DE1750926C2 - Magnetisch betätigtes Ventil mit einer Totgangverbindung zwischen Verschlußstück und Anker - Google Patents

Description

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beiden Ventilstangenteile aufeinanderstoßen, was im lippen 244,246,248 und einer Dichtungsflache 250 Hinblick auf die verhältnismäßig große Masse der versehen sind.

beiden Ventilstangenteile ebenfalls eine uner- Der Einlaß 158 ist mit dem Auslaß 160 über die wünschte Geräuschentwicklung und Stoßbelastung Kammer 156 und eine in der Dichtung 242 gebildete zur Folge haben kann. ₅ Bohrung 148 verbindbar. An dem der Kammer zuge-

Der Erfindung hegt die Aufgabe zugrunde, ein wandten Ende der Dichtung 242 befindet sich ein magnetisch betätigbares Ventil der eingangs angege- Ventilsitz 254, gegen den ein Verschlußstück 152 benen Art zu schaffen, das der Ausfahrbewegung durch eine an der Dichtung 240 und somit gehäusedes Ankers während des Vorlaufs einen möglichst fest abgestützte Feder 150 angedrückt wird. Das Vergeringen Widerstand entgegensetzt, ohne daß zwi- i₀ schlußstück 152 ist auf einer axial verschiebbaren sehen Anker und Ventilstange eine Totgangverbin- Ventilstange 146 gleitend gelagert und durch eine dung vorhanden sein muß. am Verschlußstück angeformte Dichtung 252 gegen-

Diese Aufgabe wird bei einem Ventil der eingangs über der Ventüstange abgedichteL Die Dichtung 252 angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, wird von einer schmalen konisch verlaufenden Dichdaß die Feder unmittelbar am Verschlußstück an- i₅ tungslippe gebildet, die durch den in der Kammer greift und das Verschlußstück in der zurückgezoge- 156 herrschenden Druck gegen die Ventilstange 146 nen Stellung gegen einen gehäusefesten Ventilsitz elastisch angedrückt wird.

andrückt, so daß die Ventilstange in der zurückge- Die Ventilstange 146 ist mit dem Verschlußstück zogenen Stellung durch die Totgangverbindung von 152 durch eine Totgangverbindung verbunden, die der Feder getrennt ist, und daß das dem Anker ao aus einer in einer Ausnehmung 259 des Verschluß ■ abgewandte Ende der Ventilstange gleitend, jedoch Stücks gebildeten Anschlagfläche 324 und einem an mit Spiel in einer Axialbohrung gelagert ist, deren der Ventilstange gebildeten Anschlagbund 320 beinneres über das Spiel mit dem Druckmittel beauf- steht. Die Tiefe der Ausnehmung 259, die dem Venschlagt ist. tilsitz 254 zugewnsJt ist, ist derart bemessen, daß

Bei dem erfindungsgemäßen Ventil dient die Fe- 25 zwischen der Anschlagfläche 324 und dem Anschlagder zum Vorspannen lediglich des Verschlußstückes bund 320 in der Schließstellung des Verschlußstücks und nicht der gesamten Ventilstange. Die Feder ein dem Totgang entsprechender Abstand vorhanden kann daher der Anfangsbewegung der Ventilstange ist.

während des Vorlaufs keinen Widerstand entgegen- Zum Verschieben der Ventilstange 146 ist ein setzen, ohne daß zwischen Ventilstange und Anker 30 Elektromagnet 26 vorgesehen, der eine Spule 274 eine zweite Totgangverbindung erforderlich wäre. und einen Anker 276 aufweist. Der Anker 276 ist in Außerdem wird durch die kontinuierliche Druckbe- einem Rahmen 278 gelagert, zu dem eine Anschlagaufschlagung der Ventilstange der Anker und die platte 258 gehört. Ein Betätigungsknopf 284 mit Ventilstange dauernd miteinander in Berührung einer Anschlagplatte 286 ist durch einen elastischen gehalten, so daß die Ventilstange und damit auch 35 O-Ring 290', der als Schwingungsdämpfer wirkt, von das Verschlußstück in allen Stellungen des Magnet- der Stirnwand des Gehäuses getrennt. In seiner norankers eine genaue definierte Lage einnehmen. Zwar malen Lage befindet sich der Anker 276 in einer zumuß der Anker von Anfang an die Masse der Ven- rückgezogenen Stellung, in der eine Anschlagplatte tilstange aus der Ruhelage herausbewegen und gegen 292 mit der Anschlagplatte 286 des Betätigungsden auf die Ventilstange ausgeübten Strömungsmit- 40 knopfes in Berührung steht.

teldruck anlaufen. Dies fällt jedoch insofern nicht ent- Die Ventilstange 146, die durch eine Bohrung

scheidend ins Gewicht, als die Druckmittelkraft durch 280 der Abstandsplatte 258 verläuft, liegt mit ihrem Bemessung des Ventilstangenquerschnitts und des freien Ende 290 in Art einer Anschlagverbindung an Spiels zwischen Bohrung und Vertilstange klein ge- dem Anker 276 an. Ein elastischer O-Ring 282 wählt werden kann und die Trägheit der Ventil- 45 trennt die Dichtung 242 von dem Rahmen 258 und stange am Anfang der Ausfahrbewegung entspre- wirkt als Schwingungsdämpfer,
chend der noch sehr geringen Beschleunigung ge- In einer Axialbohrung 296 der Dichtung 240 ist

ring ist, so daß die Kraft, die der Ausfahrbewegung eine Kammer gebildet. Der in dieser Kammer herrdes Ankers entgegenwirkt, nur ganz allmählich zu- sehende Druck (beispielsweise 5,5 kp/cm² im dargenimmt. ₅₀ stellten Beispiel) liegt am Ende 298 der Ventilstange

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Ven- an und drückt die Ventilstange in die zurückgezotils besteht darin, daß die Feder kleiner als bei den gene Stellung. Die Axialbohrung 296 ist durch ein bekannten Ventilen ausgebildet sein kann, da sie in zwischen der Ventilstange 146 und der Wand der der Schließstellung allein das Verschlußstück gegen Axialbohrung gebildetes Spiel 310 (in der Figur der den Ventilsitz drücken muß. ₅₅ Deutlichkeit halber übertrieben dargestellt) mit der

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung er- Kammer 156 verbunden. Der in der Kammer 156 geben sich aus den Unteransprüchen. herrschende Druck und die Feder 150 drücken das

An Hand der einzigen Figur, die einen Längs- Verschlußstück 152 in seine Schließstellung, in der schnitt durch ein erfindungsgemäßes Ventil zeigt, der Kanal 148 von der Kammer 156 getrennt ist. Die wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Er- 60 Bohrung 148 verbindet den Auslaß 160 über eine findung näher erläutert. Querbohning 304, den Kanal 148 und Querbohrun-

Das in der Figur gezeigte magnetisch betätigbare gen 306 mit einer Entlüftungsöffnung 172.
Ventil weist ein Gehäuse 30 auf, in dem eine mit Wenn die Spule 274 erregt wird, bewegt sich der

Druckmittel beaufschlagte Kammer 156 mit einem Anker 276 von seiner zurückgezogenen Stellung in Einlaß 158 und einem Auslaß 160 gebildet sind. Die 65 die ausgefahrene Stellung. Hierbei nimmt er die Kammer 156 ist an ihren beiden axialen Enden Ventilstange 146 mit. Die Ventilstange 146 ist in durch Dichtungen 2AO, 242 aus Kunststoff abge- Lagerabschnitten der Dichtungen 240, 242 gleitbar dichtet, die mit biegsamen ringförmigen Dichtungs- gelagert. Diese Lagerabschnitte werden durch die

Bohrung 296 und durch eine schmale Zwischen- bund 320 der Ventilstange an die Anschlagfläche 324 fläche 312 gebildet. Zur Verringerung der Reibung des Verschlußstücks anlegt, wird durch die Feder ist die Länge dieser Flächen so klein wie möglich. 150 und den am Verschlußstück angreifenden Druck Die Länge der Axialbohrung 296 ist derart bemessen, eine zusätzliche Belastung des Ankers hervorgerufen, daß die Ventilstange während ihrer gesamten Be- ₅ Die Kraft der Feder beträgt im Ausfuhrungsbeispiel wegung gelagert ist. Die Länge der Fläche 312 ist ungefähr 0,23 kp und die von dem in der Kammer derart bemessen, daß die Entlüftungsöffnung 172 in 156 herrschenden Druck herrührende Kraft ungefähr der zurückgezogenen Stellung der Ventilstange ge- 1,38 kp, entsprechend einem Druck von 5,5 kp/cm², öffnet und in der ausgefahrenen Stellung der Ventil- der über einer verhältnismäßig schmalen Dichtungsstange geschlossen ist. Zur Verringerung der Reibung io fläche auf das am Ventilsitz anliegende Verschlußist die Ventilstange angrenzend an die Zwischen- stück einwirkt. Das Verschlußstück 152 bewegt sich fläche 312 und den Abschnitt 318 der Bohrung 148 in seine Öffnungsstellung, in der es den Einlaß 158 mit Abschnitten 314, 316 verringerten Durchmessers mit dem Auslaß 160 verbindet. Gleichzeitig wird die versehen. Entlüftungsöffnung 172 geschlossen.

Auf Grund der Totgangverbindung 320, 324 zwi- 15 Wenn die Spule des Elektromagneten entregt wird, sehen der Ventilstange und dem Verschlußstück 152 bewegt die Feder 150 das Verschlußstück in seine steht der Anker zu Beginn seiner Ausfahrbewegung Schließstellung zurück. Das Verschlußstück nimmt unter minimaler Last. Die einzige Last, der der hierbei die Ventilstange in Richtung auf ihre zurück-Anker während des Vorlaufs entgegenwirken muß, gezogene Stellung mit, da die Anschlagfläche 324 am ist die Kraft, die der Druck in der Axialbohruug 296 ao Anschlagbund 320 anliegt. Gleichzeitig bewegt sich gegen das Ende der Ventilstange ausübt (beispiels- der Anker 276 in Richtung uuf die zurückgezogene weise 0,2χ kp im dargestellten Beispiel), die Rei- Stellung, da das Ende 290 der Ventilstange am Anker bungskraft zwischen der Ventilstange und dem Ver- 276 anliegt. Wenn sich das Verschlußstück au den schlußstück, die Reibungskraft zwischen der Dich- Ventilsitz 260 anlegt, werden die Ventilstange und tung 240 und der Ventilstange und die Reibungs- 25 der Anker von dem in der Axialbohrung 296 auf das kraft zwischen der Dichtung 242 und der Zwischen- Ende 298 der Ventilstange einwirkenden Druck vollfläche 312 der Ventilstange. Wenn sich der Anschlag- ständig in die Ausgangslage zurückbewegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

gelagert ist und die bei Ausfahren des Ankers das Palentansprüche: VerschlußstSck in die Öffnungsstellung bewegt, einer an einem gehäusefesten Anschlag abgestützten Fe-

1. Magnetisch betätigbares Ventil mit einem der, die die Ventilstange in Richtung auf die zuzwischen einer ausgefahrenen und einer zurück- 5 rückgezogene Stellung vorspannt, und einer Totgezogenen Stellung bewegbaren Anker, einem gangverbindung zwischen Ventilstange und Verzwischen einer Öffnung- und einer Schließstel- schlußstück, die dafür sorgt, daß die Ventilstange lung bewegbaren Verschlußstück, einer durch beim Ausfahren einen Vorlauf gegenüber dem Vereine Anschlagverbindung mit dem Anker ver- schlußstück hat, wobei die Ventilstange in Richbundenen Ventilstange, auf der das Verschluß- ίο tung auf die zurückgezogene Stellung mit Druckstück gleitbar gelagert ist und die bei Ausfahren mittel beaufschlagbar ist.

des Ankers das Verschlußstück in die Öffnungs- Bei einem bekannten Ventil dieser Art (DT-PS

stellung bewegt, einer an einem gehäusefesten 949 265) greift die gehäusefest abgestützte Feder an Anschlag abgestützten Feder, die die Ventil- der Ventilstange an, die über zwei mit vorgegebenem stange in Richtung auf die zurückgezogene Stel- 15 axialen Abstand zueinander angeordnete Anschläge lung vorspannt, und einer Totgangverbindung das Verschlußstück in der einen bzw. in der anderen zwischen Ventilstange und Verschlußstück, die Richtung mitnimmt. Ventilstange und Verschlußdafür sorgt, daß die Ventilstange beim Ausfah- stück sind ferner über eine Druckkammer in Richren einen Vorlauf gegenüber dem Verschluß- tung auf die zurückgezogene Stellung mit Druckstück hat, wobei die Ventilstange in Richtung »o mittel beaufschlagbar, wobei eine Ventilsteuerung vorauf die zurückgezogene Stellung mit Druckmittel gesehen ist, die dafür sorgt, daß die Druckkammer beaufschlagbar ist, dadurchgekennzeich- nur während der Rückstellbewegung druckbeaufn e t, daß die Feder (ISO) unmittelbar am Ver- schlagt und andernfiills druckentlastet ist. Die Umschlußstück (152) angreift und das Verschluß- steuerung erfolgt jedoch erst, wenn die Ventilstange stück (152) in der zurückgezogenen Stellung ge- *5 um elae Anfangsstrecke ausgefahren ist, so daß die gen einen gehäusefesten Ventilsitz (254) an- Ventilstange anfangs gegen die auf sie wirkende drückt, so daß die Ventilstange (146) in der zu- Druckkraft anlaufen muß. Da ferner einer Ausfahrrückgezogenen Stellung durch die Totgangver- bewegung der Ventilstange nicht nur die Eigenmasse bindung (320, 324) von der Feder getrennt ist, der Ventilstange sowie die an der Ventilstange an- und daß das dem Anker (276) abgewandte Ende 30 greifenden Reibungskräfte, sondern auch die Kraft (298) der Ventilstangc (146) gleitend, jedoch der gehäusefest abgestützten Feder entgegenwirken, mit Spiel in einer Axialbohrung (296) gelagert ist zur Verringerung des der Anfangsbewegung des ist, deren Inneres über das Spiel mit dem Druck- Ankers entgegenstehenden Widerstandes die Anmittel beaufschlagt ist. Schlagverbindung zwischen der Ventilstange und dem

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 35 Anker als eine zweite Totgangverbindung ausgebilzeichnet, daß die Totgangverbindung aus einer det. Hierdurch kann sich der Anker bei Beginn seiin einer Ausnehmung (259) des Verschlußstük- ner Ausfahrbewegung frei verschieben, ehe er auf kes gebildeten Anschlagfläche (324) und einem die Ventilstange aufschlägt und hierbei die Ventilan der Ventilstange (146) gebildeten Anschlag- stange mitnimmt. Das Aufschlagen des Ankers auf bund (320) besteht und daß die Tiefe der Aus- 4° der Ventilstange bewirkt eine unerwünschte Genehmung, die dem Ventilsitz (254) zugewandt räuschentwicklung und bringt eine erhöhte Beanist, derart bemessen ist, daß zwischen der An- spruchung der Ventilelemente mit sich, was zu einer

^Ϋ schlagfläche (324) ind dem Anschlagbund (320) Verringerung der Lebensdauer führt. Ferner ist das

ΐ in der Schließstellung des Verschlußstückes ein Verschlußstück zwischen den beiden Anschlägen

¥ dem Totgang entsprechender Abstand vorhanden 45 der Ventilstange innerhalb des Totgangs frei beweg-

! ist. bar, so da8 das Verschlußstück nicht immer eine

3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch genau de inWte Stellung relativ zur Ventilstange

gekennzeichnet, daß sich die Ventilstange (146) einnimmt, · vln »Klappern« des Verschlußstückes durch eine mit Druckmittel beaufschlagte Kam- zur Folge ?be\. kann.

me; (156) erstreckt, deren axiale Enden jeweils 5o Bei en;<.m -»;deren bekannten magnetisch betätigdurch eine Dichtung (242 bzw. 240) abgedichtet baren Ventn (US-PS 2 180 139) ist keine Totgangsind, daß in der einen Dichtung (242) der Ven- verbindung zwischen Anker und Ventilstange vortilsitz (254) mit einem sich daran anschließenden handen, so daß in diesem Fall die durch das Auf-St-ömungskanal (148) gebildet ist und die andere schlagen des Ankers auf der Ventilstange bedingten Dichtung (240) die Axialbohrung (296) aufweist, 55 Nachteile vei mieden sind. Bei diesem Ventil greift die über das Spiel mit einer mit Druckmittel beauf- jedoch die Feder über einen Teil der aus zwei Teischlagten Kammer (156) in Verbindung steht. ^len bestehenden Ventilstange kontinuierlich am An

ker an, so daß der Anker bereits bei Beginn seiner Ausfahrbewegung gegen die Kraft der Feder an-60 laufen muß. Dies fällt um so mehr ins Gewicht, als die Feder in dem betreffenden Fall verhältnismäßig

Die Erfindung betrifft ein magnetisch betätigbares stark ausgebildet ist. Die Feder muß nämlich nicht Ventil mit einem zwischen einer ausgefahrenen und nur die Schließkraft des Verschlußstücks aufbrineiner zurückgezogenen Stellung bewegbaren Anker, gen, sondern auch das Gewicht des Ankers sowie einem zwischen einer Öffnung- und einer Schließstel- 65 der beiden Teile der Ventilstange tragen. Im übrigen lung bewegbaren Verschlußstück, einer durch eine ist bei diesem Ventil die Totgangverbindung zwi-Anschlagverbindung mit dem Anker verbundenen sehen den beiden Teilen der Ventilstange angeord-Ventilstange, auf der das Verschlußstück gleitbar net, so daß nach Durchlaufen des Totgangs die