DE102008005652A1 - Ventil - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Ventil, welche zum Verbinden oder Trennen von Druckmittelkanälen in einem Ventilgehäuse (1, 2) in einem Hauptkanal ein zur elektromagnetischen Betätigung mit einem Magnetanker (4) zusammenwirkendes Ventilschließglied (13) aufnimmt, das auf einen Ventilsitz gerichtet ist, sowie mit einem eine Ventilaufnahmebohrung (10) kontaktierenden Ventilgehäuseansatz (12), der mit einem sich in die Ventilaufnahmebohrung (10) erstreckenden Endabschnitt des Ventilgehäuses (2) verbunden ist, wobei der Ventilgehäuseansatz (12) durch einen hydraulischen Druck in einem der beiden Druckmittelkanäle (7, 8) in Richtung der Ventilaufnahmebohrung (10) radial beaufschlagt ist, wodurch die gewünschte Dichtwirkung verbessert wird.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Ventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
- Ein Ventil der angegebenen Art ist bereits aus der Patentanmeldung 10 2006 023 792.7 bekannt. Dieses Ventil weist zwei in das Ventilgehäuse einmündenden Druckmittelkanälen auf, in dessen Hauptkanal ein zur elektromagnetischen Betätigung mit einem Magnetanker zusammenwirkendes Ventilschließglied eingesetzt ist, das auf einen Ventilsitz gerichtet ist. Zur Abdichtung des Ventilgehäuses in der Ventilaufnahmebohrung ist eine Ringdichtung erforderlich, die zwischen einem Ventilgehäuseansatz und der Ventilaufnahmebohrung angeordnet ist.
- Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ventil der angegebenen Art weiter zu entwickeln, welche kostengünstig und funktionssicher für den Dauergebrauch in der Ventilaufnahmebohrung gas- und/oder flüssigkeitsdicht befestigt werden kann, ohne das Erfordernis zur Anordnung einer Ringdichtung.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für eine Ventilbaugruppe der angegebenen Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
- Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen im Folgenden aus der Beschreibung dreier Ausführungsbeispiele hervor.
- Es zeigen:
-
1 ein Ventil im Längsschnitt mit dem erfindungsgemäßen Ventilgehäuseansatz, der den Ventilsitz an einem einstückig mit dem Ventilgehäuseansatz hergestellten Fortsatz aufnimmt und der unter Wirkung des hydraulischen Drucks in Radialrichtung aufweitbar ist, -
2 abweichend von1 den Ventilgehäuseansatz mit einem als separates Hülsenteil ausgebildeten Fortsatz, der in den Ventilgehäuseansatz eingepresst ist und den Ventilsitz trägt, -
3 abweichend von1 und2 den erfindungsgemäßen Ventilgehäuseansatz mit einem unmittelbar im Hülsenabschnitt integrierten Ventilsitz zur Abdichtung der Hauptstufe eines Zweistufenventils. - Bevor detailliert auf alle Einzelheiten der abgebildeten Ausführungsbeispiele eingegangen wird, sollen zunächst die erfindungswesentlichen Merkmale des beanspruchten Ventils unter Beachtung der aus den einzelnen Figuren erkennbaren Merkmale herausgestellt werden.
- Alle aus den
1 –3 ersichtlichen Ventile weisen jeweils in einem Hauptkanal ein (erstes) Ventilschließglied13 auf, das auf einen Ventilsitz19 an einem Ventilgehäuseansatz12 gerichtet ist. Abhängig von der Stellung des Ventilschließgliedes13 ist somit eine direkte hydraulische Verbindung zwischen den in das Ventilgehäuse einmündenden Druckmittelkanälen7 ,8 herstellbar. - Um auf die bisher aufwendige Abdichtung des Ventilgehäuses in der Ventilaufnahmebohrung
10 verzichten zu können, wird vorgeschlagen, dass der sich in die Ventilaufnahmebohrung erstreckenden Endabschnitt des Ventilgehäuses mittels einer Presspassung mit einem Ventilgehäuseansatz12 dicht verbunden ist, wobei der Ventilgehäuseansatz12 erfindungsgemäß durch einen hydraulischen Druck in einem der beiden Druckmittelkanäle7 ,8 in Richtung der Ventilaufnahmebohrung10 radial gegen die Wand der Ventilaufnahmebohrung10 angepresst wird, sodass bei Bedarf der Ventilgehäuseansatz12 u. a. zum Ausgleich von Toleranzen jederzeit elastisch aufgeweitet werden kann. - Der Ventilgehäuseansatz
12 ist hierzu als dünnwandiger Hülsenabschnitt ausgebildet, der an dem aus dem Ventilgehäuse (Rohrkörper2 ) hervorstehenden Bereich des Ventilgehäuseansatzes12 vorteilhaft einen zu einem Dichtwulst9 verformten Kragen aufweist, der durch den Druck im Druckmittelkanal8 radial nach außen auf die Ventilaufnahmebohrung10 aufgeweitet ist. Der Ventilgehäuseansatz12 besteht aus einem durch Tiefziehen klein und kostengünstig hergestellten Dünnblech, wodurch auch der zu einem Dichtwulst9 geformter Kragen in einem einzigen Tiefziehvorgang besonders einfach hergestellt ist. Der Dichtwulst9 ist am Außenumfang mit einer Schneide15 versehen, die zur sicheren Fixierung des Ventilgehäuseansatzes12 in der Ventilaufnahmebohrung10 beim Einpressen des Ventilgehäuseansatzes12 in die Wand der Ventilaufnahmebohrung10 eindringt. - Zwischen dem Dichtwulst
9 und dem Hülsenabschnitt des Ventilgehäuseansatzes12 ist eine Ringnut17 vorgesehen, die zur hydraulischen Beaufschlagung über eine zwischen dem Ventilgehäuse2 und dem Dichtwulst9 angeordneten Öffnung18 mit dem Druckmittelkanal8 verbunden ist, sodass durch den in der Ringnut17 anstehenden hydraulischen Druck der Dichtwulst9 zusätzlich zu der aus der Pressverbindung resultierenden Vorspannkraft fest gegen die Mantelfläche der Ventilaufnahmebohrung10 gepresst wird. - In den Ausführungsbeispielen nach
1 ,2 weist der Ventilgehäuseansatz12 einen auf das Ventilschließglied13 gerichteten, hülsenförmigen Führungsabschnitt3 auf, der sich zur Zentrierung des Magnetankers4 und des Ventilschließgliedes13 in eine Sackbohrung des Magnetankers4 erstreckt, an dem das Ventilschließglied13 angeordnet ist. - In der
1 ist der Führungsabschnitt3 durch einen im Tiefziehverfahren an dem Ventilgehäuseansatz12 einteilig ausgeformten Hülsenvorsprung gebildet, an dessen dem Ventilschließglied13 zugewandten Ende der Ventilsitz eingeprägt ist. - In der
2 ist der Führungsabschnitt3 durch eine in den Ventilgehäuseansatz12 eingesetzte verschleißfeste Hülse gebildet, die an ihrem dem Ventilschließglied13 zugewandten Ende den Ventilsitz aufweist. - Das Ventil nach
3 ist als Zweistufenventil ausgeführt und weist abweichend von den voran erwähnten 2/2-Wegesitzventilen nach1 ,2 zusätzlich eine aus einem weiteren Ventilschließglied20 und einem weiteren Ventilsitz21 gebildete Vorsteuerstufe auf, die unmittelbar zwischen der Druckfeder14 und dem die Ventilhauptstufe bildenden Ventilschließglied13 im Magnetanker4 angeordnet ist. Durch diese Ventilanordnung wird bei elektromagnetischer Erregung zunächst das Ventilschließglied20 vom Ventilsitz21 der Vorsteuerstufe angehoben, die einen gegenüber der Ventilhauptstufe relativ kleinen (Drossel-)Querschnitt freigibt, bevor das weitere Ventilschließglied20 während des Druckausgleichs über die Vorsteuerstufe anschließend unterstützt durch eine Druckfeder22 den großen Querschnitt des Ventilsitzes13 zu öffnen vermag. Konstruktiv bildet das Ventilschließglied13 über eine den Ventilsitz21 aufweisende Hülse25 eine in der Stufenbohrung des Magnetankers4 gefesselte Einheit, die durch eine radiale Verstemmung23 am unteren Ende der Stufenbohrung als im Magnetanker4 vormontierte Einheit unlösbar gesichert ist. - Unterhalb der Verstemmung
23 befindet sich ein mit dem Magnetanker4 verbundener Federanschlag24 , sodass die Druckfeder22 zwischen dem Federanschlag24 und dem die Verstemmung23 überragenden Kragen der Hülse25 eingespannt ist. - Zur Betätigung des Magnetankers
4 weist jedes Ventil eine Magnetspule16 auf, die auf einem nicht magnetisierbaren Hülsenabschnitt1 des Ventilgehäuses aufgeschoben ist. Diametral zum Magnetanker4 verschließt jeweils ein Magnetkern6 das obere Ende des Hülsenabschnitts1 . - Entsprechend der Darstellung sind alle abgebildeten Ventilbaugruppen in Patronenbauweise ausgeführt und in einem blockförmigen Ventilaufnahmekörper
11 mittels einer Außenverstemmung des Blockmaterials in Richtung auf einen am Rohrkörper2 vorgesehenen Kragen befestigt. - Die Ventilgehäuse aller abgebildeten Ventilbaugruppen bestehen somit jeweils aus einem dünnwandigen, nicht magnetisierbaren Hülsenabschnitt
1 und dem dazu vergleichsweise dickwandigen, magnetisierbaren Rohrkörper2 , wobei zur Aufnahme des Magnetankers4 und des Magnetkerns6 im Ventilgehäuse der Außendurchmesser des Magnetankers4 und der Außendurchmesser des Magnetkerns6 an den Innendurchmesser des Hülsenabschnitts1 angepasst ist. - Hierzu ist das dem Rohrkörper
2 zugewandten Ende des Hülsenabschnitts1 mit seinem Innenumfang kraft- als auch stoffschlüssig mittels einer Schweißverbindung an dem Außenumfang des Rohrkörpers2 abschnittsweise überlappend befestigt. Auch das vom Rohrkörper2 abgewandte Ende des Hülsenabschnitts1 ist ebenso kraftschlüssig mittels einer Pressverbindung als auch stoffschlüssig mittels einer Schweißverbindung am Außenumfang des stopfenförmigen Magnetkerns6 befestigt. - Zur Darstellung der Ventilgrundfunktion, in der nach
1 ,2 das Ventilschließglied13 bzw. nach3 die Ventilschließglieder13 ,20 im nicht erregten Zustand den Hauptkanal verschließen, ist der Magnetanker4 abbildungsgemäß zum Magnetkern6 beabstandet. Zur Vermeidung des so genannten Ankerklebens weist der Magnetkern6 am Innenboden Einprägungen auf. - Für alle abgebildeten Ausführungsformen gilt, dass zwecks Minimierung der Herstellkosten der Magnetanker
4 und der Magnetkern5 als Kaltschlag- oder Fließpressteil und der Hülsenabschnitt1 als Tiefziehteil ausgebildet sind, während der Rohrkörper2 entweder aus einem Kaltschlag- oder einem Drehteil hergestellt ist. - Zusammenfassend ist somit festzuhalten, dass der vorgestellte Ventilgehäuseansatz
12 vorteilhaft sowohl eine Führungs-, Dicht- als auch Fixierfunktion erfüllt. - Gemäß den
1 ,2 übernimmt der Ventilgehäuseansatz12 eine Führungsfunktion dadurch, dass der Magnetanker4 mit dem Ventilschließglied13 mittels des Führungsabschnitts3 präzise im Ventilgehäuse zum Ventilsitz19 ausgerichtet wird. Die Dichtfunktion des Ventils im Ventilaufnahmekörper11 wird in allen Ausführungsbeispielen durch den Dichtwulst9 am Ventilgehäuseansatz12 verbessert, der infolge der hydraulischen Beaufschlagung in radialer Richtung unter allen Betriebsbedingungen mit einer hinreichend großen Anpresskraft an der Ventilaufnahmebohrung dichtet. Durch die Elastizität und die hydraulische Beaufschlagung des Dichtwulstes können Fertigungs- als auch durch einen Temperaturwechsel hervorgerufene Passungstoleranzen besser überbrückt werden, ohne die Gefahr eine Undichtigkeit zwischen dem Ventil und dem Ventilaufnahmekörper11 in Kauf nehmen zu müssen. - Die Fixierfunktion wird in allen Ausführungsbeispielen durch die Schneide
15 am Dichtwulst9 realisiert, die sich beim Einpressen des Ventilgehäuseansatzes12 in die weichere, vorzugsweise aus einer Aluminium-Knetlegierung bestehende Ventilaufnahmebohrung10 eindringt und somit für einen festen Sitz sorgt. -
- 1
- Hülsenabschnitt
- 2
- Rohrkörper
- 3
- Führungsabschnitt
- 4
- Magnetanker
- 5
- Blende
- 6
- Magnetkern
- 7
- Druckmittelkanal
- 8
- Druckmittelkanal
- 9
- Dichtwulst
- 10
- Ventilaufnahmebohrung
- 11
- Ventilaufnahmekörper
- 12
- Ventilgehäuseansatz
- 13
- Ventilschließglied
- 14
- Druckfeder
- 15
- Schneide
- 16
- Magnetspule
- 17
- Ringnut
- 18
- Öffnung
- 19
- Ventilsitz
- 20
- Ventilschließglied
- 21
- Ventilsitz
- 22
- Druckfeder
- 23
- Verstemmung
- 24
- Federanschlag
- 25
- Hülse
Claims (9)
- Ventil, welches zum Verbinden oder Trennen von wenigstens zwei in einem Ventilgehäuse einmündenden Druckmittelkanälen in einem Hauptkanal ein zur elektromagnetischen Betätigung mit einem Magnetanker zusammenwirkendes Ventilschließglied aufnimmt, das auf einen Ventilsitz gerichtet ist, sowie mit einem Ventilgehäuseansatz, der die Ventilaufnahmebohrung kontaktiert, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilgehäuseansatz (
12 ) einen nachgiebigen Bereich aufweist, der abhängig vom hydraulischen Druck in einem der beiden Druckmittelkanäle (7 ,8 ) in Richtung der Mantelfläche der Ventilaufnahmebohrung (10 ) radial aufweitbar ist. - Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilgehäuseansatz (
12 ) in den Endabschnitt des Ventilgehäuses (2 ) abschnittsweise eingepresst ist und mit seinem aus dem Ventilgehäuse (2 ) hervorstehenden Bereich mittels einer Pressverbindung in Richtung der Ventilaufnahmebohrung (10 ) radial vorgespannt ist, wobei der Ventilgehäuseansatz (12 ) in seinem nachgiebigen Bereich zusätzlich zur Vorspannkraft der Pressverbindung unter der Wirkung des hydraulischen Drucks in Richtung der Mantelfläche der Ventilaufnahmebohrung (10 ) elastisch aufweitbar ist. - Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilgehäuseansatz (
12 ) einen Hülsenabschnitt aufweist, der mit dem aus dem Ventilgehäuse (2 ) hervorstehenden Bereich des Ventilgehäuseansatzes (12 ) einen zu einem Dichtwulst (9 ) verformten Kragen aufweist, der durch den Druck in einem der Druckmittelkanäle (7 ,8 ) radial nach außen auf die Ventilaufnahmebohrung (10 ) aufweitbar ist. - Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilgehäuseansatz (
12 ) aus einem durch Tiefziehen hergestelltes Dünnblech besteht, dessen zu dem Dichtwulst (9 ) geformter Kragen in einem einzigen Tiefziehvorgang hergestellt ist. - Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtwulst (
9 ) am Außenumfang mit einer Schneide (15 ) versehen ist, die zur Fixierung des Ventilgehäuseansatzes (12 ) in der Wand der Ventilaufnahmebohrung (10 ) eingedrungen ist. - Ventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Dichtwulst (
9 ) und dem Hülsenabschnitt des Ventilgehäuseansatzes (12 ) eine Ringnut (17 ) vorgesehen ist, die zur hydraulischen Beaufschlagung über eine zwischen dem Ventilgehäuse (2 ) und dem Dichtwulst (9 ) angeordneten Öffnung (18 ) mit einem der beiden Druckmittelkanäle (7 ,8 ) verbunden ist. - Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilgehäuseansatz (
12 ) einen auf das Ventilschließglied (13 ) gerichteten, hülsenförmigen Führungsabschnitt (3 ) aufweist, der sich zur Zentrierung des Magnetankers (4 ) und des Ventilschließgliedes (13 ) in eine Sackbohrung des Magnetankers (4 ) erstreckt, an dem das Ventilschließglied (13 ) angeordnet ist. - Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsabschnitt (
3 ) durch einen im Tiefziehverfahren an dem Ventilgehäuseansatz (12 ) einteilig ausgeformten Hülsenvorsprung gebildet ist, an dessen dem Ventilschließglied (13 ) zugewandten Ende der Ventilsitz eingeprägt ist. - Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsabschnitt (
3 ) durch eine in den Ventilgehäuseansatz (12 ) eingesetzte Hülse gebildet ist, die an ihrem dem Ventilschließglied (13 ) zugewandten Ende den Ventilsitz aufweist.
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