DE19734533C5

DE19734533C5 - Ventil

Info

Publication number: DE19734533C5
Application number: DE1997134533
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl.-Ing. Möller; Peter Müller
Original assignee: Rexroth Mecman GmbH
Current assignee: Aventics GmbH
Priority date: 1997-07-31
Filing date: 1997-07-31
Publication date: 2004-07-29
Anticipated expiration: 2017-08-01
Also published as: DE19734533C2; DE19734533A1

Abstract

Ventil, insbesondere elektropneumatisches Wegeventil, mit mehreren in einem Gehäuse angeordneten Druckmittelanschlüssen, die jeweils mit innenliegenden Druckkammern in Verbindung stehen, zwischen denen ein längsbeweglicher Stößel über zwischen den Druckkammern angeordneten Ventilsitzen druckmittelvermittelnd schaltet. dadurch gekennzeichnet, dass der einstückige Stößel (1) aus einem gummiartigen Material besteht und koaxial zu seiner Längsachse eine Aufnehmung (12) aufweist. in die ein starres separates Verstärkungselement (10) einsetzbar ist, wobei außenradial am Stößel (1) je einein korrespondierenden Ventilsitz (4, 5) zugeordnete Verschlusskante (8, 9) angeformt ist und im oberen Stirnflächenbereich (2) des Stößels (1) zur Bildung einer Vorsteuerkammer (3) eine in dem Gehäuse (6) dichtend zur Anlage kommende umlaufende Dichtlippe (7) angeformt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil, insbesondere ein elektropneumatisches Wegeventil, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Ein derartiges Ventil ist beispielsweise aus dem „Nachtrag zum Katalog Know-how in Pneumatik" (6/96, Seite 6.315) bekannt. Es wird als elektropneumatisches Wegeventil über einen Elektromagneten angesteuert, der zur Druckmittelbeaufschlagung einer Vorsteuerkammer dient. Die Vorsteuerkammer und eine Stirnflächenseite eines rotationssymmetrischen Stößels wirken nach Art einer Kolben-Zylinder-Einheit zusammen, so daß der Druck in der Vorsteuerkammer die Stellung des längsbeweglichen Stößels beeinflußt. Der Stößel besteht aus Kunststoff. Zur Abdichtung des Stößels gegenüber der Vorsteuerkammer ist außenradial auf den Stößel ein Dichtelement aufgezogen. Eine zwischen der gegenüberliegenden Stirnflächenseite des Stößels und dem Gehäuse angeordnete Druckfeder erzeugt die Rückstellkraft für den Stößel. Der Stößel weist diverse Abschnitte größeren Durchmessers auf, die je mit einer umlaufenden Nut versehen sind, in der ebenfalls Dichtringe plaziert sind. Die Dichtringe sind korrespondierenden am Gehäuse angeordneten ringförmigen Ventilsitzen zugeordnet. Über ein Schließen und Öffnen der Ventilsitze mittels des längsbeweglichen Stößels werden die durch das Ventil zu steuernden Druckmittelflüsse geschaltet.
Zur Montage des Stößels muß dieser zunächst mit einem Teil seiner Dichtelemente versehen werden. Anschließend wird der Stößel durch die Ventilsitze hindurchgeführt, ehe der abschließende Dichtring montiert werden kann. An den Berührungsstellen zwischen Dichtring und Stößel können trotz der die Dichtringe in ihrer Lage fixierenden umlaufenden Nuten Leckagestellen entstehen, so daß eine einwandfrei dichte Funktion des Ventils nicht in jedem Fall sichergestellt werden kann.
Die Schrift DE 44 44 750 C2 offenbart ein Magnetventil, dessen aus gummiartigem Material bestehender Stößel (Dichtkörper 17) an einem Anker einer Erregerspule angebracht ist.
Ein Teil des Ankers (Fortsatz 9) dient dabei der Verstärkung des Stößels und ist zu diesem Zweck in einer koaxialen Ausnehmung des Stößels eingesetzt.
Ebenso zeigt die gattungsgemäß einschlägige Schrift DE 40 37 172 A1 ein Ventil, bei dem ein gummiartiger Stößel (Umhüllung 9) an einem Teil (Anformung 23) eines Ankers (Hubanker 7) aufgeknöpft ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Stößel zu schaffen, der zum einen eine einfache Montage zuläßt und zum anderen keine Undichtigkeiten verursachen kann.
Die Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Patentanspruches 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, daß ein Stößel äußerlich vollständig aus einem gummiartigen Material besteht und koaxial zu seiner Längsachse eine Ausnehmung aufweist. In dieser Ausnehmung ist ein Verstärkungselement einsetzbar. Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Stößels kann auf die Montage separater Dichtelemente gänzlich verzichtet werden. Die Dichtelemente werden durch die äußere Kontur des Stößels gebildet. Es können auch bereits bestehende Ventile der gattungsbildenden Art auf einfache Weise mit dem erfindungsgemäßen Stößel kostensparend umgerüstet werden. Die Montage des Stößels erfolgt derart einfach, daß zunächst der elastische und wegen seiner längsgerichteten Ausnehmung zusammendrückbare Stößel durch die Ventilsitze hindurchgeschoben wird. Anschließend wird zur Versteifung des ansonsten elastischen Stößels das Verstärkungselement in die Ausnehmung eingesetzt. Der Aufwand zur Montage des erfindungsgemäßen Stößels sinkt damit erheblich. Das Verstärkungselement besteht vorzugsweise aus Metall oder Kunststoff und ist hülsenförmig ausgestaltet. Dies hat den Vorteil, daß die Masse des Stößels klein gehalten werden kann, was seine dynamischen Eigenschaften begünstigt. Dabei ist es auch denkbar, daß das hülsenförmige Verstärkungselement als Teil der ventilinternen Druckmittelführung genutzt werden kann.
Eine weitere die Erfindung verbessernde Maßnahme besteht darin, daß an der Außenfläche des Verstärkungselementes krallenförmige Anformungen angeordnet sind, die zur Lagefixierung gegenüber dem gummiartigen Stößel in dessen Material eingreifen. Alternativ dazu kann das Verstärkungselement auch Ausnehmungen besitzen, in die korrespondierend Anformungen innerhalb der Ausnehmung des Stößels zum Eingriff kommen.
Bei einer optimalen Ausgestaltungsform der Erfindung ist es vorgesehen, die Ausnehmung nach Art einer abgestuften Bohrung auszuführen. Dabei liegt ein größerer Durchmesser der insoweit mit Absätzen versehenen Ausnehmung im Bereich desjenigen Abschnittes des Stößels, der durch den engsten Ventilsitz hindurchgeführt werden muß. Der größere Durchmesser gestattet eine bessere Zusammendrückbarkeit des Stößels bei der Montage und damit eine leichtere Hindurchführbarkeit des Stößels durch den ringförmigen Ventilsitz.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figur näher dargestellt.
Die einzige Figur zeigt einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Stößel mit innenliegendem Verstärkungselement.
Der Stößel 1 ist in der Figur in seiner Einbaulage in einem Ventil gezeigt, wobei die wesentlichen angrenzenden Bauteile lediglich angedeutet sind. So ist die im oberen Stirnflächenbereich 2 angrenzende Vorsteuerkammer 3 gezeigt. Unterhalb der Vorsteuerkammer 3 befindet sich ein erster ringförmiger Ventilsitz 4 sowie ein zweiter ringförmiger Ventilsitz 5, die dem nicht im einzelnen dargestellten Gehäuse 6 des Ventils zugeordnet und gegenüber diesem ortsfest angeordnet sind. Der aus Elastomermaterial bestehende rotationssymmetrische Stößel 1 besitzt zur Bildung der Vorsteuerkammer 3 im oberen Stirnflächenbereich 2 eine angeformte und umlaufende Dichtlippe 7, die am Gehäuse 6 dichtend zur Anlage kommt. Korrespondierend zum ersten Ventilsitz 4 ist am Stößel 1 eine umlaufende Verschlußkante 8 angeformt. Ebenso ist zum Verschluß des zweiten Ventilsitzes 5 ein angeformter Verschlußring 9 vorgesehen. Zur Verstärkung des Stößels 1 ist in einer koaxialen Ausnehmung 12 ein hülsenförmiges Verstärkungselement 10 eingesetzt. Das Verstärkungselement 10 wird erst nach einem Hindurchführen des flexiblen und wegen der Ausnehmung 12 zusammendrückbaren Stößels 1 durch die Ventilsitze 4 und 5 montiert. Das Verstärkungselement 10 findet innerhalb der Ausnehmung 12 seinen Halt durch den elastischen Umschluß des Stößels 1. Gegebenenfalls können auch formschlüssig ineinandergreifende Mittel zwischen der Ausnehmung 12 des Stößels 1 und des Verstärkungselements 10 vorgesehen werden. Um eine bessere Zusammendrückbarkeit des Stößels 1 im Bereich des Verschlußringes 9 zu erzielen, besitzt die Ausnehmung 12 in diesem Bereich einen größeren Durchmesser. Eine im oberen Stirnflächenbereich 2 koaxial zum Stößel 1 angeordnete Ausnehmung 11 dient der Führung des Stößels 1. Die Ausnehmung 11 ist zu diesem Zwecke an eine korrespontierende in der Figur nicht dargestellte Anformung am Gehäuse 6 des Ventils angepaßt.
Der Stößel 1 mit Verstärkungselement 10 kann auf einfache Weise montiert werden und garantiert durch den Verzicht auf separate Dichtelemente eine stets zuverlässige Funktion.

1: Stößel
2: obere Stirnseitenfläche
3: Vorsteuerkammer, teilweise
4: erster Ventilsitz, teilweise
5: zweiter Ventilsitz, teilweise
6: Gehäuse
7: Dichtlippe
8: Verschlußkante
9: Verschlußring
10: Verstärkungselement
11: Ausnehmung
12: Ausnehmung

Claims

Ventil, insbesondere elektropneumatisches Wegeventil, mit mehreren in einem Gehäuse angeordneten Druckmittelanschlüssen, die jeweils mit innenliegenden Druckkammern in Verbindung stehen, zwischen denen ein längsbeweglicher Stößel über zwischen den Druckkammern angeordneten Ventilsitzen druckmittelvermittelnd schaltet. dadurch gekennzeichnet, dass der einstückige Stößel (1) aus einem gummiartigen Material besteht und koaxial zu seiner Längsachse eine Aufnehmung (12) aufweist. in die ein starres separates Verstärkungselement (10) einsetzbar ist, wobei außenradial am Stößel (1) je einein korrespondierenden Ventilsitz (4, 5) zugeordnete Verschlusskante (8, 9) angeformt ist und im oberen Stirnflächenbereich (2) des Stößels (1) zur Bildung einer Vorsteuerkammer (3) eine in dem Gehäuse (6) dichtend zur Anlage kommende umlaufende Dichtlippe (7) angeformt ist.
Ventile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungselement (10) nach Art einer Hülse ausgebildet ist und aus Kunststoff oder Metall besteht.
Ventile nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vom hülsenförmigen Verstärkungselement (10) gebildete Kanal zumindest einen Teil der ventilinternen Druckmittelführung bildet.
Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungselement (10) an seiner Außenfläche krallenförmige Anformungen aufweist, die mit dem gummiartigen Material des Stößels (1) in der Ausnehmung (12) in Eingriff stehen.
Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungselement (10) an seiner Außenfläche Ausnehmungen besitzt, die mit korrespondierenden Anformungen innerhalb der Ausnehmung in Eingriff stehen.
Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (12) nach Art einer Stufenbohrung ausgeführt ist und daß das Verstärkungselement (10) dazu korrespondierende Absätze aufweist.