DE19748263A1 - Ventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil mit einem Gehäuse, einem Ventilsitz und einem im Gehäuse vorgesehenen Stellglied, das eine Dichtung aufweist, deren Dichtflä­ che in einer Schließstellung des Stellgliedes mit dem Ventilsitz in Kontakt kommt.

Zur Gewährleistung eines guten Schließkontaktes sind bereits Justiermöglichkeiten für den Ventilsitz vorge­ schlagen worden. In der WO 97/09555 wird vorgeschlagen, den Ventilsitz an einem in einer Bohrung des Gehäuses verschiebbar eingesetzten Röhrchen vorzusehen, das nach einer Justierung in bezug auf die Dichtfläche bei­ spielsweise verklebt wird. Bei dieser Art der Justie­ rung ist es somit gewährleistet, daß die Dichtfläche im Schließkontakt mit dem Ventilsitz in Kontakt kommt.

Durch Verwendung einer entsprechend weichen Dichtung lassen sich weitere Fertigungstoleranzen ausgleichen, um einen dichten Verschluß des Ventilsitzes in der Schließstellung zu erreichen. Kommen jedoch Stellglie­ der zum Einsatz, die nur einen relativ geringen Hub, von beispielsweise 1/10 bis 2/10 mm aufweisen, müssen die Dichtungen wesentlich härter ausgeführt werden, um in der Öffnungsstellung den Ventilsitz in ausreichendem Maße freizugeben. Um auch bei einer derartigen Ausbil­ dung des Ventils einen dichten Verschluß des Ventils in der Schließstellung zu erreichen, müssen Ventilsitz und Dichtfläche möglichst gut aufeinander ausgerichtet sein.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Ventil gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 dahinge­ hend zu verbessern, daß auch bei geringen Hüben des Stellgliedes ein dichter Verschluß des Ventilsitzes in der Schließstellung erreicht werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch das kennzeich­ nende Merkmal des Anspruches 1 gelöst, indem der Ven­ tilsitz bei der Justierung auch in einem Winkelbereich derart verstellbar ist, daß der Ventilsitz in der Schließstellung plan auf der Dichtfläche aufliegt.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Ven­ tilsitz bei der Justierung lose in einer am Gehäuse be­ festigten Hülse geführt und wird nach der Justierung mit der Hülse verklebt.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung wer­ den anhand der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung näher erläutert.

Das dargestellte Ventil besteht im wesentlichen aus ei­ nem Gehäuse 1, einem Ventilsitz 2 und einem im Gehäuse vorgesehenen Stellglied 3, das eine Dichtung 4 auf­ weist, deren Dichtfläche 4a in der gezeigten Schließ­ stellung des Stellgliedes 3 mit dem Ventilsitz 2 in Kontakt kommt.

Das Gehäuse 1 wird im dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine obere und untere Gehäusehälfte 1a, 1b gebil­ det. Das Stellglied ist mit seinem einen Ende 3a zwi­ schen diesen beiden Gehäusehälften eingeklemmt, während das andere Ende 3b die Dichtung 4 trägt. Das einge­ klemmte Ende 3a kann zusätzlich auch in einer Verguß­ masse eingebettet werden.

Das Stellglied 3 wird im dargestellten Ausführungsbei­ spiel durch ein piezoelektrisches Biegeelement gebil­ det. Es könnte beispielsweise aber auch ein Magnet als Aktor verwendet werden.

Zur Führung und Halterung des Ventilsitzes 2 ist am Ge­ häuse 1 eine Hülse 5 befestigt. Die Hülse 5 wird bei­ spielsweise in eine Bohrung des Gehäuses eingedrückt.

In der zylindrisch ausgebildeten Hülse 5 ist das Ven­ tilstück 2 bei der Justierung zunächst lose geführt. Das Stellglied 2 ist im wesentlichen röhrenförmig mit einem ersten und einem zweiten Ende 2a, 2b ausgebildet, wobei das erste Ende 2a mit der Dichtfläche 4a in Kon­ takt kommt und ferner in einem Bereich zwischen den beiden Enden 2a, 2b ein umlaufender, wulstartiger An­ satz 2c vorgesehen ist. Dieser wulstartige Ansatz 2c weist somit einen wesentlich größeren Durchmesser als die übrigen Bereiche des Stellgliedes 2a auf.

Der Durchmesser des wulstartigen Ansatzes 2c ist ge­ ringfügig kleiner als der Innendurchmesser der Hülse 5.

Die Hülse 5 weist eine Mittelachse 5a auf, in deren Richtung der Ventilsitz 2 verschiebbar ist. Indem der Ventilsitz 2, abgesehen vom wulstartigen Ansatz 2a, einen im Vergleich zum Innendurchmesser der Hülse 5 we­ sentlich kleineren Außendurchmesser aufweist, ist der Ventilsitz 2 auch in einem Winkelbereich verstellbar. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Ventil­ sitz 2 eine Mittelachse 2d auf, die mit der Mittelachse 5a der Hülse einen Winkel α einschließt.

Indem das Stellglied 2 nicht nur in Längsrichtung der Mittelachse 5a, sondern auch in einem bestimmten Win­ kelbereich verstellbar ist, läßt sich der Ventilsitz 2 derart einstellen, daß er in der gezeigten Schließstel­ lung mit seinem unteren Ende 2a plan auf der Dichtflä­ che 4a aufliegt.

Bedingt durch Fertigungstoleranzen und/oder durch die Ausbildung des Stellgliedes ist die Dichtfläche 4a üb­ licherweise nicht senkrecht zur Mittelachse 5a der Hülse ausgebildet. Zur Verdeutlichung dieses Effektes ist das Stellglied 3 im dargestellten Ausführungsbei­ spiel in übertrieben dargestellter Weise schief einge­ baut. Wäre das Stellglied 2 nur in Richtung der Mittel­ achse 5a verstellbar, würde der Ventilsitz 2 nicht plan auf der Dichtfläche 4a aufliegen. Diese Ungenauigkeit müßte dann durch eine entsprechend weiche Dichtung 4 ausgeglichen werden, um einen dichten Ventilsitz zu ge­ währleisten. Ist der Hub des Stellgliedes 3 im Bereich der Dichtung 4 nur sehr gering, beispielsweise nur 1/10 mm, so muß die Dichtung 4 relativ hart ausgebildet sein. Um auch in diesem Fall eine ausreichende Abdich­ tung des Ventilsitzes 2 zu gewährleisten, ist der Ven­ tilsitz bei der Justierung auch in einem Winkelbereich derart verstellbar.

Bei der Justierung des Ventilsitzes 2 wird dieser in die Hülse 5 eingeführt und mit seinem ersten Ende 2a direkt auf die Dichtfläche 4a aufgelegt und in dieser Position durch Kleben befestigt. Der Klebstoff 6 wird dabei hauptsächlich im Bereich des wulstartigen An­ satzes 2a und der inneren Wandung der Hülse 5 aufge­ bracht. Um ein Durchlaufen des Klebers 6 ins Gehäusein­ nere weitgehend zu vermeiden, sollte der Außendurchmes­ ser des wulstartigen Ansatzes 2c nur geringfügig klei­ ner als der Innendurchmesser der Hülse 5 sein. Des wei­ teren darf auch die Erstreckung des wulstartigen An­ satzes 2a in Richtung der Mittelachse 2d nur sehr ge­ ring sein, um einen möglichst großen Kippwinkel α ge­ genüber der Mittelachse 5a zu ermöglichen.

Um das Hineinlaufen des Klebstoffes 6 in das Gehäuse in­ nere zu vermeiden, kann die Hülse 5, wie im dargestell­ ten Ausführungsbeispiel, an dem dem Gehäuseinneren zu­ gewandten Ende einen sich in Richtung der Mittelachse 5a erstreckenden flanschartigen Ansatz 5b aufweisen.

Während das Gehäuse beispielsweise aus Kunststoff be­ steht, sollten die Hülse 5 und der Ventilsitz 2 zweck­ mäßigerweise aus Metall gefertigt werden. Durch die Fertigung aus Metall sind für den Spalt zwischen wulst­ artigem Ansatz 2a und Hülse wesentlich geringere Tole­ ranzen möglich, so daß ein starkes Durchlaufen des Kle­ bers 6 in das Ventil verhindert werden kann.

Die Justierung des Ventilsitzes 2 kann allein durch Schwerkraft oder durch eine zusätzliche externe Kraft F erfolgen. Das Auflegen und Ausrichten des Ventilsitzes 2 vor dem Verkleben kann durch eine Rüttelbewegung durch das Stellglied selbst (pulsierende Erregungsspan­ nung) oder durch eine externe Erregung begünstigt wer­ den.

Das Einstellen einer mechanischen Vorspannung kann au­ ßer durch eine externe Kraft F auch durch Auslenkung des Stellgliedes in Richtung des Pfeils b erreicht wer­ den.

Sofern das Stellglied 3 in seiner Ruhestellung einen bestimmten Abstand vom Ventilsitz 2 aufweisen soll, kann die Justierung des Ventilsitzes 2 durch Auflegen eines Distanzstückes auf die Dichtfläche 4a erfolgen. Eine weitete Möglichkeit, einen bestimmten Abstand ein­ zustellen, besteht darin, das Stellglied in Richtung des Pfeiles a auszulenken.

Sobald der Ventilsitz 2 ausgerichtet ist, wird dieser mit Klebstoff 6 in seiner rage in der Hülse 5 fixiert.

Um das Verkleben von Teilen im Innenraum des Ventils zu verhindern kann anstatt oder zusätzlich zum Ansatz 5b der Hülse auch ein UV-Licht härtender Klebstoff verwen­ det werden, wobei der Innenraum des Ventils mit UV- Licht ausgeleuchtet wird, das ein sofortiges Aushärten des durchlaufenden Klebstoffes gewährleistet.

Claims (8)

1. Ventil mit einem Gehäuse (1), einem Ventilsitz (2) und einem im Gehäuse vorgesehenen Stellglied (3), das eine Dichtung (4) aufweist, deren Dichtfläche (4a) in einer Schließstellung des Stellgliedes mit dem Ventilsitz in Kontakt kommt und wobei der Ven­ tilsitz bei der Justierung relativ zur Dichtfläche verschiebbar am Gehäuse gehaltert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (2) bei der Justierung auch in einem Winkelbereich (α) der­ art verstellbar ist, daß der Ventilsitz in der Schließstellung plan auf der Dichtfläche (4a) auf­ liegt.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (2) nach der Justierung in seiner Lage relativ zum Gehäuse fixiert ist.

3. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (2) bei der Justierung lose in einer am Gehäuse befestigten Hülse (5) geführt ist.

4. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (2) röhrchenförmig mit einem ersten und einem zweiten Ende (2a, 2b) ausgebildet ist, wo­ bei ein Ende (2a) mit der Dichtfläche (4a) in Kon­ takt kommt und ferner in einem Bereich zwischen den beiden Enden ein umlaufender, wulstartiger Ansatz (2c) vorgesehen ist.

5. Ventil nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeich­ net, daß der Ventilsitz (2) nach der Justierung im Bereich des wulstartigen Ansatzes (2c) mit der Hülse (5) verklebbar ist.

6. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (5) an dem dem Gehäuseinneren zugewandten Ende einen flanschartigen, umlaufenden Ansatz auf­ weist.

7. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (3) durch ein piezoelektrisches Bie­ geelement gebildet wird.

8. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verkleben des Ventilsitzes (2) ein UV-Licht härtender Klebstoff verwendet wird.