DE19748263A1 - Ventil - Google Patents
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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.
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