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Einleitung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Servoventil zum Öffnen und
Schließen
einer Passage zwischen einem Fluideinlaß und einem Fluidauslaß eines
Vakuumsystems und insbesondere betrifft die Erfindung ein Ventil,
das in Systeme mit hohen und niedrigen Druckdifferenzen eingesetzt
werden kann und das mit einfachen Betätigungsmitteln betätigt werden
kann.
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Hintergrund
der Erfindung
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Im
Allgemeinen existieren Servoventile für Drucksysteme, in denen ein
Kolben unter dem Einfluß einer
Druckdifferenz zwischen einem Einlaß- oder einem Auslaßanschluß und einer
Steuerkammer bewegbar ist zwischen einer geschlossenen und einer
offenen Position. Wegen der Verwendung der Druckdifferenz sind solche
Ventile betreibbar von relativ einfachen Aktuatoren, die einen niedrigen
Energieverbrauch und ein geringes Gewicht haben, z.B. über einen
Elektromagneten. Die Betätigung
kann so angeordnet sein, daß sie
ein Pilotventil be wegt, das angeordnet ist, um eine Fluidpassage
zwischen einem der Anschlüsse
und der Steuerkammer zu öffnen
oder zu verschließen.
DE 1077496 offenbart solch
ein Ventil. Aus unterschiedlichen Gründen sind die existierenden
Ventile dieser Art nicht geeignet für Vakuumsysteme, z.B. in Verbindung
mit Leckerfassungsanwendungen. In solchen Systemen ist es wichtig,
jedes verbleibende Fluid in dem Ventil zwischen jeden seiner Betätigungen
zu vermeiden. Dementsprechend müssen
Ventile und ähnliche Komponenten
des Systems die komplette Evakuierung unterstützen und wegen einer relativ
komplizierten strukturellen Gestaltung mit verschiedenen größeren und
kleineren Passagen, die die Anschlüsse mit der Steuerkammer verbinden,
ist die Dränage
typischerweise ein Problem mit den herkömmlichen Servoventilen. Darüber hinaus
sind die existierenden Servoventile so gemacht, daß sie über eine
gewisse vorbestimmte Druckdifferenz arbeiten. Wenn ein Ventil, das
für Druckdifferenzen
im Bereich von 1 bis 100 bar gestaltet ist, eingesetzt ist über eine
Druckdifferenz von weniger als 1 bar würde die Druckdifferenz normalerweise
nicht ausreichend sein, um das Ventil zu öffnen und umgekehrt. Darüber hinaus
würde,
da die Druckdifferenz kurz nach dem Öffnen des Ventils verschwindet,
der Servoeffekt von herkömmlichen
Servoventilen verschwinden. Aus diesem Grund sind herkömmliche
Servoventile nicht verwendbar für
Vakuumsysteme.
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Beschreibung
der Erfindung
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Es
ist eine Aufgabe einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung, ein Ventil zur Verfügung zu stellen, das entworfen
ist für
ein Vakuumsystem, das eingefügt
werden kann zwischen Druckdifferenzen von weniger als einem bar
und das immer noch geöffnet
werden kann über
eine servo-gelieferte Kraft unter Verwendung von moderaten Kräften.
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Folglich
bezieht sich die Erfindung auf ein Servoventil für ein Vakuumsystem nach Anspruch
1, wobei das Servoventil ein Gehäuse
aufweist, das eine Regelkammer begrenzt und eine Ventilpassage mit
einem Fluideinlaßteil
mit einem ersten inneren Druck und einem Fluidauslaßteil mit
einem zweiten inneren Druck, wobei die Teile durch ein Schließelement
getrennt sind, das in dem Gehäuse
zwecks Bewegung zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position
montiert ist unter dem Einfluß von
Differenzen zwischen einem inneren Druck der Regelkammer und dem
ersten bzw. zweiten inneren Druck, wobei die offene Position eine
Position ist, worin der Ventildurchgang offen ist zwischen den beiden
Teilen und die geschlossene Position eine Position ist, worin der
Ventildurchgang geschlossen ist zwischen den beiden Teilen, wobei
die Regelkammer verbunden ist mit dem Einlaßteil und dem Auslaßteil, so
daß ihr
innerer Druck umschaltbar gesteuert werden kann hauptsächlich durch
entweder den ersten inneren Druck oder den zweiten inneren Druck
zum umschaltbaren Steuern einer Bewegung des Schließelements
zwischen seiner geschlossenen und seiner offenen Position und umgekehrt.
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Wegen
der Verbindung der Regelkammer mit dem Einlaßteil und dem Auslaßteil, was
eine umschaltbare Steuerung des Drucks in der Regelkammer erlaubt,
kann das Ventil be tätigt
werden unter Verwendung der Druckdifferenz ohne Ausüben von übermäßigen Kräften.
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Das
Schließelement
kann eine Pilotpassage zwischen dem Auslaß und der Regelkammer bilden, wobei
die Pilotpassage verschließbar
ist durch ein Pilot-Schließelement,
das relativ zu dem Schließelement
beweglich ist zwischen einer offenen Position, in der die Pilotpassage
offen ist, und einer geschlossenen Position, in der die Pilotpassage
geschlossen ist. Wenn das Ventil geöffnet werden soll, wird das
Pilot-Schließelement
in seine offene Position bewegt, d.h. eine Position, in der die
Pilotpassage offen ist. Wenn die Pilotpassage sich öffnet, ist
die Regelkammer in Fluidverbindung mit dem Auslaßteil der Ventilpassage und
der Druck darin gleicht sich dazwischen aus. Dementsprechend wird
eine Druckdifferenz erzeugt, die in der Lage ist, das Schließelement
von der geschlossenen in die offene Position zu bewegen.
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Wenn
sich das Schließelement
bewegt hat, gleicht sich der Druck in dem Einlaß- und Auslaßteil aus
und, wenn der Auslaßteil
in Fluidverbindung mit der Regelkammer ist, verschwindet die Druckdifferenz
zwischen der Regelkammer und dem Einlaßteil der Ventilpassage. Da
diese Druckdifferenz verwendet worden ist, um das Schließelement
in seiner offenen Position zu halten, könnte sich das Schließelement
in Abhängigkeit
von der Orientierung des Ventils und der Fließgeschwindigkeit des Fluids,
das hindurchfließt,
zurück
zu seiner geschlossenen Position bewegen. Um dies zu vermeiden,
hat das Ventil ein Pilot-Schließelement,
das beweglich an dem Schließelement
befestigt ist über
eine elastisch verformbare Kupplung, z.B. über ein elastisches Gummiband, eine
Feder, wie eine Schraubenfeder, oder über ähnliche Anordnungen, die in
der Lage sind, elastisch gestreckt zu werden. Insbesondere eine
Feder mit einer Federkonstanten im Bereich von 0,5 bis 1,5 N/mm, z.B.
1 N/mm, ist geeignet für
ein Ventil, das in einem Vakuumsystem verwendet wird. Die Feder
kann vorgespannt sein auf 3 N, d.h. ungefähr 3 mm.
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Um
ein Ventil mit einer "normal
geschlossenen" Charakteristik
zu versehen, könnte
das Schließelement
vorgespannt sein in Richtung auf die geschlossenen Position durch
ein elastisch komprimierbares Element, z.B. eine flexible Gummistange,
eine Schraubenfeder, etc.
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Vorzugsweise
sind das Pilot-Schließelement und
somit das Öffnen
und Schließen
des Ventils elektromagnetisch betrieben oder alternativ pneumatisch,
hydraulisch oder einfach manuell über einen Druck- oder Zugknopf.
In jedem Fall ist es ein Vorteil, um die Kraft, die notwendig ist,
um das Ventil zu öffnen,
zu reduzieren, die Pilotpassage mit einem kleineren Querschnittsbereich
als die Öffnung
der Ventilpassage auszubilden, z.B. mit einem Bereich in der Größe von 5
bis 20 mal kleiner als der Bereich der Ventilpassage.
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In
einigen Anwendungen, z.B. in Verbindung mit der Verwendung des Ventils
in einem Vakuumsystem für
Leckerfassung, ist es eine Aufgabe, sicherzustellen, daß alle Reste
des Fluids von dem Ventil evakuiert werden zwischen jeder Öffnungs- und
Schließsequenz.
Zu diesem Zweck kann die Regelkammer vorteilhafterweise in Fortsetzung
der Passage von dem Fluidausgang zu dem Schließelement angeordnet werden
und vorzugsweise so, daß die
Kammer und zumindest der Auslaßteil
der Ventilpassage koaxial angeordnet sind. Tatsächlich können der Auslaßteil der
Ventilpassage und die Regelkammer gebildet werden als eine sich
längs erstreckende
Bohrung innerhalb des Gehäuses.
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Das
Dichtelement könnte
gebildet werden als ein Kugelventil oder als ein Kolben, der so
angeordnet ist, daß er
sich vorwärts
und rückwärts in einer zylindrischen
Ausnehmung des Gehäuses
bewegt. Der Kolben und die zylindrische Ausnehmung können alle übereinstimmenden
Querschnittsformen haben. Um jedoch die Herstellung des Ventils
zu unterstützen,
ist es ein Vorteil, die Teile mit kreisförmigen Querschnittsformen vorzusehen,
so daß die
Ausnehmung als ein Bohrloch gebildet werden kann.
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Um
die Sensitivität
des Ventils zu verbessern, ist es eine Aufgabe, das Gewicht des
Kolbens klein zu halten. Dementsprechend kann der Kolben mit drei
Hauptteilen ausgebildet sein, nämlich
einem unteren dichtenden Flansch, der nach oben mit einem tassenförmigen Teil
durch einen verlängerten Schaft
verbunden ist, wobei der tassenförmige
Teil eine Bodenwand und eine Seitenwand bildet, die sich von der
Bodenwand weg in Richtung einer Öffnung erstreckt,
die in der entgegengesetzten Richtung des dichtenden Flansches liegt.
Die Pilotpassage kann innerhalb des Schaftes des Kolbens und des
dichtenden Flansches ausgebildet sein, wobei der tas senförmige Teil
und der verlängerte
Schaft koaxial gebildet sein können.
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Um
ein zuverlässigeres
Ventil sicherzustellen, worin der Kolben sich sanft ohne Kippen
während
seiner Rückwärts- und
Vorwärtsbewegung
innerhalb der zylindrischen Ausnehmung des Gehäuses bewegt, kann der Kolben
so gebildet sein, so daß er
seinen Schwerpunkt entlang der Mittelachse des Kolbens an einer
Position zwischen der Bodenwand und der Öffnung des tassenförmigen Teils
hat. Der oben beschriebene spezifische tassen- und schaftförmige Kolben
mit seinem Schwerpunkt im Bereich des tassenförmigen Teils ermöglicht die
Verwendung des Ventils in sehr niedrigem Vakuum, z.B. in Drücken im
Bereich von 1·10–3 bis
1·10–6 mbar.
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Während des Öffnens des
Ventils wird das Pilot-Schließelement
angehoben von seiner geschlossenen Position durch Bewegen des Pilot-Schließelements
in eine Richtung weg vom Kolben, was bewirkt, daß sich die Pilotpassage öffnet. Die
resultierende Druckdifferenz zwischen der Regelkammer und dem Einlaßteil der
Ventilpassage bewirkt, daß sich
der Kolben nach oben bewegt und die Ventilpassage öffnet. Während dieser
Bewegung kommt der Kolben wieder dichter an das Pilot-Schließelement.
Um zu vermeiden, daß die
Pilotpassage schließt,
wenn der Kolben sich in Richtung auf das Pilot-Schließelement
bewegt, kann die maximal mögliche
Bewegung des Pilot-Schließelements
vorteilhafterweise größer sein
als die entsprechende maximale mögliche
Bewegung des Kolbens. Um die Position des Schließelements und/oder die Position
des Pilot-Schließelements
abzulesen, kann das Ventil einen oder mehrere Magnete haben, die
entweder im Gehäuse
oder in den Schließelementen
angeordnet sind, und entsprechende magnetische Sensoren, z.B. Reed-Schalter,
im dementsprechend anderen Teil von Gehäuse oder Schließelementen.
Wenn der Magnet von dem Typ ist, der durch Sintern hergestellt werden
kann, dann kann die etwas poröse
Struktur abgedichtet werden durch eine Beschichtung, z.B. die Zink
aufweist oder eine sandwich-artige Schichtung von Schichten, z.B.
Zink-Kupfer-Zink, oder jede ähnliche
dicht abdichtende Zusammensetzung. Die Abdichtung der porösen Struktur
wird vorgenommen, um Kontamination des Magnets mit Öl, Feuchtigkeit oder
Gasen zu verhindern.
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Der
Dichtflansch des Kolbens kann einen Dichtring aufweisen, der aus
einem nachgiebigen Material gebildet ist, z.B. Mehlgummi (FPM – von DuPontTM, siehe www.dupont.com) und angeordnet
sein zwischen zwei Seitenwänden
eines Rücksprungs
im Flansch. Um die Evakuierung des Ventils zu verbessern, können die
Wände zumindest
eine Kerbe aufweisen, die in beiden Wänden über den Rücksprung und optional auch
in der Bodenwand des Rücksprungs
ausgebildet ist. Während
der Evakuierung kann das Fluid aus dem Ventil heraus über die
Kerbe gezwungen werden.
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Das
Ventil kann weiterhin mindestens einen Kolbenring aufweisen, z.B.
aus Polyetheretherketonen (PEEK) hergestellt. Der Kolbenring dient
als Führung
des Kolbens in der Zylinderausnehmung. Um zu erlauben, daß sich die
Druckdifferenz zwischen dem Einlaßteil der Ventilpassage und
der Regelkammer ausgleicht, wenn das Pilot- Schließelement in seiner geschlossenen
Position ist, und dadurch zu erlauben, daß das Ventil schließt, kann
der Kolbenring so gebildet sein, daß er mindestens eine Ventilationspassage
zwischen dem Einlaßteil
der Ventilpassage und der Regelkammer bildet. Die Passage könnte gebildet
werden in dem Kolbenring oder zwischen der Wand der zylindrischen
Ausnehmung und dem Kolbenring oder zwischen einer Seitenwand des
Kolbens und dem Kolbenring. Als eine Alternative oder zusätzlich zu
der Passage, die zwischen dem Kolbenring und dem Gehäuse bzw.
Kolben ausgebildet ist, können
eine oder mehrere Passagen vorgesehen werden zwischen der Regelkammer
und dem Einlaßteil
der Ventilpassage, z.B. in der Form von Bohrungslöchern in
den Wänden
des Gehäuses.
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Um
sicherzustellen, daß die
Kolbenringe nicht auf dem Kolben gleiten, können die Ringe zwischen zwei
Seitenwänden
eines Rücksprungs
angeordnet werden, der in einer peripheren äußeren Oberfläche des
becherförmigen
Teils des Kolbens ausgebildet ist. Um eine bessere Evakuierung des Ventils
zu ermöglichen,
könnten
die Wände
der Ausnehmung gemacht sein mit mindestens einer Kerbe in den beiden
Wänden
und über
den Rücksprung. Um
zu erlauben, daß Fluid
hinter dem oder den Kolbenringen vorbeiläuft, d.h. zwischen dem Kolben
und dem Ring, könnte
eine Bodenwand der Ausnehmung auch mit einer Kerbe gebildet sein,
die erlaubt, daß Fluid
in eine Kerbe in einer der Seitenwände des Rücksprunges eintritt, nach unten
in die Kerbe der Bodenwand des Rücksprunges
und nach außen durch
die Kerbe, die in der anderen Seitenwand des Rücksprungs gebildet ist. Um
die Evakuierung weiter zu verbessern, können der Rücksprung oder die Rücksprünge eine
Mehrzahl von Kerben aufweisen.
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In
einem zweiten Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Vakuumsystem,
das ein Servoventil der zuvor beschriebenen Art aufweist.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Im
Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung mit weiteren Einzelheiten beschrieben werden unter Bezugnahme auf
die Zeichnungen, in der:
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1 eine
Querschnittsansicht einen Ventils nach der Erfindung zeigt,
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2 eine
detaillierte Ansicht einer Kupplung zwischen dem Pilot-Schließelement
und dem Schließelement
zeigt,
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3 eine
3D-Ansicht eines Schließelements
für das
Ventil nach der Erfindung zeigt,
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4 eine
detaillierte Ansicht eines Kolbenringes zeigt, der Ventilationspassagen
zwischen dem Hochdruckteil der Ventilpassage und der Regelkammer
bildet,
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5 einen
Dichtring zeigt, der in einer Querschnittsansicht ein Lippenprofil
hat, und
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6 eine
vergrößerte Ansicht
des Ankers und des Ankerrohrs zeigt.
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Das
in 1 gezeigte Ventil hat ein Gehäuse 1, das eine Ventilpassage
mit einem Einlaßteil 2 und einem
Auslaßteil 3 bildet,
die durch ein Schließelement 4 getrennt
sind. Das Schließelement
hat die Form eines Kolbens, der eine kreisförmige Dichtfläche 5 auf
einer Bodenfläche
eines Schließflanschs 7 des
Kolbens bildet. Die Dichtfläche
hält einen
Lippen-profilierten (s. auch 5) oder
eine O-profilierten Ring (einen O-Ring 8), der aus einem
nachgiebigen Material gebildet ist, z.B. Gummi. Der Schließflansch
hat eine gegenüber
liegende obere Oberfläche 9,
die zum Einlaßteil
des Ventils weist. Das Ventil ist mit dem Kolben in seiner geschlossenen
Position gezeigt, in der die Dichtfläche in eine Position abgesenkt
ist, in der der O-Ring gegen den Sitz 10 des Gehäuses dichtet.
An seinem gegenüber
liegenden Ende ist der Kolben tassenförmig mit einer Bodenwand 11 und
einer sich nach oben erstreckenden Seitenwand 12, die eine
Regelkammer 13 begrenzt, die in dem Gehäuse in Verlängerung zum Niederdruckteil
der Ventilpassage gebildet ist. Der Kolben bildet eine Pilotpassage 14,
die sich vom Niederdruckteil der Ventilpassage zu der Regelkammer
erstreckt durch einen Schaftteil 6 des Kolbens, wobei die
Pilotpassage nach oben in einem Pilotventilsitz endet, der verschließbar ist
durch ein Pilot-Schließelement 16.
In der dargestellten Ausführungsform
ist das Pilot-Schließelement
ausgebildet in der Form eines stangenförmigen verlängerten Ankers mit einer elastischen
Gummidichtung 17, die dazu dient, das Pilot-Schließelement
dicht gegen den Pilotsitz 15 abzudichten. Das Pilot-Schließelement
kann in dem Ankerrohr 18 gleiten und kann vom Pilotsitz 15 abgehoben
werden unter Einfluß beispielsweise
eines Elektromagneten (nicht gezeigt). Das Pilot-Schließelement
ist vorgespannt in Richtung auf den Kolben, der dadurch in seine
geschlossene Position vorgespannt ist unter dem Einfluß der Kraft
von der Schraubenfeder 19. Die Schraubenfeder 20 kuppelt
das Schließelement
mit dem Pilot-Schließelement
und die Kolbenringe 21, 22 dienen beide dazu,
den Kolben entlang der inneren Seitenwand 23 des Gehäuses zu führen und äußere Passagen
zwischen der Regelkammer und dem Hochdruckanschluß der Ventilpassage
zu bilden. Die äußeren Passagen
sind gebildet zwischen der inneren Seitenwand 23 des Gehäuses und
der Seitenwand 12 des Kolbens. Eine Abdeckung 24,
die eine obere Wand der Regelkammer bildet, ist am Gehäuse befestigt.
Ein nachgiebiger O-Ring 25 ist in einer Nut 26 zwischen
der Abdeckung und dem Gehäuse
angeordnet. Das Ankerrohr 18 ist an der Abdeckung befestigt
mit Hilfe eines Stopfens 27 und der nachgiebige O-Ring 28 stellt eine
fluiddichte Dichtung sicher. Alternativ sind das Ankerrohr und die
Abdeckung oder selbst das Gehäuse
in einem Stück
ausgebildet, z.B. durch einen Gießprozeß. Um das Gewicht niedrig zu
halten, wird der tassenförmige
Kolben, der mit weiteren Einzelheiten in 3 gezeigt
ist, gebildet mit einer relativ kleinen Wandstärke und mit einem leichtgewichtigen Material.
Die Geometrie des Kolbens ist so gewählt, daß sein Schwerpunkt oberhalb
des Einlasses des Einlaßteils
in die Regelkammer ist. Der relativ schlanke Schaftteil des Kolbens
ist gewählt,
um Gewicht zu vermindern.
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Während des Öffnungsbetriebes
des Ventils wird der Elektromagnet aktiviert, z.B. mit einer 220
V Startspannung, bis das Pilot-Schließelement von dem Pilotsitz
abgehoben wird. An diesem Punkt kann die Spannung, die an den Elektromagneten
angelegt wird, typischerweise abgesenkt werden, z.B. durch Zerhacken
des angelegten Stroms in kleinere Bits mit einer gewissen Zerhakkungsfrequenz
oder einfach durch Vermindern der angelegten Spannung, z.B. auf die
Größe von durchschnittlich
110 V. Wenn das Pilot-Schließelement
von dem Sitz abgehoben wird, evakuiert Vakuum in dem Auslaßteil der
Ventilpassage die Regelkammer und eine aufwärts gerichtete Kraft, die durch
die Druckdifferenz zwischen dem Druck in dem Einlaßteil der
Ventilpassage und dem Druck in der Regelkammer bzw. dem Auslaßteil verursacht
wird, beginnt sich aufzubauen. Der relativ hohe Druck in dem Einlaßteil wirkt
sowohl auf die untere Oberfläche
der Bodenwand 11 des tassenförmigen Teils des Kolbens als
auch auf die obere Oberfläche
des Schließflansches 7.
Das gleiche gilt für
den relativ niedrigen Druck in dem Auslaßteil und in der Regelkammer,
der in entgegen gesetzte Richtungen auf die untere Oberfläche des
Schließflansches 7, bzw.
die obere Oberfläche
der Bodenwand 7 wirkt. Wegen der unterschiedlichen Größen der
nach unten und nach oben gerichteten Oberfläche bewegt jedoch die sich
ergebende Kraft den Kolben nach oben von seiner geschlossenen Position
in seine offene Position. Wenn sich der Kolben in seine offene Position
bewegt, gleicht sich der Druck in den Nieder- und Hochdruckteilen
der Ventilpassage aus und über
die äußeren Passagen
und die Pilotpassage wird der Druck in der Regelkammer ebenfalls
ausgeglichen mit dem Druck der Ven tilpassage. Als ein Ergebnis endet
die nach oben gerichtete Kraft, die durch die Druckdifferenz bewirkt
wird. An diesem Punkt wird der Kolben in seiner offenen Position
durch die Kupplung zwischen dem Pilot-Schließelement und dem Kolben gehalten,
d.h. die Schraubenfeder 20.
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2 zeigt
die eine vergrößerte Ansicht
der Kupplung zwischen dem Pilot-Schließelement und dem Schließelement
von 1 einschließlich
der Bezugszeichen von 1. In der vergrößerten Ansicht
kann man klar sehen, daß die
Kupplungsfeder 20 fest sowohl an dem Pilot-Schließelement 16 als auch
dem Kolben 6 befestigt ist, indem eine erste und eine letzte
Windung in Nuten 29, 30 des Kolbens bzw. des Pilot-Schließelements
verriegelt sind. Die Schraubenfeder 19, die angeordnet
ist, um das Pilot-Schließelement
gegen den Kolben vorzuspannen und dadurch den Kolben in seine geschlossene
Position vorzuspannen, drückt
gegen den sich radial nach außen
erstreckenden Flansch 31 des Pilot-Schließelements.
Die Pilotpassage 14 ist nach oben eingeengt und der Übergang 32 zwischen
einem weiteren Teil 33 und dem engeren Teil 34 der
Passage ist abgeschrägt
mit einer Oberfläche 35,
die einen Winkel von ungefähr
45° mit
der Mittelachse 36 des Kolbens der Passage bildet.
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In 3 ist
der Kolben 6 von 1 in einer 3D-Ansicht gezeigt.
Der untere Rücksprung 41 und der
obere Rücksprung 42,
die in der Seitenwand 12 des tassenförmigen Teils des Kolbens gebildet
sind, dienen dazu, die Kolbenringe (Bezugszeichen 21, 22 in 1)
ortsfest zu halten. Die Kerben 39, 40, die über die
Rücksprünge gebildet
sind, d.h. in beiden Seitenwänden
und in der Bodenwand des Rücksprungs,
dienen dazu, die Fähigkeit
des Ventils zu verbessern, vollständig evakuiert zu werden zwischen
jeder Öffnungs-
und Schließsequenz
des Ventils. Der Rücksprung 43,
der im kreisförmigen Schließflansch 7 gebildet
ist, dient dazu, einen O-Ring oder einen lippen-profilierten Ring
aus einem nachgiebigen Material zu halten zum Abdichten gegen den
Sitz 10. Auch die Kerben 37, 38, die
in den Seitenwänden
und optional in der Bodenwand des Rücksprungs ausgebildet sind
und einander gegenüber
stehen über
den Rücksprung
dienen dazu, die Fähigkeit
des Ventils zu verbessern, vollständig zwischen jeder Öffnungs-
und Schließsequenz
entleert zu werden. In 3 ist es klar zu sehen, daß die Öffnung der
Pilotpassage 14 glattgerundete Ecken hat, die den Durchfluß verbessern
und die Fähigkeit,
das Ventil zwischen jeder Operation zu entleeren.
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Der
Kolbenring ist in 4 gezeigt. Der Ring hat eine
innere Oberfläche 44,
die zum Kolben hin zeigt und eine äußere Oberfläche 45, 46,
die in Richtung zu der zylinderförmigen
Ausnehmung des Gehäuses
weist. Wegen der gestuften äußeren Oberfläche sind
Entlüftungspassagen
gebildet zwischen der Wand und den Teilen der peripheren Oberfläche des Rings,
wo die radiale Größe am kleinsten
ist, d.h. der Oberfläche 45 in 4.
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In 5 ist
eine Querschnittsansicht eines Dichtungsrings 51 aus einem
nachgiebigen Material für
die Rücksprung 43 gezeigt.
Der Ring hat eine lippen-profilierte Form.
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6 zeigt
eine vergrößerte Ansicht
des Ankers und Ankerrohres des Ventils, das in 1 dargestellt
ist. Die sich in Längsrichtung
erstreckende Nut oder Nuten 61 im Anker dienen dazu, den
Raum 62 zu evakuieren, der begrenzt ist durch die obere Oberfläche 63 des
Ankers und das Ankerrohr 64. Die Nuten enden an einem Punkt 65 in
der Regelkammer. Das Ventil ist so dimensioniert, daß der maximal mögliche Bewegungsweg
L2 des Ankers größer ist als
der maximal mögliche
Bewegungsweg L1 des Schließelements 4.
Folglich bleibt die Pilotpassage offen während des Betriebs des Ventils,
selbst wenn das Schließelement
in seiner maximal offenen Position ist. Dieses Merkmal verbessert
den Fluß aus
dem Ventil heraus und unterstützt
somit schnelle und vollständige
Evakuierung des Ventils.