DE4139670A1 - Ventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Bei Ventilen dieser Art ist es bekannt, daß durch eine Summierung der bei den verschiedenen Einzelteilen, wie Ventilkörper, Anker, Dichtung, Ankerführungsrohr und Kern, auftretenden Herstellungstoleranzen verhält­ nismäßig große Ungenauigkeiten hinsichtlich des Ankerhubs entstehen können. Um die Toleranzen zumindest annähernd auszugleichen, werden die Teile vor der Montage ausgemessen und einander entsprechend zugeordnet, was verhältnismäßig aufwendig ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Teile in verhältnismäßig großen Losgrößen zu fertigen sind, um auswählen zu können. Verschiedene Teile, die außerhalb des Toleranzfeldes liegen und nicht zusammengefügt werden können, müssen verworfen werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Ventil mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 dahingehend weiterzubilden, daß mit einfachen Mitteln eine von den Toleranzen der verschiedenen Ventilteile weitgehend unabhängige Montage möglich ist.

Diese Aufgabe wird nach einem ersten Vorschlag erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die Aufgabe wird nach einem zweiten Vorschlag erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 12 gelöst.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteran­ sprüche gekennzeichnet.

Ein wesentlicher Vorteil besteht darin, daß der Ventilhub zum Öffnen und Schließen des Ventilsitzes über die Ventilsitzdichtung individuell definiert eingestellt werden kann, so daß ein optimaler Ausgleich der verschiedenen Teiletoleranzen ohne zusätzliche Maßnahmen möglich ist. Die einzelnen Bauteile brauchen also nicht mehr vor der Montage vorsortiert und entsprechend ausgewählt zu werden, sondern können ohne weiteres montiert beziehungsweise zusammengefügt werden, wodurch ein rationeller Fertigungsfluß auch bei kleinen Serien erreicht wird. Beim Lösungsvorschlag 1 wird die genaue Ventilhubeinstellung über den Düsenteil erzielt, der so weit in den Ventilkörper eingebracht wird, daß ein optimaler Hub der Ventilsitzdichtung gegenüber dem Ventilsitz gewährleistet ist. Dazu ist es günstig, den Ventilkörper derart zweiteilig auszubil­ den, daß ein Grundteil, der einen Magnetkopf trägt, und der Düsenteil gegeben sind, wobei letzterer zweckmäßig über ein Gewinde im Grundteil axial verstellbar gelagert ist. Um den Düsenteil gegenüber dem Grundteil gegen ein unbeabsichtigtes Verdrehen zu sichern, kann es günstig sein, eine Kontermutter vorzusehen, die bevorzugt auf einem Außengewinde des Düsenteils gelagert ist. Dabei greift das Außengewinde des Düsenteils in eine Gewindebohrung des Grundteils ein und die Kontermutter wird so weit verdreht, bis sie an einer Stirnfläche des Grundteils anliegt. Eine kostengünstige und einfache Ausbildung eines Medienkanals kann dadurch erreicht werden, daß im Bereich des Düsenkanalaußengewindes in axialer Richtung eine Längsausnehmung eingebracht wird, die sich bis in eine Ventilkammer hineiner­ streckt. Ein zweiter Kanal, der direkt in den Ventilsitz einmündet, kann vorteilhaft koaxial zur Längsachse des Düsenteils in diesen eingebracht werden. An der dem Ventilsitz gegenüberliegenden Seite des Düsenteils kann bevorzugt ein Bund ausgebil­ det sein, dessen Durchmesser größer ist als das Außengewinde des Düsenteils. Zwischen dem Bund und dem Grundteil des Ventilkörpers kann ein Abstand ausgebildet sein, der von einem Sieb überbrückt ist, welches gewährleistet, daß keine Verunreinigungen des Mediums in das Ventil gelangen. Der Ventilkörper und der Düsenteil können vorteilhaft so gestaltet sein, daß sie in eine Aufnahmebohrung eines Gehäuses, beispielsweise Pumpengehäuses, eingesetzt werden können. Dazu ist es günstig, am Ventilkörpergrundteil und am Bund des Düsenteils Ringnuten für die Aufnahme eines Dichtrings vorzusehen. Eine besonders günstige Herstellung kann dadurch erreicht werden, daß der Grundteil und der Düsenteil des Ventilkörpers in ihrer Konfiguration im wesentlichen rotationssym­ metrisch sind, wobei der Grundteil und der Düsenteil des Ventilkörpers koaxial ineinandergeschraubt werden.

Gemäß dem Lösungsvorschlag 2 wird die genaue Justierung des Ventilhubs vorteilhaft dadurch erreicht, daß in einem vorgegebenen genauen Abstand zum Ventilsitz ein Magnetkern unmittelbar in einem Spulenkörper positioniert wird, wobei der Spulenkörper baueinheit­ lich als Ankerführung ausgebildet ist und außerdem mit dem Ventilkörper und dem Ventilsitz einstückig ist, wodurch eine ausgesprochen günstige Herstellung erzielt wird. Damit der Magnetkern bei der Montage nicht zu tief in den Spulenkörper eindringen kann, kann es günstig sein, den Spulenkörper und/oder den Magnetkern mit einer Positionierbegrenzung zu versehen, wobei der Magnetkern zweckmäßig einen An­ satz aufweist, der in einer Führungserweiterung des Spulenkörpers gelagert ist und einen Anschlag besitzt. Die Positionierung des Magnetkerns im Spulenkörper erfolgt vorteilhaft durch Kleben, Schweißen oder Prägen. In einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform können der Ventilkörper mit dem Ventilsitz und dem Spulenkörper und der Magnetkern im wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet und koaxial angeordnet sein. Hierbei ist es zweckmäßig, die aus Ventilkörper, Ventilsitz und Spulenkörper bestehende Baueinheit als Gußteil, insbesondere Kunststoff-Spritzgußteil, herzustellen.

Weitere Vorteile und wesentliche Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen, die in schematischer Darstellung bevorzugte Ausführungsformen als Beispiel zeigt. Es stellen dar:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Ventil in einer geschnit­ tenen Seitenansicht und

Fig. 2 ein anderes erfindungsgemäßes Ventil in geschnittener Seitenansicht.

Das in der Fig. 1 dargestellte Ventil 1 weist einen Ventilkörper 2 und einen Magnetkopf 3 auf, der auf den Ventilkörper 2 koaxial aufgesetzt ist. Der Magnetkopf 3 besitzt ein Gehäuse 4, in dem ein Spulenkörper 5 mit einer Elektrospule 6, eine obere und eine untere Flußscheibe 7, 8, eine Schlußscheibe 9 sowie ein Ankerführungsrohr 10 vorgesehen sind. Im oberen Teil des Spulenkörpers 5 befindet sich ein Magnetkern 11, der nach unten in das Ankerführungsrohr 10 hineinragt und an seinem oberen Ende einen Gewindezapfen 12 aufweist, der aus dem Gehäuse 4 herausragt und auf den eine Rändelmutter 13 aufgeschraubt sein kann.

Im unteren Teil des Ankerführungsrohrs 10 ist ein Magnetanker 14 axial verschiebbar gelagert, der in dem Ankerführungsrohr 10 weitgehend spielfrei geführt ist. Der Magnetanker 14 besitzt eine koaxiale Mittenbohrung 15, in die ein Zapfen 16 hineinragt, der am unteren Ende des Magnetkerns 11 befestigt ist und an dem eine Schraubendruckfeder 17 abgestützt ist, die in der Mittenbohrung 15 gelagert ist und sich in dieser an einer Schulter 18 abstützt, so daß der Magnetanker 14 durch die Kraft der Schraubendruckfeder 17 in Richtung nach unten beaufschlagt ist. Im unteren Teil des Magnetankers 14 ist eine scheibenförmige Dichtung 19 vorgesehen, die aus einem Elastomer bestehen kann.

Im Magnetanker 14 kann zudem eine Ausgleichsbohrung 20 ausgebildet sein, die sich quer zur Mittenbohrung 15 ersteckt. Außerdem kann an der dem Magnetanker 14 zugewandten unteren Seite des Magnetkerns 11 eine anschlagdämpfende Scheibe 21 angeordnet sein, die aus einem Kunststoff bestehen kann.

Das Ankerführungsrohr 10 kann an seinem unteren Ende einen Bördelflansch 22 besitzen, der auf der dem Magnetkopf 3 zugewandten oberen Seite eines Grundteils 23 des Ventilkörpers 2 aufsitzt. Zur Abdichtung kann zwischen dem Bördelflansch 22 und dem Grundteil 23 ein als O-Ring ausge­ bildeter Dichtring 24 vorgesehen sein, der zweckmäßig in einer Nut des Grundteils 23 gelagert ist. Der Bördelflansch 22 des Ankerführungsrohrs 10 kann von einer Deckplatte 25 übergriffen sein und von dieser gegen den Grundteil 23 verspannt werden. Dazu können mehrere Schrauben 26 vorgesehen sein, die mit ihrem Gewindeteil in den Grundteil 23 eingeschraubt sind und deren Kopf 27 in die Deckplatte 25 eingelassen sein kann.

Der Ventilkörper 2 kann vorteilhaft zweiteilig ausgebildet sein und dazu einen Düsenteil 28 aufwei­ sen, der von unten in den Grundteil 23 einge­ schraubt sein kann. Der Düsenteil 28 kann dafür ein Außengewinde 29 besitzen, das in eine Gewinde­ bohrung 30 des Grundteils 23 eingreift.

Am oberen Ende des Düsenteils 28 kann ein Ventilsitz 31 ausgebildet sein, der über die Dichtung 19 verschlossen ist, die durch die Kraft der Schrauben­ druckfeder 17 fest gegen den Ventilsitz 31 gedrückt wird. Um die beiden Teile des Ventilkörpers 2, also den Grundteil 23 und den Düsenteil 28, gegen ein unbeabsichtigtes Verdrehen zu sichern, kann zweckmäßig eine Kontermutter 32 vorgesehen sein, die auf dem Außengewinde 29 gelagert und gegen eine Stirnfläche 33 des Grundteils 23 anlegbar ist.

Der Düsenteil 28 kann an seinem unteren Ende einen Bund 34 besitzen, dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser des Außengewindes 29. Um das Ventil 1 beispielsweise in ein Pumpengehäuse oder dergleichen dicht einsetzen zu können, kann es zweckmäßig sein, sowohl am Umfang des Grundteils 23 als auch am Umfang des Düsenteilbundes 34 einen oder mehrere Dichtungsringe 35 vorzusehen, die zweckmäßig in entsprechend ausgebildeten Umfangsnuten gelagert sind. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine besonders günstige Gestaltung dadurch gegeben, daß sowohl der Grundteil 23 als auch der Düsenteil 28 mit dem Bund 34 und dem Ventilsitz 31 rotationssymmetrisch ausgebildet und koaxial angeordnet sind.

Der Düsenteil 28 kann vorteilhaft so konfiguriert sein, daß zwischen dem Bund 34 und dem Grundteil 23 beziehungsweise der Kontermutter 32 ein Abstand 36 für das über das Ventil 1 zu steuernde Medium besteht. Um etwaige Verunreinigungen abzusondern, kann der Abstand 36 von einem Sieb 37 überbrückt sein, das sich am Grundteil 23 und/oder am Bund 34 abstützt. Außerdem kann am Düsenteil 28 ein Medienkanal 38 vorgesehen sein, der im Bereich des Außengewindes 29 ausgebildet ist und in eine Ventilkammer des Grundteils 23 einmündet. Der Medienkanal 38 kann parallel zur Mittenachse 40 verlaufen. Ein weiterer Kanal 41 kann koaxial zur Mittenachse 40 im Düsenteil 28 ausgebildet sein und sich vom Ventilsitz 31 bis zur unteren Stirnseite 42 des Bundes 34 erstrecken.

Beim Zusammenfügen des Ventils 1 wird der Düsenteil 28 über das Gewinde 29, 30 so weit in den Grundteil 23 des Ventilkörpers 2 hineingeschraubt, bis sich der Ventilsitz 31 unabhängig von irgendwelchen Herstellungstoleranzen in einer optimalen Position befindet, so daß ein einwandfreies Öffnen und Schließen gewährleistet ist. Zum Öffnen des Ventils 1 wird der Magnetanker 14 durch die elektromagnetische Kraft gegen die Kraft der Schraubendruckfeder 17 nach oben gegen den Magnetkern 11 verlagert, so daß die Ventilsitzdichtung 19 den Ventilsitz 31 freigibt, wodurch das Medium ungehindert durch den Abstand 36, den Medienkanal 38, die Ventilkammer 39 und den Kanal 41 fließen kann. Beim Ausschalten des Magnetfeldes wird der Magnetanker 14 mittels der Kraft der Schraubendruckfeder 17 wieder nach unten verlagert, so daß die Ventilsitzdichtung 19 den Ventilsitz 31 dicht verschließt.

Das in der Fig. 2 dargestellte Ventil 43 besitzt einen Ventilkörper 44, einen Magnetkopf 3, ein Gehäuse 4, einen Spulenkörper 45, eine Elektrospule 6 sowie eine obere und eine untere Flußscheibe 7, 8.

Der Ventilkörper 44 des Ventils 43 ist mit dem Ventilsitz 31 und dem Spulenkörper 45 als material­ einheitlich einstückige Baueinheit ausgebildet, wobei zudem der als Spulenkörper 45 fungierende Teil des Ventilkörpers 44 so gestaltet ist, daß er eine Ankerführung 46 bildet.

Der mit dem Ventilsitz 31 und dem Spulenkörper 45 baueinheitliche Ventilkörper 44 kann bezüglich der Mittenachse 40 vorteilhaft rotationssymmetrisch ausgebildet sein. Dabei können der Ventilkörper 44, der Ventilsitz 31 und der Spulenkörper 45 bevorzugt als Gußteil, insbesondere Kunststoff- Spritzgußteil, ausgeführt sein. In der Spulenkörper­ ankerführung 46 befindet sich im oberen Teil der Magnetkern 11, der einen im Durchmesser größeren Ansatz 47 aufweist, der im Bereich einer im Durch­ messer entsprechend vergrößerten Führungserweiterung 48 des Spulenkörpers 45 gelagert ist. Am Magnetkern 11 ist im Bereich des Übergangs zur Führungserweite­ rung 48 ein Anschlag 49 ausgebildet und am Ende der Führungserweiterung 48 befindet sich eine Stufe 50, so daß für die Montage des Magnetkerns 11 eine Positionierbegrenzung gegeben ist. Im unteren Teil der Ankerführung 46 des Spulenkörpers 45 befindet sich der koaxial zum Ventilkörper 44 und zum Magnetkern 11 gelagerte Magnetanker 14, in den der am Magnetkern 11 befestigte Zapfen 16 oben hineinragt, an dem die Schraubendruckfeder 17 abgestützt ist, die in der Mittenbohrung 15 gegen die Schulter 18 drückt. Der Magnetanker 14 weist zudem die mit der Mittenbohrung 15 verbun­ dene Ausgleichsbohrung 20 und am unteren Ende die Ventilsitzdichtung 19 auf, die mittels der Kraft der Schraubendruckfeder 17 gegen den Ventilsitz 31 drückt. An der dem Magnetanker 14 zugewandten unteren Seite des Magnetkerns 11 ist die anschlag­ dämpfende Scheibe 21 angeordnet. Am oberen Ende des Magnetkerns 11 befindet sich der Gewindezapfen 12, der aus dem Gehäuse 3 herausragt und auf den die Rändelmutter 13 aufgeschraubt ist.

Beim Zusammenfügen des Ventils 43 kann der Magnetkern 11 so weit in die Führungserweiterung 48 des mit dem Ventilkörper 44 integrierten Spulenkörpers 45 eingesetzt werden, daß trotz unterschiedlicher Toleranzen der verschiedenen Bauteile stets eine genaue Abstandsposition zum Ventilsitz 31 besteht, so daß immer ein einwandfreies Öffnen und Schließen des Ventils 43 gewährleistet ist. Beim Einsetzen des Magnetkerns in die Führungserweiterung 48 des integrierten Spulenkörpers 45 kann die exakt ermittelte individuelle Magnetkernpositionierung durch Kleben, Schweißen oder Prägen festgelegt werden, so daß in jedem Falle eine feste Verbindung zwischen dem Magnetkernansatz 47 und dem Spulenkörper 45 besteht.

Da der Ventilkörper 44 und der Spulenkörper 45 einstückig sind, kann der Magnetschlußring 51 zweckmäßig gleich bei der Herstellung des Ventil­ körpers mit eingespritzt werden. Der einstückige Ventilkörper 44 besitzt für das Medium den koaxialen Kanal 41, die Ventilkammer 39 und den Medien­ kanal 38, der parallel zum Kanal 41 verläuft und einerseits in die Ventilkammer 39 und anderer­ seits in eine Ringnut 52 des Ventilkörpers 44 einmündet. Der Ringnut ist außen das Sieb 37 zugeordnet. Außerdem sind am unteren Teil des Ventilkörpers 44 in Umfangsnuten gelagerte Dichtungs­ ringe 35 positioniert, um beim Einsetzen des Ventils 43 in ein Pumpengehäuse oder dergleichen einen dichten Abschluß zu gewährleisten.

Claims (17)

1. Ventil mit einer elektromagnetisch betätigbaren Ventilsitzdichtung (19), einem Ventilkörper (2) und einem Ventilsitz (31), dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (31) an einem Düsenteil (28) ausgebildet ist und mit diesem gegenüber der Ventilsitzdichtung (19) in dem Ventilkörper (2) einstellbar gelagert ist.

2. Ventil nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (2) zweiteilig ist und einen einen Magnetkopf (3) tragenden Grundteil (23) und den Düsenteil (28) aufweist.

3. Ventil nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenteil (28) über ein Gewinde (29, 30) im Grundteil (23) verstellbar gelagert ist.

4. Ventil nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenteil (28) gegenüber dem Grundteil (23) gegen ein unbe­ absichtigtes Verdrehen gesichert ist.

5. Ventil nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die Verdrehsicherung des Düsenteils (28) eine Kontermut­ ter (32) vorgesehen ist.

6. Ventil nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenteil (28) ein Außengewinde (29) aufweist, das in eine Gewindebohrung (30) des Grundteils (23) eingreift.

7. Ventil nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontermut­ ter (32) auf dem Außengewinde (29) des Düsenteils (28) gelagert ist und an einer Stirnfläche (33) des Grundteils (23) anliegt.

8. Ventil nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenteil (28) einen am Außengewinde (29) ausgebildeten Medienkanal (38) und einen mit dem Ventilsitz (31) verbundenen Kanal (41) aufweist.

9. Ventil nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenteil (28) an der dem Ventilsitz (31) gegenüberliegenden Seite einen Bund (34) aufweist und daß in einem Abstand (36) zwischen dem Bund (34) und dem Grundteil (23) des Ventilkörpers (2) ein Sieb (37) für das Medium vorgesehen ist.

10. Ventil nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundteil (23) und der Bund (34) des Düsenteils (28) am Umfang mindestens einen Dichtungsring (35) aufweisen.

11. Ventil nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundteil (23) des Ventilkörpers (2) und der Düsenteil (28) mit dem Bund (34) und dem Ventilsitz (31) koaxial angeordnet und im wesentlichen rotations­ symmetrisch ausgebildet sind.

12. Ventil mit einer elektromagnetisch betätigbaren Ventilsitzdichtung (19), einem Ventilkörper (44) und einem Ventilsitz (31), dadurch gekennzeichnet, daß ein Spulenkörper (45) der elektromagnetischen Betätigung (3) als Ankerführung (46) ausgebildet und mit dem Ventilkörper (44) und dem Ventilsitz (31) einstückig ist und ein Magnetkern (11) im Spulenkörper (45) auf Abstand zum Ventilsitz (31) positionierbar ist.

13. Ventil nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenkörper (44) und/ oder der Magnetkern (11) eine Positionierbegrenzung (49, 50) aufweisen.

14. Ventil nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet­ kern (11) einen Ansatz (47) aufweist, der in einer Führungserweiterung (48) des Spulenkörpers (45) gelagert ist und einen Anschlag (49) besitzt.

15. Ventil nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkern (11) mittels Kleben, Schweißen oder Prägen in dem Spulenkörper (45) gas- und flüssigkeitsdicht befestigt ist.

16. Ventil nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventil­ körper (44) mit dem Ventilsitz (31) und dem Spulenkörper (45) und der Magnetkern (11) koaxial angeordnet und im wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet sind.

17. Ventil nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventil­ körper (44), der Ventilsitz (31) und der Spulen­ körper (45) als Gußteil, insbesondere Kunst­ stoff-Spritzgußteil, ausgebildet sind.