DE19728348C2 - Vorrichtung für eine elektromagnetische Ventilsteuerung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für eine elek­ tromagnetische Ventilsteuerung nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.

Aus der DE 30 24 109 A1 ist eine gattungsgemäße Vor­ richtung bekannt, bei der eine Ankerplatte über Bau­ teile mit hoher Federsteifigkeit an einem Steuerventil befestigbar ist.

Der Nachteil dieser Vorrichtung liegt jedoch in der Verwendung von zwei Federelementen mit je zwei Be­ festigungselementen, wodurch die Montage sehr aufwen­ dig wird. Weiterhin werden zwei Kerben im Schaft des Steuerventils benötigt, was dessen mechanische Festig­ keit nachteilig beeinflußt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung für eine elektromagnetische Ventil­ steuerung zu schaffen, mittels der ein axiales Spiel zwischen einem Ventilstößel und einer Ankerplatte durch einen konstruktiv einfachen und kostengünstigen Aufbau ausgleichbar sein soll.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn­ zeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale ge­ löst.

Durch die erfindungsgemäße einstückige Ausbildung der Ankerplatte mit dem elastischen Glied ist es vorteil­ hafterweise möglich, daß ein Kraftfluß von der Anker­ platte auf den Ventilstößel übertragen wird und auf einfache Art und Weise ein axiales Spiel zwischen der Ankerplatte und dem Ventilstößel ausgleichbar ist, wo­ bei ein gegenüber dem Stand der Technik kleinerer Bau­ raum erforderlich ist, weniger Teile zum Einsatz kom­ men und der einfache Aufbau und die erleichterte Mon­ tage geringe Kosten bedingt. Die erfindungsgemäße An­ kerplatte erfordert dabei nur eine Aussparung im Schaft des Steuerventils, so daß eine Beeinträchtigung der mechanischen Festigkeit durch Kerbwirkung gegen­ über dem Stand der Technik reduziert werden kann.

Im geschlossenen Zustand des Ventiles kann der Ven­ tilstößel in axialer Richtung gegenüber der Ankerplat­ te derart verschoben werden, daß die Ankerplatte spielfrei an dem das Ventil in Schließstellung halten­ den Schaltmagneten anliegt und ein geringer Strombe­ darf zum Schließen des Ventiles aufgewendet werden muß. Der Ausgleich des axialen Spieles zwischen der Ankerplatte und dem Ventilstößel erfolgt selbsttätig ohne zusätzliche Steuer- oder Regelungsmaßnahmen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig be­ schriebenen Ausführungsbeispiel.

Es zeigt:

Fig. 1 eine aus dem Stand der Technik bekannte Vor­ richtung für eine elektromagnetische Ventil­ steuerung mit einem Ventilstößel, einer Anker­ platte und einem elastischen Glied; und

Fig. 2 eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Anker­ platte, die zum Einbau in die Vorrichtung ge­ mäß Fig. 1 vorgesehen ist.

Zur Erläuterung der Erfindung ist in Fig. 1 eine Vor­ richtung bekannter Bauart für eine elektromagnetische Ventilsteuerung eines Ventiles 1 mit einem Ventilstö­ ßel 2 und einer Ankerplatte 3 dargestellt, wobei die Ankerplatte 3 von einem Elektromagnet-System 4 mit Schaltmagneten 5, 6 jeweils in einer Schließ- und ei­ ner Öffnungsposition des Ventiles 1 gehalten wird. Die Ankerplatte 3 ist mit dem Ventilstößel 2 verbunden, wobei an dem Ventilstößel 2, der einen Ventilschaft 7 und einen Ventilteller 8 aufweist, eine Federeinrich­ tung 9 derart vorgesehen ist, daß die Ankerplatte 3 bei nicht erregtem Elektromagnet-System 4 eine neutra­ le von einer Federkonstanten unabhängige Position zwi­ schen den Schaltmagneten 5, 6 einnimmt. Weiterhin ist in der Ankerplatte 3 eine mittige Öffnung 10 vorgese­ hen, durch welche der Ventilstößel 2 führbar ist.

Eine Verbindung 11 zwischen der Ankerplatte 3 und dem Ventilstößel 2 weist eine Anschlageinrichtung 12 und ein elastisches Glied 13 als Längenausgleichseinheit auf. Das elastische Glied 13 ist derart ausgebildet, daß bei geschlossenem Zustand des Ventiles 1, d. h. wenn der Ventilteller 8 an einem Ventilsitz 14 an­ liegt, die Ankerplatte 3 spielfrei an dem das Ventil 1 in Schließposition haltenden Schaltmagneten 5 anliegt. Setzt der Ventilteller 8 auf dem Ventilsitz 14 auf, bevor die Ankerplatte 3 spielfrei an dem Schaltmagne­ ten 5 anliegt, wird die restliche Wegstrecke, die für eine spielfreie Anlage der Ankerplatte 3 an dem Schaltmagneten 5 überwunden werden muß, durch eine Verformung des elastischen Gliedes 13 ausgeführt.

Der Ventilstößel 2 weist an seinem dem Ventilteller 8 abgewandten Ende zwischen der Ankerplatte 3 und dem Schaltmagneten 5 eine Nut 15 auf, in welcher ein Arre­ tierungselement 16 angeordnet ist. Das Arretierungs­ element 16 ist als ein Federring ausgebildet.

Das elastische Glied 13 ist in der Ausführungsform ge­ mäß Fig. 1 als Tellerfeder ausgebildet, wobei diese zwischen dem Arretierungselement 16 und der Ankerplat­ te 3 angeordnet ist. Das Arretierungselement 16 und die Ankerplatte 3 sind als Anschläge für das elasti­ sche Glied 13 und damit zur axialen Befestigung des elastischen Gliedes 13 am Ventilstößel 2 vorgesehen.

Die Anschlageinrichtung 12 weist einen Absatz 17, der in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einstückig mit der Ankerplatte 3 ausgebildet ist, und einen Konus 18 auf, wobei der Absatz 17 zur Führung des in der Öff­ nung 10 der Ankerplatte 3 angeordneten Konus 18 vorge­ sehen ist.

Der Konus 18 ist aus zwei symmetrischen Teilen gebil­ det, welche bei der Montage um den Ventilstößel 2 ge­ legt werden und zusammen mit dem Ventilstößel 2 in die Öffnung 10 der Ankerplatte 3 eingeführt werden.

Weiterhin ist der Konus 18 derart ausgebildet, daß er von dem Absatz 17 ausgehend bis zu der dem Ventiltel­ ler 8 abgewandten Seite der Ankerplatte 3 seinen Durchmesser verringert und damit einen Kraftfluß von der Ankerplatte 3 auf den Ventilstößel 2 während dem Öffnen bzw. während der Öffungsstellung des Ventiles 1 überträgt.

An dem Innendurchmesser des Konus 18 sind wenigstens abschnittsweise ausgebildete Erhebungen 19 vorgesehen, welche in wenigstens sich teilweise über den Umfang des Ventilstößels 2 erstreckende Aussparungen 20 der­ art eingreifen, daß der Konus 18 mit dem Ventilstößel 2 fest verbunden ist.

In der in Fig. 2 dargestellten Ankerplatte 3 sind drei Einschnitte 21 vorgesehen, welche die Ankerplatte 3 in drei starre Sektoren 22 und einen elastischen zwischen den Sektoren 22 angeordneten mittleren Bereich 23 ein­ teilen, wobei der Bereich 23 die gleiche Funktionali­ tät wie das elastische Glied 13 aufweist. Der Bereich 23 ist durch die Anordnung der Einschnitte 21 durch drei flexible Speichen ausgebildet, womit das elasti­ sche Glied 13 in der Ausführungsform der Ankerplatte 3 gemäß Fig. 2 einstückig mit dieser ausgebildet ist. Die Befestigung der Ankerplatte 3 am Ventilstößel 2 erfolgt mit Hilfe des Konus 18, wie in den vorangehen­ den Absätzen beschrieben.

Die Einschnitte 21 verlaufen in einem ersten Abschnitt von einem Randbereich der Ankerplatte 3 radial nach innen, in einem zweiten Abschnitt kreisbogenförmig in einem gewissen Abstand annähernd konzentrisch zu der Öffnung 10 der Ankerplatte 3 und in einem dritten Ab­ schnitt wieder annähernd radial nach außen.

Durch die Einschnitte 21 wird ein Spiel bzw. die Aus­ lenkungsstrecke zwischen der elastischen Ankerplatte 3 und dem Ventilstößel 2 zu der spielfreien Anlage der Ankerplatte 3 dem Schaltmagneten 5 durch den elasti­ schen Bereich 23 vollzogen. Dies bedeutet, daß der elastische Bereich 23 bei einem Schließen des Ventiles 1, wenn der Ventilteller 8 an dem Ventilsitz 14 an­ liegt und die Ankerplatte 3 noch nicht spielfrei an dem Schaltmagneten anliegt, zum Ausgleich des Spiels aus der Ebene der Ankerplatte 3 derart herausbewegt wird, daß die Ankerplatte 3 spielfrei an dem Schaltma­ gneten 5 anliegt. In diesem Falle stellt also die An­ kerplatte 3 selbst das elastische Glied dar.

Weiter sind an den auslaufenden Enden der Einschnitte 21 Bohrungen 24 vorgesehen, damit Spannungsspitzen aufgrund von Kerbwirkung vermieden werden können.

In einer von der vorliegenden Ausgestaltung der Anker­ platte 3 abweichenden nicht näher dargestellten Aus­ führungsform kann vorgesehen sein, daß sich die Ein­ schnitte 21 rein radial von einem Randbereich der An­ kerplatte 3 bis annähernd zu der mittigen Öffnung 10 erstrecken.

Claims (5)

1. Vorrichtung für eine elektromagnetische Ventil­ steuerung, wobei eine zwischen zwei Endstellungen verstellbare Ankerplatte, welche von einem Elek­ tromagnet-System mit Schaltmagneten in den End­ stellungen gehalten ist, mit einem Ventilstößel verbunden ist, der einen Schaft und einen Ventil­ teller aufweist, wobei an dem dem Ventilteller ab­ gewandten Ende des Ventilstößels eine Längenaus­ gleichseinheit zum Ausgleich eines axialen Spiels zwischen der Ankerplatte und dem Ventilstößel vor­ gesehen ist, wobei die Verbindung zwischen der An­ kerplatte und dem Ventilstößel ein elastisches Glied als Längenausgleichseinheit aufweist, und wobei das elastische Glied derart ausgebildet ist, daß die Ankerplatte in geschlossenem Zustand des Ventiles spielfrei an dem den Ventilstößel in Schließposition haltenden Schaltmagnet anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Glied (13) durch mehrere in der An­ kerplatte (3) wenigstens annähernd radial angeord­ nete Einschnitte (21) einstückig mit der Anker­ platte (3) ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnitte (21) in einem ersten Abschnitt von einem Randbereich der Ankerplatte (3) radial nach innen verlaufen und in einem zweiten Abschnitt kreisbogenförmig in einem gewissen Abstand annä­ hernd konzentrisch zu einer Öffnung (10) der An­ kerplatte (3) liegen und in einem dritten Ab­ schnitt wieder annähernd radial nach außen verlau­ fen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den auslaufenden Enden der Einschnitte (21) Bohrungen (24) vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung (11) eine Anschlageinrichtung (12) aufweist, wobei die Anschlageinrichtung (12) einen Absatz (17), der einstückig mit der Ankerplatte (3) ausgebildet ist, und einen Konus (18) auf­ weist, wobei der Absatz (17) zur Führung des in der Öffnung (10) der Ankerplatte (3) angeordneten Konus (18) vorgesehen ist, und wobei der Konus (18) derart ausgebildet ist, daß er von dem Absatz (17) ausgehend bis zu der dem Ventilteller (8) ab­ gewandten Seite der Ankerplatte (3) seinen Durch­ messer verringert.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Konus (18) an seinem Innendurchmesser wenig­ stens abschnittsweise ausgebildete Erhebungen (19) aufweist, welche in sich wenigstens teilweise über den Umfang des Ventilstößels (2) erstreckende Aussparungen (20) derart eingreifen, daß der Konus (18) mit dem Ventilstößel (2) fest verbunden ist.