DE102024116535A1

DE102024116535A1 - Lift valve for adjusting the volume flow of a fluid

Info

Publication number: DE102024116535A1
Application number: DE102024116535.9A
Authority: DE
Inventors: Thomas Schilden; Jonas Waid
Original assignee: Samson AG
Current assignee: Samson AG
Priority date: 2024-06-12
Filing date: 2024-06-12
Publication date: 2025-12-18

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hubventil (10) zum Einstellen eines Volumenstroms eines Fluids, wobei das Hubventil ein erstes Stellelement (20) umfasst, wobei das erste Stellelement (20) Strömungsöffnungen (21, 22) mit einer ersten Querschnittsfläche aufweist. Das erfindungsgemäße Hubventil (10) zeichnet sich dadurch aus, dass das Hubventil (10) ein zweites Stellelement (30) umfasst, wobei das zweite Stellelement (30) gemeinsam mit dem ersten Stellelement (20) ein Stellglied (40) des Hubventils (40) bildet, wobei das zweite Stellelement (30) Strömungsöffnungen (31) mit einer zweiten Querschnittsfläche aufweist, wobei das zweite Stellelement (30) relativ zum ersten Stellelement (20) im Hubventil (10) von einer ersten Stellung in eine zweite Stellung beweglich ist und wobei das Hubventil (10) derart ausgebildet ist, dass eine Überschneidung der ersten Querschnittsfläche mit der zweiten Querschnittsfläche in der ersten Stellung geringer ist als in der zweiten Stellung. The invention relates to a lift valve (10) for adjusting the volume flow of a fluid, wherein the lift valve comprises a first actuating element (20), the first actuating element (20) having flow openings (21, 22) with a first cross-sectional area. The lift valve (10) according to the invention is characterized in that the lift valve (10) comprises a second actuating element (30), the second actuating element (30) together with the first actuating element (20) forming an actuating member (40) of the lift valve (40), the second actuating element (30) having flow openings (31) with a second cross-sectional area, the second actuating element (30) being movable relative to the first actuating element (20) in the lift valve (10) from a first position to a second position, and the lift valve (10) being designed such that the overlap of the first cross-sectional area with the second cross-sectional area is less in the first position than in the second position.

Description

Die Erfindung betrifft ein Hubventil zum Einstellen eines Volumenstroms eines Fluids gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a lift valve for adjusting a volume flow rate of a fluid according to the preamble of claim 1.

Im Stand der Technik sind unterschiedliche Arten von Ventilen bekannt, welche typischerweise zur Steuerung bzw. Regelung eines Fluidstroms oder eines Fluiddrucks verwendet werden.In the prior art, various types of valves are known which are typically used to control or regulate a fluid flow or fluid pressure.

Insbesondere auch in verfahrenstechnischen Anlagen und Prozessen finden entsprechende Ventile Verwendung, um Fluidströme gemäß den jeweiligen Anforderungen zu steuern bzw. zu regeln. Die Fluidströme sind dabei nach Maßgabe bestimmter Regelgrößen einzustellen, wobei sowohl ein exaktes Einstellen geringer Volumenströme als auch die Möglichkeit, hohe Volumenströme zuzulassen, erforderlich sein können.These valves are used particularly in process engineering plants and processes to control and regulate fluid flows according to specific requirements. The fluid flows must be adjusted according to certain control parameters, which may require both the precise control of low flow rates and the ability to allow high flow rates.

Eine insbesondere in den genannten verfahrenstechnischen Anlagen oftmals verwendete Gattung von Ventilen sind die sog. Hubventile, insbesondere auch mit einem Lochkegel. Derartige Ventile weisen im Allgemeinen ein Ventilgehäuse mit einem Einlass und einem Auslass auf, den bereits genannten Lochkegel sowie einen Ventilsitz und einen Aktuator. Der Aktuator kann den Lochkegel aus dem Ventilsitz herausfahren, um zunehmend Strömungsöffnungen des Lochkegels freizugeben, oder in den Sitz einfahren, um die freigegebenen Strömungsöffnungen wieder zu schließen. Über die Strömungsöffnungen kann so gezielt ein erforderlicher Volumenstrom des Fluids zwischen dem Einlass und dem Auslass eingestellt werden.A type of valve frequently used in the aforementioned process engineering plants are the so-called poppet valves, particularly those with a perforated cone. These valves generally consist of a valve body with an inlet and an outlet, the aforementioned perforated cone, a valve seat, and an actuator. The actuator can extend the perforated cone from the valve seat to gradually open the flow openings, or retract it into the seat to close them. The required fluid flow rate between the inlet and outlet can thus be precisely controlled via these openings.

Ein derartiges Hubventil mit einem als Lochkegel ausgeführten Stellglied und dazu korrespondierendem Ventilsitz ist beispielsweise aus der DE 10 2018 114 316 A1 bekannt. Weitere Hubventile werden in der US 2005/0061375 1 , der WO 97/18411 A1 , der EP 3 199 852 A1 und EP 1552 202 B1 beschrieben.Such a lift valve with an actuator designed as a perforated cone and a corresponding valve seat is, for example, made from the DE 10 2018 114 316 A1 known. Further lift valves are in the US 2005/0061375 1 , the WO 97/18411 A1 , the EP 3 199 852 A1 and EP 1552 202 B1 described.

Je nach Lochmuster der verwendeten Lochkegel weisen die bekannten Hubventile dabei entweder eine lineare oder eine gleichprozentige Kennlinie auf.Depending on the hole pattern of the used conical valves, the known lift valves exhibit either a linear or an equal percentage characteristic curve.

Bei der linearen Kennlinie entspricht der Anteil des eingestellten Hubs dem Anteil des maximal möglichen Volumenstroms, d.h., bei einem Hub von 50 % ist der eingestellte Volumenstrom 50 % des maximal möglichen Volumenstroms. Eine linearen Kennlinie ermöglicht im Allgemeinen einen hohen Volumenstrom.With a linear characteristic curve, the proportion of the set stroke corresponds to the proportion of the maximum possible volume flow rate; that is, with a stroke of 50%, the set volume flow rate is 50% of the maximum possible volume flow rate. A linear characteristic curve generally allows for a high volume flow rate.

Anders verhält es sich bei der gleichprozentigen Kennlinie. Hier wird der freie Querschnitt der Strömungsöffnungen am Anfang sehr gering gehalten, erst ab einem Hub von ca. 50 % steigt der Strömungsöffnungsquerschnitt deutlich an. Bei der gleichprozentigen Kennlinie erfolgt in jeder Ventilstellung bei einer gleichen Hubänderung eine im Verhältnis gleiche Änderung des freigegebenen Strömungsöffnungsquerschnitts. D.h. dass bei einer Hubänderung von beispielsweise 10 % auch der freigegebene Strömungsöffnungsquerschnitt um 10 % geändert wird, unabhängig von der Ausgangshubstellung. Eine gleichprozentige Kennlinie ermöglicht im Allgemeinen eine präzise Regelbarkeit des Volumenstroms.The situation is different with a constant-percentage characteristic curve. Here, the free cross-section of the flow openings is initially kept very small; only from a stroke of approximately 50% does the flow opening cross-section increase significantly. With a constant-percentage characteristic curve, in every valve position, a constant change in stroke results in a proportionally equal change in the released flow opening cross-section. This means that a change in stroke of, for example, 10% also changes the released flow opening cross-section by 10%, regardless of the initial stroke position. A constant-percentage characteristic curve generally allows for precise control of the volume flow.

Die bekannten Hubventile sind jedoch dahingehend nachteilig, als dass das Lochbild des verwendeten Lochkegels und damit das Steuerverhalten in der Regel entweder eine lineare oder eine gleichprozentige Kennlinie darstellt und somit entweder ein hoher Volumenstrom oder eine präzise Steuerbarkeit ermöglicht wird. Eine präzise Steuerbarkeit bei gleichzeitiger Ermöglichung eines hohen Volumenstroms ist jedoch nicht erreichbar.However, conventional lift valves have the disadvantage that the hole pattern of the orifice cone used, and thus the control behavior, typically exhibits either a linear or a constant-percentage characteristic, thereby enabling either a high flow rate or precise controllability. Precise control while simultaneously enabling a high flow rate is, however, not achievable.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Hubventil zum Einstellen eines Volumenstroms eines Fluids vorzuschlagen.It is an object of the present invention to propose an improved lift valve for adjusting the volume flow of a fluid.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Hubventil zum Einstellen eines Volumenstroms eines Fluids gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.This problem is solved according to the invention by the lifting valve for adjusting a volume flow rate of a fluid according to claim 1. Advantageous embodiments and further developments of the invention are described in the dependent claims.

Die Erfindung betrifft ein Hubventil zum Einstellen eines Volumenstroms eines Fluids, wobei das Hubventil ein erstes Stellelement umfasst, wobei das erste Stellelement Strömungsöffnungen mit einer ersten Querschnittsfläche aufweist.The invention relates to a lift valve for adjusting a volume flow rate of a fluid, wherein the lift valve comprises a first actuating element, wherein the first actuating element has flow openings with a first cross-sectional area.

Es ist also ein Hubventil vorgesehen, das die Einstellung eines gewünschten Volumenstroms eines Fluids ermöglicht. Das Hubventil stellt somit ein Stellventil dar, das beispielsweise in einen Steuer- oder Regelkreis einer verfahrenstechnischen Anlage integriert werden kann, um den jeweils erforderlichen Volumenstrom präzise und zuverlässig einzustellen bzw. einzuregeln.A lift valve is provided, which allows the adjustment of a desired fluid flow rate. The lift valve thus represents a control valve that can be integrated, for example, into a control loop of a process plant to precisely and reliably adjust or regulate the required flow rate.

Das erste Stellelement weist Strömungsöffnungen auf, welche wiederum eine gemeinsame erste Querschnittsfläche aufweisen. Die erste Querschnittsfläche ist also die Summe der Einzelquerschnittsflächen der Strömungsöffnungen des ersten Stellelements.The first actuator has flow openings, which in turn share a common first cross-sectional area. The first cross-sectional area is therefore the sum of the individual cross-sectional areas of the flow openings of the first actuator.

Das erste Stellelement kann grundsätzlich nahezu beliebige Geometrien aufweisen, beispielsweise die Geometrie einer im Wesentlichen zweidimensionalen Fläche, welche von den Strömungsöffnungen durchdrungen wird. Ein Fluid kann dann die Strömungsöffnungen des als zweidimensionale Fläche ausgebildeten Stellelements durchströmen, soweit diese freigegeben sind. Ebenso kann das erste Stellelement aber beispielsweise auch die Geometrie eines dreidimensionalen Hohlkörpers aufweisen, der an mindestens einer Seitenfläche einen Eingang für das Fluid aufweist. Das Fluid kann somit in den Innenraum des Hohlkörpers gelangen und diesen durch die Strömungsöffnungen, welche in diesem Sinne einen Ausgang für das Fluid darstellen, wieder verlassen. Der Volumenstrom des Fluids ist somit in jedem Falle geprägt durch die Querschnittsfläche der Strömungsöffnungen des ersten Stellelements.The first actuating element can, in principle, have almost any geometry, for example, the geometry of an essentially two-dimensional surface, which is controlled by the flow elements. The fluid penetrates the openings. A fluid can then flow through the flow openings of the actuator, which is designed as a two-dimensional surface, provided these openings are open. However, the first actuator can also, for example, have the geometry of a three-dimensional hollow body with an inlet for the fluid on at least one side. The fluid can thus enter the interior of the hollow body and exit through the flow openings, which in this sense represent an outlet for the fluid. The volumetric flow rate of the fluid is therefore always determined by the cross-sectional area of the flow openings of the first actuator.

Das Hubventil ist dabei bevorzugt derart betätigbar, dass ein gewünschter Anteil der Strömungsöffnungen und damit ein entsprechender Anteil der ersten Querschnittsfläche für das Fluid freigegeben wird bzw. gesperrt wird. Somit kann über die Betätigung des Hubventils bzw. die Freigabe eines bestimmten Anteils der ersten Querschnittsfläche der jeweils gewünschte Volumenstrom eingestellt werden.The lift valve is preferably actuated in such a way that a desired proportion of the flow openings, and thus a corresponding proportion of the first cross-sectional area, is opened or closed to the fluid. Therefore, the desired volume flow rate can be set by actuating the lift valve or by opening a specific proportion of the first cross-sectional area.

Die Strömungsöffnungen können vorzugsweise freigegeben werden, indem das erste Stellelement aus einem Ventilsitz gefahren wird, welcher die Strömungsöffnungen bedeckt, soweit sie sich im Ventilsitz befinden. Strömungsöffnungen, welche sich aufgrund der Stellposition der ersten Stellelements also im Ventilsitz befinden, sind durch den Ventilsitz gesperrt. Strömungsöffnungen, welche sich aufgrund der Stellposition der ersten Stellelements außerhalb des Ventilsitzes befinden, sind hingegen für das Fluid freigegeben und ermöglichen einen Voluemnstrom nach Maßgabe ihrer Querschnittsfläche.The flow openings can preferably be opened by extending the first actuator from a valve seat, which covers the flow openings to the extent that they are located within the valve seat. Flow openings that are located within the valve seat due to the position of the first actuator are thus blocked by the valve seat. Conversely, flow openings that are located outside the valve seat due to the position of the first actuator are open to the fluid and allow a volume flow according to their cross-sectional area.

Bei den Strömungsöffnungen im ersten Stellelement handelt es sich bevorzugt um Bohrungen. Die Strömungsöffnungen können alternativ bevorzugt aber auch mittels Fräsens oder Stanzens hergestellt sein. Grundsätzlich sind auch andere geeignete Herstellungsverfahren denkbar.The flow openings in the first actuating element are preferably bores. Alternatively, the flow openings can preferably also be produced by milling or punching. In principle, other suitable manufacturing methods are also conceivable.

Vorzugsweise sind die Strömungsöffnungen kreisrund ausgebildet. Die Strömungsöffnungen können aber auch als Langlöcher, als Schlitze oder eckig ausgebildet sein, beispielsweise viereckig.Preferably, the flow openings are circular. However, the flow openings can also be elongated, slotted, or angular, for example, square.

Die Strömungsöffnungen des ersten Stellelements können unterschiedliche Geometrien und unterschiedliche Größen aufweisen.The flow openings of the first actuating element can have different geometries and different sizes.

Bevorzugt ist es vorgesehen, dass die Strömungsöffnungen des ersten Stellelements derart ausgebildet sind, dass sie ein Steuerverhalten des Fluids gemäß einer gleichprozentigen Kennlinie ermöglichen.Preferably, the flow openings of the first actuating element are designed in such a way that they enable a control behavior of the fluid according to an equal percentage characteristic curve.

Bei dem Fluid kann es sich gleichermaßen um ein gasförmiges oder um ein flüssiges Medium handeln.The fluid can be either a gaseous or a liquid medium.

Der Volumenstrom gibt vorteilhaft ein das Hubventil durchströmendes Volumen des Fluids je Zeiteinheit an.The volume flow rate advantageously indicates the volume of fluid flowing through the lift valve per unit of time.

Erfindungsgemäß ist es nun vorgesehen, dass das Hubventil ein zweites Stellelement umfasst, wobei das zweite Stellelement gemeinsam mit dem ersten Stellelement ein Stellglied des Hubventils bildet, wobei das zweite Stellelement Strömungsöffnungen mit einer zweiten Querschnittsfläche aufweist, wobei das zweite Stellelement relativ zum ersten Stellelement im Hubventil von einer ersten Stellung in eine zweite Stellung beweglich ist und wobei das Hubventil derart ausgebildet ist, dass eine Überschneidung der ersten Querschnittsfläche mit der zweiten Querschnittsfläche in der ersten Stellung geringer ist als in der zweiten Stellung.According to the invention, the lift valve now comprises a second actuating element, wherein the second actuating element together with the first actuating element forms an actuating element of the lift valve, wherein the second actuating element has flow openings with a second cross-sectional area, wherein the second actuating element is movable relative to the first actuating element in the lift valve from a first position to a second position, and wherein the lift valve is designed such that the overlap of the first cross-sectional area with the second cross-sectional area is less in the first position than in the second position.

Indem das erste Stellelement und das zweite Stellelement gemeinsam das Stellglied des Hubventils bilden, sind das erste und das zweite Stellglied auch gemeinsam betätigbar, beispielsweise gemeinsam in eine bestimmte Stellposition verfahrbar, um einen gewünschten Volumenstrom des Fluids durch das Hubventilzu ermöglichen. Das erste Stellelement und das zweite Stellelement können als Stellglied gemeinsam - und insbesondere ohne Relativbewegung zueinander - zwischen einer Schließposition und einer Öffnungsposition verfahren werden.Since the first and second actuators together form the actuator of the lift valve, they can be operated together, for example, moved together to a specific position to allow a desired fluid flow rate through the lift valve. The first and second actuators can be moved together as an actuator – and, in particular, without relative movement to each other – between a closed and an open position.

Unter einer „Überschneidung“ im Sinne der Erfindung wird dabei derjenige Anteil der ersten und der zweiten Querschnittsfläche verstanden, der zueinander so angeordnet ist, dass ein Durchgang sowohl durch das erste Stellelement als auch durch das zweite Stellelement ermöglicht wird. In anderen Worten stellt die Überschneidung denjenigen Anteil der ersten und zweiten Strömungsöffnungen bzw. der ersten und zweiten Querschnittsfläche dar, der für das Fluid freigegeben ist. Je größer also die Überschneidung ist, desto größer ist der mögliche Volumenstrom.In the context of the invention, an "overlap" is understood to be that portion of the first and second cross-sectional areas which is arranged relative to each other in such a way that passage through both the first and second actuating elements is permitted. In other words, the overlap represents that portion of the first and second flow openings, or of the first and second cross-sectional areas, which is open to the fluid. Therefore, the greater the overlap, the greater the possible volume flow rate.

Das bedeutet also, dass das Ausmaß der Überschneidung der ersten Querschnittsfläche mit der zweiten Querschnittsfläche durch die Relativbewegung des zweiten Stellelements gegenüber dem ersten Stellelement veränderbar und vorteilhaft gezielt steuerbar ist. Im gleichen Maße ist somit auch der Volumenstrom veränderbar bzw. steuerbar.This means that the extent of the overlap between the first and second cross-sectional areas can be changed and advantageously controlled by the relative movement of the second actuator with respect to the first actuator. The volume flow rate can therefore also be changed or controlled to the same extent.

Daraus ergibt sich der Vorteil, dass insbesondere bei bereits vollständig aus dem Ventilsitz herausgefahrenem ersten Stellelement der Volumenstrom noch weiter erhöht werden kann, indem die erste Querschnittsfläche in eine zunehmende Überschneidung mit der zweiten Querschnittsfläche gebracht wird. Beispielsweise kann das Stellglied derart ausgebildet sein, dass es in der ersten Stellung eine vergleichsweise präzise Steuerung des Volumenstroms ermöglicht - was üblicherweise jedoch einen vergleichsweise geringen maximalen Volumenstrom bedingt. Indem nun, wie beschrieben, durch die Relativbewegung die Überschneidung zwischen der Querschnittsfläche der ersten Strömungsöffnungen und der Querschnittsfläche der zweiten Strömungsöffnungen vergrößert wird, das zweite Stellelement also relativ zum ersten Stellelement in die zweite Stellung gefahren wird, kann zusätzlich ein vergleichsweise großer Volumenstrom ermöglicht werden. Das erfindungsgemäße Hubventil ermöglicht damit gleichermaßen bedarfsweise eine präzise Steuerung wie auch einen großen Volumenstrom.This offers the advantage that, especially when the valve seat is already completely removed, With the first actuator extended, the volume flow can be further increased by bringing the first cross-sectional area into increasing overlap with the second cross-sectional area. For example, the actuator can be designed such that in the first position it enables comparatively precise control of the volume flow – which, however, usually results in a comparatively low maximum volume flow. By increasing the overlap between the cross-sectional area of the first flow openings and the cross-sectional area of the second flow openings through the relative movement, as described, i.e., by moving the second actuator relative to the first actuator into the second position, a comparatively large volume flow can also be achieved. The stroke valve according to the invention thus enables both precise control and a large volume flow as required.

Das zweite Stellelement weist dabei vorzugsweise eine dem ersten Stellelement entsprechende Geometrie auf, d.h., wenn das erste Stellelement als zweidimensionale Fläche ausgebildet, so ist vorzugsweise auch das zweite Stellelement als zweidimensionale Fläche ausgebildet. Wenn das erste Stellelement hingegen beispielsweise als Hohlzylinder ausgebildet, so ist vorzugsweise auch das zweite Stellelement als Hohlzylinder ausgebildet.The second actuating element preferably has a geometry corresponding to the first actuating element; that is, if the first actuating element is designed as a two-dimensional surface, then the second actuating element is preferably also designed as a two-dimensional surface. If, on the other hand, the first actuating element is designed, for example, as a hollow cylinder, then the second actuating element is preferably also designed as a hollow cylinder.

Durch die Relativbewegung des zweiten Stellelements zum ersten Stellelement können die Strömungsöffnungen im zweiten Stellelement daher in eine mehr oder weniger große Überschneidung mit den Strömungsöffnungen des ersten Stellelements gebracht werden, so dass entsprechend auch eine mehr oder weniger große Überschneidung der ersten Querschnittsfläche mit der zweiten Querschnittsfläche hergestellt wird.Due to the relative movement of the second actuating element to the first actuating element, the flow openings in the second actuating element can therefore be brought into a more or less large overlap with the flow openings of the first actuating element, so that a correspondingly more or less large overlap of the first cross-sectional area with the second cross-sectional area is also produced.

Durch die beschriebene Wechselwirkung der Querschnittsfläche der Strömungsöffnungen des ersten Stellelements mit der Querschnittsfläche der Strömungsöffnungen des zweiten Stellelements stellen das erste Stellelement und das zweite Stellelement gemeinsam ein Stellglied dar, über welches der Volumenstrom des Fluids durch das Hubventil gezielt eingestellt werden kann.Through the described interaction of the cross-sectional area of the flow openings of the first actuating element with the cross-sectional area of the flow openings of the second actuating element, the first actuating element and the second actuating element together constitute an actuating element by which the volume flow of the fluid through the lift valve can be specifically adjusted.

In der ersten Stellung entspricht die Wirkungsweise des Stellglieds des erfindungsgemäßen Hubventils dabei der Wirkungsweise der Stellglieder bekannter Hubventile. Erst durch das Bewegen des zweiten Stellelements aus der ersten Stellung heraus zeigt sich die erfinderische Wirkungsweise.In the first position, the operation of the actuator of the lift valve according to the invention corresponds to the operation of the actuators of known lift valves. The inventive mode of operation only becomes apparent when the second actuator is moved out of the first position.

Vorteilhaft kann das zweite Stellelement relativ zum ersten Stellelement zudem kontinuierlich verstellt werden, so dass entsprechend auch der Volumenstrom stufenlos einstellbar ist.Advantageously, the second actuating element can also be continuously adjusted relative to the first actuating element, so that the volume flow can also be continuously adjusted.

Der Volumenstrom kann weiterhin auch geprägt sein von der Viskosität des Fluids und der Druckbeaufschlagung des Fluids.The volume flow rate can also be influenced by the viscosity of the fluid and the pressure applied to the fluid.

Die Strömungsöffnungen des zweiten Stellelements entsprechen dabei vozugsweise im Wesentlichen den Strömungsöffnungen des ersten Stellelements, d.h. es handelt sich bevorzugt um Bohrungen. Auch andere geeignete Herstellungsverfahren sind denkbar.The flow openings of the second actuating element preferably correspond essentially to the flow openings of the first actuating element, i.e., they are preferably bores. Other suitable manufacturing methods are also conceivable.

Die Strömungsöffnungen des zweiten Stellelements können kreisrund, als Langlöcher, als Schlitze oder eckig ausgebildet sein. Zudem können sie unterschiedliche Geometrien und unterschiedliche Größen aufweisen.The flow openings of the second actuating element can be circular, elongated, slotted, or angular. They can also have different geometries and sizes.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Hubventil weiterhin einen Ventilsitz, zumindest ein Rückstellelement und ein Übertragungselement eines Aktuators aufweist, wobei das Übertragungselement des Aktuators dazu ausgebildet ist, mittels einer Aktuierungskraft das erste Stellelement und das zweite Stellelement gegenüber dem Ventilsitz zwischen einer Schließposition und einer Öffnungsposition zu verfahren, um den Volumenstrom einzustellen, wobei das zweite Stellelement durch eine Rückstellkraft des zumindest einen Rückstellelements in die erste Stellung gedrängt ist.According to a preferred embodiment of the invention, the lift valve further comprises a valve seat, at least one return element and a transmission element of an actuator, wherein the transmission element of the actuator is configured to move the first actuating element and the second actuating element relative to the valve seat between a closed position and an open position by means of an actuating force in order to adjust the volume flow, wherein the second actuating element is forced into the first position by a return force of the at least one return element.

Bei dem Ventilsitz handelt es sich vorzugsweise um eine Aufnahme für das Stellglied, in welche das Stellglied eingefahren bzw. aus dem das Stellglied ausgefahren werden kann.The valve seat is preferably a receptacle for the actuator, into which the actuator can be inserted or from which the actuator can be extended.

Im vollständig in den Ventilsitz eingefahrenen Zustand befindet sich das Hubventil dabei in der Schließposition, d.h. das Hubventil ist vollständig geschlossen, so dass der Volumenstrom durch das Hubventil blockiert ist. Im eingefahrenen Zustand sind die Strömungsöffnungen des ersten Stellelements nämlich durch den Ventilsitz verdeckt. Die für das Fluid freigegebene Querschnittsfläche der Strömungsöffnungen des ersten Stellelements ist somit null.When fully retracted into the valve seat, the poppet valve is in the closed position, meaning it is completely closed and the flow through it is blocked. In this retracted state, the flow orifices of the first actuating element are covered by the valve seat. Therefore, the cross-sectional area of the flow orifices of the first actuating element exposed to the fluid is zero.

Im vollständig aus dem Ventilsitz ausgefahrenen Zustand befindet sich das Hubventil hingegen in der Öffnungsposition, d.h., dass der Ventilsitz keine Strömungsöffnungen des ersten Stellelements versperrt, so dass der Ventilsitz den Volumenstrom durch das Hubventil nicht beschränkt.In the fully extended position from the valve seat, the poppet valve is in the open position, i.e., the valve seat does not block any flow openings of the first actuating element, so that the valve seat does not restrict the volume flow through the poppet valve.

Zwischen der Öffnungsposition und der Schließposition sind vorteilhaft beliebige Zwischenpositionen einstellbar, die entweder kontinuierlich oder stufenweise eingestellt werden können. Bevorzugt handelt es sich beim Hubventil somit um ein sog. Analogventil.Advantageously, any intermediate positions can be set between the open position and the closed position, which can be either continuous. or can be adjusted in steps. The stroke valve is therefore preferably an analog valve.

Der Aktuator übt eine Kraft, nämlich die Aktuierungskraft, auf das Stellglied aus, um es je nach einzustellendem Volumenstrom weiter in den Ventilsitz einzufahren oder aus dem Ventilsitz auszufahren.The actuator exerts a force, namely the actuation force, on the actuating element in order to retract it further into the valve seat or extend it out of the valve seat, depending on the volume flow to be set.

Der Aktuator umfasst bevorzugt einen Stellantrieb und ein Übertragungsmittel, beispielsweise eine Stellstange, über welche er an das Stellglied angreift. Der Stellantrieb wiederum ist vorzugsweise ein elektromotorischer Antrieb, insbesondere ein elektrischer Stellmotor, ein pneumatischer, hydraulischer oder elektromagnetischer Antrieb.The actuator preferably comprises a drive mechanism and a transmission element, for example an actuating rod, via which it engages the actuating element. The drive mechanism, in turn, is preferably an electric motor, in particular an electric actuator, a pneumatic, hydraulic, or electromagnetic drive.

Das zumindest eine Rückstellelement stellt eine Rückstellkraft bereit, die zwischen dem ersten Stellelement und dem zweiten Stellelement dahingehend wirkt, dass das zweite Stellelement gegenüber dem ersten Stellelement in die ersten Stellung gedrängt wird. Das bedeutet also, dass das erste Stellelement und das zweite Stellelement gemeinsam vom Aktuator über das Übertragungsmittel bewegt werden können, ohne ihre relative Stellung zueinander zu ändern, solange die Rückstellkraft in ausreichendem Maße wirkt.At least one of the restoring elements provides a restoring force that acts between the first and second actuating elements, such that the second actuating element is forced into its first position relative to the first. This means that the first and second actuating elements can be moved together by the actuator via the transmission means without changing their relative positions, as long as the restoring force is sufficiently strong.

Bei dem Rückstellelement handelt es sich vorzugsweise um mindestens eine mechanische Feder, die an das erste Stellelement und an das zweite Stellelement angreift und beide gegeneinander mit der Rückstellkraft beaufschlagt.The return element preferably consists of at least one mechanical spring that acts on the first actuating element and on the second actuating element and exerts the return force on both of them against each other.

Somit kann das Stellglied vom Aktuator über das Übertragungsmittel wie bei einem an sich bekannten Hubventil betätigt werden, um einen gewünschten Volumenstrom einzustellen. Das Hubventil zeigt dabei ein einer Lochmaske des ersten Stellelements entsprechendes Steuerverhalten, also beispielsweise ein gleichprozentiges oder lineares Steuerverhalten.Thus, the actuator can be operated by the actuator via the transmission element, similar to a conventional lift valve, to set a desired flow rate. The lift valve exhibits a control behavior corresponding to the aperture of the first actuating element, for example, a constant percentage or linear control behavior.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das zweite Stellelement innerhalb des ersten Stellelements angeordnet ist, so dass eine Außenseite des zweiten Stellelements gleitend an eine Innenseite des ersten Stellelements anliegt.According to a further preferred embodiment of the invention, the second actuating element is arranged inside the first actuating element, so that an outer surface of the second actuating element slides against an inner surface of the first actuating element.

Dadurch ergibt sich zunächst eine kompakte Ausbildung des Hubventils, da beide Stellelemente raumsparend ineinander angeordnet sind. Weiterhin ergibt sich durch die gleitende Anordnung auch die Möglichkeit, die ersten Strömungsöffnungen bzw. die erste Querschnittsfläche gegenüber den zweiten Strömungsöffnungen bzw. der zweiten Querschnittsfläche zu bewegen, so dass das zweite Stellelement gegenüber dem ersten Stellelement aus der ersten Position in die zweite Position bzw. zurück bewegt werden kann.This results in a compact design for the lift valve, as both actuating elements are arranged within each other to save space. Furthermore, the sliding arrangement allows the first flow openings or the first cross-sectional area to be moved relative to the second flow openings or the second cross-sectional area, so that the second actuating element can be moved from the first position to the second position and back again relative to the first actuating element.

Die gleitende Anordnung sorgt vorteilhaft auch dafür, dass kein bzw. nahezu kein Fluid zwischen das erste Stellelement und das zweite Stellelement gelangen kann, was eine Steuerung des Fluidstroms erschweren würde. Andernfalls wäre es denkbar, dass ein Anteil des Fluids durch die zweiten Strömungsöffnungen in einen Zwischenraum zwischen dem ersten Stellelement und dem zweiten Stellelement dringt, dann zwischen der Außenwand des zweiten Stellelements und der Innenwand des ersten Stellelements weiterströmt und schließlich durch die ersten Strömungsöffnungen das Hubventil verlässt. Dies würde die präzise Steuerbarkeit des Volumenstroms erschweren.The sliding arrangement also advantageously ensures that little to no fluid can pass between the first and second actuators, which would complicate fluid flow control. Otherwise, it would be conceivable that some fluid could penetrate through the second flow openings into a space between the first and second actuators, then flow between the outer wall of the second actuator and the inner wall of the first, and finally exit the valve through the first flow openings. This would make precise control of the volume flow difficult.

Da das zweite Stellelement innerhalb des ersten Stellelements angeordnet ist, sind das erste und das zweite Stellelement in diesem Fall als dreidimensionale Körper, insbesondere als Hohlkörper, ausgebildet. Das erste und das zweite Stellelement können bevorzugt als ineinander angeordnete Quader ausgebildet sind, die entlang einer Seitenrichtung, also in Umfangsrichtung oder in Längsrichtung, gleitend beweglich sind. Alternativ bevorzugt können das erste und das zweite Stellelement auch als Hohlzylinder ausgebildet sein, die in Umfangsrichtung bzw. in Längsrichtung zueinander gleitend beweglich sind.Since the second actuating element is arranged inside the first actuating element, the first and second actuating elements are, in this case, designed as three-dimensional bodies, in particular as hollow bodies. The first and second actuating elements can preferably be designed as nested cuboids that are slidably movable along a lateral direction, i.e., circumferentially or longitudinally. Alternatively, and preferably, the first and second actuating elements can also be designed as hollow cylinders that are slidably movable relative to each other in the circumferential or longitudinal direction.

Da die Bewegung des zweiten Stellelements gegenüber dem ersten Stellelement eine Relativbewegung darstellt, ist durch die Begriffe „erstes Stellelement“ bzw. „zweites Stellelement“ keine zwingende Festlegung gemacht, dass bzw. welches der beiden Stellelemente tatsächlich gegenüber dem jeweils anderen Stellelement bewegt wird. Auch eine teilweise Bewegung beider Stellelemente ist möglich und bevorzugt.Since the movement of the second actuator relative to the first actuator is a relative movement, the terms "first actuator" and "second actuator" do not necessarily dictate which of the two actuators is actually moving relative to the other. Partial movement of both actuators is also possible and preferred.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Übertragungsmittel des Aktuators an das zweite Stellelement angreift.According to a particularly preferred embodiment of the invention, it is provided that the transmission means of the actuator engages the second actuating element.

Da das zweite Stellelement beweglich innerhalb des ersten Stellelements angeordnet ist und durch die Rückstellkraft des Rückstellelements gegenüber dem ersten Stellelement in der ersten Position gehalten wird, kann die Aktuierungskraft des Aktuators auf das zweite Stellelement vorteilhaft dazu genutzt werden, insbesondere in der Öffnungsposition des Stellglieds, gegen die Rückstellkraft des Rückstellelements zu wirken.Since the second actuating element is movably arranged within the first actuating element and is held in the first position by the restoring force of the restoring element relative to the first actuating element, the actuating force of the actuator on the second actuating element can be advantageously used to counteract the restoring force of the restoring element, particularly in the open position of the actuating element.

Da das zweite Stellelement innerhalb des ersten Stellelements angeordnet ist und der das Übertragungsmittel des Aktuators an das zweite Stellelement angreift, weist das erste Stellelement vorteilhaft eine Durchführung auf, durch welche das Übertragungsmittel des Aktuators durch das erste Stellelement an das zweite Stellelement angreift. Die Durchführung kann beispielsweise eine Bohrung sein und vorteilhaft eine Dichtung aufweisen, welche das Übertragungsmittel des Aktuators gegen das erste Stellelement abdichtet.Since the second actuator is located inside the first actuator, and the The first actuator advantageously has a passage through which the actuator's transmission means engages the second actuating element. This passage can, for example, be a bore and advantageously include a seal that seals the actuator's transmission means against the first actuating element.

Weiterhin weisen das erste Stellelement und das zweite Stellelement vorzugsweise eine identische Geometrie bei unterschiedlicher Größe auf, also z.B. eine hohlzylinderförmige Geometrie, wobei das erste Stellelement jedoch soviel größer ist als das zweite Stellelement, dass das zweite Stellelement im ersten Stellelement mit geringer Gleitreibung axial und in Umfangsrichtung beweglich ist. Ebenfalls denkbar und bevorzugt ist es, dass das erste Stellelement und das zweite Stellelement als Hohlquader oder Hohlprismen ausgebildet sind.Furthermore, the first and second actuating elements preferably have identical geometries but different sizes, e.g., a hollow cylindrical geometry, wherein the first actuating element is significantly larger than the second such that the second actuating element can move axially and circumferentially within the first actuating element with low sliding friction. It is also conceivable and preferred that the first and second actuating elements are designed as hollow cuboids or hollow prisms.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Hubventil einen Anschlag umfasst, wobei das erste Stellelement in der Öffnungsposition an den Anschlag anliegt, so dass die Aktuierungskraft in Öffnungsrichtung gegen die Rückstellkraft wirkt, wobei das Hubventil dazu ausgebildet ist, dass das zweite Stellelement in die zweite Stellung bewegt wird, wenn die Aktuierungskraft die Rückstellkraft übersteigt.Der Anschlag begrenzt dabei die Verfahrbarkeit des Stellglieds im Hubventil, indem er eine mechanische Grenze darstellt. Vorteilhaft begrenzt der Anschlag die Verfahrbarkeit des Stellglieds in Öffnungsrichtung des Hubventils.According to a particularly preferred embodiment of the invention, the poppet valve includes a stop, wherein the first actuating element rests against the stop in the open position, so that the actuating force acts against the restoring force in the opening direction. The poppet valve is designed such that the second actuating element is moved into the second position when the actuating force exceeds the restoring force. The stop limits the movement of the actuating element within the poppet valve by representing a mechanical limit. Advantageously, the stop limits the movement of the actuating element in the opening direction of the poppet valve.

Der Anschlag kann dabei vorteilhaft als Fortsatz ausgebildet sein, der beispielsweise an einer Innenseite des Ventilgehäuses angeordnet ist, insbesondere an einer Innenseite eines Deckels des Ventilgahäuses. Ebenso kann der Anschlag als Fortsatz eines Einlegeteils in das Hubventil ausgebildet sein, beispielsweise eines Führungsstücks für das Übertragungsmittel des Aktuators oder einer Einlage zur Druckentlastung .The stop can advantageously be designed as an extension, for example, on the inside of the valve housing, particularly on the inside of a valve housing cover. Likewise, the stop can be designed as an extension of an insert in the poppet valve, for example, a guide for the actuator's transmission element or a pressure relief insert.

In Schließrichtung stellt der Ventilsitz bevorzugt ebenfalls eine mechanische Grenze für die Verfahrbarkeit des Stellglieds im Hubventil dar.In the closing direction, the valve seat preferably also represents a mechanical limit for the mobility of the actuator in the lift valve.

Wenn nun das erste Stellelement in der Öffnungsposition an den Anschlag anliegt und das Übertragungsmittel des Aktuators an das zweite Stellelement angreift, wirkt eine Aktuierungskraft in Öffnungsrichtung gegen die Rückstellkraft. Das bedeutet, dass die Aktuierungskraft das zweite Stellelement aus der ersten Stellung gegen die Rückstellkraft in die zweite Stellung drängt, wenn die Aktuierungskraft die Rückstellkraft übersteigt.When the first actuating element is in the open position and rests against the stop, and the actuator's transmission element engages the second actuating element, an actuating force acts in the opening direction against the restoring force. This means that the actuating force pushes the second actuating element from the first position into the second position against the restoring force if the actuating force exceeds the restoring force.

Da es sich bei dem zumindest einen Rückstellelement vorzugsweise, wie beschrieben, um eine oder mehrere mechanische Federn handelt, nimmt die Rückstellkraft kontinuierlich zu, je weiter das zweite Stellelement aus der ersten Stellung herausbewegt wird. Daraus ergibt sich der weitere Vorteil, dass beliebig viele Zwischenstellungen zwischen der ersten und der zweiten Stellung vom zweiten Stellelement eingenommen werden können. Somit kann die Querschnittsfläche, die für das Fluid zusätzlich freigegeben wird, präzise eingestellt werden.Since at least one of the return elements is preferably, as described, one or more mechanical springs, the return force increases continuously as the second actuating element is moved further from the first position. This offers the further advantage that the second actuating element can assume any number of intermediate positions between the first and second positions. Thus, the cross-sectional area additionally exposed to the fluid can be precisely adjusted.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Hubventil derart ausgebildet ist, dass die Überschneidung der Strömungsöffnungen des ersten Stellelements mit den Strömungsöffnungen des zweiten Stellelements in der ersten Stellung lediglich anteilig vorliegt.According to a further preferred embodiment of the invention, the lift valve is designed such that the overlap of the flow openings of the first actuating element with the flow openings of the second actuating element is only partial in the first position.

Somit ist die Überschneidung der Strömungsöffnungen in der ersten Stellung also nicht vollständig, d.h., dass entsprechend auch die für das Fluid freigegebene erste Querschnittsfläche beschränkt ist.Therefore, the overlap of the flow openings in the first position is not complete, i.e., the first cross-sectional area released for the fluid is also limited.

In anderen Worten sind die Strömungsöffnungen des ersten Stellelements mit den Strömungsöffnungen des zweiten Stellelements in der ersten Stellung nicht deckungsgleich.In other words, the flow openings of the first actuator are not congruent with the flow openings of the second actuator in the first position.

Unter dem Begriff „deckungsgleich“ wird dabei vorteilhaft verstanden, dass die Zusatz-Strömungsöffnungen des zweiten Stellelements und die Zusatz-Strömungsöffnungen des ersten Stellelements eine identische Größe, Ausrichtung und Form aufweisen.The term "identical" is advantageously understood to mean that the additional flow openings of the second actuating element and the additional flow openings of the first actuating element have identical size, orientation and shape.

Wenn jedoch das zweite Stellelement gegenüber dem ersten Stellelement in die zweite Stellung bewegt wird, sind die Strömungsöffnungen des ersten Stellelements mit den Strömungsöffnungen des zweiten Stellelements in der ersten Stellung vorteilhaft deckungsgleich. Somit ist die Überschneidung der Strömungsöffnungen in der zweiten Stellung vollständig, d.h., dass die für das Fluid freigegebene erste Querschnittsfläche und damit auch der Volumenstrom maximal ist. Dadurch kann also der Volumenstrom bedarfsweise erhöht werden, ohne dabei die Steuereigenschaften des Hubventils im Normalbetrieb, d.h. in einer Position zwischen der Öffnungsposition und der Schließposition, ungünstig zu beeinflussen.However, when the second actuator is moved to its second position relative to the first actuator, the flow openings of the first actuator are advantageously congruent with the flow openings of the second actuator in the first position. Thus, the overlap of the flow openings in the second position is complete, meaning that the first cross-sectional area exposed to the fluid, and therefore the volume flow rate, is maximized. This allows the volume flow rate to be increased as needed without adversely affecting the control characteristics of the lift valve during normal operation, i.e., in a position between the open and closed positions.

Die Überschneidung wird wieder reduziert, wenn das zweite Stellelement gegenüber dem ersten Stellelement wieder in die erste Stellung bewegt wird.The overlap is reduced again when the second actuator is moved back to its first position relative to the first actuator.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass sowohl die Strömungsöffnungen des ersten Stellelements als Langlöcher ausgebildet sind als auch die Strömungsöffnungen des zweiten Stellelements als Langlöcher ausgebildet sind, wobei in der ersten Stellung ein erster Teilbereich der Langlöcher des ersten Stellelements sich mit einem zweiten Teilbereich der Langlöcher des zweiten Stellelements überschneidet und wobei in der zweiten Stellung die Langlöcher des ersten Stellelements sich mit den Langlöchern des zweiten Stellelements vollständig überschneiden.According to a particularly preferred embodiment of the invention, it is provided that both the flow openings of the first actuating element are designed as elongated holes and the flow openings of the second actuating element are designed as elongated holes, wherein in the first position a first partial area of the elongated holes of the first actuating element overlaps with a second partial area of the elongated holes of the second actuating element and wherein in the second position the elongated holes of the first actuating element completely overlap with the elongated holes of the second actuating element.

Vorteilhaft überschneiden die Langlöcher des ersten Stellelements und des zweiten Stellelements dabei in der ersten Stellung derart, dass jeweils ein kreisrunder Durchgang freigegeben ist, entsprechend einer gewöhnlichen Bohrung. Somit kann in der ersten Stellung ein Strömungsverhalten des Fluids gewährleistet werden, wie es von üblichen Lochmasken, die Bohrungen als Strömungsöffnungen aufweisen, bekannt ist.Advantageously, the elongated holes of the first and second actuating elements overlap in the first position in such a way that a circular passage is opened in each, corresponding to a conventional bore. Thus, in the first position, a fluid flow behavior is ensured as is known from conventional slotted masks that have bores as flow openings.

Indem die Langlöcher des ersten Stellelements und des zweiten Stellelements sich in der zweiten Stellung vollständig überschneiden, kann in der zweiten Stellung der Volumenstrom gegenüber der ersten Stellung vergrößert werden, obwohl sich das Hubventil bereits in der Öffnungsposition befindet.Because the elongated holes of the first and second actuating elements completely overlap in the second position, the volume flow can be increased in the second position compared to the first position, even though the lift valve is already in the open position.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das zweite Stellelement gegenüber dem ersten Stellelement in Umfangsrichtung beweglich ist, wobei die Strömungsöffnungen des zweiten Stellelements als Langlöcher ausgebildet sind, welche in Umfangsrichtung ausgerichtet sind und wobei in der ersten Stellung eine Überschneidung der Langlöcher mit den Strömungsöffnungen des ersten Stellelements über einen ersten Teilbereich der Langlöcher bereitgestellt wird und in der zweiten Stellung mittels eines zweiten Teilbereichs der Langlöcher bereitgestellt wird oder wobei die Strömungsöffnungen des ersten Stellelements als Langlöcher ausgebildet sind, welche in Umfangsrichtung ausgerichtet sind und wobei in der ersten Stellung eine Überschneidung der Langlöcher mit den Strömungsöffnungen des zweiten Stellelements über einen ersten Teilbereich der Langlöcher bereitgestellt wird und in der zweiten Stellung mittels eines zweiten Teilbereichs der Langlöcher bereitgestellt wird.According to a particularly preferred embodiment of the invention, the second actuating element is movable relative to the first actuating element in the circumferential direction, wherein the flow openings of the second actuating element are designed as elongated slots which are oriented in the circumferential direction and wherein in the first position an overlap of the elongated slots with the flow openings of the first actuating element is provided via a first partial region of the elongated slots and in the second position by means of a second partial region of the elongated slots or wherein the flow openings of the first actuating element are designed as elongated slots which are oriented in the circumferential direction and wherein in the first position an overlap of the elongated slots with the flow openings of the second actuating element is provided via a first partial region of the elongated slots and in the second position by means of a second partial region of the elongated slots.

Unter dem Begriff „in Umfangsrichtung“ wird dabei eine Richtung senkrecht zur Längsachse des ersten bzw. zweiten Stellelements verstanden. Sofern das erste bzw. zweite Stellelement als Hohlzylinder ausgebildet sind, so ist unter einer Bewegung in Umfangsrichtung eine Rotation des ersten Stellelements relativ zum zweiten Stellelement um die Längsachse zu verstehen. Sofern das erste bzw. zweite Stellelement jedoch als Hohlquader ausgebildet sind, so wird unter der Bewegung in Umfangsrichtung eine Translation des ersten Stellelements relativ zum zweiten Stellelement und senkrecht zur Längsachse verstanden.The term "circumferential" refers to a direction perpendicular to the longitudinal axis of the first or second actuating element. If the first or second actuating element is designed as a hollow cylinder, then circumferential movement means a rotation of the first actuating element relative to the second actuating element about its longitudinal axis. However, if the first or second actuating element is designed as a hollow cuboid, then circumferential movement means a translation of the first actuating element relative to the second actuating element and perpendicular to its longitudinal axis.

Die Langlöcher des ersten bzw. zweiten Stellelements sind dabei vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie die Strömungsöffnungen, insbesondere die kreisrunden Bohrungen, des jeweils anderen Stellelements sowohl in der ersten als auch in der zweiten Stellung jeweils vollständig freigeben, indem die Strömungsöffnungen jeweils mit einem Teilbereich der Langlöcher überlappen.The elongated holes of the first and second actuating elements are preferably designed in such a way that they completely release the flow openings, in particular the circular bores, of the other actuating element in both the first and second positions, by overlapping the flow openings with a portion of the elongated holes.

Durch die Relativbewegung der beiden Stellelemente in Umfangsrichtung werden die Langlöcher bzw. die Strömungsöffnungen folglich zueinander derart bewegt, dass die für das Fluid freigegebene Querschnittsfläche nicht reduziert wird. Die Relativbewegung der beiden Stellelemente hat also keine Auswirkungen auf einen durch die Strömungsöffnungen des ersten Stellelements zugelassenen Volumenstrom.The relative movement of the two actuators in the circumferential direction causes the elongated holes or flow openings to move relative to each other in such a way that the cross-sectional area exposed to the fluid is not reduced. Therefore, the relative movement of the two actuators has no effect on the volume flow permitted through the flow openings of the first actuator.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Anschlag als Spreizelement ausgebildet ist, wobei das erste Stellelement einen in eine Längsrichtung zum Spreizelement weisenden ersten Arm aufweist und das zweite Stellelement einen ebenfalls in die Längsrichtung zum Spreizelement weisenden zweiten Arm aufweist, wobei der zweite Arm den ersten Lochkegel an dessen Axialende durchragt, so dass er benachbart zum ersten Arm ist, wobei das Hubventil dazu ausgebildet ist, dass der erste Arm und der zweite Arm beim Erreichen der Öffnungsposition durch das Spreizelement in Umfangsrichtung gespreizt werden, wenn die Aktuierungskraft die Rückstellkraft übersteigt.According to a further particularly preferred embodiment of the invention, the stop is designed as a spreading element, wherein the first actuating element has a first arm pointing in a longitudinal direction to the spreading element, and the second actuating element has a second arm also pointing in a longitudinal direction to the spreading element, wherein the second arm projects through the first conical hole at its axial end, so that it is adjacent to the first arm, wherein the lifting valve is designed such that the first arm and the second arm are spread circumferentially by the spreading element when the opening position is reached, if the actuating force exceeds the restoring force.

Somit kann auf einfache Weise mittels des mechanischen Zusammenwirkens des ersten und des zweiten Arms mit dem Spreizelement gewährleistet werden, dass beim Erreichen der Öffnungsposition des Hubventils und bei die Rückstellkraft übersteigender Aktuierungskraft das zweite Stellelement gegenüber dem ersten Stellelement in die zweite Stellung gebracht wird.Thus, it can be easily ensured, by means of the mechanical interaction of the first and second arms with the spreading element, that when the opening position of the lift valve is reached and the actuating force exceeds the restoring force, the second actuating element is moved into the second position relative to the first actuating element.

Da der erste Arm am ersten Stellelement angeordnet ist und der zweite Arm am zweiten Stellelement angeordnet ist, sind beide Arme im gleichen Maße im Umfangsrichtung zueinander beweglich wie die beiden Stellelemente. Indem das Spreizelement die beiden Arme gegeneinander spreizt, wird somit die Spreizbewegung, die vorteilhaft eine Bewegung in Umfangsrichtung ist, auf das erste und zweite Stellelement übertragen.Since the first arm is located on the first actuating element and the second arm is located on the second actuating element, both arms are movable relative to each other in the circumferential direction to the same extent as the two actuating elements. By spreading the two arms against each other, the spreading movement, which advantageously results in a movement in the circumferential direction, transferred to the first and second actuating elements.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der erste Arm eine dem zweiten Arm zugewandte Rampe aufweist und der zweite Arme eine dem ersten Arm zugewandt Rampe aufweist oder dass das Spreizelement keilförmig ausgebildet ist.According to a further particularly preferred embodiment of the invention, it is provided that the first arm has a ramp facing the second arm and the second arm has a ramp facing the first arm, or that the spreading element is wedge-shaped.

In ersterem Falle, d.h., wenn der erste Arm und der zweite Arm jeweils die beschriebene Rampe aufweisen, werden die beiden Arme mechanisch auseinandergeschoben, d.h., in Umfangsrichtung gespreizt, wenn das Spreizelement zunehmend in den Raum zwischen dem ersten Arm und dem zweiten Arm bewegt wird. Das Spreizelement kann in diesem Fall beispielsweise quaderförm oder als Rundstab ausgebildet sein.In the first case, i.e., when both the first and second arms have the described ramp, the two arms are mechanically pushed apart, i.e., spread apart circumferentially, as the spreading element is increasingly moved into the space between the first and second arms. In this case, the spreading element can, for example, be cuboid in shape or round.

In letzterem Fall weist das Spreizelement eine Keilform auf, so dass sich die mechanische Spreizung unabhängig von einer besonderen Geometrie, insbesondere unabhängig von einer Rampengeometrie, des ersten Arms und des zweiten Arms ergibt, sobald das Spreizelement zunehmend in den Raum zwischen dem ersten Arm und dem zweiten Arm bewegt wird.In the latter case, the spreading element has a wedge shape, so that the mechanical spreading occurs independently of any special geometry, in particular independent of any ramp geometry, of the first arm and the second arm as soon as the spreading element is increasingly moved into the space between the first arm and the second arm.

In allen Fällen gelangt das Spreizelement in den Raum zwischen dem ersten Arm und dem zweiten Arm, wenn das Stellglied am Anschlag, d.h. am Spreizelement anliegt. Die Spreizung vorzugsweise in Umfangsrichtung des ersten Arms und des zweiten Arms erfolgt dann gegen die Rückstellkraft des Rückstellelements.In all cases, the spreading element enters the space between the first and second arms when the actuator is at its stop, i.e., against the spreading element. The spreading, preferably in the circumferential direction of the first and second arms, then occurs against the restoring force of the restoring element.

Gemäß einer alternativ bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das zweite Stellelement gegenüber dem ersten Stellelement in eine Längsrichtung, beweglich ist, wobei die Strömungsöffnungen des zweiten Stellelements als Langlöcher ausgebildet sind, welche in Längsrichtung ausgerichtet sind und wobei in der ersten Stellung eine Überschneidung der Langlöcher mit den Strömungsöffnungen des ersten Stellelements über einen ersten Teilbereich der Langlöcher bereitgestellt wird und in der zweiten Stellung mittels eines zweiten Teilbereichs der Langlöcher bereitgestellt wird oder wobei die Strömungsöffnungen des ersten Stellelements als Langlöcher ausgebildet sind, welche in Längsrichtung ausgerichtet sind und wobei in der ersten Stellung eine Überschneidung der Langlöcher mit den Strömungsöffnungen des zweiten Stellelements über einen ersten Teilbereich der Langlöcher bereitgestellt wird und in der zweiten Stellung mittels eines zweiten Teilbereichs der Langlöcher bereitgestellt wird.According to an alternative preferred embodiment of the invention, the second actuating element is movable relative to the first actuating element in a longitudinal direction, wherein the flow openings of the second actuating element are designed as elongated slots which are oriented in a longitudinal direction and wherein, in the first position, an overlap of the elongated slots with the flow openings of the first actuating element is provided via a first partial region of the elongated slots and, in the second position, by means of a second partial region of the elongated slots, or wherein the flow openings of the first actuating element are designed as elongated slots which are oriented in a longitudinal direction and wherein, in the first position, an overlap of the elongated slots with the flow openings of the second actuating element is provided via a first partial region of the elongated slots and, in the second position, by means of a second partial region of the elongated slots.

Dies stellt eine alternative Ausführungsform zur bereits beschriebenen Beweglichkeit der zwei Stellelemente in Umfangsrichtung zueinander dar. Statt in Umfangsrichtung werden das zweite Stellelement und das erste Stellelement in diesem Fall relativ zueinander in Längsrichtung der Stellelemente bewegt.This represents an alternative embodiment to the previously described circumferential movement of the two actuating elements relative to each other. Instead of circumferential movement, in this case the second actuating element and the first actuating element are moved relative to each other in the longitudinal direction of the actuating elements.

Unter dem Begriff „Längsrichtung“ wird dabei vorzugsweise eine Hubrichtung des Hubventils verstanden.The term "longitudinal direction" is preferably understood to mean a stroke direction of the stroke valve.

Auch in diesem Fall sind die Langlöcher des ersten bzw. zweiten Stellelements bevorzugt so ausgebildet, dass sie die Strömungsöffnungen, insbesondere die kreisrunden Bohrungen, des jeweils anderen Stellelements sowohl in der ersten als auch in der zweiten Stellung jeweils vollständig freigeben, indem die Strömungsöffnungen jeweils mit einem Teilbereich der Langlöcher überlappen.In this case, too, the elongated holes of the first and second actuating elements are preferably designed in such a way that they completely release the flow openings, in particular the circular bores, of the other actuating element in both the first and second positions, by overlapping the flow openings with a portion of the elongated holes.

Durch die Relativbewegung der beiden Stellelemente in Längsrichtung werden die Langlöcher bzw. die Strömungsöffnungen auch in diesem Fall derart zueinander bewegt, dass die für das Fluid freigegebene Querschnittsfläche nicht reduziert wird.Due to the relative movement of the two actuating elements in the longitudinal direction, the elongated holes or the flow openings are moved towards each other in such a way that the cross-sectional area released for the fluid is not reduced.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass sowohl die Strömungsöffnungen des ersten Stellelements als Langlöcher ausgebildet sind als auch die Strömungsöffnungen des zweiten Stellelements als Langlöcher ausgebildet sind, wobei in der ersten Stellung ein erster Teilbereich der Langlöcher des ersten Stellelements mit einem zweiten Teilbereich der Langlöcher des zweiten Stellelements überlappt und wobei in der zweiten Stellung die Langlöcher des ersten Stellelements mit den Langlöchern des zweiten Stellelements vollständig überlappen.According to a particularly preferred embodiment of the invention, it is provided that both the flow openings of the first actuating element are designed as elongated holes and the flow openings of the second actuating element are designed as elongated holes, wherein in the first position a first partial area of the elongated holes of the first actuating element overlaps with a second partial area of the elongated holes of the second actuating element and wherein in the second position the elongated holes of the first actuating element completely overlap with the elongated holes of the second actuating element.

Dies führt auch bei dieser Ausführungsform dazu, dass die Überschneidung, d.h. die für das Fluid freigegebene Querschnittsfläche und damit der Volumenstrom in der zweiten Stellung gegenüber der ersten Stellung vergrößert werden kann.In this embodiment, this also leads to an increase in the overlap, i.e., the cross-sectional area released for the fluid and thus the volume flow rate, in the second position compared to the first position.

Die Überschneidung wird wieder reduziert, wenn das zweite Stellelement gegenüber dem ersten Stellelement wieder in die erste Stellung gebracht wird. Somit kann also der Volumenstrom bedarfsweise erhöht werden, ohne dabei die Steuereigenschaften des Hubventils im Normalbetrieb, d.h. in einer Position zwischen der Öffnungsposition und der Schließposition, ungünstig zu beeinflussen.The overlap is reduced again when the second actuator is returned to its first position relative to the first actuator. Thus, the flow rate can be increased as needed without adversely affecting the control characteristics of the lift valve during normal operation, i.e., in a position between the open and closed positions.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das erste Stellelement zusätzliche Strömungsöffnungen aufweist und das zweite Stellelement ebenfalls zusätzliche Strömungsöffnungen aufweist, wobei das Hubventil derart ausgebildet ist, dass in der ersten Stellung keine Überschneidung der zusätzliche Strömungsöffnungen des ersten Stellelements mit den zusätzlichen Strömungsöffnungen des zweiten Stellelements bereitgestellt wird und in der zweiten Stellung eine Überschneidung der zusätzliche Strömungsöffnungen des ersten Stellelements mit den zusätzlichen Strömungsöffnungen des zweiten Stellelements bereitgestellt wird.According to a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the first actuating element has additional flow openings and the second actuating element also has additional flow openings, wherein The lift valve is designed such that in the first position there is no overlap of the additional flow openings of the first actuating element with the additional flow openings of the second actuating element, and in the second position there is an overlap of the additional flow openings of the first actuating element with the additional flow openings of the second actuating element.

Somit werden durch die Relativbewegung des zweiten Stellelements zum ersten Stellelement also zusätzlichen Strömungsöffnungen des ersten Stellelements in Überschneidung mit den zusätzlichen Strömungsöffnungen des zweiten Stellelements gebracht und dadurch eine zusätzliche Querschnittsfläche für das Fluid freigegeben, so dass der Volumenstrom vergrößert werden kann.Thus, the relative movement of the second actuating element to the first actuating element brings additional flow openings of the first actuating element into overlap with the additional flow openings of the second actuating element, thereby releasing an additional cross-sectional area for the fluid, so that the volume flow can be increased.

Es ist dabei grundsätzlich unerheblich, ob die Relativbewegung in Längsrichtung oder in Umfangsrichtung erfolgt.It is fundamentally irrelevant whether the relative movement occurs in the longitudinal or circumferential direction.

Bei den zusätzlichen Strömungsöffnungen des ersten und des zweiten Stellelements handelt es sich vorzugsweise um Bohrungen, insbesondere um kreisrunde Bohrungen. Es sind jedoch auch andere Ausbildungsformen wir Langlöcher, Schlitze oder eckige Strömungsöffnungen denkbar.The additional flow openings of the first and second actuating elements are preferably bores, in particular circular bores. However, other designs such as elongated holes, slots, or rectangular flow openings are also conceivable.

Bei den zusätzlichen Strömungsöffnungen handelt es sich im Sinne der Erfindung um Strömungsöffnungen.The additional flow openings are, in the sense of the invention, flow openings.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die zusätzliche Strömungsöffnungen des zweiten Stellelements in der zweiten Stellung deckungsgleich zu den zusätzliche Strömungsöffnungen des ersten Stellelements sind.According to a particularly preferred embodiment of the invention, it is provided that the additional flow openings of the second actuating element are identical to the additional flow openings of the first actuating element in the second position.

Daraus ergibt sich der Vorteil, dass die Querschnittsfläche der zusätzlichen Strömungsöffnungen des ersten und des zweiten Stellelements vollständig ausgenutzt werden kann, um einen möglichst hohen Volumenstrom zu ermöglichen.This offers the advantage that the cross-sectional area of the additional flow openings of the first and second actuating elements can be fully utilized to enable the highest possible volume flow.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass Strömungsöffnungen des ersten Stellelements und Strömungsöffnungen des zweiten Stellelements in der ersten Stellung lediglich teilweise deckungsgleich zueinander ausgebildet sind, wobei eine erste Querschnittsfläche für das Fluid freigegeben ist, wobei die Strömungsöffnungen des ersten Stellelements und die Strömungsöffnungen des zweiten Stellelements in der zweiten Stellung derart zueinander ausgebildet sind, dass eine zweite Querschnittsfläche für das Fluid freigegeben ist, die größer ist als die erste Querschnittsfläche.According to a particularly preferred embodiment of the invention, it is provided that the flow openings of the first actuating element and the flow openings of the second actuating element are only partially congruent with each other in the first position, wherein a first cross-sectional area is released for the fluid, wherein the flow openings of the first actuating element and the flow openings of the second actuating element are configured in such a way with respect to each other in the second position that a second cross-sectional area is released for the fluid which is larger than the first cross-sectional area.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Hubventil derart ausgebildet ist, dass die in der zweiten Stellung gegenüber der ersten Stellung zusätzlich bereitgestellte Überschneidung in einer dem Anschlag zugewandten Axialhälfte des Stellglieds bereitgestellt wird.According to a further preferred embodiment of the invention, the lifting valve is designed such that the additional overlap provided in the second position compared to the first position is provided in an axial half of the actuator facing the stop.

Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass das Steuerverhalten des Hubventils, insbesondere ein gleichprozentiges Steuerverhalten des Hubventils, erhalten werden kann. Insbesondere bei einem Hubventil mit gleichprozentigem Steuerverhalten ist nämlich ein Großteil der das Steuerverhalten prägenden Strömungsöffnungen in einer dem Anschlag abgewandten Axialhälfte des Stellglieds angeordnet, so dass hier naturgemäß vergleichsweise weniger Fläche zur Anbringung von zusätzlichen Strömungsöffnungen bzw. zur Anbringung von vergrößerten Strömungsöffnungen zur Verfügung steht. In der dem Anschlag zugewandten Axialhälfte des Stellglieds sind hingegen insbesondere bei einem Hubventil mit gleichprozentigem Steuerverhalten vergleichsweise wenig Strömungsöffnungen vorgesehen, so dass hier entsprechend mehr Fläche zur Anbringung von Zusatz-Strömungsöffnungen bzw. zur Anbringung von vergrößerten Strömungsöffnungen zur Verfügung steht.This offers the advantage of preserving the control behavior of the lift valve, particularly its equal-percentage control behavior. Specifically, in a lift valve with equal-percentage control, a large proportion of the flow orifices that determine the control behavior are located in the axial half of the actuator opposite the end stop. Consequently, there is naturally less surface area available for additional or larger flow orifices in this half. Conversely, in the axial half of the actuator opposite the end stop, there are comparatively few flow orifices, especially in a lift valve with equal-percentage control. Therefore, a correspondingly larger surface area is available for additional or larger flow orifices.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das erste Stellelement als erster Lochkegel ausgebildet ist und das zweite Stellelement als zweiter Lochkegel ausgebildet ist.According to a further preferred embodiment of the invention, the first actuating element is designed as a first conical hole and the second actuating element is designed as a second conical hole.

Unter dem Begriff Lochkegel sind im Stand der Technik dabei eine bestimmte, individuell vorgebbare Lochmaske aufweisende Hohlzylinder bekannt, die oftmals als Stellglieder in Hubventilen Verwendung finden.In the prior art, the term "perforated cone" refers to a specific hollow cylinder with an individually definable perforation mask, which is often used as an actuator in lift valves.

Daraus ergibt sich der Vorteil, dass die Erfindung auf einfache Weise in bekannten Hubventilen realisiert werden kann.This offers the advantage that the invention can be easily implemented in known lift valves.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beispielhaft erläutert.The invention is explained below by way of example with reference to embodiments shown in the figures.

Es zeigen:

1 beispielhaft eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hubventils zum Einstellen eines Volumenstroms eines Fluids ,
2 beispielhaft und schematisch eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hubventils zum Einstellen eines Volumenstroms eines Fluids in der ersten Stellung,
3 beispielhaft und schematisch das Hubventil der 2 in der zweiten Stellung,
4 beispielhaft und schematisch eine weitere mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hubventils zum Einstellen eines Volumenstroms eines Fluids in der ersten Stellung,
5 beispielhaft und schematisch das Hubventil der 4 in der zweiten Stellung,
6 beispielhaft und schematisch eine weitere mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hubventils zum Einstellen eines Volumenstroms eines Fluids in der ersten Stellung und
7 beispielhaft und schematisch das Hubventil der 6 in der zweiten Stellung.

They show:

1 An example of a possible embodiment of a lift valve according to the invention for adjusting the volume flow of a fluid ,
2 An exemplary and schematic embodiment of a lift valve according to the invention for adjusting a volume flow of a fluid in the first position,
3 Example and schematic diagram of the lift valve of the 2 in the second position,
4 An exemplary and schematic representation of another possible embodiment of a lift valve according to the invention for adjusting the volume flow of a fluid in the first position,
5 Example and schematic of the lift valve of the 4 in the second position,
6 An exemplary and schematic representation of another possible embodiment of a lift valve according to the invention for adjusting a volume flow rate of a fluid in the first position and
7 Example and schematic of the lift valve of the 6 in the second position.

Gleiche Gegenstände, Funktionseinheiten und vergleichbare Komponenten sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Diese Gegenstände, Funktionseinheiten und vergleichbaren Komponenten sind hinsichtlich ihrer technischen Merkmale identisch ausgeführt, sofern sich aus der Beschreibung nicht explizit oder implizit etwas anderes ergibt.Identical objects, functional units, and comparable components are designated across all figures using the same reference symbols. These objects, functional units, and comparable components are identical in their technical characteristics unless explicitly or implicitly stated otherwise in the description.

1 zeigt beispielhaft eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hubventils 10 zum Einstellen eines Volumenstroms eines Fluids. 1 Figure 1 shows an example of a possible embodiment of a lift valve 10 according to the invention for adjusting a volume flow of a fluid.

Das Hubventil 10 der 1 umfasst ein Ventilgehäuse 50 mit einem Einlasskanal 51 und einem Auslasskanal 52.The lifting valve 10 of the 1 includes a valve housing 50 with an inlet port 51 and an outlet port 52.

In einem den Einlasskanal 51 mit dem Auslasskanal 52 verbindenden Durchgang 53 ist ein Stellglied 40 angeordnet, welches ein erstes Stellelement 20 und ein zweites Stellelement 30 umfasst.In a passage 53 connecting the inlet channel 51 with the outlet channel 52, an actuator 40 is arranged, which comprises a first actuating element 20 and a second actuating element 30.

Zwischen dem esten Stellelement 20 und dem zweiten Stellelement 30 sind beispielsgemäß zwei als mechanische Federn 13 ausgebildete Rückstellelemente 13 angeordnet. Die zwei Rückstellelemente 13 stellen eine Rückstellkraft bereit, die zwischen dem ersten Stellelement 20 und dem zweiten Stellelement 30 wirkt und das erste Stellelement 20 gegenüber dem zweiten Stellelement 30 in die erste Stellung drängt.For example, two return elements 13, designed as mechanical springs 13, are arranged between the first actuating element 20 and the second actuating element 30. The two return elements 13 provide a return force that acts between the first actuating element 20 and the second actuating element 30 and forces the first actuating element 20 into the first position relative to the second actuating element 30.

Wie zu sehen ist, ist das zweite Stellelement 30 innerhalb des ersten Stellelements 20 angeordnet ist, so dass eine Außenseite des zweiten Stellelements 30 gleitend an eine Innenseite des ersten Stellelements 20 anliegt. Das zweite Stellelement 30 ist damit relativ zum ersten Stellelement 20 beweglich im Hubventil 10 angeordnet, so dass es gegenüber dem ersten Stellelement 20 von einer ersten Stellung in eine zweite Stellung bewegt werden kann. Beispielsgemäß ist das zweite Stellelement 30 in eine Längsrichtung 17 beweglich. Die Längsrichtung 17 entspricht auch der Hubrichtung des Hubventils 10.As can be seen, the second actuating element 30 is arranged inside the first actuating element 20, such that an outer surface of the second actuating element 30 slides against an inner surface of the first actuating element 20. The second actuating element 30 is thus movable relative to the first actuating element 20 within the stroke valve 10, allowing it to be moved from a first position to a second position relative to the first actuating element 20. For example, the second actuating element 30 is movable in a longitudinal direction 17. The longitudinal direction 17 also corresponds to the stroke direction of the stroke valve 10.

Das Hubventil 10 umfasst weiterhin auch einen Ventilsitz 11 und einen ringförmigen Anschlag 14.The lift valve 10 also includes a valve seat 11 and an annular stop 14.

In der Darstellung der 1 ist das Hubventil 10 in der Öffnungsposition und in der zweiten Stellung zu sehen, d.h., dass die maximal mögliche Querschnittsfläche für das Fluid freigegeben ist, In der zweiten Stellung hat der Aktuator die Rückstellkraft der Rückstellelemente 13 überwunden.In the presentation of the 1 The lifting valve 10 can be seen in the open position and in the second position, i.e., that the maximum possible cross-sectional area for the fluid is released. In the second position, the actuator has overcome the restoring force of the restoring elements 13.

Ein Übertragungselement 12 eines Aktuators (nicht dargestellt in 1) ist beidpielsgemäß als Stellstange 12 ausgebildet und weist einen Wulst 12' auf. Der Wulst 12' liegt in der Schließposition des Hubventils 10 an das erste Stellelement 20 an und dichtet eine Durchführung im ersten Stellelement 20 ab, durch welche die Stellstange 12 an das zweite Stellelement 30 angreift.A transmission element 12 of an actuator (not shown in 1 ) is designed as an actuating rod 12 and has a bead 12'. In the closed position of the lift valve 10, the bead 12' rests against the first actuating element 20 and seals a passage in the first actuating element 20 through which the actuating rod 12 engages the second actuating element 30.

Das erste Stellelement 20 weist zudem eine Dichtkante 23 auf, welche in der Schließposition des Hubventils 10 den Durchgang 53 gegen den Ventilsitz 11 zusätzlich abdichtet.The first actuating element 20 also has a sealing edge 23 which, in the closed position of the lift valve 10, additionally seals the passage 53 against the valve seat 11.

2 zeigt beispielhaft und schematisch eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hubventils 10 zum Einstellen eines Volumenstroms eines Fluids in der ersten Stellung. 2 Figure 10 shows an exemplary and schematic embodiment of a lift valve 10 according to the invention for adjusting a volume flow of a fluid in the first position.

Das Hubventil 10 der 2 umfasst ein Stellglied 40, welches seinerseits ein erstes Stellelement 20 sowie ein zweites Stellelement 30 umfasst. Das erste Stellelement 20 und das zweite Stellelement 30 bilden somit gemeinsam das Stellglied 40 des Hubventils 10.The lifting valve 10 of the 2 The actuator 40 comprises a control element 40, which in turn comprises a first control element 20 and a second control element 30. The first control element 20 and the second control element 30 together form the control element 40 of the lift valve 10.

Das erste Stellelement 20 weist erste Strömungsöffnungen 21, 22 mit einer ersten Querschnittsfläche auf und das zweite Stellelement 30 weist entsprechend zweite Strömungsöffnungen 31, 32 mit einer zweiten Querschnittsfläche auf. Es sei darauf hingewiesen, dass das erste Stellelement 20 und das zweite Stellelement 30 jeweils eine Vielzahl von Strömungsöffnungen aufweisen können, jedoch zugunsten einer besseren Anschaulichkeit in der schematischen Darstellung der 1 nur die vier genannten Strömungsöffnungen 21, 22, 31, 32 dargestellt sind.The first actuating element 20 has first flow openings 21, 22 with a first cross-sectional area, and the second actuating element 30 correspondingly has second flow openings 31, 32 with a second cross-sectional area. It should be noted that the first actuating element 20 and the second actuating element 30 can each have a plurality of flow openings; however, for the sake of clarity in the schematic representation of the 1 Only the four mentioned flow openings 21, 22, 31, 32 are shown.

Die erste Querschnittsfläche ist dabei die Summe aller Querschnittsflächen der ersten Strömungsöffnungen 21, 22 und die zweite Querschnittsfläche ist entsprechend die Summe aller Querschnittsflächen der zweiten Strömungsöffnungen 31, 32.The first cross-sectional area is the sum of all cross-sectional areas of the first flow openings 21, 22 and the second cross-sectional area is accordingly the sum of all cross-sectional areas of the second flow openings 31, 32.

Wie zu sehen ist, ist auch hier das zweite Stellelement 30 innerhalb des ersten Stellelements 20 angeordnet ist, so dass eine Außenseite des zweiten Stellelements 30 gleitend an eine Innenseite des ersten Stellelements 20 anliegt. Beispielsgemäß ist das zweite Stellelement 30 wieder in eine Längsrichtung 17 beweglich. Die Längsrichtung 17 entspricht auch der Hubrichtung des Hubventils 10.As can be seen, the second actuating element 30 is also arranged inside the first actuating element 20, so that an outer surface of the second actuating element 30 slides against an inner surface of the first actuating element 20. As an example, the second actuating element 30 is again movable in a longitudinal direction 17. The longitudinal direction 17 also corresponds to the stroke direction of the stroke valve 10.

Das Hubventil 10 umfasst beispielsgemäß weiterhin einen Ventilsitz 11, zwei als mechanische Federn 13 ausgebildete Rückstellelemente 13 sowie einen ein Übertragungselement 12 eines Aktuators .The lift valve 10 further comprises, for example, a valve seat 11, two return elements 13 designed as mechanical springs 13 and a transmission element 12 of an actuator.

In der Darstellung der 2 ist das Stellglied 40 in der ersten Stellung gezeigt. In der ersten Stellung überschneiden sich die Strömungsöffnung 21 des ersten Stellelements 20 und die Strömungsöffnung 31 des zweiten Stellelements 30. Die Strömungsöffnung 22 des ersten Stellelements 20 und die Strömungsöffnung 32 des zweiten Stellelements 30 überschneiden sich jedoch nicht, so dass die Strömungsöffnung 22 durch die Wandung des zweiten Stellelements 30 verschlossen ist nicht für den Volumenstrom des Fluids zur Verfügung steht, in anderen Worten also nicht für das Fluid freigegeben ist.In the presentation of the 2 The actuator 40 is shown in its first position. In this position, the flow opening 21 of the first actuator 20 and the flow opening 31 of the second actuator 30 overlap. However, the flow opening 22 of the first actuator 20 and the flow opening 32 of the second actuator 30 do not overlap, so that the flow opening 22 is closed by the wall of the second actuator 30 and is not available for the fluid flow; in other words, it is not open to the fluid.

Der Aktuator ist beispielsgemäß als Stellmotor (nicht dargestellt in 2) mit einem stangenartigen Angriffsmittel ausgebildet, über welches er an das zweite Stellelement 30 angreift. Mittels einer Aktuierungskraft, die der erste Aktuator über das Übertragungselement 12 bei einer Betätigung des Hubventils 10 auf das zweite Stellelement 30 - und damit auch auf das erste Stellelement 20, welches über die Rückstellelemente 13 gegenüber dem ersten Stellelement in der ersten Stellung gehalten wird - ausübt, kann das Stellglied 40 gegenüber dem Ventilsitz 11 kontinuierlich zwischen einer Schließposition und einer Öffnungsposition verstellt werden, um den jeweils gewünschten Volumenstrom einzustellen.The actuator is, for example, a servo motor (not shown in 2 ) with a rod-like actuating element, via which it engages the second actuating element 30. By means of an actuating force that the first actuator exerts on the second actuating element 30 via the transmission element 12 when the lift valve 10 is actuated – and thus also on the first actuating element 20, which is held in the first position relative to the first actuating element by the return elements 13 – the actuating element 40 can be continuously adjusted relative to the valve seat 11 between a closed position and an open position in order to set the desired volume flow.

In der Schließposition ist das Stellglied 40 dabei vollständig in den Ventilsitz 11 eingefahren. Da in der Schließposition sämtliche Strömungsöffnungen 21, 22 des ersten Stellglieds 20 vom Ventilsitz 11 verschlossen sind, ist dementsprechend der Volumenstrom vollständig unterbunden. Das Hubventil 10 ist geschlossen und ein Durchgang des Fluids durch das Hubventil 10 ist nicht möglich.In the closed position, the actuator 40 is fully retracted into the valve seat 11. Since all flow openings 21, 22 of the first actuator 20 are closed by the valve seat 11 in the closed position, the flow of fluid is completely stopped. The lift valve 10 is closed, and fluid cannot pass through the lift valve 10.

In der Öffnungsposition hingegen ist das Stellglied 40 soweit aus dem Ventilsitz 11 ausgefahren, dass das erste Stellelement 20 mechanisch an den Anschlag 14 anliegt. Der Anschlag 14 ist beispielsgemäß ein Sperrkörper, der ein weiteres Öffnen des Hubventils 10 mechanisch verhindert.In the open position, however, the actuator 40 is extended from the valve seat 11 to such an extent that the first actuating element 20 mechanically rests against the stop 14. The stop 14 is, for example, a locking element that mechanically prevents the poppet valve 10 from opening further.

Wenn der Aktuator über das Übertragungselement 12 nun weiterhin eine Aktuierungskraft in Öffnungsrichtung auf das zweite Stellelement 30 ausübt, so wird das zweite Stellelement 30 gegenüber dem ersten Stellelement 20 aus der ersten Stellung in die zweite Stellung bewegt (siehe 3)If the actuator continues to exert an actuating force in the opening direction on the second actuating element 30 via the transmission element 12, the second actuating element 30 is moved from the first position to the second position relative to the first actuating element 20 (see 3 )

In einer zweiten Stellung überschneiden sich sowohl die Strömungsöffnung 21 des ersten Stellelements 20 und die Strömungsöffnung 31 des zweiten Stellelements 30 als auch die zusätzliche Strömungsöffnung 22 des ersten Stellelements 20 und die zusätzliche Strömungsöffnung 32 des zweiten Stellelements 30.In a second position, both the flow opening 21 of the first actuating element 20 and the flow opening 31 of the second actuating element 30 overlap, as do the additional flow opening 22 of the first actuating element 20 and the additional flow opening 32 of the second actuating element 30.

Somit ist in der zweiten Stellung die Überschneidung der ersten Querschnittsfläche mit der zweiten Querschnittsfläche größer als in der ersten Stellung.Thus, in the second position, the overlap of the first cross-sectional area with the second cross-sectional area is greater than in the first position.

Die vergleichsweise größere Überschneidung und die sich daraus ergebende größere, für das Fluid freigegebene Querschnittsfläche in der zweiten Stellung folgt u.a. aus der spezifischen Form der Strömungsöffnung 31 des zweiten Stellelements 30, die beispielsgemäß als Langloch 30 ausgebildet ist, wobei das Langloch 31 in Längsrichtung 17 ausgerichtet sind.The comparatively larger overlap and the resulting larger cross-sectional area released for the fluid in the second position results, among other things, from the specific shape of the flow opening 31 of the second actuating element 30, which is designed, for example, as an elongated hole 30, wherein the elongated hole 31 is aligned in the longitudinal direction 17.

Die Strömungsöffnung 21 des ersten Stellelements 20 ist in der ersten Stellung somit durch einen ersten Teilbereich des Langlochs 31 freigegeben. In der zweiten Stellung wird das Langloch 31 mitsamt dem zweiten Stellelement 30 in der Darstellung der 2 nach oben bewegt, so dass die Strömungsöffnung 21 durch einen zweiten Teilbereich des Langlochs 31 freigegeben ist (siehe 3). Somit bleibt die für das Fluid freigegebene Querschnittsfläche der Strömungsöffnung 21 bei einem Wechsel der ersten Stellung in die zweite Stellung erhalten. Die Strömungsöffnung 22 hingegen wird von der Strömungsöffnung 32 in der zweiten Stellung zusätzlich freigegeben und in der ersten Stellung wieder versperrt.In the first position, the flow opening 21 of the first actuating element 20 is thus opened by a first partial section of the elongated hole 31. In the second position, the elongated hole 31 together with the second actuating element 30 is opened, as shown in the illustration. 2 moved upwards, so that the flow opening 21 is exposed through a second section of the elongated hole 31 (see 3 Thus, the cross-sectional area of the flow opening 21, which is open to the fluid, remains unchanged when switching from the first to the second position. The flow opening 22, however, is additionally opened by the flow opening 32 in the second position and closed again in the first position.

Gemäß eines weiteren, in 2 nicht dargestellten Ausführungsbeispiels ist nicht die Strömungsöffnung 31 des zweiten Stellelements 30 als Langloch 31 ausgebildet, sondern die Strömungsöffnung 21 des ersten Stellelements 20.According to another, in 2 In the embodiment not shown, the flow opening 31 of the second actuating element 30 is not designed as an elongated hole 31, but rather the flow opening 21 of the first actuating element 20.

Die Strömungsöffnung 31 des zweiten Stellelements 30 ist beispielsgemäß hingegen als kreisrunde Strömungsöffnung 31 ausgebildet.The flow opening 31 of the second actuating element 30, for example, is designed as a circular flow opening 31.

Dies ermöglicht einen identischen Betrieb des Hubventils 10 wie im Ausführungsbeispiels der 2 beschrieben.This enables identical operation of the lift valve 10 as in the embodiment of the 2 described.

3 zeigt beispielhaft und schematisch das Hubventil 10 der 2 in der zweiten Stellung. 3 shows, by way of example and schematically, the lifting valve 10 of the 2 in the second position.

Wie zu sehen ist, überschneiden sich in der zweiten Stellung sowohl die Strömungsöffnung 21 des ersten Stellelements 20 und die Strömungsöffnung 31 des zweiten Stellelements 30 als auch die Strömungsöffnung 22 des ersten Stellelements 20 und die Strömungsöffnung 32 des zweiten Stellelements 30.As can be seen, in the second position both the flow opening 21 of the first actuating element 20 and the flow opening 31 of the second actuating element 30 overlap, as do the flow opening 22 of the first actuating element 20 and the flow opening 32 of the second actuating element 30.

Somit ist in der zweiten Stellung eine maximale Überschneidung hergestellt und der Volumenstrom des Fluids ebenfalls maximal.Thus, in the second position, maximum overlap is achieved and the fluid flow rate is also maximum.

4 zeigt beispielhaft und schematisch eine weitere mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hubventils 10 zum Einstellen eines Volumenstroms eines Fluids in der ersten Stellung. 4 Figure 1 shows, by way of example and schematically, another possible embodiment of a lift valve 10 according to the invention for adjusting a volume flow of a fluid in the first position.

Das Hubventil 10 der 4 unterscheidet sich vom Hubventil 10 der 2 zunächst dadurch, dass das zweite Stellelement 30 gegenüber dem ersten Stellelement 20 - statt in Längsrichtung 17 - in Umfangsrichtung 18 beweglich ist.The lifting valve 10 of the 4 differs from the lift valve 10 of the 2 firstly, by the fact that the second actuating element 30 is movable relative to the first actuating element 20 - instead of in longitudinal direction 17 - in circumferential direction 18.

Das Rückstellelement 13, beispielsgemäß eine mechanische Feder 13, ist beispielsgemäß an einer Außenseite des Stellglieds 40 zwischen zwei Hebeln 13', 13" angeordnet. Der Hebel 13' ist dabei beispielsgemäß dem ersten Stellglied 20 zugeordnet und mit diesem mechanisch verbunden und der Hebel 13" ist dem zweiten Stellglied 30 zugeordnet und mit diesem mechanisch verbunden. Indem das Rückstellelement 13 eine Rückstellkraft auf die Hebel 13', 13" ausübt, wird das zweite Stellelement 30 gegenüber dem ersten Stellelement 20 in die erste Stellung gedrängt.The return element 13, for example a mechanical spring 13, is arranged, for example, on an outer surface of the actuator 40 between two levers 13', 13". The lever 13' is, for example, assigned to and mechanically connected with the first actuator 20, and the lever 13" is assigned to and mechanically connected with the second actuator 30. By exerting a return force on the levers 13', 13" of the return element 13, the second actuator 30 is forced into its first position relative to the first actuator 20.

Der Anschlag 14 ist beim Hubventil 10 der 4 beispielsgemäß als Spreizelement 14 ausgebildet, welches beim Bewegen des zweiten Stellelements 30 aus der ersten Stellung in die zweite Stellung mit einem zum Spreizelement 14 weisenden ersten Arm 15 und einem ebenfalls zum Spreizelement 14 weisenden zweiten Arm 16 wechselwirkt.The stop 14 is located on the lifting valve 10 of the 4 for example designed as a spreading element 14 which, when the second actuating element 30 is moved from the first position to the second position, interacts with a first arm 15 pointing towards the spreading element 14 and a second arm 16 also pointing towards the spreading element 14.

Der erste Arm 15 ist dabei dem ersten Stellglied 20 zugeordnet und mit diesem mechanisch verbunden und der zweite Arm 16 ist dabei dem zweiten Stellglied 30 zugeordnet und mit diesem mechanisch verbunden. Der zweite Arm 16 ragt dabei durch eine Strömungsöffnung des ersten Stellelements 20 und ist benachbart zum ersten Arm 15.The first arm 15 is assigned to and mechanically connected with the first actuator 20, and the second arm 16 is assigned to and mechanically connected with the second actuator 30. The second arm 16 extends through a flow opening of the first actuator 20 and is adjacent to the first arm 15.

Beispielsgemäß weist der erste Arm 15 eine dem zweiten Arm 16 zugewandte Rampe 15' auf und der zweite Arme 16 weist eine dem ersten Arm 15 zugewandt Rampe 16' auf.For example, the first arm 15 has a ramp 15' facing the second arm 16 and the second arm 16 has a ramp 16' facing the first arm 15.

Wenn das Übertragungselement 12 des Aktuators nun das Stellglied 40 immer weiter in Öffnungsrichtung betätigt, so gelangen der erste Arm 15 mit der Rampe 15' und der zweite Arm 16 mit der Rampe 16' beim Erreichen der Öffnungsposition in Anlage mit dem Anschlag 14.If the transmission element 12 of the actuator now actuates the actuating element 40 further and further in the opening direction, the first arm 15 with the ramp 15' and the second arm 16 with the ramp 16' come into contact with the stop 14 when the opening position is reached.

Bei einer weiteren Betätigung des Stellglieds 40 über die Öffnungsposition hinaus, wird das Spreizelement 14 entlang der Rampen 15', 16' zwischen die Arme 15, 16 gedrängt, so dass die Arme 15, 16 entlang einer Kreisbahn in Umfangsrichtung 17 gespreizt werden. Da die Arme 15, 16 mit dem ersten Stellelement 20 bzw. mit dem zweiten Stellelement 30 mechanisch verbunden sind, werden auch das erste Stellelement 20 und das zweite Stellelement 30 in Umfangsrichtung zueinander bewegt, so dass das zweite Stellelement 30 gegenüber dem ersten Stellelement 20 in die zweite Stellung bewegt wird.Upon further actuation of the actuator 40 beyond the open position, the spreading element 14 is forced along the ramps 15', 16' between the arms 15, 16, so that the arms 15, 16 are spread along a circular path in the circumferential direction 17. Since the arms 15, 16 are mechanically connected to the first actuating element 20 and the second actuating element 30 respectively, the first actuating element 20 and the second actuating element 30 are also moved circumferentially relative to each other, so that the second actuating element 30 is moved into the second position relative to the first actuating element 20.

In der ersten Stellung überschneiden sich die Strömungsöffnung 21 des ersten Stellelements 20 und ein erster Teilbereich der als Langloch 31 ausgebildeten Strömungsöffnung 31 des zweiten Stellelements 30.In the first position, the flow opening 21 of the first actuating element 20 and a first part of the flow opening 31 of the second actuating element 30, which is designed as an elongated hole 31, overlap.

Die zusätzliche Strömungsöffnung 22 des ersten Stellelements 20 und die zusätzliche Strömungsöffnung 32 des zweiten Stellelements 30 überschneiden sich hingegen nicht.The additional flow opening 22 of the first actuating element 20 and the additional flow opening 32 of the second actuating element 30 do not overlap.

Da das Langloch 31 des zweiten Stellelements 30 beispielsgemäß in Umfangsrichtung 18 ausgerichtet ist, überschneidet sich die Strömungsöffnung 21 des ersten Stellelements 20 in der zweiten Stellung mit einem zweiten Teilbereich des Langlochs 31.Since the elongated hole 31 of the second actuating element 30 is, for example, oriented in circumferential direction 18, the flow opening 21 of the first actuating element 20 overlaps with a second part of the elongated hole 31 in the second position.

Zusätzlich überschneiden sich in der zweiten Stellung die zusätzliche Strömungsöffnung 22 des ersten Stellelements 20 und die zusätzliche Strömungsöffnung 32 des zweiten Stellelements 30 (siehe 5).Additionally, in the second position, the additional flow opening 22 of the first actuating element 20 and the additional flow opening 32 of the second actuating element 30 overlap (see 5 ).

Somit bleibt auch bei der beispielhaften Ausführungsform der 4 die für das Fluid freigegebene Querschnittsfläche der Strömungsöffnung 21 bei einem Wechsel der ersten Stellung in die zweite Stellung erhalten. Die zusätzliche Strömungsöffnung 22 hingegen wird von der zusätzliche Strömungsöffnung 32 in der zweiten Stellung zusätzlich freigegeben und in der ersten Stellung wieder versperrt.Thus, even in the exemplary embodiment, the 4 The cross-sectional area of the flow opening 21, which is exposed to the fluid, is maintained when changing from the first to the second position. The additional flow opening 22, however, is further opened by the additional flow opening 32 in the second position and closed again in the first position.

5 zeigt beispielhaft und schematisch das Hubventil 10 der 4 in der zweiten Stellung. 5 shows, by way of example and schematically, the lifting valve 10 of the 4 in the second position.

Wie zu sehen ist, überschneiden sich in der zweiten Stellung sowohl die Strömungsöffnung 21 des ersten Stellelements 20 und die Strömungsöffnung 31 des zweiten Stellelements 30 als auch die zusätzliche Strömungsöffnung 22 des ersten Stellelements 20 und die zusätzliche Strömungsöffnung 32 des zweiten Stellelements 30.As can be seen, in the second position both the flow opening 21 of the first actuating element 20 and the flow opening overlap. nung 31 of the second actuating element 30 as well as the additional flow opening 22 of the first actuating element 20 and the additional flow opening 32 of the second actuating element 30.

Somit ist auch hier in der zweiten Stellung eine maximale Überschneidung hergestellt und der Volumenstrom des Fluids wiederum maximal.Thus, in the second position, maximum overlap is achieved and the fluid flow rate is again at its maximum.

6 zeigt beispielhaft und schematisch eine weitere mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hubventils 10 zum Einstellen eines Volumenstroms eines Fluids in der ersten Stellung. 6 Figure 1 shows, by way of example and schematically, another possible embodiment of a lift valve 10 according to the invention for adjusting a volume flow of a fluid in the first position.

Das Hubventil 10 der 6 unterscheidet sich vom Hubventil 10 der 4 beispielsgemäß durch die Ausbildung der Strömungsöffnung 21 des ersten Stellelements 20.The lifting valve 10 of the 6 differs from the lift valve 10 of the 4 for example by the formation of the flow opening 21 of the first actuating element 20.

Beispielsgemäß ist die Strömungsöffnung 21 des ersten Stellelements 20 nämlich ebenso wie die Strömungsöffnung 31 des zweiten Stellelements 30 als Langloch 21, 31 ausgebildet.For example, the flow opening 21 of the first actuating element 20, as well as the flow opening 31 of the second actuating element 30, is designed as an elongated hole 21, 31.

In der in 6 gezeigten ersten Stellung des Stellglieds 40 überschneidet sich ein erster Teilbereich des Langlochs 21 des ersten Stellelements 20 mit einem zweiten Teilbereich des Langlochs 31 des zweiten Stellelements 30.In the 6 In the first position of the actuator 40 shown, a first part of the elongated hole 21 of the first actuator 20 overlaps with a second part of the elongated hole 31 of the second actuator 30.

Die für das Fluid freigegebene Querschnittsfläche in der ersten Stellung ergibt sich somit aus der Überschneidung des ersten Teilbereichs des Langlochs 21 mit dem zweiten Teilbereich des Langlochs 31.The cross-sectional area released for the fluid in the first position thus results from the intersection of the first part of the elongated hole 21 with the second part of the elongated hole 31.

In der zweiten Stellung hingegen (siehe 7) überschneiden sich das Langloch 21 des ersten Stellelements 20 und das Langloch 31 des zweiten Stellelements 30 vollständig.In the second position, however (see 7 ) the elongated hole 21 of the first actuating element 20 and the elongated hole 31 of the second actuating element 30 completely overlap.

Durch diese Ausbildungsform der Strömungsöffnung 21 kann auf die zusätzlichen Strömungsöffnungen 22, 32 des Hubventils 10 der 4 verzichtet werden.This design of the flow opening 21 allows access to the additional flow openings 22, 32 of the lift valve 10. 4 can be dispensed with.

7 zeigt beispielhaft und schematisch das Hubventil 10 der 6 in der zweiten Stellung. 7 shows, by way of example and schematically, the lifting valve 10 of the 6 in the second position.

Wie zu sehen ist, überlappen in der zweiten Stellung das Langloch 21 des ersten Stellelements 20 und das Langloch 31 des zweiten Stellelements 30 vollständig.As can be seen, in the second position the elongated hole 21 of the first adjusting element 20 and the elongated hole 31 of the second adjusting element 30 completely overlap.

Somit ist in der zweiten Stellung eine maximale Überschneidung hergestellt und der Volumenstrom des Fluids ist ebenfalls maximal.Thus, in the second position, maximum overlap is achieved and the fluid flow rate is also at its maximum.

BezugszeichenlisteReference symbol list

1010: Hubventillift valve
1111: Ventilsitzvalve seat
1212: Übertragungselement, StellstangeTransmission element, adjusting rod
12'12': Wulstbead
1313: Rückstellelement, mechanische FederReturn element, mechanical spring
13', 13''13', 13'': Hebellever
1414: Anschlag, Spreizkörper, SperrkörperStop, spreader, locking element
1515: Erster ArmFirst arm
15'15': Rampe des ersten ArmsRamp of the first arm
1616: Zweiter ArmSecond arm
16'16': Rampe des zweiten ArmsRamp of the second arm
1717: LängsrichtungLongitudinal direction
1818: UmfangsrichtungCircumferential direction
2020: Erstes StellelementFirst actuating element
2121: Strömungsöffnung des ersten StellelementsFlow opening of the first actuator
2222: Zusatz-Strömungsöffnung des ersten StellelementsAdditional flow opening of the first actuating element
2323: Dichtkantesealing edge
3030: Zweites StellelementSecond actuating element
3131: Strömungsöffnung des zweiten StellelementsFlow opening of the second actuator
3232: Zusatz-Strömungsöffnung des zweiten StellelementsAdditional flow opening of the second actuator
4040: Stellgliedactuator
5050: VentilgehäusesValve housing
5151: EinlasskanalInlet channel
5252: Auslasskanaloutlet channel
5252: Durchgangpassage

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10 2018 114 316 A1 [0005]
US 2005/0061375 1 [0005]
WO 97/18411 A1 [0005]
EP 3 199 852 A1 [0005]
EP 1552 202 B1 [0005]

Claims

A lift valve (10) for adjusting the volume flow of a fluid, wherein the lift valve comprises a first actuating element (20), wherein the first actuating element (20) has flow openings (21, 22) with a first cross-sectional area, characterized in that the lift valve (10) comprises a second actuating element (30), wherein the second actuating element (30) together with the first actuating element (20) forms an actuating member (40) of the lift valve (40), wherein the second actuating element (30) has flow openings (31) with a second cross-sectional area, wherein the second actuating element (30) is movable relative to the first actuating element (20) in the lift valve (10) from a first position to a second position, and wherein the lift valve (10) is designed such that the overlap of the first cross-sectional area with the second cross-sectional area is less in the first position than in the second position.

Lift valve (10) after Claim 1 , characterized in that the lift valve (10) further comprises a valve seat 11), at least one return element (13) and a transmission element (12) of an actuator, wherein the transmission element (12) of the actuator is configured to move the first actuating element (20) and the second actuating element (30) relative to the valve seat (11) between a closed position and an open position by means of an actuating force in order to adjust the volume flow, wherein the second actuating element (30) is forced into the first position by a return force of the at least one return element (13).

Lift valve (10) after at least one of the Claims 1 and 2 , characterized in that the second actuating element (30) is arranged inside the first actuating element (20), such that an outside of the second actuating element (30) slides against an inside of the first actuating element (20).

Lift valve (10) after Claim 2 and 3 , characterized in that the transmission element (12) of the actuator engages the second actuating element (30).

Lift valve (10) after Claim 4 , characterized in that the lift valve (10) comprises a stop (14), wherein the first actuating element (20) rests against the stop (14) in the opening position, so that an actuating force acts in the opening direction against the restoring force, wherein the lift valve (10) is designed such that the second actuating element (30) is moved into the second position when the actuating force exceeds the restoring force.

Lift valve (10) after one of the Claims 1 until 5 , characterized in that the lift valve (10) is designed such that the overlap of the flow openings (21) of the first actuating element (20) with the flow openings (31) of the second actuating element (30) is only partial in the first position.

Lift valve (10) after Claim 6 , characterized in that both the flow openings (31) of the first actuating element (20) are designed as elongated holes (21) and the flow openings (31) of the second actuating element (30) are designed as elongated holes (31), wherein in the first position a first partial area of the elongated holes (21) of the first actuating element (20) overlaps with a second partial area of the elongated holes (31) of the second actuating element (30) and wherein in the second position the elongated holes (21) of the first actuating element (20) completely overlap with the elongated holes (31) of the second actuating element (30).

Lift valve (10) after Claim 5 , characterized in that the second actuating element (30) is movable relative to the first actuating element (20) in the circumferential direction (18), wherein the flow openings (31) of the second actuating element (30) are designed as elongated holes (31) which are oriented in the circumferential direction (18) and wherein in the first position an overlap of the elongated holes (31) with the flow openings (21) of the first actuating element (20) is provided via a first partial region of the elongated holes (31) and in the second position by means of a second partial region of the elongated holes (31) or wherein the flow openings (21) of the first actuating element (20) are designed as elongated holes (21) which are oriented in the circumferential direction (18) and wherein in the first position an overlap of the elongated holes (21) with the flow openings (31) of the second actuating element (30) is provided via a first partial region of the elongated holes (21) and in the second position by means of a second A sub-area of the elongated holes (21) is provided.

Lift valve (10) after Claim 8 , characterized in that the stop (14) is designed as a spreading element (14), wherein the first actuating element (20) is configured in a the first arm (15) has a longitudinal direction (17) towards the spreading element (14) and the second actuating element (30) has a second arm (16) also pointing in the longitudinal direction towards the spreading element (14), wherein the second arm (16) extends through the first conical hole (20) at its axial end, so that it is adjacent to the first arm (15), wherein the lifting valve (10) is designed such that the first arm (15) and the second arm (16) are spread in the circumferential direction (18) by the spreading element (14) when the opening position is reached, if the actuating force exceeds the restoring force.

Lift valve (10) after Claim 9 , that the first arm (15) has a ramp (15') facing the second arm (16) and the second arm (16) has a ramp (16') facing the first arm (15) or that the spreading element (14) is wedge-shaped.

Lift valve (10) after Claim 5 , characterized in that the second actuating element (30) is movable relative to the first actuating element (20) in a longitudinal direction (17), wherein the flow openings (31) of the second actuating element (30) are designed as elongated holes (31) which are oriented in the longitudinal direction (17) and wherein in the first position an overlap of the elongated holes (31) with the flow openings (21) of the first actuating element (20) is provided via a first partial region of the elongated holes (31) and in the second position by means of a second partial region of the elongated holes (31) or wherein the flow openings (21) of the first actuating element (20) are designed as elongated holes (21) which are oriented in the longitudinal direction (17) and wherein in the first position an overlap of the elongated holes (21) with the flow openings (31) of the second actuating element (30) is provided via a first partial region of the elongated holes (21) and in the second position by means of a second A sub-area of the elongated holes (21) is provided.

Lift valve (10) after at least one of the Claims 6 until 8 or 9 and 10 , characterized in that the first actuating element (20) has additional flow openings (22) and the second actuating element (30) also has additional flow openings (32), wherein the lift valve (10) is designed such that in the first position no overlap of the additional flow openings (22) of the first actuating element (20) with the additional flow openings (32) of the second actuating element (30) is provided and in the second position an overlap of the additional flow openings (22) of the first actuating element (20) with the additional flow openings (32) of the second actuating element (30) is provided.

Lift valve (10) after Claim 12 , characterized in that the additional flow openings (32) of the second actuating element (30) in the second position are identical to the additional flow openings (22) of the first actuating element (20).

Lift valve (10) after at least one of the Claims 1 until 13 , characterized in that the lifting valve (10) is designed such that the additional overlap provided in the second position compared to the first position is provided in an axial half of the actuator (40) facing the stop (14).

Lift valve (10) after at least one of the Claims 1 until 14 , characterized in that the first actuating element (20) is designed as a first conical hole and the second actuating element (30) is designed as a second conical hole.