DE3823569A1 - Elektromagnetventil - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil mit
einem Ventilgehäuse, insbesondere aus Kunststoff, einem mit
Hilfe eines Elektromagneten bewegten Ventilstößel einschließ
lich eines Ventiltellers und einem zur Stößelachse konzentri
schen Ventilsitz.
Solche Elektromagnetventile aus Kunststoff sind bekannt. Dabei
wird ein Stößel von einem elektromagnetbeaufschlagten Anker
bewegt. Ein mit dem Stößel verbundener elastischer Ventilteller
legt sich an die Dichtfläche des Ventilsitzes an. Bei diesen
bekannten Ausführungsformen ist der Ventilsitz Teil eines ein
teiligen Gehäuses. Da der Ventilsitz selbst verschleißfest sein
muß, muß das gesamte Ventilgehäuse aus einem hochwertigen Werk
stoff hergestellt sein, wodurch die Kosten für ein solches Ven
til stark ansteigen. Zudem ist für jede Ventilsitznennweite ein
eigenes Ventilgehäuse vonnöten. Durch die Anformung des Ventil
sitzes im einteiligen Gehäuse kann das Ventil entweder stromlos
offen oder stromlos geschlossen ausgebildet sein, eine Umkehrung
ist jedoch nicht möglich, da dazu das Gehäuse komplett neu ge
formt werden müßte.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, die oben genannten Nachteile
bekannter Ausführungsformen zu vermeiden und insbesondere ein
Elektromagnetventil aus Kunststoff auszubilden, dessen Herstel
lung gegenüber bekannten Ausführungen vereinfacht wird.
Gelöst wird die erfindungsgemäße Aufgabe dadurch, daß das Ven
tilgehäuse mehrteilig ausgebildet ist und zwischen zwei Gehäu
seteilen der Ventilsitz als ein separater einteiliger Körper
gehalten ist. Dadurch ist es möglich, den Ventilsitzkörper bei
spielsweise im Verschleißfall auszuwechseln, ohne dabei ein
neues Gehäuse zu benötigen. Zudem ist es durch die separate
Ventilsitzanordnung möglich, das Gehäuse aus einem billigen
Werkstoff herzustellen und allein den Ventilsitzkörper aus
einem verschleißfesten, hochwertigen Kunststoff zu formen. Wei
terhin ist es möglich, in einer Gehäusegröße verschiedene Nenn
weiten des Ventilsitzkörpers einzusetzen und dadurch Kosten für
die Formung verschiedener Gehäuse einzusparen. Durch die sepa
rate Anordnung eines Ventilsitzkörpers kann die Dichtfläche des
Ventilsitzkörpers sowohl in Durchflußrichtung als auch durch
ein einfaches Umdrehen des Körpers entgegen der Durchflußrich
tung des Mediums angebracht werden und dadurch entweder ein
stromlos offenes oder ein stromlos geschlossenes Ventil ge
schaffen werden.
Vorteilhaft ist der Ventilsitzkörper dabei ringförmig ausgebil
det und weist einen umlaufenden Flansch auf, mit dem er zwischen
die beiden Gehäuseteile geklemmt ist. Die beiden Gehäuseteile
können beispielsweise durch Schrauben miteinander verbunden
sein und klemmen den Flansch zwischen sich ein. Dadurch ist eine
einfache Lösbarkeit des Gehäuses sowie eine problemlose Aus
tauschbarkeit des Ventilsitzkörpers gewährleistet. Die Ausbil
dung als ringförmiger Körper ist vorteilhaft, da ein Ring ein
fach zwischen den Gehäuseteilen gehalten werden kann. Dazu kann
der Ring einen umlaufenden Flansch mit einer dem Gehäuse ange
paßten viereckigen Außenkontur sowie eine kreisrunde Durchfluß
öffnung aufweisen. Zweckmäßig ist dabei der umlaufende Flansch
beidseitig eben gestaltet, um ein einfaches Umdrehen des Ven
tilsitzkörpers zu ermöglichen und so sowohl die Funktion eines
stromlos offenen als auch eines stromlos geschlossenen Ventils
zu erreichen.
Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung sieht
zweckmäßig vor, den Ventilsitzkörper aus einem hochwertigen
Kunststoff herzustellen. Als hochwertiger Kunststoff kann bei
spielsweise Polyacetal oder Polysulfon zum Einsatz kommen. Da
durch garantiert der Ventilsitz eine hohe Verschleißfestigkeit
und gewährleistet somit eine hohe Lebensdauer des Ventils.
Vorteilhaft ist es weiter vorgesehen, die Gehäuseteile aus ei
nem kostengünstigeren Kunststoff herzustellen. Es ist ausrei
chend, das Ventilgehäuse beispielsweise aus Polypropylen oder
ABS herzustellen, wodurch die Kosten stark reduziert sind.
Eine zweckmäßige Ausführung der Erfindung sieht an der Ober
und an der Unterseite des Ventilsitzringes außen umlaufende
Dichtlippen vor, die sich durch den Überdruck im Ventilgehäuse
und durch ihre Eigenelastizität an die Ventilgehäusewand an
legen und dadurch das Gehäuse an den Verbindungsstellen zwi
schen den beiden Gehäuseteilen abdichten.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht zudem vor, verschiedene
Nennweiten des Ventilsitzringes mit voneinander verschiedenen
Farben auszuführen. Dies ermöglicht es, von außen die Nennweite
des Ventilsitzes zu erkennen.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus
den Unteransprüchen. Im folgenden wird eine bevorzugte Ausfüh
rungsform der erfindungsgemäßen Lösung dargestellt und anhand
der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine vergrößerte Darstellung eines Querschnitts
durch ein erfindungsgemäßes Elektromagnetventil,
Fig. 2 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Ventils,
gemäß Fig. 1, jedoch mit Elektromagneten, und
Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung eines Querschnitts
durch eine andere Ausführungsform eines erfindungs
gemäßen Ventilsitzkörpers.
Aus den Fig. 1 und 2 geht hervor, daß auf das Gehäuseteil (1)
eines elektromagnetischen Ventils aus Kunststoff ein Gehäuse
für die elektromagnetische Spule (9) mit den erforderlichen
elektrischen Anschlüssen (11) aufgesetzt ist. Der Elektromagnet
ist mit Strom beaufschlagbar, so daß zwischen dem Pol (8) und
dem Anker (13) magnetische Kraftlinien verlaufen, die den in
einer Führungsbuchse (19) geführten Anker (13), der aus einem
magnetisch wirksamen Material besteht, nach oben ziehen. Der
Anker (13) ist mit einem Stößel (6) verbunden, der zur Unter
stützung der vertikalen Führung durch einen im Gehäuse (2) be
festigten Zapfen (14) geführt ist. Am Ventilstößel (6) ist
konzentrisch zur Achse ein Ventilteller angeordnet, der bei
spielsweise aus einem Elastomer hergestellt ist. Durch Federn
(15 bzw. 16) wird die Anker-Stößel-Anordnung in stromlosem Zu
stand in einer bestimmten Stellung gehalten. Zudem dienen die
Federn (15 bzw. 16) als Rückstellhilfen. Um bei Strombeaufschla
gung das Schaltgeräusch zu dämmen, ist ein Puffer (17) aus ei
nem elastischen Material am Anker (13) vorgesehen, der mit ei
nem Gegenstück (18) zusammenwirkt.
Das Gehäuse (1, 2) des Ventils ist zweiteilig ausgeführt. Gemäß
Fig. 1 ist dabei im Gehäuse (2) rechts unten der Zufluß vorge
sehen, der Abfluß ist im Gehäuse (1) links oben zu erkennen. Es
ergibt sich somit eine Durchflußrichtung gemäß der Pfeilrich
tung von rechts nach links bzw. im Bereich des Ventilsitzkör
pers (3) von unten nach oben. Wird bei dem gezeigten Ventil der
magnetische Teil erregt, wird der Anker (13) nach oben gezogen
und der Ventilteller (7) kommt an der Dichtfläche (12) des
Ventilsitzkörpers (3) zuerst mit den schrägen Dichtkanten (22)
zur Anlage und verhindert dadurch einen weiteren Durchfluß des
Mediums. Der Ventilsitzkörper (3) ist im wesentlichen ring
förmig ausgebildet und weist an seinem Umfang einen umlaufenden
Flansch (21) auf, der der viereckigen Außenkontur des Gehäuses
(1, 2) angepaßt ist. Die schräg umlaufenden Dichtkanten (22)
gewährleisten schon bei leichter Anlage des Ventiltellers (7)
eine einwandfreie Dichtfunktion. Der Ventilsitzkörper (3)
besteht aus einem verschleißfesten, hochwertigen Kunststoff,
beispielsweise Polyacetal oder Polysulfon, und ist zwischen den
beiden Gehäuseteilen (1 und 2) angeordnet. Die beiden Gehäuse
teile (1 und 2) werden, wie in Fig. 2 ersichtlich ist, durch
nicht näher bezeichnete Schrauben miteinander verbunden und
klemmen so den Ventilsitzkörper (3) zwischen sich ein. Hierzu
kann beispielsweise der Flansch (21) mit vier zur Lage der
Schrauben korrespondierenden Bohrungen versehen sein, durch die
die Schrauben bei einer Verbindung der beiden Gehäuseteile (1
und 2) hindurchgesteckt werden.
Um eine einwandfreie Abdichtung des Gehäuses an den Übergängen
zwischen Gehäuseteil (1) und dem Ventilsitzkörper (3) bzw. zwi
schen Gehäuseteil (2) und dem Ventilsitzkörper (3) zu gewähr
leisten, kommen zusätzlich Dichtungsringe (20) zum Einsatz, die
in entsprechende Aussparungen im Gehäuse oder auch im Flansch
des Ventilsitzkörpers (3) eingelegt werden.
Eine andere oder zusätzliche vorteilhafte Lösung der Abdichtung
zeigt Fig. 3, in der ein Ventilsitzkörper (3) dargestellt ist,
an dem Dichtlippen (5 bzw. 4) ober- und unterhalb der Dichtflä
che (12) außen am ringförmigen Teil des Ventilsitzkörpers (3)
umlaufend vorgesehen sind. Durch ihre Eigenelastizität sowie
durch den im Betrieb auftretenden Überdruck innerhalb des Ge
häuses legen sich diese Dichtlippen an die Gehäuseinnenwand an
und dichten dadurch die Verbindungsstellen zwischen Gehäuse
(1), dem Ventilsitzkörper (3) und Gehäuse (2) ab. Durch den
besseren Übergang zwischen Gehäusewand und Ventilsitz im
Bereich der Dichtlippen kann das Medium ohne größere Verwirbe
lungen an der Gehäuseinnenwand den Ventilsitz passieren und
mindert dadurch den Durchflußwiderstand des Ventils zusätzlich.
Die Anordnung nach Fig. 1 läßt erkennen, daß das Medium das
Ventil in Pfeilrichtung vom nicht näher bezeichneten Anschluß
stutzen des Gehäuseteils (2) zum ebenfalls nicht näher bezeich
neten Anschlußstutzen des Gehäuseteils (1) durchfließt. In
stromlosem Zustand, d.h. bei nicht mit Strom beaufschlagter
Spule, wird der Anker (13) durch die Feder (16), die stärker
als die dagegen arbeitende Feder (15) ausgebildet ist, nach un
ten gedrückt und hebt über den Stößel (6) den Ventilteller (7)
vom Ventilsitz (12) ab, d.h. das Ventil öffnet. Diese Anordnung
wird daher als stromlos offenes Ventil bezeichnet.
Durch ein einfaches Umdrehen des Ventilsitzteils (3) und die
Anordnung des Ventiltellers oberhalb des Ventilsitzes kann in
einfacher Weise ein stromlos geschlossenes Ventil gestaltet
werden. Vorteilhaft ist hierbei, daß sowohl für stromlos offene,
als auch für stromlos geschlossene Anordnungen das gleiche Ge
häuse verwendet werden kann. Durch die separate Anordnung des
Ventilsitzkörpers (3) ist es möglich, als Material für die Her
stellung des Gehäuses (1 und 2) einen billigen Kunststoff, bei
spielsweise Polypropylen oder ABS, einzusetzen, wodurch die
Aufgabe der Erfindung, die Herstellung gegenüber bekannten Aus
führungen zu vereinfachen, gelöst wird. Bei einem Ventil dieser
Bauart ist vor allem der Ventilsitz, in diesem Fall der Ventil
sitzkörper (3), einem erhöhten Verschleiß ausgesetzt. Er kann
in einfacher Weise ausgewechselt werden, indem die beiden Ge
häuseteile durch Lösen der nicht bezeichneten Schrauben vonein
ander getrennt werden. Ein verschlissener Ventilsitzkörper (3)
kann herausgenommen werden und beispielsweise durch einen neuen
ersetzt werden. Während bei bekannten Bauarten durch die Anfor
mung des Ventilsitzes im Gehäuse das gesamte Gehäuse aus einem
hochwertigen Kunststoff gestaltet sein mußte, genügt es bei der
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung, lediglich den
Ventilsitzkörper (3) aus hochwertigem verschleißfestem Kunst
stoff herzustellen, um eine gleiche Lebensdauer des Ventils wie
bei bekannten Ausführungen zu erhalten.
Zwischen den beiden Gehäuseteilen (1 und 2) können selbstver
ständlich auch Ventilsitzkörper (3) mit unterschiedlichen Nenn
weiten der Durchlaßöffnung eingesetzt werden. Für größere Nenn
weitenunterschiede ist es zweckmäßig, den Ventilteller (7)
ebenfalls an die jeweilige Größe der Dichtfläche (12) des Ven
tilsitzes anzugleichen. Die anderen Teile des Ventils, wie Ge
häuse (1 und 2), Stößel (6), Anker (13) sowie der übrige magne
tische Teil, können jedoch beibehalten werden. Auch dadurch er
gibt sich eine erhebliche Kostenreduzierung.
Die Seitenansicht des kompletten Ventils (10) in Fig. 2 läßt er
kennen, daß der Ventilsitzkörper (3) auch in montiertem Zustand
zwischen Gehäuseteil (1 und 2) sichtbar ist. Der Ventilsitzkör
per (3) kann daher je nach Nennweite aus einem in verschiedenen
Farben eingefärbten Kunststoff hergestellt werden, so daß auf
einen Blick im eingebauten Zustand die jeweilige Ventilsitzkör
pergröße erkennbar ist. Zweckmäßig ist es bei dieser Ausfüh
rungsform, den Ventilsitzkörper (3) so zu gestalten, daß der
den ringförmigen Körper umgebende Flansch (21) mit der Außen
kontur der Gehäuseteile (1 und 2) fluchtet. Selbstverständlich
sind auch andere Formen des Ventilsitzkörpers (3) möglich, wie
auch die Einpassung des Ventilsitzkörpers (3) in die beiden Ge
häuseteile (1 und 2) anders gestaltet sein kann. Wichtig ist
nur, daß zumindest ein kleiner Teil des Ventilsitzkörpers (3)
von außen erkennbar ist, um durch die Deutung der Farbe des
Ventilsitzkörpers (3) auf die Nennweite der Durchlaßöffnung des
Ventils schließen zu können.
Claims (8)
1. Elektromagnetventil mit einem Ventilgehäuse, insbeson
dere aus Kunststoff, einem mit Hilfe eines Elektromagneten be
wegten Ventilstößel einschließlich eines Ventiltellers, und
einem zur Stößelachse konzentrischen Ventilsitz, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Ventilgehäuse mehrteilig ausgebildet ist
und zwischen zwei Gehäuseteilen (1, 2) der Ventilsitz als ein
separater, einteiliger Körper (3) gehalten ist.
2. Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Ventilsitzkörper (3) ringförmig ausgebildet
ist und einen umlaufenden Flansch (21) aufweist, mit dem der
Ventilsitzkörper (3) zwischen die beiden Gehäuseteile (1, 2)
geklemmt ist.
3. Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der umlaufende Flansch (21) beidseitig eben ge
staltet ist.
4. Elektromagnetventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Ventilsitzkörper (3) aus einem verschleiß
festen, hochwertigen Kunststoff, hergestellt ist.
5. Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Gehäuseteile (1, 2) aus einem einfachen Kunst
stoff, insbesondere ABS oder Polypropylen, hergestellt sind.
6. Elektromagnetventil nach einem oder mehreren der An
sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß außen am Ventil
sitzkörper (3) umlaufende Dichtlippen (4, 5) vorgesehen sind.
7. Elektromagnetventil nach einem oder mehreren der An
sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest Teile
der Außenkontur des Ventilsitzkörpers (3) zwischen den Gehäuse
teilen (1 und 2) von außen sichtbar sind.
8. Elektromagnetventil nach einem oder mehreren der An
sprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Herstel
lung des Ventilsitzkörpers (3) verwendete Kunststoff für ver
schiedene Nennweiten unterschiedlich eingefärbt ist.
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