DE102005035613B3

DE102005035613B3 - Elektromagnetisches Ventil

Info

Publication number: DE102005035613B3
Application number: DE200510035613
Authority: DE
Inventors: Bruno Staiger; Klaus Schoch; Jürgen Schnatterer
Original assignee: Staiger GmbH and Co KG
Current assignee: Staiger GmbH and Co KG
Priority date: 2005-07-29
Filing date: 2005-07-29
Publication date: 2006-08-31
Anticipated expiration: 2025-07-30

Abstract

Das Ventil ist für gasförmige und flüssige Medien vorgesehen und umfasst ein Magnetgehäuse, einen mit diesem verbundenen Ventilkörper und einen außen an der Verbindung vorgesehenen Dichtungsverguss mit einer Einführung für ein Elektrokabel.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Ventil für gasförmige und flüssige Medien.

Die EP 0 172 591 B1 offenbart ein elektromagnetisches Kraftstoff-Einspritzventil für eine Brennkraftmaschine, das, obwohl einige Teile des Magnetgehäuses und des Ventilkörpers einstückig ausgeführt sind, aus einer Vielzahl von Einzelteilen besteht, wobei die Herstellung und Montage verhältnismäßig aufwändig ist und eine vorzeitige Beeinträchtigung der Funktionstüchtigkeit auftreten kann. Außen an der Verbindung des Magnetgehäuses und des Ventilkörpers ist zudem ein Dichtungsverguss für ein Elektrokabel vorgesehen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Ventil der vorbeschriebenen Art dahingehend weiterzubilden, dass mit einfachen Mitteln eine kleinbauende, kompakte Ventileinheit mit wenig Einzelteilen, einfacher Montagemöglichkeit, geringem Verschleiß und hoher Funktionstüchtigkeit erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.

Weitere Vorteile und wesentliche Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen, die in einer schematischen Darstellung bevorzugte Ausführungsformen als Beispiel zeigt.
Das in der Zeichnung dargestellte erfindungsgemäße Ventil weist einen bezüglich einer Mittenachse 1 im Wesentlichen axialen Mediumsdurchgang auf und besitzt ein zu der Mittenachse 1 rotationssymmetrisches Magnetgehäuse 2, das mit einem Mediumseingang 3, einem Magnetkern 4 und einem topfförmigen Gehäusemantel 5 aus ein und demselben Material einstückig hergestellt ist. Der Mediumseingang 3 des vorliegenden Ausführungsbeispiels weist zweckmäßig einen Rohransatz 6 auf, auf den ein das Medium heranführender Schlauch aufschiebbar ist, und der an seinem freien Endbereich eine Verdickung in Form einer Welle 7 besitzt, um einen sicheren Halt des Mediumsschlauches zu gewährleisten. Der Rohransatz 6 überragt eine Bodenwand 8 des Gehäusemantels 5 und ist mit seinem anderen Ende an der Bodenwand 8 angeformt. Das Magnetgehäuse 2 ist vorzugsweise relativ klein gestaltet, wobei der Durchmesser des Gehäusemantels 5 etwa 10 mm betragen kann.
Der Magnetkern 4 ist an der dem Rohransatz 6 gegenüberliegenden Seite der Bodenwand 8 angeformt und ragt axial in den Gehäusemantel 5 hinein. Die axiale Länge des Magnetkerns 5 entspricht dabei ungefähr der halben axialen Länge des Gehäusemantels 5. Auf den Magnetkern 4 ist ein eng umschließendes Ankerführungsrohr 9 aufgeschoben, das an der Innenseite der Bodenwand 8 abgestützt und etwas länger ist als der Gehäusemantel 5, so dass es letzteren geringfügig überragt. In dem Ankerführungsrohr 9 ist ein im Querschnitt kreiszylindrischer Magnetanker 10 axial verschiebbar gelagert, der an seiner dem Magnetkern 4 abgewandten Stirnseite eine Dichtung 11 trägt, die zweckmäßig an einem etwa pilzförmigen Vorsprung des Magnetankers 10 gehalten ist.
Das Magnetgehäuse 2 ist koaxial mit einem Ventilkörper 12 verbunden, der an einer Zylinderwand 13 ein als Ringbund ausgebildetes Magnetjoch 14, eine Querwand 15 mit einem Ventilsitz 16, einen die Querwand 15 axial nach außen überragenden Rohrstutzen 17 für einen Mediumsausgang 18 und einen außen am Rohrstutzen 17 ausgebildeten Ringwulst 19 aufweist und insgesamt materialeinheitlich einstückig ausgeführt ist. Die Verbindung des Ventilkörpers 12 mit dem Magnetgehäuse 2 ist derart, dass das ringbundförmige Magnetjoch 14 in den Gehäusemantel 5 hineingedrückt ist, so dass ein fester Presssitz und bündiger Abschluss gegeben ist. Die Verbindung kann zusätzlich durch Punktschweißen, Kleben, Bördeln oder dergleichen gesichert sein.
Bei dieser Anordnung befindet sich die Querwand 15 des Ventilkörpers 12 in einem bestimmten Abstand zu der Stirnseite des Magnetankers 10, so dass eine von der Zylinderwand 13 mitbegrenzte Ventilkammer 20 gebildet ist. Der koaxial ausgebildete Ventilsitz 16 ragt geringfügig in die Ventilkammer 20 hinein und korrespondiert mit der Dichtung 11 des Magnetankers 10. Damit das Medium von dem Mediumseingang 3 zu dem Mediumsausgang 18 gelangt, befindet sich in der Bodenwand 8 ein Durchgangsloch 21, an das sich in dem Magnetkern 4 eine im Durchmesser etwas größere Mediumsbohrung 22 anschließt. Zudem weist der Magnetanker 10 einen radialen Schlitz 23 auf, der mit der Mediumsbohrung 22 korrespondiert und es ermöglicht, dass das Medium in die Ventilkammer 20 gelangt. Der Ventilsitz 16 weist zudem eine Durchgangsbohrung 24 zwischen der Ventilkammer 20 und dem Mediumsausgang 18 auf. In der Mediumsbohrung 22 des Magnetkerns 4 ist eine schraubenförmige Druckfeder 25 gelagert, die sich an der Bodenwand 8 abstützt und gegen die dem Magnetkern 4 zugewandte Stirnfläche 26 des Magnetankers 10 wirkt. Dadurch wird der Magnetanker 10 von dem Magnetkern 4 axial weggedrückt, so dass zwischen dem Magnetkern 4 und der Stirnfläche 26 des Magnetankers 10 ein bestimmter Abstand bzw. Spalt besteht und die Dichtung 11 auf der anderen Seite des Magnetankers 10 dicht gegen den Ventilsitz 16 gedrückt wird und ein Durchfluss des Mediums durch die Durchgangsbohrung 24 des Ventilsitzes 16 verhindert ist.
In dem Gehäusemantel 5 des Magnetgehäuses 2 befindet sich eine Elektrospule 27, die auf einen Spulenkörper 28 gewickelt ist, der auf das Ankerführungsrohr 9 aufgeschoben ist und an den einander gegenüberliegenden Enden Stirnwände 29, 30 aufweist, in denen Ringausnehmungen für die Aufnahme von O-Ringen 31, 32 ausgebildet sind. Die Lagerung der O-Ringe 31, 32 ist so ausgeführt, dass der eine O-Ring 31 in der Ringausnehmung der Stirnwand 29 an der Bodenwand 8 und dem Ankerführungsrohr 9 anliegt, während der andere O-Ring 32 an dem Magnetjoch 14 und ebenfalls an dem Ankerführungsrohr 9 anliegt. Die Drahtenden der Elektrospule 27 sind mittels Drahtanschlussstiften 33 an einer Leiterplatte 34 kontaktiert, die quer zur Mittenachse 1 etwa in der Ebene des Ventilsitzes 16 vorgesehen ist und die Zylinderwand 13 des Ventilkörpers 12 umschließt.
An der Leiterplatte 34 sind zudem die Leiter 35 eines der Elektrospule 27 zugeordneten Elektrokabels 36 kontaktiert. Das Elektrokabel 36 erstreckt sich etwa in einem Winkel von 45° zu dem Rohransatz 6 des Mediumseingangs 3 und ist in einer Einführung 37 zugfest und dicht gehalten, die von einem Dichtungsverguss 38 gebildet ist. Der Dichtungsverguss 38 ist zweckmäßig so ausgeführt, dass er nicht nur die dichte Kabeleinführung gewährleistet, sondern außerdem die Leiterplatte 34 sowie einen Teil des Gehäusemantels 5 und einen Teil des Ventilkörpers 12 in deren Verbindungsbereich und den Ringwulst 19 hermetisch dicht umschließt.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Ventils besteht darin, dass es nur wenige Einzelteile aufweist, die zu einer kleinen, kompakten Baueinheit hermetisch dicht zusammengefügt sind, wobei durch die Leiterplattenkontaktierung eine sichere mechanische Entkopplung der Spulendraht- und Elektroleiteranschlüsse gewährleistet und eine Zugentlastung des Elektrokabels 36 sowie ein optimaler Verbund des Magnetgehäuses 2 mit dem Ventilkörper 12 über den Dichtungsverguss 38 gegeben ist.

Claims

Elektromagnetisches Ventil für gasförmige und flüssige Medien, umfassend eine Elektrospule (27) und einen axial verlagerbaren Magnetanker (10) in einem Magnetgehäuse (2), das mit einem Mediumseingang (3), einem Magnetkern (4) und einem Gehäusemantel (5) materialeinheitlich einstückig ist, einen mit einem Magnetjoch (14), einem Ventilsitz (16) und einem Mediumsausgang (18) materialeinheitlich einstückigen Ventilkörper (12), der mit dem Magnetgehäuse (2) verbunden ist, und einen Dichtungsverguss (38), der außen an der Verbindung des Magnetgehäuses (2) und des Ventilkörpers (12) angeordnet ist und eine dichte Einführung (37) für mindestens ein Elektrokabel (36) aufweist.
Ventil nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetgehäuse (2) und der Ventilkörper (12) bezüglich einer gemeinsamen Mittenachse (1) rotationssymmetrisch ausgebildet sind.
Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mediumseingang (3) und der Mediumsausgang (18) koaxial an einander gegenüberliegenden Enden vorgesehen sind.
Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mediumseingang (3) einen eine Bodenwand (8) des topfförmigen Gehäusemantels (5) axial nach außen überragenden Rohransatz (6) aufweist.
Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohransatz (6) des Mediumseingangs (3) mit mindestens einer Welle (7) für eine Schlauchbefestigung ausgebildet ist.
Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetkern (4) ausgehend von der Bodenwand (8) in den topfförmigen Gehäusemantel (5) hineinragt.
Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetkern (4) axial etwa halb so lang ist wie der Gehäusemantel (5).
Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetkern (4) von einem Ankerführungsrohr (9) umfasst ist, in dem der Magnetanker (10) gelagert ist.
Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Mediumsbohrung (22) des Magnetkerns (4) eine dem Magnetanker (10) axial zugeordnete Feder (25) gelagert ist.
Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetanker (4) einen radialen Schlitz (23) für eine Mediumsführung von der Mediumsbohrung (22) des Magnetkerns (4) zu einer Ventilkammer (20) aufweist.
Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetanker (4) in der Ventilkammer (20) an der dem Magnetkern (4) abgewandten Stirnseite eine den Ventilsitz (16) des Ventilkörpers (12) wahlweise verschließende oder freigebende Dichtung (11) aufweist.
Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (16) in einer Querwand (15) des Ventilkörpers (12) ausgebildet ist, die die Ventilkammer (20) mitbegrenzt.
Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass da Magnetjoch (14) des Ventilkörpers (12) als Ringbund ausgebildet ist, der in dem Gehäusemantel (5) ortsfest eingepresst und/oder eingeschweißt, eingeklebt oder dergleichen festgelegt ist.
Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mediumsausgang (18) als die Querwand (15) des Ventilkörpers (12) axial nach außen überragender Rohrstutzen (17) ausgebildet ist.
Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrstutzen (17) des Mediumsausgangs (18) außen einen Ringwulst (19) aufweist.
Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrospule (27) auf einem Spulenkörper (28) angeordnet ist, der an der einen Stirnwand (29) mittels eines ersten O-Rings (31) gegenüber dem Ankerführungsrohr (9) und der Bodenwand (8) des Magnetgehäuses (2) und an der anderen Stirnwand (30) mittels eines zweiten O-Rings (32) gegenüber dem Ankerführungsrohr (9) und dem Magnetjoch (14) des Ventilkörpers (12) abgedichtet ist.
Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Ventilkörper (12) etwa in der Ebene des Ventilsitzes (16) eine Leiterplatte (34) zugeordnet ist, an der Drahtanschlussstifte (33) der Elektrospule (27) und Leiter (35) des Elektrokabels (36) kontaktiert sind.
Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (34) in dem Dichtungsverguss (38) eingeschlossen ist.
Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsverguss (38) den Gehäusemantel (5) des Magnetgehäuses (2) mindestens teilweise dicht umschließt und an dem Ringwulst (19) des Ventilkörpers (12) dicht angeschlossen ist.
Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektrokabel (36) in einem Winkel von etwa 45° zu dem Rohransatz (6) des Mediumseingangs (3) in den Dichtungsverguss (38) eingeführt ist.