BÖS BENJAMIN (DE)
OBERMÖLLER NILS (DE)
EP1992854A2 | 2008-11-19 | |||
DE2911949A1 | 1980-10-02 | |||
DE102009012405A1 | 2010-09-16 | |||
DE202010003659U1 | 2010-07-15 | |||
DE102005058846A1 | 2007-06-28 | |||
DE102009012405A1 | 2010-09-16 |
Patentansprüche : 1. Ventilserie (11) umfassend mehrere Ventiltypen (A, B, C) unterschiedlicher Baugröße, wobei jeder Ventiltyp (A, B, C) der Ventilserie (11) ein linear bewegliches Ventilverschlussglied (19) aufweist, dem ein Ventilsitz (17), eine Schließfeder (20) und ein Ventilantrieb (21) zugeordnet sind, wobei der Ventilantrieb (21) aller Ventiltypen (A, B, C) einheitlich ausgebildet ist und einen einheitlichen Maximalhub (h) erbringt. 2. Ventilserie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Ventiltypen (A, B, ...) vorhanden sind, deren Schließfedern (20) eine unterschiedliche Kennlinie (I, II) aufweisen. 3. Ventilserie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Schließfedern (20) bei auf den Ventilsitzen (17) aufsitzenden Ventilverschlussgliedern (19) unterschiedliche Schließkräfte aufbringend ausgebildet sind . 4. Ventilserie nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Schließfedern (20) bei in Offenstellung stehenden Ventilverschlussgliedern (19) vorzugsweise gleiche Schließkräfte aufbringend ausgebil¬ det sind. 5. Ventilserie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Schließfedern (20) der Ventiltypen (A) mit kleinerem Ventilsitzdurchmesser eine steilere Kraft-Weg-Kennlinie (I) aufweisen als die Schließfedern (20) der Ventiltypen (B) mit größerem Ventilsitzdurchmes¬ ser und oder dass die Schließfedern (20) von Ventiltypen (A) mit einfachem Ventilsitz (17) eine steilere Kraft- Weg-Kennlinie (I) aufweisen als die Schließfedern (20) von Ventiltypen (C) mit doppeltem Ventilsitz (17a, 17b) . 6. Ventilserie nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der einheitliche Ventilan¬ trieb (21) eine Selbsthemmung aufbringt, die geringer ist, als die Schließkraft der Schließfeder (20) jedes Ventiltyps (A, B, C) der Ventilbaureihe (11) . 7. Ventilserie nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Selbsthemmung geringer ist, als die Schließkraft der Schließfeder (20) bei geschlossenem Ventil. 8. Ventilserie nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilantrieb (21) einen Schrittmotor (22) aufweist, der über ein Untersetzungsgetriebe (23) und ein Zugmittel (25) direkt oder indirekt mit dem Ventilverschlussglied (19) verbunden ist. 9. Ventilserie nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Schrittmotor (22) des Ventilantriebs (21) eine Steuereinrichtung (27) zugeord¬ net ist, die eine elektrische Dämpfungsschaltung (30) aufweist . 10. Ventilserie nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Dämpfungsschaltung (31) der Ventilantriebe (21) aller Ventiltypen (A, B, C) gleich dimensioniert ist. 11. Ventilserie nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Dämpfungsschaltung (31) wenigs¬ tens einen kapazitiven Bremsstromkreis aufweist. 12. Verfahren zur Bereitstellung einer Ventilserie mit mehreren Ventiltypen (A, B, C) unterschiedlicher Baugröße, mit folgenden Schritten: Bereitstellung von Ventilen (10, 12, 13) unterschiedlichen Typs (A, B, C) , wobei jedes Ventil der Ventilserie ein linear bewegliches Ventilverschlussglied (19) und ei¬ nen Ventilsitz (17) aufweist, Bereitstellung von Schließfedern (20), Bereitstellung von einheitlichen Ventilantrieben (21), Zusammenfügung der Ventile (10, 12, 13), Schließfedern (20) und Ventilantriebe (21) . 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schließfedern (20) ventiltypspezifisch bereitgestellt werden, so dass sich die Schließfedern (20) von wenigstens zwei Ventiltypen (A, B) der Baureihe unterscheiden. 14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilantriebe (21) für ventiltypunspezi- fisch bereitgestellt werden. 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilantriebe Dämpfungsschaltun¬ gen (31, 32) zur Dämpfung der Schließbewegung enthalten, die ventiltypunspezifisch bereitgestellt werden. |
[0001] Die Erfindung betrifft eine Ventilbaureihe, insbesondere eine Baureihe von Gasventilen, die unterschiedliche Baugrößen aufweisen .
[0002] Ventilbausätze und Ventilbaureihen sind prinzipiell be ¬ kannt. Exemplarisch wird auf die DE 20 2010 003 659 Ul verwie ¬ sen, die einen Ventilbausatz mit einer Vorrichtung zur Endlagenerkennung beschreibt. Alle Ventile der Ventilbaureihe mit unterschiedlichen Baugrößen werden dort mit identischen Leiterplatten bestückt.
[0003] Aus der DE 10 2005 058 846 AI ist darüber hinaus ein Ven ¬ tilbaukastensystem mit elektromagnetisch betätigtem Ventil bekannt. Es ist dort vorgesehen, ein einheitliches Spulensystem für verschiedene Ventile zu verwenden.
[0004] Darüber hinaus sind selbstschließende Motorstellventile bekannt, wie sie beispielsweise der DE 10 2009 012 405 A12 zu entnehmen sind. Der Motorstellantrieb weist einen Stellmotor auf, der über ein Untersetzungsgetriebe und ein biegeschlaffes Zugmittel auf das Ventilverschlussglied einwirkt. Eine
Schließfeder spannt das Ventilverschlussglied in Schließrich ¬ tung vor, wobei die Schließfeder eine ausreichende Kraft auf ¬ bringen muss, um alle Reibmomente des Untersetzungsgetriebes und das Anroll- bzw. Rastmoment des Stellmotors zu überwinden, damit das Ventilverschlussglied im stromlosen Zustand des An ¬ triebs sicher in Schließstellung fährt. Dieses Erfordernis ergibt sich insbesondere bei Gasventilen, die jedenfalls si ¬ cher schließen müssen. Die Stärke der Schließfeder hängt jedoch von der Ventilgröße und dem Ventilhub ab. Deswegen werden innerhalb einer Ventilbaureihe normalerweise unterschiedlich starke bzw. unterschiedlich große Ventilantriebe für unterschiedlich große Ventile bereitgestellt, was einen beträchtli ¬ chen technischen Aufwand darstellt.
[0005] Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Konzept anzugeben, mit dem sich Ventile einer Ventilbaureihe mit verringertem technischem Aufwand bereitstellen lassen.
[0006] Diese Aufgabe wird mit der Ventilbaureihe nach Anspruch 1 gelöst :
[0007] Die erfindungsgemäße Ventilbaureihe umfasst verschiedene Ventiltypen unterschiedlicher Baugröße, wobei jeder Ventiltyp der Ventilserie ein linear bewegliches Ventilverschlussglied aufweist, dem ein Ventilsitz, eine Schließfeder und ein Ventilantrieb zugeordnet sind. Der Ventilantrieb aller Ventilty ¬ pen ist einheitlich ausgebildet und erbringt einen einheitli ¬ chen Maximalhub. Dementsprechend weisen die Ventilverschluss ¬ glieder der betreffenden Ventiltypen ebenfalls den gleichen einheitlichen Maximalhub, d.h. die gleiche Distanz zwischen Schließstellung und Offenstellung auf. Dies ist unabhängig von der Größe der Ventilverschlussglieder der beteiligten Ventiltypen. Ventiltypen geringerer Baugröße können nämlich Ventilverschlussglieder mit einem geringeren Durchmesser aufweisen, während Ventiltypen größerer Baugröße Ventilverschlussglieder mit größerem Durchmesser aufweisen können. Auch können unterschiedliche Ventiltypen der gleichen Baureihe Ventilverschlussglieder mit unterschiedlichen Formen (Teller, Kegel, Einfachsitz, Doppelsitz usw.) aufweisen. [0008] In bevorzugter Weise sind die Ventilantriebe aller be ¬ treffenden Ventiltypen insgesamt einheitlich ausgebildet, d.h. auch untereinander austauschbar. Jedoch können sich die
Schließfedern verschiedener Ventiltypen untereinander unterscheiden. Insbesondere ist es möglich vorzusehen, dass die Schließfedern in Schließstellung unterschiedliche Schließkräfte aufbringen, d.h. dass sie die Ventilverschlussglieder mit unterschiedlichen Kräften gegen den Ventilsitz drücken. Vorzugsweise weisen die Schließfedern bei Offenstellung jedoch gleiche Schließkräfte auf. Somit haben zum Beispiel die Ven ¬ tile kleinerer Baugröße eine steilere Kraft-Weg-Kennlinie und die Ventile größerer Baugröße eine flachere Kraft-Weg-Kennli ¬ nie. Damit kann erreicht werden, dass bei kleineren Ventilverschlussgliedern die beteiligten Dichtungen an dem Ventilverschlussglied nicht überlastet werden. Die Schließkraft ist aber jedenfalls so groß, dass im Ventilanrieb vorhandene Reib- und Rastmomente von der Schließfeder bei jedem Ventil der Bau ¬ reihe sicher überwunden werden können. Die Gleichheit der Schließkraft in Offenstellung der Ventilverschlussglieder bei allen Ventiltypen stellt hingegen sicher, dass der einheitliche Antrieb in jedem Fall das erforderliche Haltemoment für das Ventilverschlussglied in Offenstellung aufbringen kann, ohne dass Modifikationen am Antrieb nötig wären. Alle Antriebe können die gleichen Schrittmotoren, die gleichen Ansteuerschaltungen, die gleichen Getriebe mit der gleichen Getriebeuntersetzung und die gleichen Anschlüsse aufweisen und somit untereinander vollkommen austauschbar sein. Darüber hinaus bewirkt die einheitliche Schließfederkraft in Offenstellung, dass die Ventilantriebe bei deren Abschalten in gleicher Weise in Schließrichtung beschleunigt werden und dadurch eine weitgehend gleichmäßige Schließgeschwindigkeit über Ventile ver ¬ schiedener Baugrößen erreicht wird.
[0009] Der Ventilantrieb kann als Motor einen Schrittmotor aufweisen, der über ein Untersetzungsgetriebe und ein Zugmittel, wie beispielsweise eine Kette, mit dem Ventilverschlussglied verbunden ist. Die Ausbildung des Zugmittels als Kette oder anderweitiges biegeschlaffes Zugmittel hat den Vorzug, dass das Ventilverschlussglied beim Schließvorgang beim Aufsetzen auf den Ventilsitz antriebsmäßig von dem Motor und dem Getriebe entkoppelt wird, so dass das im Motor und Getriebe vor ¬ handene Schwungmoment nicht auf das Ventilverschlussglied und/oder den Ventilsitz einwirken und somit auch nicht zerstörerisch wirken kann. Es sind jedoch auch andere Entkopplungsmittel anwendbar, wie beispielsweise ein Freigang oder Leergang, der ein Auslaufen des Motors gestattet.
[0010] Vorzugsweise weist der Ventilantrieb eine Ansteuerschal ¬ tung für den Schrittmotor sowie eine Dämpfungsschaltung für die Schnellschlussbewegung auf, wobei weiterhin vorzugsweise auch die Ansteuerschaltung und die Dämpfungsschaltung bei allen Ventiltypen der Baureihe gleich ausgebildet sind. So ist letztendlich auch keine elektronische oder programmtechnische Anpassung der Ventilantriebe an die unterschiedlichen Ventiltypen erforderlich, was nicht nur Logistikvorteile bietet, sondern auch die Fehlerhäufigkeit durch Vertauschung von Ventilantrieben im Feld, etwa beim Austausch der Ventilantriebe bei Ventilen unterschiedlicher Baugröße, wesentlich reduziert und somit die Wartung wesentlich vereinfacht.
[0011] Der Ventilantrieb weist vorzugsweise eine elektronische Dämpfungseinrichtung auf. Diese wird vorzugsweise durch einen kapazitiven Dämpfungsstromkreis gebildet. Der Motor des Ven ¬ tilantriebs ist vorzugsweise ein permanent erregter Schrittmo ¬ tor, der mit dem kapazitiven Dämpfungsstromkreis eine Reso ¬ nanzanordnung bildet. Der steile Anstieg der beim Schließen des Ventils im Generatorbetrieb des Schrittmotors im so gebil ¬ deten Resonanzkreis angefachten Ströme bei Annäherung an die Resonanzfrequenz führt zu einem nichtlinearen Hemm- bzw. Dämpfungsverhalten, so dass eine weitgehend einheitliche Schließ- geschwindigkeit der Ventile beim automatischen Absperren sichergestellt werden kann, wobei die Schließgeschwindigkeit nur wenig von der Kraft der Schließfeder abhängt. Damit haben die Ventiltypen der Ventilbaureihe eine weitgehend gleiche
Schließgeschwindigkeit .
[0012] Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bereitstellung einer Ventilserie beruht ebenfalls auf dem Gedanken der Nutzung ein ¬ heitlicher Ventilantriebe für Ventiltypen unterschiedlicher Baugröße. Vorzugsweise werden die Ventilantriebe für alle Ven ¬ tiltypen einer Baureihe ventiltypunspezifisch bereitgestellt, so dass sich Ventile verschiedener Ventiltypen innerhalb der Baureihe antriebsseitig nur durch die Steilheit der Kennlinie der Ventilfedern unterscheiden. Die Ventilhübe sind innerhalb der Baureihe vorzugsweise einheitlich. Die Ventiltellerdurchmesser verschiedener Ventiltypen der Baureihe sind vorzugsweise alle unterschiedlich, während die Ventilhübe vorzugs ¬ weise alle gleich sind.
[0013] Einzelheiten verschiedener Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen, der Zeichnung sowie von der Beschreibung. Es zeigen:
[0014] Figur 1 bis 3 verschiedene Ventiltypen A, B, C auch unterschiedlicher Baugröße, in schematischer Schnittdarstellung,
[0015] Figur 4 Kennlinien von Schließfedern unterschiedlicher Ventiltypen der Baureihe,
[0016] Figur 5 den Ventilantrieb, in einer schematisch funktio ¬ nalen Blockdarstellung und
[0017] Figur 6 einen Flansch eines normübergreifend einsetzbaren Ventils . [0018] In Figur 1 ist ein Ventil 10 veranschaulicht, das einen ersten Ventiltyp A vertritt und zu einer sich über die Figuren 1, 2 und 3 erstreckenden Ventilbaureihe 11 gehört. Die Figuren 2 und 3 veranschaulichen Ventile 12, 13, die weitere Ventilty ¬ pen B, C der Ventilbaureihe 11 verkörpern.
[0019] Die Baureihe 11 umfasst mindestens zwei, vorzugsweise aber mehrere Ventiltypen A, B gleicher Bauart. Die Baureihe kann auch einen weiteren Ventiltyp C umfassen, oder auch mehrere davon. Die Ventiltypen A, B, C können sich in vielerlei Hinsicht unterscheiden. Beispielsweise haben sie unterschied ¬ liche Nenndurchflüsse aufweisen, wie ein Vergleich der Ventile 10, 12 bzw. der Ventiltypen A und B zeigt. Es ist auch möglich, dass die Baureihe 11 mehrere Ventile mit gleichem Nenn ¬ durchflüssen, aber unterschiedlichen Anschlussflanschen aufweist.
[0020] Jedes Ventil 10, 12, 13 der Baureihe 11 umfasst ein Ven ¬ tilgehäuse 14 mit einem Eingangsanschluss 15 und einem Aus- gangsanschluss 16. Die Ventile 10, 12, 13 können sich hin ¬ sichtlich der Weite der Ein- und Ausgangsanschlüsse 15, 16 so ¬ wie auch hinsichtlich der Art der Ausbildung dieser Anschlüsse unterscheiden. Die Ventilbaureihe 11 kann zum Beispiel auch Ventiltypen gleichen Nenndurchflusses, jedoch unterschiedli ¬ cher Flanscharten (Rohrflansch, Schraubanschluss , usw.) aufweisen. Insbesondere aber können die Ventilgehäuse 14 unter ¬ schiedlich groß sein und sonstige Unterschiede, insbesondere unterschiedliche Nenndurchmesser (1/4 Zoll, ^ Zoll, 1 Zoll, 1 Zoll und insbesondere mehrere Zoll) aufweisen.
[0021] Weiter ist es möglich, Die Ventilgehäuse mindestens eines der Ventiltypen (z.B. Ventiltyp A) , mehrerer Ventiltypen (A, B) oder aller Ventiltypen (A, B und weitere, sowie gegebenenfalls C) mit Flanschen 33 zu versehen, die in wenigstens zwei Normensysteme passen. Ein solcher (Universal- ) Flansch 33 ist in Figur 6 gesondert veranschaulicht. Er wird durch einen scheibenförmigen Abschnitt des Ventilgehäuses 14 gebildet und weist eine bspw. plane Dichtfläche 34 auf. Um diese herum sind auf einem zu ihr konzentrischen Kreis Löcher 35 angeordnet (z.B. 4, 8 oder eine andere normübliche Anzahl) . Die Befesti ¬ gungslöcher sind vorzugsweise nicht kreisförmig. Sie weisen vielmehr ein erstes (z.B. radial äußeres) Ende mit einem grö ¬ ßeren Durchmesser und ein zweites (z.B. radial inneres Ende) mit einem kleineren Durchmesser auf, so dass sich insgesamt eine Ei-Form ergibt. Es sind auch gleiche Durchmesser möglich, so dass sich für die Löcher 35 jeweils eine Ovalform ergibt. Die beiden Zentren der beiden Enden liegen auf unterschiedlichen zu dem Mittelpunkt M konzentrischen Lochkreisen 36, 37 und vorzugsweise außerdem auf durch den Mittelpunkt M gehenden Radialen. Der erste Lochkreis 36 und der erste Lochdurchmesser können einer ersten Norm entsprechen, während der zweite Lochkreis 37 und der zweite Lochdurchmesser einer zweiten Norm entsprechen. Die Flanken der Löcher können gerade oder, bei größerem Durchmesserunterschied der Lochkreisdurchmesser, auch gekrümmt (nach innen vorstehend) ausgebildet sein, so dass sich 8-förmige Löcher ergeben.
[0022] Jedes Ventilgehäuse 14 enthält mindestens einen Ventil ¬ sitz 17 in Gestalt eines vorzugsweisen runden Durchgangs in einer Trennwand 18, wobei, wie Figur 3 zeigt, auch mehrere Ventilsitze 17a, 17b, gleicher oder unterschiedlicher Größe vorgesehen sein können, die vorzugsweise konzentrisch zueinander angeordnet sind. Den Ventilsitzen 17, 17a, 17b sind Ven ¬ tilverschlussglieder 19, 19a, 19b zugeordnet, die in Schließ ¬ stellung auf dem jeweils zugeordneten Ventilsitz 17, 17a, 17b ruhen. Die Ventilverschlussglieder 19, 19a, 19b können gegen die Kraft einer Schließfeder 20 von dem jeweiligen Ventilsitz 17, 17a, 17b weg bewegt werden. Dazu dient ein Ventilantrieb 21, der in Struktur und Dimensionierung und vorzugsweise in allen Einzelheiten für die Ventile 10, 12, 13 der Ventilbau- reihe 11 identisch ausgebildet ist. Somit kann der Ventilan ¬ trieb 21 zum Beispiel des ersten Ventils 10 ohne anpassende Maßnahme auf das Ventil 12 oder 13 montiert werden und umge ¬ kehrt .
[0023] Die Ventilverschlussglieder 19, 19a, 19b der verschiede ¬ nen Ventiltypen A, B, C können unterschiedliche Strukturen und Durchmesser aufweisen. Beispielsweise können sie unterschied ¬ liche Dichtungsanordnungen oder auch grundlegend unterschied ¬ lichen Aufbau haben, wie ein Vergleich der Ventiltypen A, B einerseits mit dem Ventiltyp C andererseits zeigt. Es kann sich bei den Ventiltypen somit um Einfachventile oder um Dop- pelsitzventile mit oder ohne Kraftausgleich handeln. Ein
Kraftausgleich ist bei dem Ventiltyp C dadurch gegeben, dass das Ventilverschlussglied 19a bezüglich der Gasdurchströmungs- richtung vor dem Ventilsitz 17a und das Ventilverschlussglied 19b hinter dem Ventilsitz 17b sitzt. Der auf den Ventilverschlussgliedern 19a, 19b lastende Gasdruck erzeugt somit an den Ventilverschlussgliedern 19a, 19b entgegengesetzt gerichtete Kräfte, die sich im Wesentlichen aufheben. Anders ist dies bei den Ventiltypen A und B. Dort trägt der eingangssei- tig anliegende Gasdruck zur Schließkraft der Schließfeder 20 bei .
[0024] Entsprechend der unterschiedlichen Größe und/oder unterschiedlichen Funktion der Ventile 10, 12, 13 der Ventiltypen A, B, C können die Schließfedern 20 unterschiedlich gestaltet sein. Sie sind jedoch alle auf den gleichen Ventilhub bemes ¬ sen, d.h. diejenige Strecke, die das Ventilverschlussglied 19 von seiner Schließstellung, in der es auf dem Ventilsitz 17 aufsitzt, in seine Offenstellung zurücklegt. Figur 4 veranschaulicht beispielhaft eine erste Kennlinie I für den Ventil ¬ typ A und eine zweite Kraft-Weg-Kennlinie II für die Schließ ¬ feder 20 des zweiten Ventiltyps B. Die Schließstellung des Ventilverschlussglieds 19 ist auf der X-Achse des Diagramms nach Figur 4 in der Position „0" zu finden. Die von der Schließfeder 20 des Ventils 10 aufgebrachte Schließkraft F A ist geringer als die Schließkraft F B der Schließfeder 20 des zwei ¬ ten Ventils 12. Der Schließkraftunterschied kann dem Flächen ¬ unterschied er Ventilsitze 17 der beiden Ventile 10 und 12 entsprechen .
[0025] Die Kraft-Weg-Kennlinien I und II haben vorzugsweise unterschiedliche Anstiege, wobei der Anstieg der Kraft-Weg-Kenn ¬ linie I der Schließfeder 20 des kleineren Ventils 10 vorzugs ¬ weise steiler ist als der Anstieg der Kraft-Weg-Kennlinie der Schließfeder 20 des größeren Ventils 12. Die Anstiege sind vorzugsweise so bemessen, dass die Kraft F H der beiden Schließ ¬ federn 20 der beiden unterschiedlichen Ventile 10 und 12 in Offenstellung gleich ist. Die Offenstellung ist diejenige X- Position h des Ventilverschlussglieds 19, bei der dieses dem Maximalhub durchlaufen hat und in Offenstellung steht. Die Ventile aller Typen A, B, C weisen möglicherweise unterschied ¬ lich ausgebildete Ventilverschlussglieder 19, 19, 19b auf, die zwischen Schließstellung und Offenstellung jedoch den gleichen Hub h durchlaufen.
[0026] Der einheitlich ausgebildete Ventilantrieb 21 ist in Fi ¬ gur 5 gesondert veranschaulicht. Zu ihm gehört insbesondere ein Elektromotor 22, der vorzugswese als permanent erregter Schrittmotor ausgebildet ist. Der Schrittmotor 22 treibt mit seiner Antriebswelle ein Untersetzungsgetriebe 23 an, das vor ¬ zugsweise als Stirnradgetriebe ausgebildet ist und keine
Selbsthemmung aufweist. Das Untersetzungsgetriebe 23 ist mit einem Wickelrad, insbesondere einem Kettenrad 24 verbunden, das ein biegeschlaffes Zugmittel, im Falle eines Kettenrads eine Kette 25, durch Drehung auf- oder abwickeln kann. Dabei ist die Drehung des Wickelrads 25 vorzugsweise auf weniger als 360° beschränkt. Das Zugmittel, insbesondere die Kette 25, ist an einem Ende mit dem Wickelrad 24 verbunden. Mit dem anderen Ende ist die Kette 25 oder das sonstige Zugmittel mit dem Ven- tilverschlussglied 19 oder einer mit diesem verbundenen Ventilspindel verbunden, um das Ventilverschlussglied 19 gegen die Kraft der Schließfeder 20 von dem Ventilsitz 17 wegzuziehen, wenn der Ventilantrieb 21 aktiviert wird.
[0027] Der Schrittmotor 27 ist vorzugsweise wenigstens 2-phasig ausgebildet. Figur 5 veranschaulicht die Ansteuerschalung be ¬ züglich einer Phase. Die Ansteuerschaltung für die zweite Phase des Schrittmotors ist entsprechend ausgebildet, in Figur 5 jedoch nicht weiter dargestellt.
Zu der Ansteuerschaltung 26 gehört eine Steuereinrichtung 27, die eine von den Eingangsanschlüssen 28 des Ventilantriebs 21 herrührende Gleich- oder Wechselspannung (zum Beispiel 24 V Steuerspannung oder 230 V Steuerspannung) in Ansteuerimpulse für den Schrittmotor 22 umsetzt. Eine entsprechende Wechsel ¬ richterschaltung 29 ist in Figur 5 lediglich schematisch als Quelle veranschaulicht. Typischerweise regelt diese den Strom quasi-sinusförmiger aus, sodass ein runder Lauf des Motors ohne störende Schwingungen durch harte Schritte ermöglicht wird. Man spricht dann von sogenanntem Mikroschrittbetrieb, mit typ. 16 und bis zu 256 Abtastpunkten je Viertelwelle.
[0028] Zu der Ansteuerschaltung 26 gehört auch ein Dämpfungsstromkreis 30, der mindestens einen Kondensator 31 enthält. Ein Umschalter 32 ist dafür vorgesehen, die Wicklung des
Schrittmotors 22 alternativ mit der Wechselrichterschaltung 29 oder dem Bremsstromreis 30 zu verbinden. Der Umschalter 32 wird von der Steuerschaltung 27 gesteuert. Er kann als Umschaltrelais oder als elektronischer Schalter ausgebildet sein .
[0029] Die erfindungsgemäße Ventilbaureihe 11 umfasst unter ¬ schiedlich ausgebildete Ventile 10, 12, 13 mit einheitlichen Ventilantrieben 21. Die Bereitstellung der Ventile 10, 12, 13 der Ventilbaureihe 11 umfasst somit die Bereitstellung unter- schiedlicher Ventilgehäuse 14 mit den entsprechend darin vor ¬ handenen Ventilverschlussgliedern 19, 19a, 19b und deren zugeordneten Schließfedern 20. Die bis dahin bereitgestellten Ventilgehäuse und Ventilverschlussglieder und Ventilfedern sind typisch spezifisch für den Ventiltyp A, Ventiltyp B oder Ventiltyp C. Für alle Ventiltypen A, B, C wird jedoch nur ein einziger Antriebstyp in Gestalt der Ventilantriebe 21 bereit ¬ gestellt, der keinerlei Individualisierung erfährt.
[0030] In Ruhestellung sitzt das Ventilverschlussglied infolge der von der Schließfeder 20 ausgeübten Kraft auf dem Ventilsitz 17. Wird der Ventilantrieb 21 nun an seinem Anschluss 28 mit Spannung versorgt, wird die Wechselrichterschaltung 29 aktiviert. Zugleich steht der Umschalter 32 in der in Figur 5 veranschaulichten Position, in der er den Schrittmotor 22 mit der Wechselrichterschaltung 29 verbindet. Der Schrittmotor 22 läuft nun in Offenstellung und hält dort an. Dies kann durch Zählen der von dem Wechselrichter 29 abgegebenen Schrittimpulse oder durch Positionssensoren kontrolliert werden, die an dem Ventilantrieb 21 und/oder an anderer Stelle des Ventils 10, 12 oder 13 angebracht sind.
[0031] Soll das Ventil 10, 12 oder 13 schließen, wird der An ¬ schluss 28 spannungslos geschaltet. In diesem Fall wird auch der Umschalter 32 die Verbindung zwischen der Wechselrichterschaltung 29 und dem Schrittmotor 22 trennen und letzteren dafür mit dem Dämpfungsstromkreis 30 verbinden. Ist der Umschal ¬ ter 32 als Relais ausgebildet, wird Relais stromlos und der Umschalter 32 geht von der in Figur 5 veranschaulichten Arbeitsposition in seine Ruheposition, in der er den Dämpfungsstromkreis mit dem Schrittmotor 22 verbindet.
[0032] In diesem Zustand treibt die Schließfeder 20 das Ventil ¬ verschlussglied 19 in Schließrichtung und dreht dabei den im Generatorbetreib arbeitenden Schrittmotor 22. Die an seinen Wicklungen entstehende Wechselspannung verursacht einen Strom durch den Kondensator 31. Dieser bildet mit der Spuleninduktivität des Schrittmotors 22 einen Resonanzkreis. Sobald die Frequenz des durch den Dämpfungsstromkreis fließenden Stroms sich der Resonanzfrequenz dieses Resonanzkreises annähert, entsteht ein zunehmendes Gegenmoment des Schrittmotors 22, so dass dieser mit zunehmender Drehzahl überproportional verzö ¬ gert wird. Dadurch wird die Motordrehzahl begrenzt, so dass ein zügiges, jedoch nicht ungebremstes und erst recht nicht schlagartiges Schließen des Ventils 10, 12 oder 13 erfolgt. Durch die drehzahlstabilisierende Wirkung des Resonanzkreises spielt dabei der Abfall der Federkraft gemäß der Kraft-Weg- Kennlinie I bei kleineren Ventiltypen eine untergeordnete Rolle. Auch diese schließen zügig. Andererseits schließen Ven ¬ tile mit stärkeren Federn zum Beispiel gemäß Kraft-Weg-Kennlinie II nicht übermäßig schnell. Die nichtlineare Bremswirkung des Resonanzkreises gleicht verschiedene Federkräfte aus, so dass die Drehzahlen der Schrittmotoren 22 gleicher Ventilantreibe bei unterschiedlichen Schließfedern in einem engen Toleranzband bleiben.
[0033] Die erfindungsgemäße Ventilserie umfasst mehrere Ventil ¬ typen A, B, C mit Ventilen unterschiedlicher Baugröße, wobei mehrere, vorzugsweise alle Ventiltypen A, B, C der Ventilbau ¬ reihe 11 einheitliche Ventilantriebe 21 aufweisen, wobei die Ventilverschlussglieder 19 der Ventile 10, 12, 13 den gleichen Öffnungshub vollführen, wobei sie jedoch unterschiedlich ausgebildet sein können und insbesondere unterschiedliche Durch ¬ messer aufweisen können. Auch können die Schließfedern 20 der verschiedenen Ventiltypen A, B, C unterschiedliche Kennlinien aufweisen und unterschiedlich stark sein. [0034] Bezugszeichen:
Dichtungsfläche
Löcher
erster Lochkreis zweiter Lochkreis
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