DE602004007451T2

DE602004007451T2 - Druckregelventil

Info

Publication number: DE602004007451T2
Application number: DE602004007451T
Authority: DE
Inventors: Satoru Ogaki-shi Gifu-ken Okada
Original assignee: Pacific Industrial Co Ltd; Taiheiyo Kogyo KK
Current assignee: Pacific Industrial Co Ltd; Taiheiyo Kogyo KK
Priority date: 2003-10-08
Filing date: 2004-10-04
Publication date: 2008-03-13
Anticipated expiration: 2024-10-05
Also published as: US6994313B2; KR20050033825A; EP1522728A3; US20050077493A1; CN1605780A; EP1522728B1; DE602004007451D1; KR100564723B1; EP1522728A2

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Druckregelventil, das ein Ventilelement enthält, das eine Ventilöffnung in Abhängigkeit vom Druck eines Fluids öffnet und schließt.
JP-A-2001-153256 , die den Oberbegriff von Anspruch 1 bildet, offenbart eines der Druckregelventile des oben beschriebenen Typs. Das offenbarte Druckregelventil enthält einen Balg, der in Abhängigkeit von dem Fluiddruck expandiert und kontraktiert wird. Die Expansion und Kontraktion des Balgs bewegt ein Ventilelement, das eine Ventilöffnung öffnet und schließt.
Die Balge sind jedoch teure Teile und entsprechend war die Entwicklung eines Druckregelventils mit kostengünstigeren Druckerfassungselementen statt des Balgs gewünscht.
Aus der US 2002/0141811 A1 ist es bekannt, in einer Steuerventileinrichtung, die eine unterschiedliche Konstruktion und Funktion hat, ein druckempfindliches Element, das zum Ausgleichen von Saugdruck eines Kompressors dient, durch eine kostengünstigere Membraneinrichtung zu ersetzen.
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Druckregelventil mit einem kostengünstigeren, jedoch einstellbaren Druckerfassungselement als einem Balg vorzusehen.
Diese Aufgabe wird durch ein Druckregelventil, das die Merkmale von Anspruch aufweist, gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind durch die abhängigen Ansprüche definiert.
Die vorliegende Erfindung sieht ein Druckregelventil vor, das einen Körper (11) enthält, an dem ein Ventilelement (33, 53) so montiert ist, dass es bewegbar ist, und das mit einer Druckerfassungskammer (28) versehen ist, wobei das Ventilelement (33, 53) eine Ventilöffnung (39) öffnet, wenn ein Druck (Ps) eines Fluids, das in der Druckerfassungskammer (28) vorgesehen ist, niedriger als ein vorbestimmter Referenzdruck ist, und das Ventilelement (33, 53) die Ventilöffnung (39) schließt, wenn der Fluiddruck (Ps) in der Druckerfassungskammer (28) höher als der vorbestimmte Referenzdruck ist, gekennzeichnet durch ein Schaftloch (16), das durch eine Wand geformt ist, die die Druckerfassungskammer (28) des Körpers (11) umgibt, wobei das Schaftloch (16) mit der Ventilöffnung (39) versehen ist, die sich auf einer Seite entfernt von der Druckerfassungskammer (28) befindet; einen Verbindungsschaft (32, 51, 62), der durch das Schaftloch (16) eingeführt ist und ein Ende aufweist, das von der Ventilöffnung (39) vorsteht und mit dem Ventilelement (33, 53) versehen ist; ein vorbelastendes Mittel (22, 37, 46) zum Vorbelasten des Ven tilelements (33, 53), so dass das Ventilelement (33, 53) gegen einen Öffnungsrand der Ventilöffnung (39) gedrückt wird zum dadurch Schließen der Ventilöffnung (39); ein Zweigloch (17), das von einem mittleren Bereich des Schaftlochs (16) verzweigt ist und mit der Ventilöffnung (39) in Verbindung steht; ein Dichtelement (80), das einen Spalt zwischen dem Verbindungsschaft (32, 51, 62) und einer inneren Wand des Schaftlochs (16) dichtet, wobei sich die innere Wand näher an der Druckerfassungskammer (28) als das Zweigloch (17) befindet; ein zylindrisches Druckerfassungselement (42), das ein geschlossenes Ende hat, das an dem Verbindungsschaft (32, 51, 62) in der Druckerfassungskammer (28) befestigt ist, und ein offenes Ende (42K), das entgegengesetzt zu dem Ventilelement (33, 53) gerichtet ist; eine Membran (44), die am offenen Ende (42K) des zylindrischen Druckerfassungselement (42) vorgesehen ist; eine Endwand (24), die am Körper (11) vorgesehen ist, so dass sie der Membran (44) gegenüberliegt; und ein überspannendes Element (50), das zwischen der Membran (44) und der Endwand (24) überspannt, wobei das überspannende Element (50) einer Federkraft unterworfen ist, die die Membran (44) aufnimmt, wenn der Fluiddruck (Ps) in der Druckerfassungskammer (28) niedriger als der vorbestimmte Referenzdruck ist, wodurch das Ventilelement (33, 53) zur Öffnungsseite bewegt wird.
Bei dem vorhergehenden Ventil ist die Membran (44) in der Druckerfassungskammer (28) vorgesehen. Das überspannende Element (50) überspannt zwischen der Membran (44) und der Endwand (24), die an dem Körper (11) vorgesehen ist. Die Membran (44) wird dem Fluiddruck (Ps) in der Druckerfassungskammer unterworfen, dass sie dadurch elastisch deformiert wird. Wenn der Fluiddruck (Ps) in der Druckerfassungskammer (28) verringert wird, kehrt die Membran (44) in ihren Nennzustand zurück, so dass sie näher zur Seite der Endwand (24) gelangt, und eine Gegenkraft, die von dem überspannenden Element (50) aufgenommen wird, nimmt ebenfalls zu. Wenn der Fluiddruck (Ps) in der Druckerfassungskammer (28) niedriger als der vorbestimmte Referenzdruck wird, bewegt die Gegenkraft, die das überspannende Element (50) von der Membran (44) aufnimmt, das Ventilelement (33, 53) zur Öffnungsseite, wodurch die Ventilöffnung (39) geöffnet wird. Somit kann die Erfindung das Druckregelventil (10, 90, 91, 100, 101) mit der Membran (44), die kostengünstiger als der Balg ist, vorsehen.
Ferner wird der Abstand zwischen der Endwand (24) und der Membran (44) durch das Justiermittel (32N, 33N, 51N, 52N, 60N, 61N) geändert, selbst wenn die Montage zu Unterschieden im Abstand zwischen der Endwand (24) und der Membran (44) im geschlossenen Zustand des Ventilelements (33, 53) führt. Als Folge kann die elastische Kraft der Membran (44) für das überspannende Element (50) eingestellt werden. Folglich können die Unterschiede in der Beziehung zwischen dem Fluiddruck (Ps) in der Druckerfassungskammer (28) und dem Öffnen und Schließen des Ventilelements (33, 53) verringert werden.
Weiterhin kann der Abstand zwischen den Endwand (24) und der Membran (44) durch Verändern einer Tiefe des Gewindeeingriffs zwischen den Gewinden des Ventilelements (33, 53) oder des den Druck erfassenden zylindrischen Elements (52) und des Verbindungsschafts (32) eingestellt werden. Alternativ kann der Abstand durch Verändern einer Tiefe des Gewindeeingriffs zwischen den Gewinden (51N, 52N) der ersten und zweiten Verbindungsschaftkomponenten (60, 61) eingestellt werden. Als noch weitere Alternative kann der Abstand durch Verändern einer Tiefe des Presssitzes des Einsatzbereichs, der in dem geteilten Bereich des Körpers (11) vorgesehen ist, eingestellt werden.
Noch weiter wird der innere Rand der Dichtungsplatte (80) gegen den pressenden Vorsprung (82) in die trichterförmige Gestalt gedrückt. Der trichterförmige Bereich der Dichtungsplatte wird durch den Verbindungsschaft aufgeweitet, dass er an der äußeren Umfangsfläche des Verbindungsschafts (32, 51, 62) haftet. Als Folge wird ein abgedichteter Raum zwischen dem Zweigloch (17) und der Druckerfassungskammer (28) definiert. Wenn der Druck in dem Zweigloch (17) auf die Dichtungsplatte (80) aufgebracht wird, wird der Durchmesser des trichterförmigen Bereichs der Dichtungsplatte (80) verringert, so dass der trichterförmige Bereich gegen den Verbindungsschaft (32, 51, 62) gedrückt wird, wodurch die Luftdichtheit erhöht wird. Folglich kann man zuverlässig verhindern, dass das Fluid aus dem Zweigloch (17) in die Druckerfassungskammer (28) strömt.
Noch weiter ist das überspannende Element (50) im Zentrum der kreisförmigen Rippe (44A) der Membran (44) durch den Zentriervorsprung (50A) und die Zentriervertiefung (44B, 65A) positioniert und entsprechend bringt das überspannende Element (40) eine axiale Kraft auf das Zentrum der kreisförmigen Rippe (44A) auf. Als Folge wird die kreisförmige Rippe (44A) gleichmäßig über ihren Umfang deformiert und entsprechend kann die elastische Kraft der Membran (44) stabilisiert werden. Folglich kann das Ventilelement (33, 53) stabil das Schließen und Öffnen der Ventilöffnung (39) durchführen. Ferner kann eine Spannungskonzentration verhindert werden, da die äußere Fläche des Zentriervorsprungs (50A) und/oder die innere Fläche der Zentriervertiefung (44B, 65A) im Wesentlichen halbkugelförmig ist/sind. Noch weiterhin kann die Membran (44) durch die innere haftende Scheibe (63) und/oder die äußere haftende Scheibe (65), die an der Membran (44) haften, verstärkt werden.
Noch weiter hat ein schaftartiges Bauteil, das das zylindrische Druckerfassungselement (42), den Verbindungsschaft (32) und den Kolben (46) enthält, beide Enden durch einen distalen bzw. proximalen Führungsvorsprung (19, 26) jeweils in der Bewegungsrichtung des Ventils geführt. Entsprechend wird eine Neigung des schaftartigen Bauteils begrenzt, wodurch die Bewegung des Ventils stabil gemacht werden kann, während der Gleitwiderstand begrenzt ist. Folglich kann das Ventilelement (33, 53) die Ventilöffnung (39) stabil öffnen und schließen.
Die Erfindung wird lediglich beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 eine Längsquerschnittsseitenansicht des Druckregelventils gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine Längsquerschnittsseitenansicht des Druckregelventils in einem geschlossenen Zustand ist;
3 eine Längsquerschnittsseitenansicht des Druckregelventils in einem offenen Zustand ist;
4 ein Explosionslängsseitenquerschnitt ist, der einen distalen Körper, eine Dichtungsplatte und eine Buchse zeigt;
5 eine Längsquerschnittsseitenansicht des distalen Körpers, der Dichtungsplatte und der Buchse, die zusammengebaut sind, ist;
6 ein Diagramm ist, das das Verhältnis zwischen dem Fluiddruck in der Druckerfassungskammer und dem Solenoidstrom zeigt;
7 eine Längsquerschnittsseitenansicht des Druckregelventils gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
8 eine Längsquerschnittsseitenansicht des Druckregelventils gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
9 eine Längsquerschnittsseitenansicht des Druckregelventils gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
10 eine Untersicht der Kappe ist;
11 eine Querschnittsansicht ist, die den zentrierenden Vorsprung und Vertiefung zeigt, die miteinander in Eingriff sind;
12 eine Querschnittsansicht ist, die das überspannende Element und die dezentrierte Membran, die bezüglich einander dezentriert sind, zeigt;
13 eine Querschnittsansicht ist, die einen deformierten Zustand der Membran zeigt, wenn keine zentrierende Vertiefung vorgesehen ist; und
14 eine Längsquerschnittsseitenansicht des Druckregelventils gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 1 bis 6 beschrieben. Bezugnehmend auf 1 ist ein Druckregelventil gemäß der Ausführungsform der Erfindung durch Referenznummer 10 bezeichnet. Das Druckregelventil 10 enthält einen sich vertikal erstreckenden schaftartigen Körper 11 und einen beweglichen Schaftabschnitt 30, der in dem Körper 11 untergebracht ist, so dass er beweglich ist. Der Körper 11 kann in einer axialen Mitte von ihm in einen distalen Körper 13 und einen proximalen Körper 20 geteilt sein.
Der distale Körper 13 hat eine säulenartige Struktur mit einem äußeren Durchmesser, der graduell abnimmt, sowie er sich von dem proximalen Körper entfernt. Der distale Körper 13 hat beide Endflächen mit Vertiefungen 15A bzw. 15B geformt. Ein Schaftloch 16 ist durch einen zentralen Bereich des distalen Körpers 13 geformt, so dass es sich zwischen den Vertiefungen 15A und 15B erstreckt. Das Schaftloch 16 hat ein offenes Ende, das sich entfernt von dem proximalen Körper 20 befindet und als eine Ventilöffnung 39 dient.
Der distale Körper 13 hat einen axial mittleren Bereich, der mit einem Zweigloch 17 geformt ist, das senkrecht zu einem mittleren Bereich des Schaftlochs 16 ist. Der distale Körper 13 hat weiter ein Fluidloch 18, das sich an einem Bereich von ihm in der Nähe des proximalen Körpers 20 befindet, so dass es senkrecht zur Vertiefung 15A ist. Ein äußerer Umfang des distalen Körpers 13 ist mit zwei O-Ringnuten 13M und 13N zwischen dem Fluidloch 18 und dem Zweigloch 17 bzw. zwischen dem Zweigloch 17 und einer Öffnung der Vertiefungen 15B geformt.
Eine Kappe 19 ist auf ein distales Ende des distalen Körpers 13 auf einer Seite einer Ventilöffnung 39 aufgesetzt. Die Kappe 19 enthält einen zylindrischen Bereich 19A großen Durchmessers und einen zylindrischen Bereich 19B kleinen Durchmessers, die axial aufgereiht sind. Der zylindrische Bereich 19B kleinen Durchmessers hat ein distales Ende, das mit einer Bodenwand 19C versehen ist. Die Bodenwand 19C hat ein zentral positioniertes Durchgangsloch 19D. Der Bereich 19A großen Durchmessers ist in Presspassung mit dem distalen Ende des distalen Körpers 13 gebracht, so dass ein Fluid durch das Loch 19C in und aus der Kappe 19 strömt.
Der proximale Körper 20 enthält einen Verbinder 21, einen Solenoid 22, einen Endzylinder 25, eine Aschehülse 27, usw., die alle zusammengebaut sind. Der Verbinder 21 führt elektrischen Strom an das Solenoid 22 zu und enthält ein Verbindergehäuse 21A und eine Anschlussbuchse 21B, die in dem Verbindergehäuse vorgesehen ist. Der Solenoid 22 enthält einen Spulenkern 23 und einen elektrischen Draht, der auf den Spulenkern gewunden ist. Der Spulenkern 23 hat ein Ende, an dem die Anschlussbuchse 21B des Verbinders 21 mit dem elektrischen Draht verbunden ist. Der Verbinder 21 enthält einen äußeren Zylinder 21G, der integral damit geformt ist. Der äußere Zylinder 21G ist an dem Solenoid 22 angebracht, so dass er eine äußere Umfangsfläche des Spulenkerns 23 bedeckt, wodurch der Verbinder 21 und der Solenoid 22 aneinander befestigt sind.
Ein Loch ist im Inneren des Solenoids 22 definiert. Ein Teil des Lochs auf der Seite des Verbinders 21 ist durch eine Endwand 24 geschlossen. Die Endwand 24 ist aus einem magnetischen Material gebildet. Ein Endzylinder 25 ist an einem Ende des Solenoids 22 gegenüberliegend zu dem Verbinder 21 vorgesehen. Der Endzylinder 25 hat ein Ende, das durch eine Bodenwand 25T geschlossen ist, die an der Endfläche des Solenoids 22 angebracht ist. Ein Führungszylinder 26 ist in den Solenoid 22 eingesetzt.
Ein Einsatzbereich 25K, der als ein Justiermittel bei der Erfindung dient, ist an einem Ende des Endzylinders 25 gegenüberliegend zu der Bodenwand 25T vorgesehen. Ein Einsatzbereich 13K, der als ein Justiermittel in der Erfindung dient, ist an einem Ende des distalen Körpers 13 vorgesehen. Der Einsatzbereich 13K ist in den Einsatzbereich 25K durch Presspassung eingesetzt. Der Endzylinder 25 hat ein offenes Ende, das einen äußeren Umfang enthält, der mit einer O-Ringnut 25M ausgebildet ist.
Eine Aschehülse 27 ist auf den äußeren Zylinder 21G aufgesetzt. Die Aschehülse 27 enthält eine Eingriffswand 27K, die sich nach innen von einem Ende des Zylinders erstreckt. Der Verbinder 21, der Solenoid 22 und der Endzylinder 25 werden sequentiell in das andere offene Ende der Aschehülse 27 eingesetzt. Das distale Ende des Verbinders 21 steht nach außen von einem Ende der Aschehülse 27 vor. Das distale Ende des Verbinders 21 ist in Eingriff mit der Eingriffswand 27K der Aschehülse 27. Die Aschehülse 27 hat ihr anderes Ende deformiert oder gebogen in Richtung einer Eingriffsnut 25N, die in einem äußeren Umfang des Endzylinders 25 geformt ist. Der oben beschriebene Verbinder 21, Solenoid 22, Endzylinder 25 und Aschehülse 27 sind miteinander in den proximalen Körper 20 zusammengebaut.
Bei der Ausführungsform ist beispielsweise ein beweglicher Schaft 30 auf den distalen Körper 13 montiert und danach wird der distale Körper 13 in den proximalen Körper 20 eingesetzt. Ein Inneres des proximalen Körpers 20 und ein Inneres der Vertiefung 15A des distalen Körpers 13 bilden eine Druckerfassungskammer in der Erfindung.
Ein Verbindungsschaft 32 ist durch das Schaftloch 16 des distalen Körpers 13 eingeführt. Der Verbindungsschaft 32 hat ein distales Ende, das von einer inneren Wand der Vertiefung 15B an der distalen Endseite des distalen Körpers 13 vorsteht. Ein Ventilelement 33 ist auf einen vorspringenden Bereich des Schafts 32 montiert. Insbesondere enthält der Verbindungsschaft 32 einen Bereich 32A großen Durchmessers, der sich auf der Seite der Druckerfassungskammer 28 befindet, und einen Bereich 32B kleinen Durchmessers, der sich auf der Seite beabstandet zu dem Verbindungsschaft 32 befindet. Das Zweigloch 17 steht mit einer Ventilöffnung 39 über einen Spalt zwischen dem Bereich 32B kleinen Durchmessers und der inneren Umfangsfläche der Vertiefung 15B in Verbindung. Der Bereich 32B kleinen Durchmessers enthält einen Bereich, der von der inneren Wand der Vertiefung 15B freigelegt ist. Der freigelegte Bereich ist mit einem Außengewinde 32N gebildet, dass als Justiermittel in der Erfindung dient. Der Bereich 32B kleinen Durchmessers hat ein distales Ende, das mit einer Werkzeugnut 32M geformt ist, mit der ein Werkzeug, wie z.B. ein Schraubendreher, in Eingriff bringbar ist.
Eine Dichtungsplatte 80 dichtet einen Spalt zwischen einem äußeren Umfang des Bereichs 32A großen Durchmessers des Schafts 32 und dem inneren Umfang des Schaftlochs 16. Insbesondere hat, wie es in 4 gezeigt ist, der distale Körper 13 einen Schaftlochbereich 16D großen Durchmessers, der durch Aufweiten eines Öffnungsrands des Schaftlochs 16, der sich auf der Seite der Druckerfassungskammer 28 befindet, gebildet ist. Der Bereich 16D großen Durchmessers hat eine innere Wand 16M, die senkrecht zu dem Schaftloch 16 ist. Die hohle scheibenförmige Dichtungsplatte 80, die als ein Dichtelement in der Erfindung dient, ist auf der inneren Wand 16M vorgesehen. Die Dichtungsplatte 80 hat einen kleineren Innendurchmesser als ein Hauptbereich 16H des zentral offenen Schaftlochs 16 der inneren Wand 16M. Ferner hat der Hauptbereich 16H einen offenen Rand in der inneren Wand 16M. Der offene Rand des Hauptbereichs 16H ist mit einer konisch zulaufenden Fläche 16T gebildet.
Eine kreiszylindrische Buchse 81 ist durch Presspassung in den Bereich 16D großen Durchmessers eingesetzt. Eine Dichtungsplatte 80 wird zwischen der inneren Wand 16M und der Buchse 81 gehalten. Die Buchse 81 enthält einen drückenden Vorsprung 82, der von einem inneren Rand davon in Richtung auf die Dichtungsplatte 80 vorsteht. Der drückende Vorsprung 82 ist in eine ringförmige Gestalt gebildet und umgibt einen insgesamt inneren Rand der Buchse 81, wie es in 4 gezeigt ist. Ein äußerer Durchmesser des ringförmigen Bereichs wird nach und nach kleiner, sowie er sich einem distalen Ende des drückenden Vorsprungs 82 in eine konische Gestalt nähert. Als Folge der beschriebenen Konstruktion wird der innere Rand der Dichtungsplatte 80 durch den drückenden Vorsprung 82 gedrückt, dass er dadurch in eine trichterförmige Gestalt deformiert wird, wie es in 5 gezeigt ist, wodurch er der konischen Fläche 16T mit einem kleinen Spalt dazwischen gegenüberliegt. Der Bereich in Trichtergestalt der Dichtungsplatte 80 wird durch den Verbindungsschaft 32 aufgeweitet, dass er dadurch an der äußeren Umfangsfläche des Verbindungsschafts 32 haftet (insbesondere dem Bereich 32A großen Durchmessers), wodurch das Zweigloch 17 und die Druckerfassungskammer 28 voneinander in einer luftdichten Weise getrennt sind. Selbst wenn ein Fluiddruck in dem Zweigloch 17 auf die Dichtungsplatte 80 aufgebracht wird, ist ferner der Durchmesser des Bereichs in Trichtergestalt der Dichtungsplatte 80 verringert, so dass der Bereich in Trichtergestalt gegen den Verbindungsschaft 32 gedrückt wird, mit dem Ergebnis der Zunahme der Luftdichtheit. Folglich kann ein Fluid zuverlässig daran gehindert werden, von dem Zweigloch 17 zu der Druckerfassungskammer 28 zu strömen.
Das Ventilelement 33 ist in Gewindeeingriff mit dem Außengewinde 32N des Verbindungsschafts 32, wie es in 2 gezeigt ist. Das Ventilelement 33 ist in eine zylindrische Form gestaltet. Das Ventilelement 33 hat eine innere Fläche, die einen axialen Halbbereich enthält, der mit einem lose eingesetzten Bereich 33V gebildet ist, und den anderen Halbbereich, der mit einem Innengewinde 33N gebildet ist, das als ein Justiermittel in der Erfindung dient. Der lose eingesetzte Bereich 33V wird lose mit dem Außengewinde 32N des Verbindungsschafts 32 zusammengesetzt und dann wird das Ventilelement 33 relativ zu dem Verbindungsschaft 32 gedreht, wenn das distale Ende des Verbindungsschafts 32 gegen das Innengewinde 33N des Ventilelements 33 stößt, wodurch das Außengewinde und das Innengewinde 32N bzw. 33N in Gewindeeingriff miteinander gebracht werden. Ferner ist ein Raum zwischen der inneren Fläche des Ventilelements 33 und der äußeren Fläche des Verbindungsschafts 32 definiert. Der Raum wird durch beispielsweise ein dichtendes Klebemittel geschlossen.
Ein E-Ring 35 ist in einer axialen Mitte eines äußeren Umfangs des Ventilelements 33 angebracht und steht seitlich vor. Eine erste Hilfsfeder 36 ist zwischen der inneren Wand der Vertie fung 15B des distalen Körpers 13 und dem E-Ring 35 vorgesehen. Eine zweite Hilfsfeder 37 ist zwischen der Bodenwand 19C der Kappe 19, die am distalen Körper 13 angebracht ist, und dem E-Ring 35 vorgesehen. Jeder der E-Ringe 36 und 37 hat eine konische Federstruktur, bei der die Seite des E-Rings 35 einen kleineren Durchmesser hat. Ein Druck erfassendes zylindrisches Element 42 ist am Ende davon, das sich gegenüber des Ventilelements 33 befindet, befestigt. Das zylindrische Element 42 hat ein Ende, das durch eine Bodenwand 42T geschlossen ist. Das Ende des Verbindungsschafts 32 ist an einer zentralen äußeren Fläche der Bodenwand 42T befestigt. Das Druck erfassende zylindrische Element 42 hat das andere Ende, das sich entfernt von dem Verbindungsschaft 32 befindet und mit einem Bereich 42D großen Durchmessers geformt ist. Ein Paar von Scheiben 43A und 43B ist in dem Druck erfassenden zylindrischen Element 42 untergebracht und axial angeordnet. Eine eingebaute Feder 43C liegt zwischen den Scheiben 43A und 43B, so dass sie gedehnt und zusammengedrückt wird. Die Scheibe 43A ist so angebracht, dass ein äußerer Umfang von ihr normalerweise beabstandet von dem Bereich 42D größeren Durchmessers und einer inneren Wand 42P des Druck erfassenden zylindrischen Elements 42 ist. Folglich ist die Menge der Bewegung der Scheibe 43A zu einem innenliegenden Inneren des zylindrischen Elements 42 beschränkt, so dass eine Membran daran gehindert wird, sich übermäßig zu biegen, wie später beschrieben wird.
Ein Flansch 42F steht seitlich von einem Öffnungsrand des Druck erfassenden zylindrischen Elements 42 vor. Die Membran 44 ist auf dem Flansch 42 platziert, und eine befestigende Scheibe 45 ist weiter auf dem Flansch 42F platziert. Die befestigende Scheibe 45 und der Flansch 42 sind miteinander verschweißt und die Membran 44 ist an dem Öffnungsrand des Druck erfassenden zylindrischen Elements 42 angebracht, so dass ein offenes Ende 42K geschlossen wird. Das Schweißen wird in einem Vakuumbearbeitungsraum durchgeführt. Entsprechend ist das Innere des zylindrischen Elements 42, das durch die Membran 44 geschlossen ist, im Allgemeinen vakuumiert. Die Scheibe 43A haftet eng anliegend an der Membran 44, so dass die eingebaute Feder 43C mit der Biegung der Membran 44 expandiert und zusammengedrückt wird. Die Membran 44 ist mit einer Mehrzahl von konzentrischen kreisförmigen Rippen geformt, die der Membran Flexibilität verleihen. Die kreisförmigen Rippen sind durch Referenznummer 44A in 11 gezeigt und werden im Einzelnen bei einer vierten Ausführungsform beschrieben.
Die befestigende Scheibe 45 ist aus einer ringförmigen Platte, die im Wesentlichen die gleiche Größe wie der Flansch 42F hat, gebildet. Die befestigende Scheibe 45 enthält eine zylindrische Stützwand 45A, die gebildet wird, indem man bewirkt, dass ein innerer Umfangsrand der ring förmigen Platte sich an der Seite, die entfernt von dem zylindrischen Element 42 ist, erhebt. Ein Kolben 46 ist an der Stützwand 45A befestigt. Der Kolben 46 ist kreiszylindrisch und im Inneren des Solenoids 22 untergebracht, so dass er bewegbar ist. Der Kolben 46 hat ein Ende, das in die Stützwand 45A eingesetzt ist. Ein Raum ist zwischen einem Ende des Kolbens 46 und der Membran 44 definiert. Eine Mehrzahl von vertikalen Nuten 46T ist in einem äußeren Umfang des Kolbens 46 geformt. Ein Druck eines Fluids in der Druckerfassungskammer 28 wird über die vertikalen Nuten 46T auf die Membran 44 aufgebracht. Der Kolben 46 hat ein flaches Ende an der Seite der Endwand 24. Das flache Ende des Kolbens 46 hat einen äußeren Rand, der mit einer konischen Fläche entsprechend der Endwand 24 geformt ist.
Ein überspannendes Element 50 ist in das Innere des Kolbens 46 eingeführt. Das überspannende Element 50 ist stabförmig und hat ein Ende, das mit einer Scheibe 50F versehen ist, die in Anlage mit der Membran 44 ist, so dass das überspannende Element 50 in dem Kolben 46 mit Deformation der Membran 44 bewegt wird. Der Kolben 46 hat eine Vertiefung 464 die in einem Ende von ihm geformt ist, so dass sie der Scheibe 50F entspricht, wie es in 2 gezeigt ist. Die Scheibe 50F stößt gegen eine innere Wand der Vertiefung 46Z, um dadurch den Bewegungshub des überspannenden Elements 50 zu beschränken, wodurch man verhindert, dass die Membran 44 sich übermäßig biegt. Das überspannende Element 50 hat ein Ende, das gegenüber der Membran 44 angeordnet ist und so festgesetzt ist, dass es leicht von der Endfläche des Kolbens 46 vorsteht, wenn die Membran 44 flach ist.

Eine Einstellung des Druckregelventils 10 wird nun beschrieben. Damit ein Justiervorgang durchgeführt werden kann, wird das Druckregelventil 10 in eine Justiervorrichtung (nicht dargestellt) gesetzt und ein Fluid wird über das Fluidloch 18 in die Druckerfassungskammer 28 zugeführt. Das Fluid wird auch von dem Zweigloch 17 in das Schaftloch 16 zugeführt. Ferner ist die Ventilöffnung 39 durch das Ventilelement 33 geschlossen. Ein Anregungsstrom i, der dem Solenoid 22 zugeführt wird, wird verändert, so dass ein Fluiddruck Ps in der Druckerfassungskammer 28, wenn das Ventilelement 33 des Druckregelventils 10 geöffnet wird, unter der Bedingung von jedem Wert des Anregungsstrom gemessen wird. Insbesondere gilt die folgende Gleichung (1): S2·Ps + Fi + S1·Ps + (S3 – S2)·Pd + f3 = f1 + f2 + S3·Pc (1) TABELLE 1

Fluiddruck in der Druckerfassungskammer 28	Ps
Fluiddruck in dem Zweigloch 17	Pd
Fluiddruck außerhalb der Ventilöffnung 39	Pc
Zylinderfläche der Membran 44	S1
Durchmesser des Bereichs 32A größeren Durchmessers des Verbindungsschafts 32	S2
Durchmesser des Bereichs 32B kleineren Durchmessers des Verbindungsschafts 32	S2'
Innerer Durchmesser der Ventilöffnung 30	S3
Federkraft der eingebauten Feder 43C	f1
Federkraft der ersten Hilfsfeder 36	f2
Federkraft der zweiten Hilfsfeder 37	f3

Wenn Gleichung (1) umgeordnet wird, ist der Fluiddruck Ps in der Druckerfassungskammer 28 als lineare Gleichung des Anregungsstroms i, der dem Solenoid 22 zugefügt wird, durch die folgende Gleichung (2) dargestellt: Ps = Ai + B (2)
Die lineare Gleichung (2) wird durch den Graph G aus 6 dargestellt. Ein Gradient des Graphs G ändert sich in Abhängigkeit von einer Gewindeeingriffsposition, an der das Ventilelement 33 in Gewindeeingriff mit dem Verbindungsschaft 32 gebracht ist. Unter der Bedingung, in der der Fluiddruck in dem Zweigloch 17 konstant gehalten wird und der Anregungsstrom i, der dem Solenoid 22 zugeführt wird, auf 0,25 oder 0,75 A gesetzt wird, wird dann der Fluiddruck Ps in der Druckerfassungskammer 28 gemessen, wenn das Ventilelement 33 des Druckregelventils 10 geöffnet ist. Ein Gradient A (A in Gleichung (2)) des Graphs G, wie es in 6 gezeigt ist, wird aus den Ergebnissen ermittelt. Die erwähnte Gewindeeingriffsposition wird so eingestellt, dass der Gradientenwert A ein vorbestimmter Einstellwert (erforderlicher Wert) wird.
Nachfolgend wird eine Einsatzposition, in der die Kappe 19 mit dem distalen Körper 13 zusammengefügt ist, so verändert, dass der Fluiddruck Ps, an dem das Ventilelement 33 geöffnet wird, wenn der Anregungsstrom i 0,25 A ist, beispielsweise der Einstellwert (benötigter Wert) wird, so dass die Federkraft der zweiten Hilfsfeder 37 justiert wird. Somit wird die Montage einschließlich der Justierung des Druckregelventils abgeschlossen.
Die Arbeitsweise des Druckregelventils 10 wird nun beschrieben. Das Druckregelventil 10 der Ausführungsform ist in einem Kühlmittelströmungsdurchlass 70 eines Klimageräts beispielsweise, wie es in 2 gezeigt ist, angebracht. Insbesondere ist die Klimaanlage mit einem Ventileinsatzloch (nicht dargestellt) sowie mit einer Einstelleinrichtung versehen. Das Druckregelventil 10 wird in das Ventileinsatzloch eingeführt, dass es montiert wird. Da das Druckregelventil 10 eine solche Struktur hat, dass der Verbinder 21 auf der Seite gegenüber dem Ventilelement 33 steht, kann das Druckregelventil 10 in das Ventileinsatzloch ohne Wechselwirkung des Verbinders 21 mit einer inneren Wand des Ventileinsatzlochs eingeführt werden. Ferner sind jeweilige Enden eines Fluidzufuhrdurchlasses 92, eines Fluidablassdurchlasses 93 und eines Steuerungsströmungsdurchlasses 94 des Strömungsdurchlasses 70 in einer inneren Wand des Ventileinsatzlochs offen. Der Fluidabgabedurchlass 93 steht mit einem Raum im Inneren der Kappe 19 in Verbindung. Der Fluidzufuhrdurchlass 92 steht mit dem Zweigloch 17 in Verbindung. Der Steuerungsströmungsdurchlass 94 steht mit der Druckerfassungskammer 28 in Verbindung.
Der Strömungsdurchlass 70 enthält einen Zirkulationsströmungsdurchlass 99, durch den ein Kühlmittel zirkuliert werden kann. Der Strömungsdurchlass 70 enthält weiter einen Verdampfer 97, einen Kondensator 95 und einen Kompressor 96, die alle in der Mitte des Zirkulationsströmungsdurchlasses 99 vorgesehen sind. Das Druckregelventil 10 der Erfindung ist in dem Kompressor 96 enthalten. Der Steuerungsströmungsdurchlass 94 zweigt einen Teil des Zirkulationsströmungsdurchlasses 99 zwischen dem Kompressor 96 und dem Verdampfer 97 ab. Der Fluidzufuhrdurchlass 92 zweigt einen Teil des Zirkulationsströmungsdurchlasses 99 zwischen dem Kondensator 95 und dem Kompressor 96 ab. Ferner ist der Fluidabgabedurchlass 93 über eine Öffnung mit dem Strömungsdurchlass 70 verbunden.
Bei dem Druckregelventil 10, das in die Klimaanlage montiert ist, ist das Ventilelement 33 geschlossen, wenn der Fluiddruck Ps in der Druckerfassungskammer 28 höher als ein vorbestimmter Referenzdruck ist. Das Ventilelement 33 ist geöffnet, wenn der Fluiddruck Ps in der Druckerfassungskammer 28 niedriger als der Referenzdruck ist. Insbesondere wird der Fluiddruck Ps in der Druckerfassungskammer 28 auf die Membran 44 so aufgebracht, dass letztere elastisch deformiert wird. Wenn der Fluiddruck Ps in der Druckerfassungskammer 28 höher als der vorbestimmte Druck wird, stoßen beide Enden des überspannenden Elements 50 gegen die Endwand 24 bzw. die Membran 44, wie es in 2 gezeigt ist. In diesem Fall wird das Ventilelement 33 gegen den Rand der Ventilöffnung 39 durch die Saugkraft der Endwand 24 und des Kolbens 46 und durch die Federkraft der Hilfsfeder 36 gedrückt, so dass die Ventilöffnung 39 geschlossen ist.
Wenn der Fluiddruck Ps in der Druckerfassungskammer 28 niedriger als der vorbestimmte Druck wird, hebt die Federkraft der eingebauten Feder 43C die Membran 44 von dem offenen Ende des Druck erfassenden zylindrischen Elements 42, wodurch der bewegbare Schaft 30 nach unten relativ zu dem Körper 11 bewegt wird. Folglich wird das Ventilelement 33 von dem Rand der Ventilöffnung 39 getrennt, die dadurch geöffnet wird. Das Fluid strömt dann von dem Fluidzufuhrdurchlass 92 durch das Zweigloch 17 und die Ventilöffnung 39 in den Fluidabgabedurchlass 93. Wenn der Anregungsstrom i, der dem Solenoid 22 zugeführt wird, erhöht wird, wird der Fluiddruck Ps in der Druckerfassungskammer 28 niedriger beim Öffnen des Ventilelements 32, wie es in 6 gezeigt ist.
Bei dem Druckregelventil 10 der Ausführungsform wird die Membran 44 als das Druck erfassende Element, das weniger teuer als der Balg ist, verwendet, damit das Ventilelement 33 so gesteuert werden kann, dass es geöffnet und geschlossen wird. Ferner sind die Endwand 24 und die Membran 44 voneinander beabstandet, während die Ventilöffnung 39 durch das Ventilelement 33 geschlossen ist. Selbst wenn ein Abstand zwischen der Endwand 24 und der Membran 44 sich von einem Fall zu einem anderen aus Gründen der Montage unterscheidet, wird der Abstand zwischen der Endwand 24 und der Membran 44 durch das Außengewinde und das Innengewinde 32N bzw. 33N des Verbindungsschafts 32 bzw. des Ventilelements 33 verändert, so dass die Federkraft der Membran 44 gegen das überspannende Element 50 eingestellt werden kann. Dies kann die Variationen in dem Entsprechungsverhältnis zwischen dem Fluiddruck Ps und dem Öffnen und Schließen des Ventilelements 33 verringern. Konsequenterweise kann das Ventilelement unter Verwendung der Membran 44 mit der gleichen Genauigkeit wie bei der Verwendung des Balgs gesteuert werden.
Bei der vorhergehenden Ausführungsform sind die Membran 44 und das Druck erfassende zylindrische Element 42 in einem Raum angebracht, der zwischen dem Solenoid 22 und dem distalen Körper 13 definiert ist. Entsprechend kann die Größe der Membran 44 ohne Berücksichtigung des inneren Durchmessers des Solenoids 22 bestimmt werden. Ferner ist der Kolben 46 in eine zylindrische Gestalt geformt, und das überspannende Element 50 wird durch den zentralen Teil des Kolbens 46 eingeführt. Als Folge kann das überspannende Element 50 stabil bewegt werden.
Weiterhin wird die eingebaute Feder 43C zwischen der Bodenwand 42T des Druck erfassenden zylindrischen Elements 42 und der Membran 44 komprimiert. Folglich kann eine Menge der Deformation der Membran 44 auf einen gewünschten Wert relativ zu dem Fluiddruck in der Druckerfassungskammer 28 eingestellt werden.
7 stellt eine zweite Ausführungsform der Erfindung dar. Bei der zweiten Ausführungsform sind das Ventilelement 53 und der Verbindungsschaft 51 integral miteinander geformt, und das Druck erfassende zylindrische Element 42 und der Verbindungsschaft 51 sind voneinander diskrete Elemente. Das Außengewinde 51N, das an einem Ende des Verbindungsschafts 51 geformt ist, wird in Gewindeeingriff mit dem Innengewinde 52N, das in der Bodenwand 42T des Druck erfassenden zylindrischen Elements 42 geformt ist, gebracht. Sowohl das Außengewinde als auch das Innengewinde 51N bzw. 52N dienen als Justiermittel in der Erfindung. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in den oben beschriebenen Punkten. Nur der Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Ausführungsform wird später im Einzelnen beschrieben. Identische oder ähnliche Teile bei der zweiten Ausführungsform sind mit den gleichen Referenzsymbolen wie diejenigen in der ersten Ausführungsform bezeichnet, und die Beschreibung dieser Teile wird weggelassen.
Das Druck erfassende zylindrische Element 42 enthält einen Bodenvorsprung 52, der von der zentralen inneren Fläche der Bodenwand 42T in Richtung der Membran 44 vorsteht. Die eingebaute Feder 43C ist mit dem Bodenvorsprung 52 zusammengesetzt. Ferner hat die Bodenwand 42T ein Innengewinde 52N, das in der zentralen äußeren Fläche von ihr (Unterseite betrachtet in 7) geformt ist. Das Innengewinde 52N erstreckt sich entlang des Zentrums des Bodenvorsprungs 52 und ist nur zur äußeren Fläche der Bodenwand 42T offen. Die distale Endseite des Bodenvorsprungs ist geschlossen. Die Bodenwand 42T hat weiter eine kreisförmige Vertiefung 52M mit dem zentral positionierten Innengewinde 52N.
Der Verbindungsschaft 51 enthält einen Bereich 32B kleineren Durchmessers, einen Bereich 32A größeren Durchmessers, ein Außengewinde 51N, die sequentiell von der Seite des Ventilelements 52 her angeordnet sind. Das Außengewinde 51N hat im Wesentlichen den gleichen Durchmesser wie der Bereich 32B kleineren Durchmessers. Der Bereich 32A größeren Durch messers hat beide konisch zulaufenden Enden kontinuierlich zu dem Bereich 32B kleineren Durchmessers bzw. dem Außengewinde 51N. Das Außengewinde 51N ist in Gewindeeingriff mit dem Innengewinde 52N des Druck erfassenden zylindrischen Elements 42. Ferner hat die Seite des Ventilelements 53, die von dem Verbindungsschaft 51 beabstandet ist, ein distales Ende, das mit einer Werkzeugnut 53M geformt ist, mit der ein Werkzeug, wie z.B. ein Schraubendreher, in Eingriff bringbar ist.
Wenn das Druckregelventil 90 der zweiten Ausführungsform montiert wird, wird der Verbindungsschaft 51 durch das Schaftloch 16 des distalen Körpers 13 eingeführt, ehe das distale und proximale Ende miteinander in Eingriff gebracht werden. Unter diesem Zustand wird beispielsweise ein adhäsives Mittel (Klebemittel) auf das Außengewinde 51N des Verbindungsschafts 51 aufgebracht und nachfolgend wird das Außengewinde 51N in Gewindeeingriff mit dem Innengewinde 52N des Druck erfassenden zylindrischen Elements 42 gebracht. In diesem Fall wird das adhäsive Mittel, das aus dem Innengewinde 52N übergelaufen ist, in der Vertiefung 52M gesammelt.
Nachfolgend werden der distale und der proximale Körper 13 bzw. 20 miteinander zusammengesetzt. Ein (nicht dargestelltes) Werkzeug wird dann in ein Fluideinführungsloch 18 eingeführt zum Verhindern, dass sich das Druck erfassende zylindrische Element 42 dreht. Eine Tiefe des Gewindeeingriffs des Außengewindes und des Innengewindes 51N bzw. 52N wird verändert, ehe das adhäsive Mittel aushärtet, wodurch der Abstand zwischen der Endwand 24 (siehe 1) und der Membran 44 justiert wird. Somit wird die Federkraft der Membran 44 gegen das überspannende Element 50 eingestellt. Dies kann die Variationen in dem Entsprechungsverhältnis zwischen dem Fluiddruck Ps und dem Öffnen und Schließen des Ventilelements 33 reduzieren. Folglich kann das Ventilelement unter Verwendung der Membran 44 mit der gleichen Genauigkeit wie durch die Verwendung des Balgs gesteuert werden.
8 zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung. Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten und zweiten Ausführungsform in der Struktur des Verbindungsschafts 62. Nur der Unterschied der dritten Ausführungsform zur ersten und zweiten Ausführungsform wird später im Einzelnen beschrieben. Identische oder ähnliche Teile bei der dritten Ausführungsform sind mit den gleichen Referenzsymbolen wie diejenigen in der ersten und zweiten Ausführungsform bezeichnet und die Beschreibung dieser Teile wird weggelassen. Bei dem Druckregelventil 91 der dritten Ausführungsform erstreckt sich eine erste Verbindungsschaftkomponente 60 von dem Druck erfassenden zylindrischen Element 42 zum mittleren Inneren des Schaftlochs 16. Die erste Komponente 60 hat ein distales Ende, das mit einem Innengewinde 60N, das als Justiermittel in der Erfindung dient, ausgebildet ist. Eine zweite Verbindungsschaftkomponente 61 erstreckt sich von einem Ende des Ventilelements 53 zum mittleren Inneren des Schaftlochs 16. Die zweite Komponente 61 hat ein distales Ende, das mit einem Außengewinde 61N, das als ein Justiermittel in der Erfindung dient, ausgebildet ist.
Bei der Montage des Druckregelventils 91, das so konstruiert ist, wird ein adhäsives Mittel auf das Außengewinde 61N der zweiten Verbindungsschaftkomponente 61 aufgebracht, ehe der distale und der proximale Körper 13 und 20 miteinander zusammengesetzt werden. Die erste und die zweite Verbindungsschaftkomponente 60 und 61 werden in die beiden Enden des Schaftlochs 16 eingeführt. Das Außengewinde und das Innengewinde 61N bzw. 60N werden dann in Gewindeeingriff miteinander in dem Schaftloch 16 gebracht. Folglich werden die erste und die zweite Verbindungsschaftkomponente 60 und 61 miteinander in dem Verbindungsschaft verbunden. In diesem Fall wird das adhäsive Mittel, das aus dem Innengewinde 52N übergelaufen ist, in einem gestuften Bereich zwischen der ersten und der zweiten Verbindungsschaftkomponente 60 und 61 gesammelt.
Nachfolgend werden der distale und der proximale Körper 13 bzw. 20 miteinander zusammengesetzt. Das (nicht dargestellte) Werkzeug wird dann in das Fluideinführungsloch 18 eingeführt, um zu verhindern, dass das Druck erfassende zylindrische Element 42 sich dreht. Die Tiefe des Gewindeeingriffs des Außengewindes und Innengewindes 61N bzw. 60N wird verändert, ehe das Klebemittel aushärtet, wodurch der Abstand zwischen der Endwand 24 (siehe 1) und der Membran 44 verändert wird. Somit wird die Federkraft der Membran 44 gegen das überspannende Element 50 eingestellt. Dies kann die Variationen in dem Entsprechungsverhältnis zwischen dem Fluiddruck Ps und einem Öffnen und Schließen des Ventilelements 33 reduzieren. Folglich kann das Ventilelement unter Verwendung der Membran 44 mit der gleichen Genauigkeit wie durch die Verwendung des Balgs gesteuert werden.
9 bis 12 stellen eine vierte Ausführungsform der Erfindung dar. Nur der Unterschied zwischen der ersten und vierten Ausführungsform wird später im Einzelnen beschrieben. Identische oder ähnliche Teile bei der vierten Ausführungsform sind mit den gleichen Referenzsymbolen wie diejenigen in der ersten Ausführungsform bezeichnet und die Beschreibung dieser Teile wird weggelassen.
Das distale Ende des Druckregelventils 100 ist mit der Kappe 19 versehen, die einer distalen Führung in der Erfindung entspricht, wie es in 9 gezeigt ist. Die Kappe 19 hat eine Bodenwand 19C, die mit einem Führungsloch 119D geformt ist, durch das sich das distale Ende des Verbindungsschafts 32 erstreckt. Ferner hat die Bodenwand 19C eine Mehrzahl von Fluiddurchgangslöchern 19B, die durch sie um das Führungsloch 119D geformt sind.
Das Druckregelventil 100 enthält die Membran 44 wie bei jeder der vorhergehenden Ausführungsformen. 11 zeigt in übertriebener Darstellung eine Mehrzahl von konzentrischen kreisförmigen Falten oder Vertiefungen 44A, die auf der Membran 44 geformt sind. Ein zentraler Teil der Membran 44 ist vertikal versetzt, mit Änderungen in der Gestalt der Falten 44A.
Jede kreisförmige Falte 44A hat eine zentral positionierte halbkreisförmige Erweiterung 44C, die so geformt ist, dass sie sich halbkreisförmig in Richtung auf das Innere des Druck erfassenden zylindrischen Elements 42 erstreckt. Ferner sind eine innere haftende Scheibe 63 und eine haftende Bodenscheibe 64 in dem Druck erfassenden zylindrischen Element 42 aufgenommen, wie es in 9 gezeigt ist. Die innere haftende Scheibe 63 hat Prägungen, die auf einer oberen Seite bzw. Unterseite davon jeweils geformt sind. Die haftende Bodenscheibe 64 hat eine Prägung nur auf der oberen Seite von ihr. Die innere haftende Scheibe 63 ist an der Membran 44 aufgebracht, wohingegen die haftende Bodenscheibe 64 am Boden des Druck erfassenden zylindrischen Elements 42 aufgebracht ist. Eine eingebaute Feder 43C liegt zwischen der inneren haftenden Scheibe und der haftenden Bodenscheibe 63 bzw. 64 in einem komprimierten Zustand. Als eine Folge haftet eine obere Seite der inneren haftenden Scheibe 63 am Inneren der Membran 44. Die Membran 44 hat einen zentralen Anschlag 44D, der in einem zentralen Bereich von ihr geformt ist.
Die innere haftende Scheibe 63 enthält eine Fläche, die an der Membran 44 haftend ist, wie es in 11 gezeigt ist. Die an der Membran 44 haftende Fläche ist mit einer halbkreisförmigen Vertiefung 63A geformt. Die halbkreisförmige Erhebung 44C wird auf der Innenseite der halbkreisförmigen Vertiefung 63A platziert, wodurch eine zentrierende Vertiefung 44B gebildet wird.
Der Kolben 46 des Druckregelventils 100 hat einen Bereich 46T größeren Durchmessers, der auf einem Ende von ihm entfernt von dem zylindrischen Elements 42 geformt ist, wie es in 9 gezeigt ist. Der Bereich 46T größeren Durchmessers hat einen geringfügig größeren äußeren Durchmesser. Der Bereich 46T größeren Durchmessers kann in Gleitkontakt mit der inneren Fläche des Führungszylinders 26 gebracht werden. Insbesondere enthält der bewegbare Schaft 30 das Druck erfassende zylindrische Element 42, den Kolben 46 und den Verbindungsschaft 32. Der bewegbare Schaft 30 hat beide Enden jeweils durch das Führungsloch 119D der Kappe 19 bzw. den Führungszylinder 26 geführt, wodurch er zu bewegen ist.
Der Kolben 46 enthält eine Endfläche an der Seite der festgelegten Scheibe 45. Eine sich radial erstreckende Nut 46M ist in der Endfläche geformt. Die Nut 46 hat beide Enden offen zur äußeren Fläche des Kolbens 46. Folglich ist der Fluiddruck in der Druckerfassungskammer 28 auch geeignet, dass er auf die äußere Fläche der Membran 44 aufgebracht wird.
Bei der vierten Ausführungsform enthält das überspannende Element 50 einen festlegenden Schaft 50B mit gestufter Schräge, der am proximalen Ende davon geformt ist. Der festlegende Schaft 50B ist in das festlegende Loch 24A eingesetzt, das in der Endwand 24 geformt ist, dass er in dem festlegenden Loch festgelegt wird. Der zentrierende Vorsprung 50A ist am distalen Ende des überspannenden Elements 50 geformt, so dass er davon vorsteht. Der zentrierende Vorsprung 50A hat eine solche halbkreisförmige Gestalt, dass sie der zentrierenden Vertiefung 44B entspricht.
Das überspannende Element 50 ist in Anlage gegen den zentralen Anlagebereich 44D der Membran 44 im Vorgang der Montage des Druckregelventils 100. In diesem Fall dezentriert manchmal ein Dimensionsfehler von einer Komponente das überspannende Element 50 und die Membran 44, wie es in 12 gezeigt ist. Bei der vierten Ausführungsform wird jedoch, wenn das überspannende Element 50 gegen die Membran 44 gedrückt wird, das überspannende Element 50 durch die Führung der äußeren Fläche des zentrierenden Vorsprungs 50A und die innere Fläche der zentrierenden Vertiefung 44B gedrückt, dass es im Zentrum der kreisförmigen Rippe 44A der Membran 44 positioniert wird.
Bei dem Druckregelventil 100 der vierten Ausführungsform sind die Membran 44 und das überspannende Element 50 durch den zentrierenden Vorsprung und die Vertiefung 50A und 44B zentriert. Entsprechend wird eine axiale Kraft auf das Zentrum der kreisförmigen Rippe 44A aufgebracht, so dass die kreisförmige Rippe gleichmäßig über den Umfang deformiert wird, wonach die Federkraft der Membran 44 stabil gehalten wird. Folglich wird die Ventilöffnung 39 stabil durch das Ventilelement 39 geöffnet und geschlossen. Wenn in diesem Fall keine zentrie rende Vertiefung 44B auf der Seite der Membran 44 vorgesehen sein sollte und die Membran 44 und das überspannende Element 50 in Anlage miteinander sein sollten, wenn sie dezentriert sind, würde die kreisförmige Rippe 44A der Membran 44 nicht gleichmäßig über den Umfang deformiert werden, wodurch die Federkraft der Membran variieren würde. Entsprechend würde die Ventilöffnung 39 instabil durch das Ventilelement 39 geöffnet und geschlossen werden. Bei der vierten Ausführungsform kann jedoch die oben erwähnte Dezentrierung durch die zentrierende Vertiefung 44B und den zentrierenden Vorsprung 50A verhindert werden.
Somit ist das überspannende Element 50 im Zentrum der kreisförmigen Rippe 44A der Membran 44 durch den zentrierenden Vorsprung 50A und die zentrierende Vertiefung 44B positioniert. Entsprechend wird die axiale Kraft auf das Zentrum der kreisförmigen Rippe 44A so aufgebracht, dass die kreisförmige Rippe gleichmäßig über den Umfang deformiert wird, wodurch die Federkraft der Membran 44 stabil gemacht wird. Folglich wird die Ventilöffnung 39 stabil durch das Ventilelement 39 geöffnet und geschlossen. Ferner enthält der bewegbare Schaft 30 das Druck erfassende zylindrische Element 42, den Verbindungsschaft 32 und den Kolben 46. Beide Enden des bewegbaren Schafts 30 sind durch den Führungszylinder 26 und das Führungsloch 119D der Kappe 10 so geführt, dass sie bewegbar sind. Als eine Folge wird eine Neigung des bewegbaren Schafts begrenzt und entsprechend wird der Widerstand aufgrund der Verschiebeberührung während seiner Bewegung begrenzt und stabilisiert. Folglich wird die Ventilöffnung 39 weiter stabil durch das Ventilelement 39 geöffnet und geschlossen.
Ferner kann eine Spannungskonzentration verhindert werden, da sowohl die äußere Fläche des zentrierenden Vorsprungs 50A als auch die innere Fläche der zentrierenden Vertiefung 44B im Allgemeinen halbkreisförmig sind. Ferner kann die Festigkeit der Membran 44 erhöht werden, da die innere haftende Scheibe 63 an der inneren Fläche der Membran haftet. Selbst wenn ein Abstand zwischen der Endwand 24 und der Membran 44 sich von einem Fall zu einem anderen aus Gründen der Montage unterscheidet, wird zusätzlich der Abstand zwischen der Endwand 24 und der Membran 44 durch das Außengewinde und das Innengewinde 32N und 33N des Verbindungsschafts 32 bzw. des Ventilelements 33 verändert, so dass die Federkraft der Membran 44 gegen das überspannende Element 50 eingestellt werden kann. Dies kann die Variationen im Entsprechungsverhältnis zwischen dem Fluiddruck Ps und dem Öffnen und Schließen des Ventilelements 33 reduzieren. Folglich kann das Ventilelement unter Verwendung der Membran 44 mit der gleichen Genauigkeit wie durch Verwendung des Balgs kontrolliert werden.
14 stellt eine fünfte Ausführungsform der Erfindung dar. Die fünfte Ausführungsform unterscheidet sich von der vierten Ausführungsform dahingehend, dass die äußere haftende Scheibe 65 an der zentralen äußeren Fläche der Membran 44 befestigt ist. Nur der Unterschied zwischen der vierten und der fünften Ausführungsform wird später im Einzelnen beschrieben. Identische oder ähnliche Teile in der fünften Ausführungsform sind mit den gleichen Referenzsymbolen wie diejenigen in der vierten Ausführungsform bezeichnet, und die Beschreibung dieser Teile wird weggelassen.
Bei dem Druckregelventil 101 der fünften Ausführungsform ist die äußere haftende Scheibe 65 an der zentralen äußeren Fläche der Membran 44 beispielsweise durch ein Klebemittel befestigt, wodurch ein zentraler Anschlag in der Erfindung konstruiert wird. Eine halbkugelförmige zentrierende Vertiefung 65A ist in einer oberen Fläche der äußeren haftenden Scheibe 65 geformt. Der zentrierende Vorsprung 50A des überspannenden Elements 50 wird in Anlage gegen die zentrierende Vertiefung 65A gebracht. Ferner liegt die Membran 44 zwischen der äußeren und inneren haftenden Scheibe 65 und 63. Die äußere haftende Scheibe 65 hat eine Unterseite, die mit einem konvexen Eingriffsbereich 65B versehen ist, der in konkav-konvexen Eingriff mit der halbkugelförmigen Vertiefung 63A der inneren haftenden Scheibe 63 gebracht wird. Eine halbkugelförmige Erweiterung 44C liegt zwischen der halbkugelförmigen Vertiefung 63A und dem konvexen Eingriffsbereich 65B.
Bei der beschriebenen fünften Ausführungsform haftet die äußere haftende Scheibe 65 an der äußeren Fläche der Membran 44, wodurch die zentrale Anlage konstruiert wird. Entsprechend kann die Membran 44 verstärkt werden. Ferner ist die halbkugelförmige konkave Vertiefung 63A der inneren haftenden Scheibe 63 in konkav-konvexem Eingriff mit dem konvexen Eingriffsbereich 65B der äußeren haftenden Scheibe 65, wobei die Membran 44 dazwischen eingebracht ist. Folglich kann die Genauigkeit bei der Montage der äußeren haftenden Scheibe 65 und der Membran 44 verbessert werden.
Verschiedene modifizierte Formen der vorhergehenden Ausführungsformen werden nun beschrieben. Bei den Druckregelventilen 10, 90, 100, 101 der ersten bis fünften Ausführungsformen kann die Tiefe des Presssitzes der Einsatzbereiche 13K und 25K verändert werden, so dass der Abstand zwischen der Endwand 24 und der Membran 44 justiert wird.
Bei der ersten bis dritten Ausführungsform wird bewirkt, dass das überspannende Element 50 nahe an die Endwand 24 gelangt und sich davon wegbewegt. Stattdessen kann jedoch das überspannende Element 50 auch dazu gebracht werden, dass es nahe zu der Membran 44 gelangt und sich davon wegbewegt, und kann integral mit der Endwand 24 sein.
Bei der ersten bis dritten Ausführungsform ist die Ventilöffnung 39 geschlossen, wenn die Membran 44 flach ist. Stattdessen kann die Ventilöffnung 39 jedoch geschlossen sein, wenn die Membran 44 gedehnt oder niedergedrückt ist.
Bei der vierten und fünften Ausführungsform ist das überspannende Element 50 mit dem zentrierenden Vorsprung 50A versehen und die Seite der Membran 44 ist mit der zentrierenden Vertiefung 44B oder 65A versehen. Das distale Ende des überspannenden Elements kann jedoch stattdessen in eine halbkugelförmige Gestalt vertieft sein, dass es dadurch in eine zentrierende Vertiefung geformt ist, und ein konischer zentrierender Vorsprung kann von dem zentralen Bereich der Membran vorstehen.
Bei der vierten und fünften Ausführungsform können die innere haftende Scheibe 63 und/oder die äußere haftende Scheibe 65 haftend sein. Stattdessen kann jedoch die einzelne Membran 44 gegen das überspannende Element 50 in Anlage gebracht sein.
Bei der ersten bis fünften Ausführungsform wird das überspannende Element 50 an der Endwand 24 montiert, dass es festgelegt ist. Das überspannende Element kann stattdessen jedoch integral auf der Endwand geformt sein.
Es wird explizit festgehalten, dass alle in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale als getrennt und unabhängig voneinander zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung sowie für den Zweck des Beschränkens der beanspruchten Erfindung unabhängig von den Zusammensetzungen der Merkmale in den Ausführungsformen und/oder den Ansprüchen offenbart sein sollen. Es wird explizit festgehalten, dass alle Wertebereiche oder Angaben von Gruppen von Einheiten jeden möglichen Zwischenwert oder jede Zwischeneinheit zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung sowie zum Zweck des Beschränkens der beanspruchten Erfindung offenbaren, insbesondere im Hinblick auf Wertebereiche.

Claims

Druckregelventil, enthaltend einen Körper (11), an dem ein Ventilelement (33, 53) montiert ist, so dass es bewegbar ist, und das mit einer Druckerfassungskammer (28) versehen ist, wobei das Ventilelement (33, 53) eine Ventilöffnung (39) öffnet, wenn ein Druck (Ps) eines in der Druckerfassungskammer (28) vorgesehenen Fluids niedriger als ein vorbestimmter Referenzdruck ist, und das Ventilelement (33, 53) die Ventilöffnung (39) schließt, wenn der Fluiddruck (Ps) in der Druckerfassungskammer (28) höher als der vorbestimmte Referenzdruck ist, enthaltend ein Schaftloch (16), das durch eine Wand gebildet ist, die die Druckerfassungskammer (28) des Körpers (11) umgibt, wobei das Schaftloch (16) mit der Ventilöffnung (39) versehen ist, die sich auf einer Seite entfernt von der Druckerfassungskammer (28) befindet; einen Verbindungsschaft (32, 51, 62), der durch das Schaftloch (16) eingeführt ist und ein Ende aufweist, das von der Ventilöffnung (39) vorsteht, und mit dem Ventilelement (33, 53) versehen ist; ein vorbelastendes Mittel (22, 37, 46) zum Vorbelasten des Ventilelements (33, 53), so dass das Ventilelement (33, 53) gegen einen Öffnungsrand der Ventilöffnung (39) gedrückt wird, zum Schließen der Ventilöffnung (39) dadurch; ein Zweigloch (17), das von einem mittleren Bereich des Schaftlochs (16) verzweigt ist und mit der Ventilöffnung (39) in Verbindung steht; ein zylindrisches Druckerfassungselement (42), das ein geschlossenes Ende, das an dem Verbindungsschaft (32, 51, 62) befestigt ist, in der Druckerfassungskammer (28) aufweist, und ein offenes Ende (42K) aufweist, das entgegengesetzt zu dem Ventilelement (33, 53) gerichtet ist; ein druckempfindliches Element, das am offenen Ende (42K) des zylindrischen Druckerfassungselements (42) vorgesehen ist; eine Endwand (24), die auf dem Körper (11) so vorgesehen ist, dass sie dem druckempfindlichen Element gegenüberliegt; und ein überspannendes Element (50), das zwischen dem druckempfindlichen Element und der Endwand (24) überspannt, wobei das überspannende Element (50) einer Federkraft unterliegt, die das druckempfindliche Element empfangt, wenn der Fluiddruck (Ps) in der Druckerfassungskammer (28) niedriger als der vorbestimmte Referenzdruck ist, wodurch das Ventilelement (33, 53) zur Öffnungsseite bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das druckempfindliche Element eine Membran (44) ist, und durch enthalten von einem Justiermittel (13K, 25K, 32N, 33N, 51N, 52N, 60N, 61N) zum Justieren eines Abstands zwischen der Endwand (24) und der Membran (44), wenn die Ventilöffnung (39) durch das Ventilelement (33, 53) geschlossen ist, und von einem Dichtelement (80), das einen Spalt zwischen dem Verbindungsschaft (32, 51, 62) und einer inneren Wand des Schaftlochs (16) dichtet, wobei die innere Wand sich näher an der Druckerfassungskammer (28) als das Zweigloch (17) befindet.
Druckregelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (33) zylindrisch ist und ein Innengewinde (33N) enthält, das in einer inneren Wand von ihm vorgesehen ist, der Verbindungsschaft (32) ein Außengewinde (32N) enthält, das auf einer äußeren Wand davon vorgesehen ist, und das Innengewinde und das Außengewinde (33N, 32N) als das Justiermittel (33N, 32N) dienen und in Gewindeeingriff miteinander gebracht werden.
Druckregelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zylindrische Druckerfassungselement (42) und der Verbindungsschaft (51) voneinander getrennte Element sind und ein Innen- und Außengewinde (51N, 52N) enthalten, die als das Justiermittel (51N, 52N) dienen, die in Gewindeeingriff miteinander jeweils gebracht sind.
Druckregelventil nach Anspruch 1, weiter gekennzeichnet durch ein erstes Verbindungsschaftbauteil (60), das einen Teil des Verbindungsschafts (62) bildet und sich von dem zylindrischen Druckerfassungselement (42) zu einem mittleren Inneren des Schaftlochs (16) erstreckt, ein zweites Verbindungsschaftbauteil (61), das einen anderen Teil des Verbindungsschafts (62) bildet und integral mit dem Ventilelement (53) geformt ist, so dass es sich zu einem mittleren Inneren des Schaftlochs (16) erstreckt, und ein Außen- und Innengewinde (60N, 61N), die auf dem ersten und dem zweiten Verbindungsschaftbauteil (60, 61) vorgesehen sind und als das Justiermittel (60N, 61N) dienen, die in Gewindeeingriff miteinander jeweils gebracht sind.
Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (11) geteilt ist und das Justiermittel (13K, 25K) einen Passbereich (13K, 25K) enthält, der in einen geteilten Bereich durch Presspassung eingesetzt ist.
Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das vorbelastende Mittel (22, 46) ein Solenoid (22) enthält, das zylindrisch ist und an dem Körper (11) befestigt ist, und einen Kolben (46), der in das Solenoid (22) eingeführt ist, die Endwand (24) an einem Ende des Solenoids (22) angebracht ist zum Ausbilden eines magnetischen Wegs für das Solenoid (22), die Endwand (24) als ein anziehendes Element (24) dient, das den Kolben (46) anzieht, der Kolben (46) zwei offene Enden aufweist und zylindrisch ist und an dem zylindrischen Druckerfassungselement (42) befestigt ist, wobei eines der Enden von ihm der Membran (44) gegenüberliegt, das überspannende Element (50) durch den Kolben (46) eingeführt ist, so dass es bewegbar ist.
Druckregelventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (11) in ein Gegenelement eingeführt ist, das axial bezüglich des Solenoids (22) zum Montieren an dem Gegenelement ist, und das Solenoid (22) einen Verbinder (21) enthält, der von einem Ende des Solenoids (22) wegsteht zum Zuführen von elektrischer Leistung an das Solenoid (22).
Druckregelventil nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (11) eine Führung (26) des proximalen Endes enthält, die darin zum Führen des Kolbens (46) in einer Bewegungsrichtung des Kolbens (46) vorgesehen ist, und eine Führung (19) des distalen Endes, die darin zum Führen des Verbindungsschafts (32) in der Richtung der Bewegung des Kolbens (46) vorgesehen ist, wobei der Verbindungsschaft (32) ein distales Ende hat, das durch die Führung (19) des distalen Endes geführt ist.
Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zylindrische Druckerfassungselement (42) eine eingebaute Feder (43C) enthält, die darin so angebracht ist, dass sie zwischen einem Boden (42T) davon und der Membran (44) zusammengedrückt ist.
Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaftloch (16) einen Bereich (16D) größeren Durchmessers enthält, der durch Aufweiten eines Öffnungsrands davon auf der Seite der Druckerfassungskammer (28) gebildet ist; das Dichtelement (80) eine hohle, scheibenförmige Dichtungsplatte (80) enthält, die auf einer inneren Wand (16M) der Druckerfassungskammer (28) vorgesehen ist, und weiter gekennzeichnet durch eine zylindrische Buchse (81), die in den Bereich (16D) größeren Durchmessers des Schaftlochs (16) eingesetzt ist zum Halten der Dichtungsplatte (80) zwischen ihr und einer inneren Wand (16M) des Bereichs (16D) größeren Durchmessers des Schaftlochs (16) und einen pressenden Vorsprung (82), der von einem inneren Rand des distalen Endes der Buchse (81) vorsteht zum Drü cken eines inneren Rands der Dichtungsplatte (80) zum dadurch Deformieren des inneren Rands der Dichtungsplatte (80) in eine Trichterform, wobei die Dichtungsplatte (80) einen inneren Rand hat, der an einer äußeren Umfangsfläche des Verbindungsschafts (32, 51, 62) haftet.
Druckregelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (44) eine kreisförmige Rippe (44A) enthält, die darauf gebildet ist, und einen zentralen Anlagebereich (44D, 65), der auf einem zentralen Bereich der Rippe (44A) vorgesehen ist, so dass das überspannende Element (50) gegen den Anlagebereich (44D, 65) in Anlage ist, entweder das überspannende Element (50) oder der zentrale Anlagebereich (44D, 65) einen konisch zulaufenden zentrierenden Vorsprung (50A) enthält, das andere Elemente aus dem überspannenden Element (50) und dem zentralen Anlagebereich (44D, 65) eine zentrierende Vertiefung (44B, 65A) enthält, die den zentrierenden Vorsprung (50A) aufnimmt und führt, so dass eine zentrale Achse des überspannenden Elements (50) zu einem Zentrum der Membran (44) ausgerichtet ist.
Druckregelventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der zentrierende Vorsprung (50A) eine äußere Fläche aufweist und die zentrierende Vertiefung (44B, 65A) eine innere Fläche aufweist und die äußere Fläche des zentrierenden Vorsprungs (50A) und/oder die innere Fläche der zentrierenden Vertiefung (44B, 65A) mit einer im Wesentlichen halbkugelförmigen Fläche gebildet ist/sind.
Druckregelventil nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das zylindrische Druckerfassungselement (42) in ihm eine innere haftende Scheibe (63) aufnimmt, die an der inneren Fläche der Membran (44) haftet und den zentralen Anlagebereich (44D) zusammen mit der Membran (44) bildet, und die innere haftende Scheibe (63) weiter einen Bereich enthält, der an der Membran (44) haftend ist und einen Teil davon enthält, der zusammen mit der Membran (44) niedergedrückt wird, wobei der Teil die zentrierende Vertiefung (44B) bildet.
Druckregelventil nach einem der Ansprüche 11 bis 13, weiter gekennzeichnet durch eine äußere Haftscheibe (65), die an der äußeren Fläche der Membran (44) haftet und den zentralen Anlagebereich (65) zusammen mit der Membran (44) bildet, wobei die äußere Haftscheibe (65) die zentrierende Vertiefung (65A) aufweist.
Druckregelventil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das zylindrische Druckerfassungselement (42) in ihm eine innere Haftscheibe (63) aufnimmt, die an der inneren Flä che der Membran (44) haftet, wobei die Membran (44) zwischen der inneren und äußeren Haftscheibe (63, 65) liegt, und die innere und äußere Haftscheibe (63, 65) konkav-konvexe Eingriffsbereiche (63A, 65B) enthalten, die in der inneren und äußeren Haftscheibe (63, 65) vorgesehen sind und miteinander in einer konkav-konvexen Weise mit der Membran (44) dazwischenliegend in Eingriff sind.
Druckregelventil nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Endwand (24) ein Befestigungsloch (24A) aufweist, in das ein proximales Ende des überspannenden Elements (50) eingesetzt ist, dass es dadurch festgelegt ist.