DE20204661U1

DE20204661U1 - Valve for gas or liquid pressure, volume or throughput regulation has sliding element opening with contour region identical or very similar to contour of hollow volume(s)/passage

Info

Publication number: DE20204661U1
Application number: DE20204661U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-03-22
Filing date: 2002-03-22
Publication date: 2003-07-31
Anticipated expiration: 2012-03-23

Abstract

The valve has a valve housing, pressure medium outlet(s) and a sliding element interacting with an actuation and/or drive element and movable to close or open a flow channel in conjunction with a valve seat. The sliding element has an opening(s) whose contour is formed so that when the element is changing from the closed to the open position a first contour region is identical or very similar to that of the hollow volume(s) and/or flow passage. The valve has a valve housing (1), at least one pressure medium outlet (3) and a sliding element (6) in the housing that interacts with an actuation and/or drive element and is movable between closed and open positions to close or open a flow channel in conjunction with a valve seat. The sliding element has at least one opening whose contour is formed so that when the element is changing from the closed to the open position the first contour region is identical or very similar to that of the hollow volume(s) and/or the passage within the valve housing.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventil, insbesondere zur Druck-, Volumen- oder Massenstromregelung, für gasförmige oder flüssige Medien mit einem Ventilgehäuse, das zwei oder drei Anschlüsse für das Medium aufweist.The present invention relates to a valve, in particular for pressure, volume or mass flow control, for gaseous or liquid media with a valve housing having two or three connections for the medium.

Ventile zur Druck- Volumen- oder Massenstromregelung sind bekannt. Man unterscheidet dabei die Gerad- Schrägsitz- oder Eckventile. Die Ventile sind dabei derart ausgebildet, daß ein Absperrkörper (Platte, Kegel, Kolben, Kugel) mit einer Abhebe-Valves for pressure, volume or mass flow control are well known. A distinction is made between straight, angle seat or angle valves. The valves are designed in such a way that a shut-off body (plate, cone, piston, ball) with a lifting

• · ·** ErfüNungeorJ undj^p
Telefonische Auskünfte's'nd'iw verbindlich bei schriftlicher Bestätigung• · ·** FulfillmentJ andj^p
Telephone information is binding upon written confirmation

bewegung parallel zur Strömungsrichtung meist einen zylindrischen Ringquerschnitt als Strömungsquerschnitt frei gibt.movement parallel to the flow direction usually releases a cylindrical ring cross-section as the flow cross-section.

Die Erfindung geht aus von einem bekannten Schieberventil, bei dem eine Platte mit einer Bohrung gegenüber einem Durchfluß rechtwinkelig zur Durchflußachse verschieblich angeordnet ist und so den Fluß des Mediums steuert. Das Problem bei allen bekannten Ventilen ist, daß ein sehr großer Hub notwendig ist, um die Durchflußmengenregelung null auf hundert Prozent zu steuern. Ein weiterer Nachteil der bekannten Lösungen ist, daß die Strömungsverhältnisse durch die Anordnung der Absperrkörper zu unerwünschten Strömungsrichtungsveränderungen und zu Verwirbelungen des Mediums führt.The invention is based on a known slide valve in which a plate with a bore is arranged so that it can be moved relative to a flow at a right angle to the flow axis, thus controlling the flow of the medium. The problem with all known valves is that a very large stroke is required to control the flow rate from zero to one hundred percent. A further disadvantage of the known solutions is that the flow conditions caused by the arrangement of the shut-off bodies lead to undesirable changes in the flow direction and to turbulence in the medium.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Ventil zu schaffen, das die
Durchflußöffnung in einem großen Bereich bei kleinen Stellbewegungen des Schieberelementes verändern kann.The object of the invention is to create a valve that
Flow opening can change over a large range with small adjustment movements of the slide element.

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß an oder in dem Schieberelement mindestens eine Öffnung angeordnet ist, deren Kontur so ausgebildet ist, daß beim Überführen des Schieberelementes von der Schließstellung zur Öffnungsstellung der erste Bereich der Kontur der Öffnung identisch oder möglichst gleich der Kontur des/der Hohlräume und/oder des Durchflußraumes im Inneren des Ventilgehäuses ist.The object of the invention is achieved in that at least one opening is arranged on or in the slide element, the contour of which is designed such that when the slide element is transferred from the closed position to the open position, the first region of the contour of the opening is identical or as similar as possible to the contour of the cavity(s) and/or the flow space inside the valve housing.

Die Aufgabe wird demnach erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Gegensatz zu bisher gebräuchlichen Schieberventilen die Regelung des Medienstromes nicht über den sich bildenden Öffnungsquerschnitt, verursacht durch die Überlappung des Hohlraumes in dem sich parallel zum Ventilsitz bewegenden Schieberelement mit dem Hohlraum im Gleitformelement, erfolgt, sondern der sich bildende Durchflußkanal zwischen der Öffnung im Schieberelement und der Kontur der Kanten des beziehungsweise der Hohlräume im Ventilgehäuse genutzt wird. Alternativ könnenThe object is therefore achieved according to the invention in that, in contrast to previously used slide valves, the control of the media flow does not take place via the opening cross-section that forms, caused by the overlap of the cavity in the slide element moving parallel to the valve seat with the cavity in the sliding element, but rather the flow channel that forms between the opening in the slide element and the contour of the edges of the cavity or cavities in the valve housing is used. Alternatively,

ein oder mehrere Hohlräume an der Außenseite des Schieberelements ersatzweise für die Hohlräume beziehungsweise des Durchlaßraumes genutzt werden. Zusätzlich können auch ein oder mehrere Strömungskanäle gebildet durch Bohrungen im Inneren des Schieberelementes als zusätzliche Bypässe zur zusätzlichen Erhöhung des Durchflusses oder Beeinflußung des Durchflusses in der jeweils benötigten Form eingebracht werden.one or more cavities on the outside of the slide element can be used as a substitute for the cavities or the passage space. In addition, one or more flow channels formed by holes in the interior of the slide element can be introduced as additional bypasses to further increase the flow or to influence the flow in the required form.

Die Anschlüsse sind durch einen oder mehrere Gehäusehohlräume, welche den Durchfluß für das Medium ermöglichen, miteinander verbunden. Der Hohlraum wird aus den Hohlräumen im Gehäuse, im Anschluß und den Gleitringdichtung(en), welche den Ventilsitz beinhalten, und einem im Ventilgehäuse angeordneten und mit dem Ventilsitz zusammenwirkenden Schieberelement gebildet. Das Schieberelement ist mit dem Stellelement eines Antriebes wirkverbunden und wird parallel zum Ventilsitz verschoben. Der Ventilsitz wird durch die parallel gegenüberliegenden oder parallel versetzt gegenüberliegenden Dichtformflachen in den Gleitringdichtungen gebildet. Das Schieberelement kann zwischen einer " geschlossenen" und einer "geöffneten" Position bewegt werden. In der "geschlossenen" Position verschließen die Anlageflächen des Schieberelements die vom Ventilsitz gebildete Durchflußöffnungen. In der "geöffneten" Position werden die durch den Ventilsitz gebildeten Öffnungen teilweise oder vollständig freigegeben.The connections are connected to one another by one or more housing cavities which allow the medium to flow through. The cavity is formed by the cavities in the housing, in the connection and the mechanical seal(s) which contain the valve seat, and a slide element arranged in the valve housing and interacting with the valve seat. The slide element is operatively connected to the actuating element of a drive and is moved parallel to the valve seat. The valve seat is formed by the sealing surfaces in the mechanical seals which are parallel to one another or offset parallel to one another. The slide element can be moved between a "closed" and an "open" position. In the "closed" position, the contact surfaces of the slide element close the flow openings formed by the valve seat. In the "open" position, the openings formed by the valve seat are partially or completely opened.

Durch die Minimierung der Stellbewegungslänge werden kürzere Stell- bzw. Regelzeiten erreicht. Außerdem können Antriebselemente mit kurzen Stellbewegungen (Hüben) ohne zusätzliche Vergrößerung des Stellweges mittels zusätzlicher technischer Maßnahmen eingesetzt werden. Durch die entfallenden Maßnahmen kann eine Minimierung der Verschleißkomponenten, sowie der gesamten Komponentenanzahl zur Erhöhung der Zuverlässigkeit und/oder Minimierung der Herstellungskosten erreicht werden.By minimizing the length of the actuating movement, shorter actuating or control times are achieved. In addition, drive elements with short actuating movements (strokes) can be used without additionally increasing the actuating distance by means of additional technical measures. By eliminating the measures, the wear components and the total number of components can be minimized to increase reliability and/or minimize manufacturing costs.

Grundsätzlich kann bei der beschriebenen Anordnung kostengünstig ein größerer Öffnungsquerschnitt, bezogen auf die gleiche Stellbewegungslänge, nach dem Öffnen des Durchflußkanales, erreicht werden, als dies bei Lösungen, welche ihre Öffnung durch die Überlappung des Hohlraumes im Schieberelement und dem Hohlraum im Ventilsitz bilden, möglich ist. Aus Kostengründen werden nach dem Stand der Technik fertigungstechnisch besonders kreisförmige Hohlräume bevorzugt. Bei der Überlappung von kreisförmigen Hohlräumen, welche im Schieberelement und im Ventilsitz integriert sind, ist die Vergrößerung der Öffnung bei gleicher Stellbewegungslänge nach der Freigabe einer Durchflußöffnung gering. Große Vergrößerungen der Öffnung bezogen auf die Länge der Stellbewegung werden erst nach relativ großer Öffnung der Durchflußöffnung möglich.In principle, with the arrangement described, a larger opening cross-section can be achieved cost-effectively, based on the same length of actuating movement, after the flow channel has been opened, than is possible with solutions that form their opening by overlapping the cavity in the slide element and the cavity in the valve seat. For cost reasons, circular cavities are particularly preferred in terms of manufacturing technology according to the state of the art. When circular cavities that are integrated in the slide element and the valve seat overlap, the enlargement of the opening is small for the same length of actuating movement after a flow opening has been released. Large enlargements of the opening based on the length of the actuating movement are only possible after the flow opening has been opened relatively large.

Das erfindungsgemäße Ventil ist insbesondere für den Einsatz in Brennstoffzellen oder beispielsweise für wasserstoffangetriebene Fahrzeuge einsetzbar.The valve according to the invention can be used in particular in fuel cells or, for example, in hydrogen-powered vehicles.

Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist es vorgesehen, daß die Öffnung im Schieberelement sichelförmig ausgebildet ist. Bei der erfindungsgemäßen Ausführung des Ventils ist die Zunahme der sichelförmigen Durchflußöffnung beim Öffnen des Durchflußkanales am größten. Es sind deshalb nur kleine Stellbewegungen oder Hübe notwendig. Dabei spielt es keine Rolle, ob eine oder mehrere Schieberöffnungen bzw. Ventilsitze für eine oder mehrere Durchflußöffnungen integriert sind.According to an advantageous development of the solution according to the invention, it is provided that the opening in the slide element is designed in a sickle shape. In the design of the valve according to the invention, the increase in the sickle-shaped flow opening is greatest when the flow channel is opened. Therefore, only small adjustment movements or strokes are necessary. It does not matter whether one or more slide openings or valve seats are integrated for one or more flow openings.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ventils sieht vor, daß die Öffnung im Schieberelement im Querschnitt oval beziehungsweise nierenförmig ausgebildet ist.An advantageous development of the valve according to the invention provides that the opening in the slide element is oval or kidney-shaped in cross section.

Entsprechend einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ventils ist es vorgesehen, daß das Schieberelement parallel zu denAccording to a further development of the valve according to the invention, it is provided that the slide element is parallel to the

- 5 Ventilsitzen
im Ventilgehäuse geführt ist.- 5 valve seats
is guided in the valve housing.

Ein weiterer Aspekt des erfindungsgemäßen Ventils ist dadurch angegeben, daß die Kontur der Kanten der Hohlräume und/oder des Durchflußraumes für den Druckmittelanschluß und -auslaß formidentisch mit der Kontur der Öffnung im Schieberelement ist.A further aspect of the valve according to the invention is specified in that the contour of the edges of the cavities and/or the flow space for the pressure medium connection and outlet is identical in shape to the contour of the opening in the slide element.

Es wurde auch gefunden, daß es von Vorteil ist, wenn die Öffnung im Schieberelement einseitig offen ausgebildet ist.It has also been found that it is advantageous if the opening in the slide element is open on one side.

Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ventils sieht vor, daß die Öffnung im Schieberelement, in Einbaurichtung des Schieberelementes gesehen, oben oder unten an dem Schieberelement angeordnet ist.A further development of the valve according to the invention provides that the opening in the slide element is arranged at the top or bottom of the slide element, viewed in the installation direction of the slide element.

Ein weiterer Aspekt des Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Gleitformelement zur Führung des Schieberelementes im Ventilgehäuse angeordnet ist, welches Hohlräume aufweist und die Gleitformdichtungen trägt beziehungsweise bildet.A further aspect of the invention is characterized in that a sliding element for guiding the slide element is arranged in the valve housing, which has cavities and carries or forms the sliding seals.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ventils zeichnet sich dadurch aus, daß in dem Schieberelement eine Bohrung vorgesehen ist, die derart angeordnet ist, daß sie bei geschlossener Stellung als Druckausgleich zwischen den Hohlräumen im Inneren des Ventilgehäuses wirkt. Das erfindungsgemäße Ventil ermöglicht eine druckkompensierte Bauweise. Für die druckkompensierte Bauweise wird ein Strömungskanal im Inneren des Schiebers zur Herstellung des Druckausgleiches benötigt. Dies wird beispielsweise durch eine Bohrung durch das Schieberelement gewährleistet.An advantageous further development of the valve according to the invention is characterized in that a bore is provided in the slide element, which is arranged in such a way that it acts as a pressure equalizer between the cavities inside the valve housing when it is in the closed position. The valve according to the invention enables a pressure-compensated design. For the pressure-compensated design, a flow channel is required inside the slide to create the pressure equalization. This is ensured, for example, by a bore through the slide element.

Durch die Druckkompensation werden die notwendigen Stellkräfte zur Bewegung des Schieberelementes vom Druck nahezu unabhängig. Es sind keine Stellkraftreserven für hohe Drücke notwendig und die Baugröße und Herstelllungskosten für das Antriebselement können minimiert werden.Pressure compensation makes the actuating forces required to move the slide element almost independent of the pressure. No actuating force reserves are required for high pressures and the size and manufacturing costs for the drive element can be minimized.

6 -6 -

Mit einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ventils kann eine dichtschließende Ventilanordnung mit Druckkompensation realisiert werden. Die Druckkompensation wird durch einen Hohlraum im Schieberelement realisiert. Bei geschlossenem Ventil verbindet der Hohlraum im Schieberelement die Hohlräume in den Gleitformelementen, welche das Schieberelement parallel zum Ventilsitz führen. In dem Ventil kann das Medium durch den Durchflußkanal im Schieberelement zum Hohlraum in der gegenüberliegenden Gleitformdichtung strömen. Gleichzeitig umströmt das Medium das Schieberelement derart, daß die abhängig vom Druck auf die verschiedenen Flächen wirkenden Kräfte sich gegenseitig kompensieren und somit nicht durch das Antriebselement überwunden werden müssen.A further development of the valve according to the invention makes it possible to create a tightly closing valve arrangement with pressure compensation. The pressure compensation is achieved by a cavity in the slide element. When the valve is closed, the cavity in the slide element connects the cavities in the sliding elements, which guide the slide element parallel to the valve seat. In the valve, the medium can flow through the flow channel in the slide element to the cavity in the opposite sliding seal. At the same time, the medium flows around the slide element in such a way that the forces acting on the various surfaces, depending on the pressure, compensate each other and therefore do not have to be overcome by the drive element.

Entsprechend einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ventils ist es vorgesehen, daß die Gleitformdichtungen Durchflußöffnungen aufweisen, welche die Ventilsitze bilden.According to a further development of the valve according to the invention, it is provided that the sliding seals have flow openings which form the valve seats.

Es wurde auch gefunden, daß es von Vorteil ist, wenn die Ventilsitze jeweils mindestens eine sichelförmig ausgebildete Ausnehmung aufweisen, die im Zusammenwirken mit der Öffnung in dem Schieberelement den Durchflußkanal für die Medien bilden.It has also been found that it is advantageous if the valve seats each have at least one sickle-shaped recess which, in cooperation with the opening in the slide element, forms the flow channel for the media.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung sieht vor, daß der Druckmitteleinlaß und der Druckmittelauslaß winklig zueinander, bevorzugt im Winkel von 90°, angeordnet sind. Das Ventil minimiert den Druckabfall, welches durch eine minimierte Umlenkung der Strömung des Mediums und fehlende Verengungen im Bereich der Durchströmungsöffnung ermöglicht wird.An advantageous development of the solution according to the invention provides that the pressure medium inlet and the pressure medium outlet are arranged at an angle to one another, preferably at an angle of 90°. The valve minimizes the pressure drop, which is made possible by a minimized deflection of the flow of the medium and the lack of constrictions in the area of the flow opening.

Entsprechend einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ventils kann in dem Ventil der Druckabfall, welcher durch eine minimierte Umlenkung der Strömung des Mediums und fehlende Verengungen im Bereich der Durchströmungsöffnung erzeugt wird, minimiert werden. Insbesondere in Sitzventilanordnungen, welcheAccording to a further development of the valve according to the invention, the pressure drop in the valve, which is generated by a minimized deflection of the flow of the medium and the absence of constrictions in the area of the flow opening, can be minimized. In particular in seat valve arrangements, which

ebenfalls große Veränderungen der Durchflußöffnung bei kleinen Stellbewegungen (Hüben) zulassen, muß der Volumenstrom im Bereich des Ventilsitzes mehrfach bzw. deutlich stärker als bei dem erfindungsgemäßen Ventil umgelenkt werden oder es sind nur kleine Durchflußmengen bezogen auf die gleiche Baugröße wie zum Beispiel bei Nadelventilen möglich. Zusätzlich ergeben sich Verwirbelungen bei der Umströmung des Ventilsitzes. Dadurch entsteht ein erhöhter Druckabfall, der in Volumenstromregelungen häufig unerwünscht ist.also allow large changes in the flow opening with small adjustment movements (strokes), the volume flow in the area of the valve seat must be diverted several times or significantly more than with the valve according to the invention, or only small flow quantities are possible in relation to the same size, such as with needle valves. In addition, turbulence occurs when the flow around the valve seat. This results in an increased pressure drop, which is often undesirable in volume flow controls.

Durch die gewählte Anordnung der Einbauten im Ventil muß das durchströmende Medium nur einmal zum Anschluß für den Medienauslaß umgelenkt werden. Entsprechend der gewählten Anordnung wird der Medienstrom 90° im Bezug zum Anschluß für den Medieneingang umgelenkt. Unabhängig davon können bei entsprechender Anordnung auch kleinere Umlenkwinkel realisiert werden. Bei sehr kleinen Umlenkwinkeln ist die Umlenkung und somit der Druckabfall minimiert.Due to the selected arrangement of the components in the valve, the medium flowing through only needs to be diverted once to the connection for the media outlet. Depending on the selected arrangement, the media flow is diverted 90° in relation to the connection for the media inlet. Irrespective of this, smaller deflection angles can also be achieved with the appropriate arrangement. With very small deflection angles, the deflection and thus the pressure drop is minimized.

Bei dem gefundenen Ventil kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung bei lagerichtigen Einbau eine Ansammlung von flüssigen Medien in jenen Bereichen vermieden werden, in denen bei einem Gefrieren des Mediums oder dessen flüssiger Bestandteile eine Blockierung der Funktion der Ventilanordnung möglich ist.According to a further development of the invention, the valve found can, when installed in the correct position, prevent an accumulation of liquid media in those areas in which freezing of the medium or its liquid components could block the function of the valve arrangement.

Bei diesem Ventil ist die Anordnung aufrecht stehend, mit dem Antriebselement an der Oberseite, zu installieren.For this valve, the assembly must be installed upright with the actuator at the top.

Insbesondere feuchtigkeitsführenden Medien, deren Feuchtigkeit bei Abkühlung kondensiert und durch niedere Umgebungstemperaturen anschließend gefriert, kann bei der gegebenen Anordung der Einbauten im Ventil beziehungsweise der Ausbildung des Ventils selbst keine Störung auftreten. Zusätzlich ermöglicht das Ventil die Integration einer Heizung im Gehäuse oder in den Gleitformdichtungen, in denen sich die Ventilsitze befinden.In particular, moisture-carrying media, whose moisture condenses when cooled and then freezes due to low ambient temperatures, cannot cause any problems with the arrangement of the components in the valve or the design of the valve itself. In addition, the valve allows the integration of a heater in the housing or in the sliding seals in which the valve seats are located.

Bei herkömmlichen Ventilen beziehungsweise Ventilanordnungen wird wie bereits beschrieben, die Regelung des Medienstromes über den sich bildenden Öffnungsquerschnitt, verursacht durch die Überlappung des Hohlraumes in dem sich parallel zum Ventilsitz bewegenden Schieber, mit dem Hohlraum in den Gleitformelementen realisiert. Zum Ausfahren des Schiebers wird ein Raum zur Aufnahme des ausgefahrenen Schiebers benötigt. Der Raum kann z. B. als Sackloch ausgebildet sein. In dem Sackloch können sich flüssige Medien ansammeln, welche bei Einfrieren die Bewegung des Schieberelementes blockieren können.As already described, in conventional valves or valve arrangements, the control of the media flow is achieved via the opening cross-section that is formed, caused by the overlap of the cavity in the slide moving parallel to the valve seat, with the cavity in the sliding elements. In order to extend the slide, a space is required to accommodate the extended slide. The space can be designed as a blind hole, for example. Liquid media can collect in the blind hole, which can block the movement of the slide element if it freezes.

In dem erfindungsgemäßen Ventil wird ein Durchflußraum gebildet und die Außenkontur des Schieberelementes und dem Hohlraum im Gleitformelement genutzt. Diese Anordnung benötigt keinen Raum, welcher das Schieberelement bei der Verstellung aus der Ausgangsposition aufnimmt. Das sich ansammelnde flüssige Medium oder dessen Bestandteile können in Einbaurichtung nach unten abströmen.In the valve according to the invention, a flow space is formed and the outer contour of the slide element and the cavity in the sliding element are used. This arrangement does not require any space to accommodate the slide element when it is adjusted from the starting position. The accumulating liquid medium or its components can flow downwards in the installation direction.

Durch die gewählte Anordnung im Ventil kann der Ventilsitz im Gleitformelement und/oder der Öffnung im Schieberelement so geformt werden, daß beliebige Durchflußkennlinien für das Ventil realisiert werden können. Dazu ist es vorgesehen, daß die Form der Gleitformdichtungen von der Form der Öffnung des Schieberelementes abweicht.The selected arrangement in the valve allows the valve seat in the sliding element and/or the opening in the slide element to be shaped in such a way that any flow characteristic curve can be realized for the valve. For this purpose, the shape of the sliding seals is designed to differ from the shape of the opening in the slide element.

Diese Funktion ist häufig für eine Linearisierung der Durchflußkennlinie, Anpassung der Durchflußkennlinie an Mediumsverbraucher wie zum Beispiel Motoren, Energieerzeuger, etc. oder ein verbessertes Ansprechverhalten in bestimmten Abschnitten der Durchflußkennlinie notwendig. Gleichzeitig kann der Verlauf der Bewegung des Schieberelements parallel zum Ventilsitz frei gewählt werden. Weiterhin kann in dem Ventil die Durchflußkennlinie gleichzeitig über zwei oder vier Steuerkanten, deren Form freiwählbar ist, beeinflußt werden. Die Steuerkanten sindThis function is often necessary for linearizing the flow characteristic, adapting the flow characteristic to medium consumers such as motors, energy generators, etc. or improving response behavior in certain sections of the flow characteristic. At the same time, the course of the movement of the slide element parallel to the valve seat can be freely selected. Furthermore, the flow characteristic in the valve can be influenced simultaneously via two or four control edges, the shape of which can be freely selected. The control edges are

&diams;·&diams;·

Teil der Öffnung im Schieberelement oder den Öffnungen in den Gleitformelementen.Part of the opening in the slide element or the openings in the sliding form elements.

Insbesondere bei Sitzventilen ist die gezielte Veränderung des Durchflußraumes bezogen auf den Hub schwierig und aufwendig. In der gegebenen Ventilanordnung kann dies einfach und kostengünstig mittels der Formgebung für das Schieberelement oder den Gleitformelementen bzw. den Verfahrweg des Schieberelementes geschehen.Particularly with seat valves, the targeted change of the flow space in relation to the stroke is difficult and complex. In the given valve arrangement, this can be done easily and inexpensively by means of the shape for the slide element or the sliding elements or the travel path of the slide element.

Es hat sich jedoch auch von Vorteil erwiesen, wenn die Ventilsitze des erfindungsgemäßen Ventils jeweils mindestens eine sichelförmig ausgebildete Ausnehmung aufweisen, die im Zusammenwirken mit der Öffnung im Schieberelement den Durchflußkanal für die Medien bilden.However, it has also proven advantageous if the valve seats of the valve according to the invention each have at least one sickle-shaped recess which, in cooperation with the opening in the slide element, forms the flow channel for the media.

Ein weiterer Aspekt des erfindungsgemäßen Ventils ist dadurch angegeben, daß die Durchflußöffnugnen in den Gleitformdichtungen formidentisch mit der Öffnung des Schieberelementes ausgeführt sind.A further aspect of the valve according to the invention is specified in that the flow openings in the sliding seals are designed to be identical in shape to the opening of the slide element.

Im Antriebselement oder im Ventilgehäuse kann ein Federelement integriert werden. Mittels dem Federelement kann das mit dem Antriebselement wirkverbundene Schieberelement in seine Ausgangs- bzw. Ruhelage zurückgeschoben werden. Bei Ausfall der elektrischen oder pneumatischen Versorgung kann hiermit ein Schließen oder vollständiges Öffnen der Ventilanordnung erreicht werden. Häufig ist es notwendig, daß bei 2/2-Wege-Ventilsystemen bei Ausfall z. B. der elektrischen Versorgung, die Ventilanordnung dichtschließt. Insbesondere bei der Regelung des Medienzuflusses zu Verbrennungsmotoren oder Energieerzeugern darf z. B. der Tank sich während der Störung nicht entleeren.A spring element can be integrated into the drive element or the valve housing. The spring element can be used to push the slide element, which is operatively connected to the drive element, back into its initial or rest position. If the electrical or pneumatic supply fails, this can be used to close or fully open the valve arrangement. It is often necessary for 2/2-way valve systems to close tightly if the electrical supply fails, for example. In particular, when regulating the flow of media to combustion engines or energy generators, the tank must not be allowed to empty during the failure.

Mit dem gefundenen Ventil wird bei einem Ausfall des Antriebs-The valve found is used in the event of a drive failure.

- 10 -- 10 -

• · · ■· · ■

- 10 -- 10 -

elementes das Schieberelement durch die Integration eines Federelements in der Ventilanordnung oder in das Antriebselement in seine Ausgangslage zurückgezogen beziehungsweise geschoben.element, the slide element is retracted or pushed into its initial position by the integration of a spring element in the valve arrangement or in the drive element.

In der Ausgangslage kann der Schieber das Ventil dichtschließen oder vollständig öffnen. Insbesondere im Automobilbau muß aus Gewichts-, Raum- und Kostengründen auf den Einbau eines zusätzlichen Absperrventils verzichtet werden. Das ein Federelement aufweisende Ventil kann insbesondere in die im Automobilbau bevorzugt eingesetzten Steppermotoren integriert werden. In the initial position, the slide can close the valve tightly or open it completely. In automotive engineering in particular, the installation of an additional shut-off valve is not necessary for reasons of weight, space and cost. The valve, which has a spring element, can be integrated in particular into the stepper motors that are preferred in automotive engineering.

Das Ventil kann in verschiedenen Richtungen durchströmt werden (Biflow-Funktion).The valve can be flowed through in different directions (biflow function).

Die Funktion des Ventils ist von den Eigenschaften des durchströmenden Medium unabhängig. Aus diesem Grund kann das Ventil in jede Richtung vom Medium durchströmt werden.The function of the valve is independent of the properties of the medium flowing through it. For this reason, the medium can flow through the valve in any direction.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ventils sieht vor, daß ein weiterer Druckmitteileinlaß vorgesehen ist, der wahlweise durch Austausch der Anschlußplatte zu- beziehungsweise abschaltbar ausgebildet ist.An advantageous development of the valve according to the invention provides that a further pressure medium inlet is provided, which can be switched on or off optionally by exchanging the connection plate.

Es wurde auch gefunden, daß es von Vorteil ist, wenn der Druckmittelauslaß in der Grundplatte des Ventils angeordnet ist.It has also been found that it is advantageous if the pressure medium outlet is arranged in the base plate of the valve.

Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Vewntils sieht vor, daß zwei Druckmitteleinlässe in Einbaurichtung übereinander angeordnet sind, wobei beide Druckmitteleinlässe in geöffneter Ventilstellung mit dem Druckmittelauslaß verbunden sind.A further development of the valve according to the invention provides that two pressure medium inlets are arranged one above the other in the installation direction, wherein both pressure medium inlets are connected to the pressure medium outlet in the open valve position.

Ein weiterer vorteilhafter Aspekt des erfindugnsgemäßen Ventils ist dadurch angegeben, daß Heizungen in dem Schieberelement angeordnet sind. Die Heizungen können dabei sowohl in demA further advantageous aspect of the valve according to the invention is that heaters are arranged in the slide element. The heaters can be arranged both in the

- 11 -- 11 -

t ·t ·

• ··

- 11 -- 11 -

Schieberelement als auch in den Hohlräumen beziehungsweise in beiden angeordnet sein. Es ist jedoch auch vorgesehen, daß die Heizungen in dem Gleitformelement im Ventilkörper angeordnet werden können.slide element and in the cavities or in both. However, it is also envisaged that the heaters can be arranged in the sliding element in the valve body.

Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ventils zeichnet sich dadurch aus, daß das Schieberelement auf einer Achse frei beweglich drehbar angeordnet ist und mittels eines exzentrischen Antriebes auf dieser Achse gegenüber den Ventilsitzen beziehungsweise den Gleitformdichtungen verschiebbar ist. Durch diese Anordnung wird das Schieberelement nicht mit einer Längsbewegung (zum Beispiel Gewindetrieb) verschoben, sondern es erfolgt ein exzentrischer Antrieb des Schieberelementes. Das Schieberelement ist dabei auf der Achse frei drehbar. Dadurch ist gewährleistet, daß auch bei dieser Lösung mit kleinen Stellbewegungen große Durchflußquerschnitte freigegeben werden können.A further development of the valve according to the invention is characterized in that the slide element is arranged so that it can rotate freely on an axis and can be moved relative to the valve seats or the sliding seals by means of an eccentric drive on this axis. This arrangement means that the slide element is not moved with a longitudinal movement (for example, a screw drive), but rather the slide element is driven eccentrically. The slide element can rotate freely on the axis. This ensures that even with this solution, large flow cross-sections can be released with small adjustment movements.

Nachfolgende Ausgestaltungen beziehungsweise Weiterbildung der Erfindung werden nachfolgend beschrieben:The following embodiments or further developments of the invention are described below:

Das Ventil läßt sich vollhermetisch ausführen, was für Medien, von denen auch kleinste Mengen nicht aus dem Ventilgehäuse austreten dürfen, notwendig ist.The valve can be designed to be fully hermetic, which is necessary for media of which even the smallest quantities must not escape from the valve housing.

Das Ventil ist für umweltunverträgliche Medien (z. B. Kältemittel, Giftstoffe, etc.) oder explosive Medien (z. B. Wasserstoff, .··) von Bedeutung. Die vollhermetische Ausführung beinhaltet die Integration des Antriebelementes in das Ventilgehäuse. Für die elektrische Ansteuerung des Antriebelementes werden Glasdurchführungen in das Ventilgehäuse integriert. Alle Berührungsflächen bzw. -kanten zwischen zwei Teilen oder die Anschlüsse können so ausgeführt werden, daß die zu verbindenen Teile mittels Lot-, Schweiß-, Klebe- oder Einschmelzverbindung miteinander verbunden werden können.The valve is important for environmentally incompatible media (e.g. coolants, poisons, etc.) or explosive media (e.g. hydrogen, .··). The fully hermetic design includes the integration of the drive element into the valve housing. Glass feedthroughs are integrated into the valve housing for the electrical control of the drive element. All contact surfaces or edges between two parts or the connections can be designed in such a way that the parts to be connected can be connected to one another using solder, welding, adhesive or melting.

- 12 -- 12 -

12 -12 -

Die Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Ventils können derart modifiziert werden, daß eine 3/2-Wege-Ventilanordnung realisiert werden kann. Gleichzeitig können dabei jeweils zwei Anschlüsse für das Zuströmen oder Abströmen des durchfließenden Mediums verwendet werden. Die Funktion ist für das Mischen von verschiedenen Medien oder das Aufspalten des Mediums in zwei getrennte Medienströme von Bedeutung.The embodiments of the valve according to the invention can be modified in such a way that a 3/2-way valve arrangement can be realized. At the same time, two connections can be used for the inflow or outflow of the medium flowing through. The function is important for mixing different media or splitting the medium into two separate media flows.

Für Volumen- und Massenstromregelung genügt ein 2/2-Wege-Ventil. Für die Regelung von Drücken wird ein 3/2-Wege-Ventil benötigt, weil ein Anschluß zum Abblasen des Druckmittels bei Drucküberhöhungen notwendig ist. Das 3/2-Wege-Ventilanordnung kann aber auch zum Vermischen von einem oder mehreren Medien bzw. zum Aufspalten in zwei Masse- bzw. Volumenströme verwendet werden.A 2/2-way valve is sufficient for volume and mass flow control. A 3/2-way valve is required for pressure control because a connection is needed to release the pressure medium in the event of excessive pressure. The 3/2-way valve arrangement can also be used to mix one or more media or to split them into two mass or volume flows.

Grundsätzlich besitzt das 3/2-Wege-Ventil die gleichen Eigenschaften wie das in den anderen Merkmalen beschriebene bevorzugte 2/2-Wege-Ventil. Das 3/2-Wege-Ventil stellt jedoch eine Variante des erfindungsgemäßen Ventils dar.Basically, the 3/2-way valve has the same properties as the preferred 2/2-way valve described in the other features. However, the 3/2-way valve represents a variant of the valve according to the invention.

Das Schieberelement und der Ventilsitz des Ventils besteht aus einem chemisch widerstandsfähigen Material mit hohen Gleiteigenschaften und einem hohen Abriebwiderstand (z. B. Keramik).The slide element and the valve seat of the valve are made of a chemically resistant material with high sliding properties and high abrasion resistance (e.g. ceramic).

Die Kombination der Materialen kann entsprechend den Anforderungen für die verschiedenen Funktionsflächen gewählt werden.The combination of materials can be selected according to the requirements of the different functional surfaces.

In dem erfindunggemäß gefundenen Ventil kann auf elastische Dichtelemente im Durchströmungsraum verzichtet werden. Elastische Dichtungen schränken die Verwendbarkeit von Ventilen ein. Häufig müssen verschiedende Ventile mit unterschiedlichen elastischen Dichtelementen für verschiedene Medien verwendet werden. Dadurch erhöht sich die Variantenvielfalt und somit dieIn the valve found according to the invention, elastic sealing elements in the flow chamber can be dispensed with. Elastic seals limit the usability of valves. Often different valves with different elastic sealing elements have to be used for different media. This increases the variety of variants and thus the

- 13 -- 13 -

- 13 -- 13 -

Kosten. Bei der Verwendung von chemisch widerstandsfähigem Schiebermaterial oder Ventilsitzmaterial wie z. B. Keramik, hochwertigen Stählen mit u. a. entsprechenden Oberflächenbeschichtungen, etc., kann dieser Nachteil vermieden werden.Costs. This disadvantage can be avoided by using chemically resistant slide material or valve seat material such as ceramic, high-quality steel with appropriate surface coatings, etc.

Durch das Fehlen der Notwendigkeit dynamischer Abdichtungen kann zusätzlich die Lebensdauer erhöht werden. Elastische Dichtungen werden verhältnismäßig schnell abgerieben und verändern dadurch ihre geometrische Form, welche wiederum zu Undichtigkeiten führen. Zusätzlich wird das Problem bei elastischen Dichtungen, durch chemische Veränderungen in der Dichtung bedingt durch Umwelteinflüsse (z. B.: Temperatur,...) oder das durchströmende Medium bzw. dessen Bestandteile, verändert. The lack of the need for dynamic seals also increases the service life. Elastic seals wear down relatively quickly and change their geometric shape, which in turn leads to leaks. The problem with elastic seals is also caused by chemical changes in the seal caused by environmental influences (e.g. temperature,...) or the medium flowing through or its components.

Durch die Abdichtung des Gleitformelementes gegen das Ventilgehäuse an dessen Stirnfläche mittels eines elastischen Dichtoder Federelements ist eine einfache und preiswerte Herstellung des Ventils möglich.By sealing the sliding element against the valve housing at its front surface by means of an elastic sealing or spring element, a simple and inexpensive production of the valve is possible.

Die Montage bzw. Demontage des Schieberelements ist in der gegebenen Anordnung einfach gewährleistet. Das Antriebselement, die Verbindung zwischen Antriebselement und Schieberelement und das Schieberelement können einfach vormontiert werden und als Kompletteinheit zwischen die Gleitformelemente geschoben werden. The assembly and disassembly of the slide element is ensured in the given arrangement. The drive element, the connection between the drive element and the slide element and the slide element can be easily pre-assembled and pushed as a complete unit between the sliding elements.

Dies wird durch die elastischen Dichtelemente zwischen den Gleitformelementen und dem Ventilgehäuse möglich. Bedingt durch diese Dichtungen müssen die Maßtoleranzen für die beteiligten Teile nicht unnötig verengt werden. Gleichzeitig wird der Schieber gegen die Ventilsitze in den Gleitformelementen vorgespannt. Dadurch wird eine einwandfreie Abdichtung bei geschlossenen Ventils erreicht.This is made possible by the elastic sealing elements between the sliding elements and the valve housing. Thanks to these seals, the dimensional tolerances for the parts involved do not have to be narrowed unnecessarily. At the same time, the slide is pre-tensioned against the valve seats in the sliding elements. This ensures perfect sealing when the valve is closed.

- 14 -- 14 -

&diams; t &diams;&diams; t &diams;

Hinsichtlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung wird auf die Unteransprüche sowie die nachfolgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen, dargestellt in den Figuren 1 bis 10 verwiesen.With regard to advantageous embodiments and further developments of the invention, reference is made to the subclaims and the following description of embodiments with reference to the accompanying drawings, shown in Figures 1 to 10.

Figur 1 eine erste Ausführungsform eines Ventils gemäß der Erfindung im Längsschnitt und Seitenschnitt;Figure 1 shows a first embodiment of a valve according to the invention in longitudinal section and side section;

Figur 2 Seitenansicht eines Schieberelementes mit einer Regelöffnung in der geschlossenen, halb geöffneten und offenen Stellung;Figure 2 Side view of a slide element with a control opening in the closed, half-open and open positions;

Figur 3 Darstellung der erfindungsgemäßen Montage der Gleitformdichtungen;Figure 3 Representation of the assembly of the sliding seals according to the invention;

Figur 4 eine zweite Ausführungsform mit zusätzlichen Anschluß eines erfindungsgemäßen Ventils im Längsschnitt; Figure 4 shows a second embodiment with additional connection of a valve according to the invention in longitudinal section;

Figur 5:Figure 5:

eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ventils im Längsschnitt;a third embodiment of a valve according to the invention in longitudinal section;

Figur 6:Figure 6:

eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ventils im Längsschnitt;a fourth embodiment of a valve according to the invention in longitudinal section;

Figur 7:Figure 7:

eine Ausführungsform der Federrückstellung einer erfindungsgemäßen Weiterbildung;an embodiment of the spring return of a further development according to the invention;

- 15 -- 15 -

15 -15 -

Figur 8: eine fünfte Ausführungsform einerFigure 8: a fifth embodiment of a

erfindungsgemäßen Ventils im Längs- und Seitenschnitt;valve according to the invention in longitudinal and side sections;

Figur 9: eine sechste Ausführungsform einerFigure 9: a sixth embodiment of a

erfindungsgemäßen Ventils mit Excenter-antrieb im Längs- und Seitenschnitt;valve according to the invention with eccentric drive in longitudinal and side section;

Figur 10: eine siebte Ausführungsform desFigure 10: a seventh embodiment of the

erfindungsgemäßen Ventils im Längsschnitt;valve according to the invention in longitudinal section;

Die Figuren la und Ib zeigen eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ventils im Längs- und Seitenschnitt. Zu den Ventilen gehört ein Ventilgehäuse 1, an dem sich ein seitlich angeordneter Druckmittelanschluß 2 und ein Druckmittelauslaß 3, welcher rechtwinklig zum Druckmittelanschluß 2 angeordnet ist, vorgesehen ist. Beide Anschlüsse sind miteinander durch einen im Gehäusehohlraum gebildeten Durchflußraum 4 verbunden.Figures 1a and 1b show a first embodiment of a valve according to the invention in longitudinal and side sections. The valves include a valve housing 1 on which a laterally arranged pressure medium connection 2 and a pressure medium outlet 3, which is arranged at right angles to the pressure medium connection 2, are provided. Both connections are connected to one another by a flow space 4 formed in the housing cavity.

In dem Ventilgehäuse 1 ist ein mit den Ventilsitzen 5a und 5b zusammenwirkendes Schieberelement 6 eingebaut, welches in dem Ventilgehäuse 1 parallel zu den Ventilsitzen 5a und 5b geführt wird. In der Schließstellung verschließt die Anlagefläche des Schieberelements 6, die durch die Ventilsitze 5a und 5b gebildete Durchflußöffnung. Die Ventilsitze werden durch die Öffnungen in den Gleitformdichtungen 7a und 7b gebildet. In der Öffnungsstellung überlappt der im Schieberelement 6 ausgebildete Durchflußkanal mit den durch die Ventilsitze 5a und 5b gebildeten Durchflußöffnungen.A slide element 6 is installed in the valve housing 1 and interacts with the valve seats 5a and 5b. The slide element 6 is guided in the valve housing 1 parallel to the valve seats 5a and 5b. In the closed position, the contact surface of the slide element 6 closes the flow opening formed by the valve seats 5a and 5b. The valve seats are formed by the openings in the sliding seals 7a and 7b. In the open position, the flow channel formed in the slide element 6 overlaps with the flow openings formed by the valve seats 5a and 5b.

In der Figur la ist das Ventil im geschlossenen Zustand und in der Figur Ib im geöffneten Zustand dargestellt. In Figur 2c ist das Schieberelement 6 in der Seitenansicht (Figur 2a) und inIn Figure la the valve is shown in the closed state and in Figure lb in the open state. In Figure 2c the slide element 6 is shown in side view (Figure 2a) and in

- 16 -- 16 -

der Frontansicht (Figur 2b) im geschlossenen Zustand dargestellt. In der Figur 2c ist das Schieberelement 6 im halb geöffneten und in der 100% geöffneten Position dargestellt. Die schraffierte Fläche stellt die Überlappungsfläche gebildet aus Öffnung 61 im Schieberelement 6 und den Durchflußöffnungen in den Hohlräumen 2/1 und 2/2 und/oder des Durchlaßraumes 4 und/oder in den Gleitformdichtungen 7a und 7b bzw. in den Ventilsitzen 5a und 5b dar. Der gestrichelte Kreis zeigt die bevorzugte Form der Öffnungen. In der dargestellten Variante sind die Ventilsitze 5a oder 5b bzw. die Durchflußöffnungen in den Gleitformdichtungen 7a und 7b identisch ausgeführt. Es können die Durchflußöffnungen in den Gleitformdichtungen auch unterschiedlich ausgeführt werden. Durch die dargestellte Form des Schieberelementes 6 kann die Durchflußöffnung in einem großen Bereich bei kleinen Stellbewegungen des Schieberelementes verändert werden. Andere Formen der Öffnung in den Gleitformdichtungen 7a und 7b sind ebenfalls möglich und dadurch andere Durchflußkennlinien realisierbar. Es ist jedoch auch möglich, auf die Gleitformdichtungen und Ventilsitze zu verzichten und die Kontur der Hohlräume 2/1 und 2/2 sowie des Durchlaßraumes 4 entsprechend auszubilden.the front view (Figure 2b) is shown in the closed state. In Figure 2c, the slide element 6 is shown in the half-open and in the 100% open position. The hatched area represents the overlap area formed by the opening 61 in the slide element 6 and the flow openings in the cavities 2/1 and 2/2 and/or the passage space 4 and/or in the sliding seals 7a and 7b or in the valve seats 5a and 5b. The dashed circle shows the preferred shape of the openings. In the variant shown, the valve seats 5a or 5b or the flow openings in the sliding seals 7a and 7b are identical. The flow openings in the sliding seals can also be designed differently. Due to the shape of the slide element 6 shown, the flow opening can be changed over a large range with small adjustment movements of the slide element. Other shapes of the opening in the sliding seals 7a and 7b are also possible, and thus other flow characteristics can be realized. However, it is also possible to dispense with the sliding seals and valve seats and to design the contour of the cavities 2/1 and 2/2 as well as the passage space 4 accordingly.

In der Figur 2d bis 2f ist eine weitere Variante mit zwei weiteren Steuerkanten dargestellt. Entsprechend der Beschreibung für die Figur 2a bis 2c ist das Schieberelement 6 in der Seitenansicht (Figur 2d) und in der Längsansicht (Figur 2e) im geschlossenen Zustand dargestellt. In der Figur 2f ist das Schieberelement 6 im halb geöffneten und in der 100% geöffneten Position dargestellt. Die schraffierte Fläche stellt die Überlappungsfläche gebildet aus Durchflußkanal im Schieberelement 6 und den Durchflußöffnungen in der Gleitformdichtungen 7a und 7b bzw. der Ventilsitze 5a und 5b und den Durchflußöffnungen außerhalb des Gleitformdichtungen dar. Der gestrichelte Kreis zeigt die bevorzugte Form der Öffnungen in den Gleitformdichtungen. In der dargestellten Variante sind die Ventilsitze 5aFigures 2d to 2f show a further variant with two further control edges. According to the description for figures 2a to 2c, the slide element 6 is shown in the side view (Figure 2d) and in the longitudinal view (Figure 2e) in the closed state. Figure 2f shows the slide element 6 in the half-open and 100% open position. The hatched area represents the overlap area formed by the flow channel in the slide element 6 and the flow openings in the sliding seals 7a and 7b or the valve seats 5a and 5b and the flow openings outside the sliding seals. The dashed circle shows the preferred shape of the openings in the sliding seals. In the variant shown, the valve seats 5a and 5b are

- 17 -- 17 -

17 -17 -

oder 5b bzw. die Durchflußöffnungen in den Gleitformdichtungen 7a und 7b, sowie außerhalb von diesen, identisch ausgeführt. Mit dem dargestellten Aufbau stehen 4 Regelöffnungen mit einem erhöhten Durchflußwert zur Verfügung. Figur 2g zeigt eine weitere Variante der Ausbildung des Schieberelementes beziehungsweise der Öffnung 11 im Schieberelement 6. Diese Variante zeichnet sich dadurch aus, daß die Öffnung 61 Schieberelement 6 oval beziehungsweise nierenschalenförmig oder nierenförmig ausgebildet ist.or 5b or the flow openings in the sliding seals 7a and 7b, as well as outside of these, are designed identically. With the structure shown, 4 control openings with an increased flow value are available. Figure 2g shows a further variant of the design of the slide element or the opening 11 in the slide element 6. This variant is characterized by the fact that the opening 61 in the slide element 6 is oval or kidney-shaped or kidney-shaped.

Im Schieberelement 6 befindet sich eine Bohrung 13 für den
Druckausgleich zur Realisierung einer druckkompensierten Bauweise. Die Bohrung 13 ist so angeordnet, daß im geschlossenen Zustand kein Druckmittel vom Anschluß 2 nach 3 fließen kann. Im geöffneten Zustand wirkt die Öffnung 13 wie ein Bypass.In the slide element 6 there is a hole 13 for the
Pressure equalization to realize a pressure-compensated design. The bore 13 is arranged so that when closed no pressure medium can flow from connection 2 to 3. When open, the opening 13 acts like a bypass.

Das Schieberelement 6 wird durch die beiden Gleitformdichtungen 7a und 7b gehalten. Die Gleitformdichtungen 7a und 7b werden durch die Dichtungen 8a und 8b, bestehend aus elastischen Material, mittels der Gehäuseabdeckplatten 9a und 9b gegen das Schieberelement 6 gepresst.The slide element 6 is held by the two sliding seals 7a and 7b. The sliding seals 7a and 7b are pressed against the slide element 6 by the seals 8a and 8b, consisting of elastic material, by means of the housing cover plates 9a and 9b.

In Figur 3 ist diese bevorzugte Anbringung der Dichtungen 8a und 8b im Ventilgehäuse dargestellt.Figure 3 shows this preferred arrangement of the seals 8a and 8b in the valve housing.

Die Anschlußplatte 9a beinhaltet den Druckmittelanschluss 2 bzw. eine Möglichkeit zum Montieren des Anschlusses. Das Medium fließt vom Druckmittelanschluss 2 zum Druckmittelauslaß 3, welcher sich bevorzugt um 90° versetzt im Gehäuseboden 10 befindet. Der Gehäuseboden 10 beinhaltet den Druckmittelauslaß 3 oder eine Möglichkeit zum Montieren des Anschlusses und ist am Ventilgehäuse 1 montiert. Durch die Dichtung 12 wird der Ventilinnenraum nach außen abgedichtet. Durch diese Anordnung ist eine minimale Umlenkung des Mediums gegeben und keine Verengungen im Durchflußraum vorhanden.The connection plate 9a contains the pressure medium connection 2 or a possibility for mounting the connection. The medium flows from the pressure medium connection 2 to the pressure medium outlet 3, which is preferably offset by 90° in the housing base 10. The housing base 10 contains the pressure medium outlet 3 or a possibility for mounting the connection and is mounted on the valve housing 1. The valve interior is sealed to the outside by the seal 12. This arrangement ensures minimal deflection of the medium and no constrictions in the flow space.

- 18 -- 18 -

18 -18 -

Weiterhin wird durch diese Anordnung der Druckmittelanschlüsse 2, 21, 22 bei lagerichtigem Einbau eine Ansammlung von flüssigen Fluiden im Bereich des beweglichen Schieberelementes 6 vermieden. Das flüssige Medium fließt schwerkraftbedingt durch den Druckmittelauslaß 3 ab. Ein Gefrieren des Mediums oder dessen flüssiger Bestandteile kann somit keine Blockierung der Bewegung des Schieberelementes 6 bewirken.Furthermore, this arrangement of the pressure medium connections 2, 21, 22 prevents an accumulation of liquid fluids in the area of the movable slide element 6 when installed in the correct position. The liquid medium flows out through the pressure medium outlet 3 due to gravity. Freezing of the medium or its liquid components cannot therefore cause a blockage of the movement of the slide element 6.

Das Ventil kann außerdem in verschiedenen Richtungen durchströmt werden (Biflow-Funktion). Dabei kann das Druckmittel vom Druckmittelanschluß 2 zum Druckmittelauslaß 3 und umgekehrt strömen, ohne das Funktionen des Ventils eingeschränkt werden müssen. Dies ist durch die druckkompensierte Bauweise auch bei Durchströmung von Druckmittelauslaß 3 zum Druckmittelanschluß 2 möglich.The valve can also be flowed through in different directions (biflow function). The pressure medium can flow from the pressure medium connection 2 to the pressure medium outlet 3 and vice versa without restricting the functions of the valve. This is also possible with flow from the pressure medium outlet 3 to the pressure medium connection 2 thanks to the pressure-compensated design.

Dabei umströmt das Druckmittel die Gleitformdichtungen und kann somit eine Gegenkraft auf der Gegenseite des Schiebers erzeugen. The pressure medium flows around the sliding seals and can thus generate a counterforce on the opposite side of the slide.

Das bewegliche Schieberelement 6 ist mittels einer Spindel 15 mit dem Antriebselement 14 verbunden. Im Antriebselement 14 kann ein Druckfederelement 11 integriert sein, welches das Schieberelement 6 automatisch in seine Schließstellung überführt, wenn beispielsweise der Motor des Antriebelementes bei einem Stromausfall außer Betrieb gesetzt wird. Das Antriebselement 14 ist auf dem Ventilgehäuse 1 montiert. Die Welle oder Achse des Antriebselementes 16 ist mittels der Radialdichtung 17 gegenüber dem Ventilgehäuse 1 abgedichtet.The movable slide element 6 is connected to the drive element 14 by means of a spindle 15. A compression spring element 11 can be integrated in the drive element 14, which automatically moves the slide element 6 into its closed position if, for example, the motor of the drive element is put out of operation in the event of a power failure. The drive element 14 is mounted on the valve housing 1. The shaft or axis of the drive element 16 is sealed from the valve housing 1 by means of the radial seal 17.

Die in Figur 4 gezeigte Ausführungform des Ventils ist in ähnlicher Weise wie das in Figur 1 gezeigte Ventil ausgebildet, jedoch ist zusätzlich ein Druckmittelanschluß 21 bzw. eine Möglichkeit für den Einbau eines Anschlusses in der Gehäuseabdeckplatte 9a integriert.The embodiment of the valve shown in Figure 4 is designed in a similar way to the valve shown in Figure 1, but additionally a pressure medium connection 21 or a possibility for the installation of a connection is integrated in the housing cover plate 9a.

- 19 -- 19 -

Die Druckmittelanschlüsse 2 und 21 können dabei gleichzeitig für das Zu- oder Abströmen des Druckmittels verwendet werden. Zwei Ströme eines oder verschiedener Druckmittel können durch die gegebene Anordnung vermischt werden. Alternativ kann ein Druckmittelstrom aufgespalten werden. Der gemeinsame Abfluß bzw. Zufluß des Druckmittels erfolgt über den Druckmittelauslaß 3.The pressure medium connections 2 and 21 can be used simultaneously for the inflow or outflow of the pressure medium. Two flows of one or different pressure media can be mixed by the given arrangement. Alternatively, a pressure medium flow can be split. The common outflow or inflow of the pressure medium takes place via the pressure medium outlet 3.

Die in Figur 5 gezeigte Ausführungsform eines Ventils ist in ähnlicher Weise wie das in Figur 1 gezeigte Ventil ausgebildet. Im Gegensatz zu Figur 1 handelt es sich um eine vollhermetische Ausführung. Zusätzlich zu den Dichtungen ist das Gehäuse hermetisch mittels Schweißen, Löten oder Kleben an den Punkten 18 abgedichtet. Das Antriebselement 14 befindet sich in einer gekapselten Kammer 19. Die elektrische Verbindung 26b wird beispielsweise über die Glasdurchführungen 20a zwischen dem Antriebselement 14 und dem externen Anschluß 24a hergestellt. Auf die gleiche Weise wird die elektrische Verbindung 26a für das Heizelement 25 über die Glasdurchführung 20b und den externen Anschluß 24b hergestellt. Das Heizelement 25 ist Bestandteil des Schieberelementes 6 und dient zum Beheizen von diesem, um beispielweise gefrorene flüssige Medien aufzutauen.The embodiment of a valve shown in Figure 5 is designed in a similar way to the valve shown in Figure 1. In contrast to Figure 1, it is a fully hermetic design. In addition to the seals, the housing is hermetically sealed by welding, soldering or gluing at the points 18. The drive element 14 is located in an encapsulated chamber 19. The electrical connection 26b is established, for example, via the glass feedthroughs 20a between the drive element 14 and the external connection 24a. In the same way, the electrical connection 26a for the heating element 25 is established via the glass feedthrough 20b and the external connection 24b. The heating element 25 is part of the slide element 6 and serves to heat it, for example to thaw frozen liquid media.

Di.e in Figur 6 gezeigte Ausführungsform ist ähnlich der in Figur 5 gezeigten Ausführung. Zusätzlich ist eine Ringheizung 25a und 25b in den Gleitformdichtungen 7a und 7b eingebaut. Außerdem sind die elektrischen Zuleitungen 26c und 26d zu den externen Anschlüssen 24c und 24d mittels der Glasdurchführungen 20c und 2Od geführt. Weiterhin ist eine Rückstellfeder 11 oberhalb des Antriebselementes 14 an dessen Achse befestigt.The embodiment shown in Figure 6 is similar to the embodiment shown in Figure 5. In addition, a ring heater 25a and 25b is installed in the sliding seals 7a and 7b. In addition, the electrical supply lines 26c and 26d are guided to the external connections 24c and 24d by means of the glass feedthroughs 20c and 20d. Furthermore, a return spring 11 is attached above the drive element 14 on its axis.

In Figur 7 ist die Anordnung des Druckfederelementes 11 im Ventilgehäuse dargestellt. Alternativ oder gleichzeitig kann das Druckfederelement 11 unterhalb des Schieberelementes 6Figure 7 shows the arrangement of the compression spring element 11 in the valve housing. Alternatively or simultaneously, the compression spring element 11 can be arranged below the slide element 6

- 20 -- 20 -

«•»•••«at*«•»•••«at*

- 20 -- 20 -

angeordnet werden. Dabei stützt sich das Druckfederelement 11 gegen den Gehäuseboden 10 abThe compression spring element 11 is supported against the housing base 10

Die in den Figuren 8a und 8b gezeigte Ausführungsform eines Ventils stellt eine weitere Abwandlung der in Figur 1 dargestellten Variante dar. In der gezeigten Ventildarstellung ist ein 3/2-Wege-Ventil realisiert. Gleichzeitig können bei dieser Ausführung jeweils zwei Anschlüsse für das Zuströmen oder Abströmen des durchströmenden Mediums verwendet werden.The embodiment of a valve shown in Figures 8a and 8b represents a further modification of the variant shown in Figure 1. In the valve illustration shown, a 3/2-way valve is implemented. At the same time, in this embodiment, two connections can be used for the inflow or outflow of the medium flowing through.

In der Figur 8a strömt das Druckmittel vom Druckmittelanschluß 2 zum Druckmittelauslaß 3 im Gehäuseboden 10.In Figure 8a, the pressure medium flows from the pressure medium connection 2 to the pressure medium outlet 3 in the housing base 10.

Die Verbindung zwischen dem Druckmittelanschluß 22 und dem Druckmittelauslaß 3 ist unterbrochen.The connection between the pressure medium connection 22 and the pressure medium outlet 3 is interrupted.

In der Figur 8b strömt das Druckmittel vom Druckmittelanschluß 22 zum Druckmittelauslaß 3 im Gehäuseboden 10. Dabei umströmt es die Gleitformdichtungen 7a, 7b, 7c und 7d an der Außenseite. Die Verbindung zwischen dem Druckmittelanschluß 2 und dem Druckmittelauslaß 3 ist unterbrochen.In Figure 8b, the pressure medium flows from the pressure medium connection 22 to the pressure medium outlet 3 in the housing base 10. In doing so, it flows around the sliding seals 7a, 7b, 7c and 7d on the outside. The connection between the pressure medium connection 2 and the pressure medium outlet 3 is interrupted.

Im Gegensatz zu der in Figur 1 dargestellten Variante sind zusätzlich die Gleitformdichtungen 7c und 7d mit den Ventilsitzen 5c und 5d und den Dichtungen 8c und 8d integriert. Bedingt durch die zusätzlichen Gleitformdichtungen 7c und 7d ist das Schieberelement 6 mit einer oberen und unteren Regelöffnung versehen.In contrast to the variant shown in Figure 1, the sliding seals 7c and 7d are additionally integrated with the valve seats 5c and 5d and the seals 8c and 8d. Due to the additional sliding seals 7c and 7d, the slide element 6 is provided with an upper and lower control opening.

Die in Figur 9 gezeigte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ventils stellt eine weitere Abwandlung der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform dar. Im Gegensatz zu der in Figur 1 gezeigten Anordnung wird das Schieberelement 6 nicht mit einer Längsbewegung (z. B. Gewindetrieb) verschoben, sondern es erfolgt ein exzentrischer Antrieb des Schieberelements 27. DasThe embodiment of a valve according to the invention shown in Figure 9 represents a further modification of the embodiment shown in Figure 1. In contrast to the arrangement shown in Figure 1, the slide element 6 is not displaced with a longitudinal movement (e.g. screw drive), but rather an eccentric drive of the slide element 27 takes place. The

- 21 -- 21 -

21 -21 -

Schieberelement 27 ist auf der Achse 28 frei drehbar. Auch bei dieser Lösung kann mit einer kleinen Stellbewegung einer großer Durchflußquerschnitt freigegeben werden.Slide element 27 can rotate freely on the axis 28. With this solution, too, a large flow cross-section can be released with a small adjustment movement.

Die in Figur 10 gezeigte Ausführungsform eines Ventils stellt eine weitere Abwandlung der in Figur 1 dargestellten Variante dar. Im Gegensatz zu Figur 1 ist hierbei das Schieberelement 28 verwendet.The embodiment of a valve shown in Figure 10 represents a further modification of the variant shown in Figure 1. In contrast to Figure 1, the slide element 28 is used here.

Figur 11 zeigt eine Grafik, die verdeutlicht, wie sich der Öffnungsquerschnitt im Verhältnis zum Weg der Stellbewegung verändert. Die X-Achse kennzeichnet dabei den Weg für die Stellbewegung in Prozent und die Y-Achse den dabei erreichten Öffnungsquerschnitt ebenfalls in Prozent. Die untere Linie mit dem Bezugszeichen I stellt ein Ventil nach dem Stand der Technik dar. Die obere Linie mit dem Bezugszeichen II gibt den Verlauf des Öffnungsquerschnittes im Verhältnis zum Stellweg nach der Erfindung an.Figure 11 shows a graph that illustrates how the opening cross-section changes in relation to the path of the adjustment movement. The X-axis indicates the path for the adjustment movement in percent and the Y-axis the opening cross-section achieved, also in percent. The lower line with the reference symbol I represents a valve according to the state of the art. The upper line with the reference symbol II indicates the course of the opening cross-section in relation to the adjustment path according to the invention.

Es wird deutlich, daß bei dem erfindungsgemäßen Ventil mit einem kürzeren Stellweg und dadurch in kürzerer Zeit ein größerer Öffnungsquerschnitt für den Durchflußkanal· freigegeben wird. Durch diese Ausführung ist es auch möglich, die Stel·l·bewegungsl·änge insgesamt zu minimieren, was zu einer Minimierung der Steil- und Regelzeiten sowie zur Minimierung des Verschleißes der Ventilteile führt. Damit ist auch eine kostengünstigere Herstellung der Ventile selbst gegeben.It is clear that with the valve according to the invention, a shorter travel distance and therefore a larger opening cross-section for the flow channel is released in a shorter time. This design also makes it possible to minimize the overall length of the adjustment movement, which leads to a minimization of the rise and control times as well as to a minimization of the wear of the valve parts. This also allows for a more cost-effective manufacture of the valves themselves.

Die jetzt mit der Anmeldung und später eingereichten Ansprüche sind Versuche zur Formulierung ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Schutzes.The claims filed now with the application and subsequently are attempts to formulate without prejudice to achieve more extensive protection.

Sollte sich hier bei näherer Prüfung, insbesondere auch des einschlägigen Standes der Technik, ergeben, daß das eine oder andere Merkmal für das Ziel der Erfindung zwar günstig, nichtShould a closer examination, in particular of the relevant state of the art, reveal that one or other feature is beneficial to the aim of the invention, but not

- 22 -- 22 -

- 22 -- 22 -

aber entscheidend wichtig ist, so wird selbstverständlich schon jetzt eine Formulierung angestrebt, die ein solches Merkmal, insbesondere im Hauptanspruch, nicht mehr aufweist.but is crucially important, a formulation is of course already being sought which no longer contains such a feature, in particular in the main claim.

Die in den abhängigen Ansprüchen angeführten Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin. Jedoch sind diese nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.The references cited in the dependent claims indicate the further development of the subject matter of the main claim through the features of the respective subclaim. However, these are not to be understood as a waiver of the achievement of independent, objective protection for the features of the referenced subclaims.

Merkmale, die bislang nur in der Beschreibung offenbart wurden, können im Laufe des Verfahrens als von erfindungswesentlicher Bedeutung, zum Beispiel zur Abgrenzung vom Stand der Technik beansprucht werden.Features that have so far only been disclosed in the description can be claimed in the course of the procedure as being of essential importance to the invention, for example to distinguish it from the prior art.

Merkmale, die nur in der Beschreibung offenbart wurden, oder auch Einzelmerkmale aus Ansprüchen, die eine Mehrzahl von Merkmalen umfassen, können jederzeit zur Abgrenzung vom Stande der Technik in den ersten Anspruch übernommen werden, und zwar auch dann, wenn solche Merkmale im Zusammenhang mit anderen Merkmalen erwähnt wurden beziehungsweise im Zusammenhang mit anderen Merkmalen besonders günstige Ergebnisse erreichen.Die jetzt mit der Anmeldung und später eingereichten Ansprüche sind Versuche zur Formulierung ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Schutzes.Features that were only disclosed in the description, or individual features from claims that include a plurality of features, can be incorporated into the first claim at any time to distinguish it from the prior art, even if such features were mentioned in connection with other features or achieve particularly favorable results in connection with other features. The claims filed now with the application and later are attempts at formulation without prejudice for the achievement of more extensive protection.

Claims

1. Valve for pressure, volume or mass flow control of gaseous or liquid media with a valve housing, at least one pressure medium connection, at least one pressure medium outlet, a slide element arranged in the valve housing, which interacts with an actuating element and/or drive element and which is designed to be movable between a closed position and an open position and which closes or opens a flow channel in cooperation with valve seats, characterized in that at least one opening ( 61 ) is arranged on or in the slide element ( 6 ), the contour of which is designed such that when the slide element ( 6 ) is transferred from the closed position to the open position, the first region of the contour of the opening is identical or as similar as possible to the contour of the hollow space( s ) ( 2/1 , 2/2 ) and/or the passage space ( 4 ) inside the valve housing ( 1 ).

2. Valve according to claim 1, characterized in that the opening ( 61 ) is sickle-shaped.

3. Valve according to one or both of the preceding claims, characterized in that the opening ( 61 ) is oval or kidney-shaped in cross section.

4. Valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that the slide element ( 6 ) is guided parallel to the valve seats in the valve housing ( 1 ).

5. Valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that the contour of the edges of the cavities ( 2/1 , 2/2 ) and/or of the passage space ( 4 ) is identical in shape to the contour of the opening ( 61 ).

6. Valve according to one or both of the preceding claims, characterized in that the opening ( 61 ) is open on one side.

7. Valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that the opening ( 61 ) is arranged at the top or bottom of the slide element ( 6 ) as seen in the installation direction of the slide element ( 6 ).

8. Valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that a sliding element for guiding the slide element ( 6 ) is arranged in the valve housing ( 1 ), which has cavities ( 2/1 , 2/2 ) and carries or forms the sliding seals ( 7a , 7b ).

9. Valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that a bore ( 13 ) is provided in the slide element ( 6 ), which is arranged such that, in the closed position , it acts as a pressure equalizer between cavities (2/1, 2/2 ) in the interior of the valve housing ( 1 ).

10. Valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that the slide element ( 6 ) has a plurality of bores ( 13 ) which are arranged in such a way that in the closed position they do not form a flow channel between the pressure medium connections ( 1 , 2 ) or the cavities ( 2/1 , 2/2 ) , but the slide element ( 6 ) compensates for pressure.

11. Valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that the sliding seals ( 7 a, 7 b) have flow openings which form the valve seats ( 5 a, 5 b).

12. Valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that the valve seats ( 5a , 5b ) each have at least one sickle-shaped recess which, in cooperation with the opening ( 61 ), forms the flow channel for the media.

13. Valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that the pressure medium inlet ( 2 ) and the pressure medium outlet ( 3 ) are arranged at an angle to one another, preferably at an angle of 90°.

14. Valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that a flow space ( 4 ) is formed between the pressure medium inlet ( 2 ) and the pressure medium outlet ( 3 ) when the valve is open.

15. Valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that a further pressure medium inlet ( 21 ) is provided, which is designed to be selectively switched on or off by exchanging the connection plate ( 9a ).

16. Valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that the pressure medium outlet ( 3 ) is arranged in the base plate ( 10 ).

17. Valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that two pressure medium inlets ( 2 , 22 ) are arranged one above the other in the installation direction, wherein both pressure medium inlets ( 2 , 22 ) are connected to the pressure medium outlet ( 3 ) in the open valve position.

18. Valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that the flow openings in the sliding seals ( 7 a and 7 b) are designed to be identical in shape to the opening ( 61 ) of the slide element ( 6 ).

19. Valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that the shape of the sliding seals deviates from the shape of the opening ( 61 ).

20. Valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that the slide element ( 6 ) is connected to the drive element ( 14 ) by means of a spindle ( 15 ) and a compression spring element ( 11 ) is integrated in the drive element ( 14 ) in such a way that the slide element ( 6 ) is automatically guided into the closed position when the drive element ( 14 ) is deactivated.

21. Valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that the compression spring element ( 11 ) is arranged between the base plate ( 10 ) and the slide element ( 6 ).

22. Valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that heaters ( 25 ) are arranged in the slide element ( 6 ).

23. Valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that the heaters ( 25 ) are arranged both in the slide element ( 6 ) and in the cavities ( 2/1 , 2/2 ).

24. Valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that the slide element ( 6 ) is arranged to be freely movable and rotatable on an axis ( 28 ) and is displaceable by means of an eccentric drive on this axis ( 28 ) relative to the valve seats ( 5a , 5b ) or the sliding seals ( 7a , 7b ).