Ein direktwirkendes, druckausgeglichenes Ventil dieser Art ist aus der EP 0 681 128 A1 bekannt. Dieses Ventil besteht aus einem Gehäuse mit mindestens zwei Anschlüssen sowie einer Spule und einem in einem Hohlzylinder im Spulenkörper verschiebbar geführten Kern, der mit dem Ventilkörper ver- bunden ist. Diesem Ventilkörper ist ein Ventilsitz zuge- ordnet. Der Kern hat entgegengesetzt angeordnete Stirnflä- chen und eine Mittelbohrung, die die Verbindung der Wirkräu- me herstellt. Dabei ist der Kern mit einer Dichtung ver- sehen, um zwei Anschlußräume abzuteilen, wobei der Außen- durchmesser der Dichtung dem Durchmesser des Ventilsitzes entspricht. Durch diese MaBnahme ist das Ventil druckausge- glichen. Der derart-druckentlastete Kern, der die Sitzdich- tung enthält, wird von der Kraft einer Schließfeder auf den fest mit dem Ventilgehäuse verbundenen Ventilsitz gedrückt.

Als nachteilig hat sich bei dem genannten Ventil erwiesen, daB der Hauptventilsitz am Ventilgehäuse angearbeitet ist und die elastische Sitzdichtung auf der beweglichen Seite des Kerns, der Membrane oder des Kolbens angebracht ist. Auf diese Weise ist es für eine druckentlastete Konstruktion notwendig, die Flächen sorgfältig aufeinander abzustimmen, dies ist, abhängig von Fertigungstoleranzen nie zu 100% möglich.

Ebenfalls bekannt sind hilfsgesteuerte Ventile der oben ge- nannten Art, bei denen, eingeleitet durch die Betätigung eines Magneten, über Differenzdruckflächen und das Betriebs- medium Öffnungs-und Schließkräfte erzeugt werden. Zu diesem Zweck ist der Ventilkörper über ein Verbindungsstück mit dem Kern verbunden. Sobald die Spule den Kern erregt, wird in der ersten Bewegungsphase nur der Kern bewegt. Im zweiten Teil des Bewegungsvorgangs nimmt der Kern das Verbindungs- stück mit dem Ventilkörper mit und öffnet das Ventil. Diese zweite Phase wird bei hilfsgesteuerten Ventilen in der Regel vom Druck des Mediums unterstützt, das durch eine Drossel- bohrung in der Membran oder im Kolben in den entgegengesetz- ten Wirkraum oberhalb des Kolbens fließen kann und die mag- netischen Kräfte unterstützt.

Bei geschlossenem Vorsteuerventil baut sich der Druck über die Drosselbohrung oberhalb des Kolbens auf. Das Hauptventil wird infolge einer größeren wirksamen Fläche oberhalb des Kolbens vom Druck des Mediums unterstützt durch die Kraft der Schließfedern geschlossen. Öffnet das Vorsteuerventil, so wird eine Entlastungsbohrung frei, die zum Druckabbau im Wirkraum oberhalb des Kolbens führt. Durch Kopplung des Mag- netkerns mit dem Kolben wird dieser bei der Aufwärtsbewegung mit nach oben bewegt.

Als besonderer Nachteil bei diesen hilfsgesteuerten Ventilen hat sich herausgestellt, daß bei der Drosselbohrung die Ge- fahr des Verstopfens durch Schmutzpartikel oder z. B. bei Wasserventilen das Risiko des Zuwachsens dieser Bohrung durch Kalkablagerungen besteht. Auf diese Weise wird die Funktion des Ventils aufgehoben, darüber hinaus ist der Einsatz die- ser Ventile auf wenige, möglichst gefilterte Medien be- schränkt.

Durch die Erfindung wird ein preiswertes, haltbares und energiesparendes Ventil bereitgestellt, das die Vorteile eines direktwirkenden Ventils-sichere Schließfunktion bei Nulldruck und schnelles Öffnen des Ventils-mit den Vortei- len der Hilfssteuerung-Schalten höherer Drücke mit gerin- ger magnetischer Kraft und sicheres Schließen-vereint.

Bei dem erfindungsgemäßen Magnetventil wird die ganze zur Verfügung stehende Magnetkraft ausschließlich für den Öff- nungsvorgang benutzt. Zu diesem Zweck wird eine Differenz- druckfläche gleich Null erzeugt. Mit dieser Maßnahme wird ein mediumgestütztes, sicheres und verstärktes Schließen nach Abschaltung des Magneten erzwungen.

Darüber hinaus ist vorgesehen, daß die bei hilfsgesteuerten Ventilen in der Regel verwendete schmutzempfindliche Dros- selbohrung durch offene Kanäle erzeugt wird, die durch die den Kern umhüllende Lippe einer robusten und temperaturunem- pfindlichen Nutringdichtung in Form geschlossener Rechtecke definiert wird. Durch diese Lösung wird vorteilhaft er- reicht, daß die Hin-und Herbewegung des Kerns die Lippe der Nutringdichtung von belagsbildenden Verschmutzungen, z. B.

Dampf, reinigt und so gewährleistet, daß die Funktion des Ventils nicht durch Ablagerungen an der Nutringdichtung bzw. in dem offenen Kanal beeinträchtigt wird.

Die auf diese Weise funktionierenden Ventile, die sowohl in Geradsitz-als auch in Schrägsitzbauweise hergestellt sein können, lassen sich universell für die Steuerung neutraler Medien wie Wasser und Gase einsetzen, wobei der Temperatur- bereich nur von der Beständigkeit der Nutringdichtung be- grenzt ist. Darüber hinaus sind diese Ventile in unter- schiedlicher Werkstoffausführung, z. B. Kunststoffen wie PVC, PVDF, PEEK, auch für aggressive Medien oder in der Ana- lysen-und Medizintechnik einsetzbar.

Aufgrund der vorgeschlagenen Anordnung wird eine vollstän- dige Differenzdruckentlastung beim Sitzventil dadurch er- reicht, daß die elastische Hauptsitzdichtung vorzugsweise im Gehäuse befestigt ist und Sitz-und Ausgleichsdurchmesser durch Zusammenfassung in der bewegten Sitzhülse unterge- bracht sind.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform als Schräg- sitzventil wird in das Gehäuse eine feste Kartusche mit Hauptsitzdichtung montiert. Sitz und Ausgleichsdurchmesser sind auch hier durch Zusammenfassung im bewegten Sitzrohr untergebracht.

Durch die Erfindung zur Verfügung gestellten Ventile können sowohl in 2/2-als auch in 3/2-Wegeventil ausgeführt sein.

Die Ausführung der Ventile ist dadurch gekennzeichnet, daß eine einfache Fertigung und Montage möglich ist, wodurch die Herstellungskosten reduziert werden. Ferner wird dem Anwen- der ein nahezu wartungsfreies, langlebiges Ventil zur Verfü- gung gestellt.

Die Erfindung ist nachstehend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen : Figur 1 in vergrößertem Maßstab einen Schnitt durch ein 2/2-Wege-Geradsitzventil, Figur 2 in vergrößertem MaBstab einen Schnitt durch ein 2/2 Wege-Schrägsitzventil.

In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäß ausgebildetes Geradsitz- ventil im geschlossenen Zustand im Querschnitt dargestellt.

Das dargestellte Ventil 1 besteht aus einem Gehäuse 2 in dem ein EingangsanschluB 3 und ein Ausgangsanschluß 4 vorgesehen sind, die durch einen Verbindungskanal 30 miteinander ver- bunden sind. Um den AusgangsanschluB 4 ist in das Gehäuse radial die ringförmige elastische Hauptsitzdichtung 20 ein- gelassen. An dem Gehäuse 2 ist eine Spule 5 in einem Spulen- körper 6 angebracht, der innerhalb der Spule 5 einen Füh- rungszylinder 7 enthält, in dem sich ein ebenfalls zylindri- scher Kern 8 von der stromführenden Spule 5 erregt bzw. nach Abschalten der Spule 5 entregt, hin und her bewegen kann.

Eine Bohrung 31 im Inneren des Kerns 8 nimmt eine Feder 27 auf, die dazu dient, das Ventil 1 bei abgeschalteter Spule 5 in der Schließfunktion zu halten. Zwischen dem Kern 8 und dem Spulenkörper 6 dienen offene Kanäle 16 dazu, das Medium in den Wirkraum 29 über der Wirkfläche 17 des Kerns 8 ge- langen zu lassen.

Der Kern 8 erstreckt sich in dem Zylinder 7 bis zu einem Verbindungsstück 22, das eine weitere Schließfeder 28 und die Ventilplatte 23 des Vorsteuerventils 31 enthält. Der Ventilplatte 23 direkt gegenüber ist ein Ventilsitz 26 an einem Ventilkörper 14 vorgesehen, der mit einer mittigen Bohrung 15 eine Verbindung zwischen dem Kanal des Vorsteuer- ventils 31 und dem Verbindungskanal 30 zwischen den An- schlüssen 3,4 schafft. An den Kern 8 schließt sich nach unten eine dünnwandige rohrförmige Sitzhülse 11 derart an, daß zwischen dem Verbindungsstück 22 und einem Vorsprung 19 an der Oberkante der Sitzhülse 11 ein Zwischenraum 24 bleibt und die einen Teil des Verbindungsstücks 22, den Ventilkör- per 14 des Vorsteuerventils und die Ventilplatte 23 mit der Sitzdichtung 26 des Vorsteuerventils 31 ringförmig um- schließt. Die beweglich gelagerte Sitzhülse 11 läuft an ihrem unteren Ende in dem spitz auslaufenden Ventilsitz 13 aus und wird durch die Kraft der Federn 27,28 auf die Hauptsitzdichtung 20 gepreßt. Die Wirkfläche 18 des Ventil- sitzes 13 ist genau gleich groß wie die Wirkfläche 17 am oberen Ende des Kerns 8. Eine Nutringdichtung 9 umschließt die Sitzhülse 11, wobei sich eine Dichtlippe 10 an die Sitz- hülse 11 schmiegt. Diese dient als Drosselung des Medien- stroms.

Der Stromkreis der Spule 5 ist geöffnet, und das Ventil 1 wird allein durch die Kraft der Federn 27,28 in der ge- schlossenen Stellung gehalten. Das Medium übt keine Kraft auf den Kern 8, das Verbindungsteil 22 und die Sitzhülse 11 aus, da die wirksame Fläche an der oberen Stirnseite 17 des Kerns 8 mit der wirksamen Fläche 18 innerhalb des Ventil- sitzes 13 übereinstimmt.

Nach dem Schließen des'Stromkreises der Spule 5 bewirkt die Erregung der Spule 5 in einem ersten Bewegungsabschnitt le- diglich eine Bewegung des Kerns 8 und des Verbindungsteils 22. Die Bewegung hat zur Folge, daß der Zwischenraum 24 bis letztlich zum Anschlag des Vorsprungs 19 der Sitzhülse 11 gegen das Verbindungsstück 22 verringert wird. Ferner wird der Ventilsitz 26 des Vorsteuerventils 31 freigegeben, so daß das Medium durch die Bohrung 15 und den Verbindungskanal 30 in den Ausgangsanschluß 4 fließt.

Anschließend, nachdem der Vorsprung 19 der Sitzhülse 11 ge- gen das Verbindungsstück 22 zum Anschlag gekommen ist, nimmt dieses auch die Sitzhülse 11 mit dem Ventilkörper 14 des Vorsteuerventils 31 mit und gibt den Verbindungskanal 30 zum Anschluß 4 für das Medium frei. Das Ventil 1 ist bedingt durch die äquivalenten Wirkflächen 17,18 druckausgeglichen geöffnet.

Das Abschalten der Spule 5 führt zu einem vollständigen, sicheren Schließen des Magnetventils 1, weil der Kern, der nicht mehr von magnetischen Kräften gehalten wird, durch die Schließfeder 27 und das Vorsteuerventil 31 durch die Feder 28 nach unten gepreßt werden und die beiden Ventilsitze 13, 26 sicher schließen.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ven- tils 1 in Schrägsitzbauweise, wobei die Funktion des Ventils dem des in Fig. 1 beschriebenen Ventils in Geradsitzbauweise entspricht. Ergänzend erhält das Ventilgehäuse 2 eine Kartu- sche 32, die die Hauptsitzdichtung 20 aufnimmt.