DE3431813A1

DE3431813A1 - Ventil

Info

Publication number: DE3431813A1
Application number: DE19843431813
Authority: DE
Inventors: Günter 6050 Offenbach Trach
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1984-08-30
Filing date: 1984-08-30
Publication date: 1986-03-13

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil mit einem in einem Haltekäfig angeordneten Schließglied, das im wesentlichen längs einer Achse relativ zu einem zugeordneten Ventilsitz bewegbar ist1 um den Durchfluß eines Mediums durch eine den Ventilsitz aufweisende Öffnung zu steuern.
Aus der DE-OS 28 16 806 ist ein derartiges Ventil bekannt, das als Kugel-Sitz-Ventil ausgebildet ist. Derartige Ventile werden insbesondere bei magnetisch schnell zu schaltenden Anti-Blockieranlagen benötigt, die den Schlupf eines Fahrzeugrades auf einem für eine optimale Bremsung geeigneten Wert halten. Bei diesen schnell schaltenden Ventilen soll bei geringem Durchsatz eines Strömungsmediums in wenigen Millisekunden mit Hilfe möglichst kleiner Elektromagnete schlagartig geschaltet werden. Das Schließglied dieses bekannten Ventils in Form einer Kugel ist im wesentlichen längs einer Achse in Schließrichtung auf den Ventilsitz zu und in Öffnungsrichtung von diesem weg bewegbar. Die Kugel wird bei ihrer Relativbewegung zum Ventilsitz in einem Haltekäfig radial spielfrei geführt.
Zur spiel freien Führung ist eine Öffnung viereckigen Querschnitts im E3altekäfig vorgesehen. Der die Kugel führende Haltekäfig ist seinerseits mit vorgegebenem radialen Spiel in einer Kammer drehbar und verschiebbar angeordnet.
Dieses radiale Spiel ist erforderlich, weil die Kugel bei geschlossenen Ventil nur von der Dichtkante des Ventilsitzes, nicllt aber von anre Fiìhrungsfläclien zentriert sein darf. Bei diesen Ventil ist: es von Nachteil, daß der der Führung dienende aläfig mit großer Präzision hergestellt werder 1nuß, was insbesondere bei der Herstellung der viereckigen Führungsbohrung von Nachteil ist. Das Spiel in radialer Richtung wird von den Abmessungen getrennt voneinander hergestellter und angeordneter Bauteile bestimmt, wodurch Fertigungstoleranzen das vorgesehene Spiel beeinflußen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der eine genaue Festlegung des Spiels des Ventilschließglieds auf einfache Weise möglich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Schließglied im Haltekäfig axial und radial begrenzt beweglich angeordnet ist, und daß der Dichtbereich des die innere der definierten axialen Lagen einnehmenden Schließglieds einen voreingestellten axialen Abstand x zum Ende des Haltekäfigs aufweist. Die Bewegungsmöglichkeit des Schließglieds in radialer Richtung eis zur Begrenzung bestimmt den zulässigen Mittenversatz zwischen dem Ventilsitz und weiteren Ventilbauteilen. Je größer der Abstand x ist, desto kleiner ist bei unveränderter Geometrie des Haltekäfigs die radiale Bewegungsmöglichkeit des Schließglieds und damit der zulässige Mittenversatz. Durch die Anordnung der Kugel im Haltekäfig wird diese im offenen Zustand des Ventils nicht vollständig vom Arbeitsmedium umströmt, so daß die Neigung zu seitlichen Schwingungen und damit zur Geräuschbildung aufgrund von Turbulenzen und Strömungsabrissen klein ist.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der Haltekäfig einen ersten Anschlag und einen zweiten Anschlag zur B2grcnzung der axialen Bewegung des Schließglieds aufweist, wobei die Lage des die Bewegung nach innen begrenzenden zweiten Anschlags relativ zum ersten Anschlag veränderbar ist.
Besonders einfach kann die Lage des zweiten Anschlags durch plastische Verformung des Haltekäfigs eingestellt werden.
Weiter ist vorgesehen, daß bei der Einstellung der Lage des zweiten Anschlags das Schließglied eine den Ventilsitz aufweisende Öffnung eines Hilfsbauteils verschließt und der Haltekäfig unter Zwischenschaltung eines Distanzelements im vorgebbaren Abstand x zu dem den Ventilsitz aufweisenden Hilfsbauteil angeordnet ist, oder es ist vorgesehen, daß bei der Einstellung der Lage des zweiten Anschlags das Schließglied eine einen Ventilsitz aufweisende Öffnung eines Hilfsbauteils verschließt und der Haltekäfig an dem den Ventilsitz aufweisenden Hilfsbauteil anliegt, wobei im letzteren Fall der Durchmesser des Ventilsitzes im Hilfsbauteil größer ist als der Durchmesser des Ventilsitzes an der Öffnung im Ventilbauteil, die von dem Ventil steuerbar ist.
Es ist zweckmäßig, daß der Haltekäfig hülsenförmig ausgebildet ist und da.ß der erste Anschlag durch einen ringförmigen, nach innen ragenden Kragen.der Hülse gebildet ist.
Ferner ist vorgesehen, daß der Haltekäfig mit einem in den Haltekäfig ragenden Betätigungsstößel, dessen Stirnseite den zweiten Anschlag bildet, verbunden ist.
Eine besonders einfache Festlegung d Lage des zweiten Anschlags sieht vor, daß der hUlsenförmige Haltekäfig einseitig geschlossen ist, und daß der zweite Anschlag ein in axialer Richtung nach innen verformter Bereich des Bodens des HaltekAfigs ist.
In einer herstellungsgünstigen Ausführungsform ist der Haltekäfig mit dem Betätigungsstößel durch Schweißen oder Löten verbunden.
AusfUhrungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Ventils, Fig. 2 eine Darstellung von Ventilbauteilen bei der Spieleinstellung, Fig. 3 eine weitere Darstellung von Ventilbauteilen bei der Spieleinstellung.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ventil ist eine topfartige Ventilkammer 1 mit einer den Einlaß bildenden Öffnung 2 und Auslaßöffnungen 3, 4 für das zu steuernde Arbeitsmedium versehen. Die Öffnung 2 ist mittig in einem die Ventilkammer 1 abschließenden deckelförmigen Bauteil 5 angeordnet und weist an ihrer der Ventilkammer 1 zugewandten Mündung den scharfkancigen Ventilsitz 6 auf.
in der Ventilkammer 1 ist in einem Haltekäfig 9 ein Ventilschließglied 7 in Form einer Kugel angeordnet, das von einem abgedichtet in die Ventilkammer 1 ragenden Betätigungsstößel 8 bei der Schließbewegung auf den Ventilsitz 6 zu und bei der Öffnungsbewegung von ihm weg bewegbar ist. Das Ventilschließglied 7 ist mit radialem und axialem Spiel in dem Haltekäfig 9 begrenzt beweglich angeordnet. Ein Öffnen des Ventils ist auch bei einem Druck in der Ventilkammer, der höher ist als der Druck in der Öffnung 2, sicher gewährleistet. Die begrenzte Beweglichkeit der Kugel verhindert übermäßige, zu Geräuschen führende Bewegungen der Kugel. Der Betätigungsstößel 8 liegt mittig auf der durch die Ventilkammer 1 und die Öffnung 2 definierten Achse.
Der Haltekäfig 9 ist hülsenförmig ausgebildet und mit einem Innendurchmesser, der im wesentlichen dem Außendurchmesser des in die Ventilkammer hineinragenden Abschnitts des Betätigungsstößels 8 entspricht, versehen.
Ein Teil des Haltekäfigs 9 ist auf den Betätigungsstößel 8 aufgeschoben und fest mit dem Betätigungsstößel 8 verbunden. Der Betätigungsstößel 8 weist eine Ringnut 10 auf, in die zur Befestigung des Haltekäfigs 9 ein Umfangsbereich des Haltekäfigs 9 unter plastischer Verformung hineingedrückt wird. Der Haltekäfig 9 weist an seinem dem Ventilsitz 6 gegenüberliegenden Ende einen ringförmigen, radial nach innen vorspringenden Kragen 11 auf, der einen Öffnungsdurchmesser aufweist, der kleiner ist als der Durchmesser des kugelförmiaen Ventilschließgliedes 7. Die innere Stirnfläche des Kragens ist unter etwa 45° zur Innenwandung des nülsenförmigerl Abschnitts geneigt. Der Kragen 11 bildet einen ersten Anschlag L2 für die im Inneren des Haltekäfigs befindliche Kugel.
Die Kugel ist in axialer Richtung bis zur Anlagc an einem zweiten Anschlag 13 beweglich, der durch die StirnfJäche des Betätigungsstößels 8 bildet ist.
Ist das Ventil offen, so befinden sich die Bauteile in ihrer in Fig. 1 dargestellten Lage. Mit gestrichelten Linien angedeutet ist die Schließposition des Ventils, in der die dem Ventilsitz 6 zugewandte Stirnfläche des Haltekäfigs 9 einen Abstand x zum Ventilsitz 6 aufweist und in der die Kugel nicht am Kragen 11, d.h. am ersten Anschlag 12 anliegt. Somit wird die Kugel bei geschlossenem Ventil nur von der scharfkantigen Dichtkante des Ventilsitzes 6 zentriert.
Die Anschläge 12, 13 begrenzen die Beweglichkeit der Kugel im Haltekäfig 9 auf das aufgrund der vorgebbaren Toleranzen der Bauteile benötigte Spiel.
Dieses notwendige Spiel läßt sich, wie nachstehend anhand der Fig. 2 erläutert, auf einfachste Weise gemäß der Erfindung dadurch einstellen, daß zunächst die Kugel in den mit dem Kragen 11 versehenen Haltekäfig 9 eingelegt wird, wonach dieser auf den Betätigungsstößel 8 aufgeschoben wird. Der Kragen 11 weist einen bestimmten Öffnungsdurch messer auf. Diese Baugruppe wird zur Spieleinstellung einem Hilfsbauteil 25 zugeordnet, das eine Öffnung 22 mit einem Venti].sitz 26 aufweist, dessen Durchmesser D dem Durchmesser D des zu steuernden Ventilsitzes 6 entspricht.
Die Stirnseite des Haltekäfigs 9 wird durch ein wegnehmbares Distanzstück 40 auf einem Abstand zu dem Hilfsbauteil 25 gehalten, der dem Abstand x entspricht, den der Haltekäfig 9 bei geschlossenen Ventil zum deckelförmigen Ventilbauteil 5 aufweist. Die Kugel wird vom Betätigungsstößel 8 in Anlage am Ventilsitz 26 gehalten. Bei der so eingestellten Lage der Bauteile zueinander wird mit einem Preßstößel 41 ein Umfangsbereich des Haltekäfigs 9 in die Ringnut 10 des Betätigungsstößels 8 gedrückt, so daß Haltekäfig 9 und Betätigunsstößel 8 fest miteinander verbunden werden.
Eine weitere erfindungsgemäße Einstellung des Spiels der Kugel im Haltekäfig wird im folgenden anhand der Fig. 3 näher erläutert. Die aus dem Haltekäfig 9, dem in diesen eingelegten kugelförmigen Ventilschließglied 7 und dem Betätigungsstößel 8 bestehende Baugruppe wird zur Spieleinstellung einem Hilfsbauteil 35 zugeordnet, das eine Öffnung 32 mit einem Durchmesser D* aufweist, an deren Ende der Ventilsitz 35 angeordnet ist. Der Durchmesser D* des Ventilsitzes 36 ist größer als der Durchmesser D des zu steuernden Ventilsitzes 6. Er ist so gewählt, daß die Stirnseite des H<lteRäfigs 9 bei geschlossenem Ventil den Abstand x zu dem deckelförmigen Ventilbauteil 5 aufweist, während der Haltekäfig 9 bei der Spieleinstellung am Hilfsbauteil 35 anliegt. Die Kugel wird vom Betätigungsstößel 8 in Anlage am Ventilsitz 36 gehalten. Bei der so eingestellten Lage der Bauteile zueinander wird mit einem Preßstößel 41 ein Umfangsbereich des Haltekäfigs 9 in die Ringnut 10 des Betätigungsstößels 8 gedrUckt, so daß Haltekäfig 9 und Betätigungsstößel 8 fest miteinander verbunden werden Durch die beschriebenen S?ieleinstellungen wird ein definrertes Spiel der Kugel in flalL-ek-fig sowohl in radiale:: als auch in axialer Richtung sichergestellt.
Nicht näher dargestellt ist eine Ausführungsform, bei der der zweite Anschlag, der bei den bisher beschriebenen Ausftlhrungen durch die Stirnfläche des Betätigungsstößels 8 gebildet ist, durch eine Verformung von Bereichen des Haltekäfigs, vorzugsweise seines Bodens bei einer topfförmigen Ausbildung, gebildet wird. Der Haltekäfig kann bei dieser Ausführungsform besonders vorteilhaft durch Schweißen mit dem Betätigungsstößel verbunden sein.
- Leerseite -

Claims

Patentansprüche 1. Ventil mit einem in einem Haltekäfig angeordneten Schließglied, das im wesentlichen längs einer Achse relativ zu einem zugeordneten Ventilsitz bewegbar ist, um den Durchfluß eines Mediums durch eine den Ventilsitz aufweisende Öffnung zu steuern, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Schließglied (7) im Haltekäfig (9) axial und radial begrenzt beweglich angeordnet ist, und daß der DichthGreich des die innere der definierten axialen Lagen einnehmenden Schließglieds einen voreingestellten axialen Abstand (x) zum Ende des Haltekäfigs (9) aufweist.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i C h n e t , daß der 'Haltekäfig (9) einen erster Anschlag (12) und einen zweiten Anschlag (13) zur Begrenzung der axialen Bewegung des Schließgliedes (7) aufweist, wobei die Lacke des zweiten; die Beweung iiach innen begrenzerden Anschlags (13) relativ zum ersten Anschlag 12) einstellbar ist.
3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Lage des zweiten Anschlags (13) durch plastische Verformung des Haltelkäfigs (9) eingestellt ist.
4. Ventil nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß bei der Einstellung der Lage des zweiten Anschlags (13) das Schließglied (7) eine den Ventilsitz (26) aufweisende Öffnung (22) eines Hilfsbauteils (25) verschließt und der Haltekäfig (9) unter Zwischenschaltung eines Distanzelements (40) im Abstand (x) zu dem den Ventilsitz (26) aufweisenden Hilfsbauteil (25) angeordnet ist.
5. Ventil nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß bei der E.instellung der Lage des zweiten Anschlags (13) das Schließglied (7) eine einen Ventilsitz (36) aufweisende Öffnung (32) eines Hilfsbauteils (35) verschließt und der Haltekäfig (9) an dem den Ventilsitz (36) aufweisenden Hilfsbauteil (35) anliegt, bei der Durchmesser des Ventilsitzes (36) im flilfsbauteIl (35) größer ist als der Durchmesser des Ventilsitzes (6) an der Öffnung (2) im Ventilbauteil (5), die von dem Ventil steuerbar ist.
6. Ventil nach ein ocer mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß der Haltekäfig (9) hülsenförmig ausgebildet isi und d der erste Anschlag !12) durch einen ring förmigen, n.,.ch innen ragenden Kragen (11.) der Hülse gebildet ist.
7. Ventil nach einem oder mehreren der vorhergehenden AnsprUche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß der Haltekäfig (9) mit einem in den Haltekäfig (9) ragenden Betätigungsstößel (8), dessen Stirnseite den zweiten Anschlag (13) bildet, verbunden ist.
8. Ventil nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der hülsenförmige Haltekäfig einseitig geschlossen ist, und daß der zweite Anschlag ein in axialer Richtung nach innen verformter Bereich des Bodens des Haltekäfigs ist.
9. Ventil nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Haltekäfig mit dem Betätigungsstößel durch Schweißen oder Löten verbunden ist