaufschlagt ist.

Bei einer einfachen Ausführungsform erfolgt dabei die Kraftbeaufschlagung des Ventilstößels durch ein innerhalb des Ventilgehäuses angeordnetes Federelement, das im wesentlichen zwischen Ventilgehäuseboden und Membran gelagert ist. Das Federelement ist in Schließrichtung so weit vorgespannt, daß eine dichte Schließstellung gewährleistet ist. Aufgrund der Bewegung des Ventilstößels in die Öffnungsstellung wird das Federelement weiter vorgespannt. Die Anziehungskraft zwischen Stößelmagnet und Steuermagnet bzw. magnetisierbarem Material ist zur stabilen Aufrechterhaltung der Öffnungsstellung größer als die Rückstellkraft des Federelements. Erst nach Lösen des Stößelmagneten durch den Trennmagneten überwiegt die Rückstellkraft und der Ventilstößel wird schnell in die Schließstellung zurückbewegt.

In diesem Zusammenhang erweist es sich von Vorteil, wenn das Federelement als Spiralfeder ausgebildet ist. Die Spiralfeder ist in einfacher Weise im Ventilgehäuse und um den Ventilstößel anordbar.

Um bei der Steuerung des Ventils zwischen Öffnungs- und Schließstellung die Membran sicher zu halten, ist es günstig, wenn diese in ihrem Randbereich zwischen Ventilgehäuse und einer im Rotationsfüller ausgebildeten Aufnahme fixiert ist.

Die Aufnahme kann dabei so ausgebildet sein, daß ein Zuführkanal und ein Ablaufkanal in diese münden, welche in Öffnungsstellung des Ventilstößels miteinander in Verbindung stehen.

Es ist weiterhin günstig, wenn ein Kanal mittig in der Aufnahme angeordnet und dieser von einer mit dem anderen Kanal in Verbindung stehender Ringnut umgeben ist. Sobald die Membran von dem mittig angeordneten Kanal entfernt wird, kann ein Medium zwischen Ringnut und dem mittigen Kanal fließen.

Aufgrund der Ausbildung der Ringnut ist es in diesem Zusammenhang weiterhin von Vorteil, wenn das Ventilgehäuse zylinderförmig ist und mit seinem oberen Rand die Membran in ihrem Randbereich außerhalb der Ringnut in der Aufnahme fixiert.

Aufgrund der Drehung des Rotationsfüllers und der an diesem befindlichen Ventile sind bei einer vorteilhaften Ausführungsform Steuermagnet und/oder Trennmagnet ortsfest angeordnet. Eine aufwendige Mechanik zur Bewegung dieser Magnete ist nicht notwendig.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösungen und vorteilhafte Ausführungsbeispiele davon werden im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren weiter erläutert und beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 die erfindungsgemäße Steuervorrichtung für ein Ventil mit einem Steuermagneten;

Fig. 2 ein Ventil in Haftstellung eines Stößelmagneten;

Fig. 3 die erfindungsgemäße Steuervorrichtung für ein Ventil mit einem Trennmagneten;

Fig. 4 ein Ventil in Schließstellung;

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform eines Ventils der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung, und

Fig. 6 ein Diagramm zur Darstellung von Magnetkennlinie und Federkennlinie.

In Fig. 1 ist eine Steuervorrichtung eines Ventils 1 in einem Rotationsfüller 2 dargestellt. In eine Aufnahme 19 des Rotationsfüllers 2 ist das Ventil 1 mit einem Ende eingesteckt. In die Aufnahme münden ein Zuführkanal 21 und ein Ablaufkanal 22. Der Zuführkanal 21 ist in etwa mittig zur Aufnahme 19 angeordnet. Der Ablaufkanal 22 steht mit einer konzentrisch zum Zuführkanal 21 angeordneten Ringnut 23 in Verbindung.

Gegenüberliegend zu den Kanälen 21 und 20 ist eine Membran 13 zwischen Ventil 1 und Rotationsfüller 2 in der Aufnahme 19 in ihrem Randbereich 20 eingeklemmt. Ein oberer Rand 24 eines Ventilgehäuses 3 weist eine umlaufende Aufnahmevertiefung 47 auf. In dieser ist der Randbereich 20 der Membran 13 eingeführt und zwischen Rotationsfüller 2 und oberem Rand 24 des Ventilgehäuses 3 eingeklemmt. Im Zentralbereich 26 weist die Membran 13 eine in das Ventilgehäuse 3 weisende Verdickung auf, in der ein der Membran zugeordnetes Membranende 16 eines Ventilstößels eingesteckt ist. Durch einen nach außen überstehenden Rand ist das Membranende 16 des Stößels 6 im Zentralbereich 26 der Membran 13 gehalten. Direkt anschließend an das Membranende 16 weist der Stößel 6 einen Stößelkragen 27 auf. Dieser erstreckt sich über den gesamten Innendurchmesser des Ventilgehäuses 3.

An den Stößelkragen 27 schließt sich ein konzentrisch zum Ventilgehäuse 3 angeordneter Stößelkörper 48 an. Dieser erstreckt sich in einer in Fig. 1 dargestellten Öffnungsstellung 4 des Ventils 1 bis zu einem Ventilgehäuseboden 15, der das Ventilgehäuse 3 gegenüberliegend zur Aufnahme 19 abschließt. In dem an dem Ventilgehäuseboden 15 anliegenden Stößelmagnetende 14 des Stößels 6 ist ein Stößelmagnet 7 angeordnet. Dieser ist als Permanentmagnet ausgebildet und weist einen zum Ventilgehäuseboden 15 ausgerichteten Nordpol und einen in Richtung der Aufnahme 19 weisenden Südpol auf. Der Stößelmagnet 7 ist in dem hülsenförmig ausgebildeten Stößelmagnetende bündig eingesetzt.

Das Stößelgehäuse 3 ist im wesentlichen zylinderförmig, wobei es an der Unterseite durch den Ventilgehäuseboden 15 geschlossen ist. Der Stößelkörper 48 ist ebenfalls zylindrisch und koaxial in dem Ventilgehäuse 3 bewegbar gelagert. An seinem den Stößelmagneten 7 aufnehmenden Ende ist dessen Außendurchmesser im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des Stößelgehäuses 3. Oberhalb des Stößelmagnets 7 weist das Ventilgehäuse 3 eine stufenförmig angesetzte Innendurchmessevergrößerung auf. Zwischen der Stufe 49 und der Unterseite des Stößelkragens 27 ist eine Spiralfeder 18 zwischen Stößelkörper 48 und Innenseite des Ventilgehäuses 3 angeordnet.

Unterhalb des Ventilgehäuses 3 ist gegenüberliegend zum Stößelmagneten 7 ein Steuermagnet 8 angeordnet. Dieser ist in Fig. 1 in seiner Kontaktstellung 10 dargestellt. Der Steuermagnet 8 ist auf einer Unterlage 50 fixiert. Aufgrund der Polung seiner elektrischen Anschlüsse 31 weist ein Südpol des als Elektromagneten ausgebildeten Steuermagneten 8 in Richtung des Nordpols des Stößelmagnets 7. Entsprechend weist der Nordpol in Richtung der Unterlage 50. Aufgrund der gegenüberliegenden ungleichnamigen Pole von Stößelmagnet 7 und Steuermagnet 8 ergibt sich eine anziehende Wechselwirkung 29 zwischen den Magneten.

Da zumindest ein Teil des den Stößelmagneten 7 umgebenden Ventilgehäuses 3 aus einem magnetisierbaren Material 11 gebildet ist, addiert sich zu der anziehenden Wechselwirkung 29 die Anziehungskraft zwischen Stößelmagnet 7 und magnetisierbarem Material 11.

Entsprechend der in Fig. 1 dargestellten Öffnungsstellung 4 des Ventilstößels 6 ist oberhalb der Membran 13 ein Freiraum 28 zwischen Membran und Mündungen von Zuführkanal 21 und Ablaufkanal 22 bzw. Ringnut 23 gebildet. Aufgrund des Freiraums 28 stehen die beiden Kanäle miteinander in Verbindung.

Durch Drehung des Rotationsfüllers 2 in Drehrichtung 9 wird das Ventil 1 aus der Kontaktstellung 10 in die in Fig. 2 dargestellte Position weitergedreht. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und werden nur noch teilweise erwähnt.

Durch die Anziehungskraft zwischen Stößelmagnet 7 und magnetisierbarem Material 11 haftet der Stößelmagnet auch bei Weiterdrehung in Richtung 9 am Ventilgehäuseboden 15, da dieser überwiegend aus dem magnetisierbaren Material besteht. Die den Ventilstößel 6 in Schließrichtung 17 kraftbeaufschlagende Feder 18 überwindet nicht die Anziehungskraft zwischen Stößelmagnet 7 und Ventilgehäuseboden 15, so daß der Freiraum 28 auch ohne anziehende Wechselwirkung zwischen Stößelmagnet 7 und Steuermagnet 8 erhalten bleibt. Demzufolge ist in Fig. 2 der Ventilstößel 6 noch in der Öffnungsstellung 4. Erst wenn der Rotationsfüller sich bis in die in Fig. 3 dargestellte Position weitergedreht hat, bewegt sich der Ventilstößel 6 in seine Schließstellung 5. Wiederum sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen, so daß auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird.

In Fig. 3 ist unterhalb des Ventilgehäuses 3 gegenüberliegend zum Stößelmagneten 7 ein Trennmagnet 12 auf der Unterlage 50 ortsfest angeordnet. Mittels elektrischer Anschlüsse 32 weist ein Nordpol des als Elektromagneten ausgebildeten Trennmagneten 12 in Richtung des Nordpols des Stößelmagnets 7. Demzufolge ergibt sich zwischen Trennmagnet 12 und Stößelmagnet 7 eine abstoßende Wechselwirkung 30. Diese löst den Stößelmagneten 7 von dem im wesentlichen aus magnetisierbarem Material 11 gebildeten Ventilgehäuseboden 15. Durch die Kraftbeaufschlagung der Spiralfeder 18 in Schließrichtung 17 bewegt sich der Ventilstößel 6 in seine Schließstellung 5. Die Membran 13 verschließt in dieser Stellung die Mündungen vom Zuführkanal 21 und Ablaufkanal 22 bzw. Ringnut 23, so daß keine Verbindung mehr zwischen den Kanälen besteht. Gleichzeitig ist zwischen Stößelmagnet 7 und dem Ventilgehäuseboden 15 ein Trennspalt 33 gebildet.

Der Abstand zwischen Trennmagnet 12 oder auch Steuermagnet 8 und der Unterseite des Ventilgehäuses 3 beträgt in etwa 2-6 mm.

Nachdem in Fig. 3 der Ventilstößel 6 die Schließstellung 5 eingenommen hat, wird bei weiterer Drehung des Rotationsfüllers in Drehrichtung 9 die Schließstellung 5, wie in Fig. 4 dargestellt, beibehalten.

Der Trennspalt 33 zwischen Stößelmagnet 7 und Ventilgehäuseboden 15 beträgt in etwa 2 mm. In Fig. 4 ist insbesondere dargestellt, daß der obere Rand 24 des Ventilgehäuses 3 auf seiner Innenseite Anlageschrägen 36 aufweist, an denen die Membran 13 in Öffnungsstellung 4 gemäß Fig. 1 oder Fig. 2 anliegt.

In Fig. 5 ist eine andere Ausführungsform eines Ventils 3 der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung dargestellt. Der Ventilstößel 6 ist entsprechend zur Fig. 2 in seiner Öffnungsstellung 4 angeordnet. Im Unterschied zu dem vorher beschriebenen Ventil ist in Fig. 5 der Ventilstößel 6 als zylindrische Hülse mit geschlossenem, oberem Ende ausgebildet. Im unteren Ende ist der Stößelmagnet 7 bündig eingesteckt. Am oberen Ende ist entsprechend ein Stößelkragen 27 und ein Stößelkopf 35 ausgebildet. Dieser ist in dem Zentralbereich 26 der Membran 13 eingesteckt und mit dieser bewegungsverbunden. Oberhalb der Membran 13 ist entsprechend der Öffnungsstellung 4 des Ventilstößels 6 ein Freiraum 28 zwischen Membran und den Mündungen der Kanäle 21 und 22 bzw. der Ringnut 23 gebildet.

Zur Fixierung der Membran zwischen Ventil 1 und Rotationsfüller 2 ist in der Aufnahme 19 ein Membranring 51 angeordnet. Dieser ist entsprechend zu dem oberen Rand 24 des Ventils aus Fig. 1 mit einer Aufnahmevertiefung 47 und einer Anlageschräge 36 ausgebildet.

Unterhalb des Membranrings 51 ist mit diesem der obere Rand 24 der Ventilhülse 3 in Anlage. Innerhalb der Ventilhülse 3 ist zwischen Stößelkragen 27 und einer Hülse 37 eine Spiralfeder 18 angeordnet. Diese drückt den Ventilstößel 6 in Schließrichtung 17. Die Hülse 37 weist einen Außendurchmesser entsprechend des Innendurchmessers der Ventilhülse 3 auf, wobei deren Innendurchmesser dem Außendurchmesser des Stößels 6 entspricht. Die Höhe der Hülse 37 entspricht im wesentlichen der Höhe des Stößelmagneten 7.

Im Ventilgehäuseboden 15 ist in einer Vertiefung eine aus magnetisierbarem Material gebildete Bodenplatte 25 eingelassen. Diese hält aufgrund der Anziehungsskraft zwischen anliegendem Stößelmagneten 7 und dem magnetisierbaren Material 11 die Öffnungsstellung 4 des Ventilstößels 6 aufrecht.

Die Steuerung des in Fig. 5 dargestellten Ventils erfolgt analog zu der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Steuerung.

In Fig. 5 ist ein Diagramm zur Darstellung einer Magnetkennlinie 38 und einer Federkennlinie 39 abgebildet.

Auf der X-Achse ist die Entfernung zwischen Ventilgehäuseboden 15 bzw. Bodenplatte 25 und Stößelmagnet 7 dargestellt. Auf der Y-Achse ist die Rückstellkraft der Spiralfeder bzw. die Anziehungskraft zwischen Stößelmagnet 7 und dem jeweils magnetisierbaren Material in Ventilgehäuseboden 15 bzw. Bodenplatte 25 dargestellt.

In Schließstellung 5 wird der Ventilstößel in Schließrichtung mit einer Kraft 44 beaufschlagt. Als Anpreßkraft für die Membran verbleibt bei Gleichdruck auf beiden Seiten der Membran von der Kraft 44 die Restkraft 41, wobei die noch vorhandene Anziehungskraft zwischen Stößelmagnet und magnetisierbarem Material abgezogen ist. Zur Überwindung der Anpreßkraft 41 ist beispielsweise der Steuermagnet nach Fig. 1 in Kontaktstellung 10 notwendig. Dieser bewegt aufgrund der anziehenden Wechselwirkung zwischen Steuermagnet und Stößelmagnet den Ventilstößel aus der Schließstellung 5 in die Öffnungsstellung 4. Der maximale Hub 40 zwischen den beiden Stellungen entspricht dem in Fig. 4 dargestellten Abstand 46. Durch weitere Kompression der Spiralfeder in Öffnungsstellung 4 wächst die von dieser ausgeübte Rückstellkraft auf den Wert 52 an. Die Magnetkennlinie 38 verläuft in Richtung der Öffnungsstellung 4 erheblich steiler als die Federkennlinie, so daß sich die beiden Kennlinien im Punkt 42 schneiden. In diesem Punkt sind Rückstellkraft und Anziehungskraft gleich groß. Bei weiterer Annäherung des Stößelmagneten in die Öffnungsstellung 4 bewegt er sich aufgrund der stärker werdenden Anziehungskraft zwischen Stößelmagnet und magnetisierbarem Material von selbst in die Öffnungsstellung. Haftet der Stößelmagnet an dem Ventilgehäuseboden bzw. der Bodenplatte, ist die Anziehungskraft um die Kraft 43 größer als die Rückstellkraft 52 der Spiralfeder.

Zum Lösen des Stößelmagnetes, d. h. zur Überwindung der überschüssigen Anziehungskraft 43, dient die abstoßende Wechselwirkung 30 aus Fig. 3. Diese wirkt zumindest so lange, bis ausgehend von der Öffnungsstellung 4 der Schnittpunkt 42 zwischen den Kennlinien wieder erreicht wird. Darauffolgend wird aufgrund der von der Spiralfeder ausgeübten Rückstellkraft die Schließstellung 5 automatisch eingenommen.

Besteht auf den beiden Seiten der Membran ein Differenzdruck, so ergibt sich in Abhängigkeit des Druckes und der beaufschlagten Membranfläche eine zusätzliche, im wesentlichen vom Hub des Ventilstößels unabhängige Kraft.

Diese im wesentlichen konstante Kraft bildet im Diagramm nach Fig. 6 zusammen mit der Federkennlinie 39 eine resultierende, zur Federkennlinie 39 parallele Kraftkennlinie.

Claims (19)

1. Steuervorrichtung für ein Ventil (1) eines Rotationsfüllers (2), wobei das Ventil einen in einem Ventilgehäuse (3) zwischen einer Öffnungs- und einer Schließstellung (4, 5) bewegbar gelagerten Ventilstößel (6) und einen in dem Ventilgehäuse angeordneten Stößelmagneten (7) umfaßt, mit wenigstens einem außerhalb des Ventilgehäuses (3) angeordneten Steuermagneten (8), welcher bei Drehung des Rotationsfüllers (2) eine mit dem Stößelmagneten (7) wechselwirkende Kontaktstellung (10) durchläuft, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil (11) des Ventilgehäuses (3) aus einem magnetisierbaren Material besteht, an welchem der Stößelmagnet (7) nach Durchlaufen der Kontaktstellung (10) in einer ersten stabilen Lage haftet, daß ein dem Steuermagneten nachgeordneter, magnetisch umgkehrt wirkender Trennmagnet (12) in einer weiteren Kontaktstellung vorgesehen ist, der den Stößelmagneten (7) löst, und daß der Stößelmagnet derart beaufschlagt ist, daß er nach Lösen vom magnetisierbaren Material eine zweite stabile Lage einnimmt.

2. Steuervorrichtung für ein Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilstößel (6) nach Durchlaufen der Kontaktstelle (10) in seiner Öffnungsstellung (4) und nach Lösen durch den Trennmagneten (12) in seiner Schließstellung (5) stabil angeordnet ist.

3. Steuervorrichtung für ein Ventil nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, daß der Trennmagnet (12) gegenüber dem Steuermagneten (8) in Drehrichtung (9) des Rotationsfüllers (2) beabstandet und außerhalb des Ventilgehäuses (3) angeordnet ist.

4. Steuervorrichtung für ein Ventil nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (1) als Membranventil ausgebildet ist, wobei eine Membran (13) mit dem Ventilstößel (6) bewegungsverbunden ist.

5. Steuervorrichtung für ein Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Ende (16) des Ventilstößels (6) die Membran (13) und an seinem anderen Ende (14) der Stößelmagnet (7) angeordnet ist.

6. Steuervorrichtung für ein Ventil nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößelmagnet (7) in der Öffnungsstellung (4) am Ventilgehäuseboden (15) anliegt.

7. Steuervorrichtung für ein Ventil nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilgehäuseboden (15) aus einem magnetisierbaren Material besteht.

8. Steuervorrichtung für ein Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilgehäuseboden (15) paramagnetisch ist.

9. Steuervorrichtung für ein Ventil nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößelmagnet (7) als Permanentmagnet ausgebildet ist.

10. Steuervorrichtung für ein Ventil nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Steuermagnet (8) und /oder Trennmagnet (12) als Elektromagnete ausgebildet sind.

11. Steuervorrichtung für ein Ventil nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (3) aus Kunststoff gebildet ist und wenigstens ein Teil (11) des Ventilgehäusebodens (15) aus einem magnetisierbaren Material gebildet ist.

12. Steuervorrichtung für ein Ventil nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilstößel (6) in Schließrichtung (17) kraftbeaufschlagt ist.

13. Steuervorrichtung für ein Ventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kraftbeaufschlagung des Ventilstößels (6) innerhalb des Ventilgehäuses (3) ein Federelement (18) im wesentlichen zwischen Ventilgehäuseboden (15) und Membran (13) gelagert ist.

14. Steuervorrichtung für ein Ventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (18) als Spiralfeder ausgebildet ist.

15. Steuervorrichtung für ein Ventil nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (13) in ihrem Randbereich (20) zwischen Ventilgehäuse (3) und einer im Rotationsfüller (2) ausgebildeten Aufnahme (19) fixiert ist.

16. Steuervorrichtung für ein Ventil nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Aufnahme (19) ein Zuführkanal (21) und ein Ablaufkanal (22) münden, welche in Öffnungsstellung (4) des Ventilstößels (6) miteinander in Verbindung stehen.

17. Steuervorrichtung für ein Ventil nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kanal (21) mittig in der Aufnahme (19) angeordnet und von einer mit dem anderen Kanal (22) in Verbindung stehender Ringnut (23) umgeben ist.

18. Steuervorrichtung für ein Ventil nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (3) zylinderförmig ist und mit seinem oberen Rand (24) die Membran (13) in ihren Randbereichen (20) außerhalb der Ringnut (23) in der Aufnahme (19) fixiert.

19. Steuervorrichtung für ein Ventil nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Steuermagnet (8) und/oder Trennmagnet (12) ortsfest angeordnet sind.