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Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Magnetventil mit einem vorgespannten Handnotbolzen zur Handnotbetätigung eines Ankers, der einen Fluidfluss steuert.
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Es ist ein elektrisches Magnetventil bekannt, dessen Anker bewegt wird, um einen Fluidfluss zu steuern. Der Anker ist mittels einer Feder vorgespannt. Es gibt Situationen, in denen das elektromagnetische Magnetventil manuell betätigt werden muss (Testzwecke). Hierfür ist ein vorgespannter Handnotbolzen, der mittels einer separaten Feder vorgespannt ist, vorgesehen.
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Aus
DE 600 07 709 T2 ist ein Magnetventil bekannt, bei dem ein vorgespannter Handnotbolzen senkrecht zu Schließrichtung des Ventils angeordnet ist. Nachteilig an dieser Lösung ist der aufwändige Gehäuseaufbau.
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Weiterhin ist aus
DE 200 13 052 U1 eine Handbetätigungseinrichtung bekannt, die neben einem Notbetrieb des Ventils auch eine Entlüftungsfunktion bereitstellt. Diese Handbetätigungseinrichtung ist nicht gegen den Anker oder den Ventilstößel vorgespannt, so dass auf dem ersten Stück des Betätigungsweges keine Wirkung auf den Fluidfluss erfolgt. Dies wird bei der Bedienung als unkomfortabel empfunden.
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Aus
DE 35 03 357 C2 ist ein Doppelsitzventil bekannt, bei dem eine Hälfte des Ventilgehäuses komplett elastisch ausgebildet ist. Eine Vorspannung wird hier somit über eine Gehäusehälfte erzielt. Derartige Ventile sind gut für niedrige Fluiddrücke geeignet, bei höheren Fluiddrücken ist die elastisch ausgebildete Gehäusehälfte fehleranfällig oder ungeeignet.
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Eine weitere Handnotbetätigung für ein Magnetventil mittels eines Kipphebels ist aus
DE 19 23 201 U bekannt. Auch hier ist die Handbetätigung senkrecht zur Ventilachse bzw. zur Achse des Magnetkerns ausgerichtet. Nachteilig an dieser Lösung sind der hohe Bedarf an Bauraum für die Handnotbetätigung sowie der komplexe Gehäuseaufbau des Ventils.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrisches Magnetventil der eingangs genannten Art zu verbessern und im Aufbau zu vereinfachen.
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Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Handnotbolzen mit einer Federeinrichtung einstückig verbunden ist und die Federeinrichtung mit spiralförmigen Federelementen ausgebildet ist.
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Eine einstückige Ausbildung einer Federeinrichtung mit dem Handnotbolzen führt zu einer Reduzierung der Bauteile und somit auch der Montageschritte. Der Handnotbolzen und eine Rückstellfeder müssen nicht mehr separat in mindestens zwei Arbeitsschritten eingesetzt werden, sondern es erfolgt nur noch ein einheitlicher Montageschritt des Handnotbolzens mit Federeinrichtung. Außerdem wird bei der Montage des Magnetventils, wenn der Handnotbolzen eingesetzt wird, automatisch die Federeinrichtung in der richtigen Position eingesetzt. Eine zusätzliche Justage der Federeinrichtung ist nicht mehr erforderlich. Es muss nur noch ein Bauteil justiert werden. Außerdem ist aufgrund der größeren und eindeutigeren Dimensionen ein Handnotbolzen leichter zu montieren als eine federnde Einrichtung. Die Federeinrichtung muss nicht mehr aus einer Vielzahl anderer Federeinrichtungen mühsam bzw. über aufwendige Maschinen und Verfahren partitioniert werden. Die Gefahr eines falschen Einsetzens der Federeinrichtung beim Zusammenbau reduziert sich. Die Funktionssicherheit wird erhöht, da die Toleranzen beziehungsweise Fehlertoleranzen geringer sind. Es kann ein einfacheres Magnetventil geschaffen werden, das kostengünstiger herstellbar ist.
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Die Federeinrichtung kann mit mindestens zwei abstehenden geraden Schenkeln ausgebildet sein. Diese Schenkel sind federnde Elemente. Natürlich kann die Federeinrichtung in jeder aus dem Stand der Technik bekannten Art ausgebildet sein, zum Beispiel tellerförmig oder dreieckförmig, solange eine federnde Wirkung in Betätigungsrichtung des Handnotbolzens erzielt wird.
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Bevorzugt ist die Federeinrichtung mit spiralförmigen Federelementen ausgebildet. Die Spirale weist einen Außendurchmesser auf, der vorzugsweise etwas kleiner ist, aber maximal dem Außendurchmesser des Handnotbolzens entspricht. Somit ist sowohl die federnde Funktion als auch eine kompakte Bauweise aus einfachen Formen, zum Beispiel Hohlzylindern aus Bohrungen im Magnetventilgehäuse, herstellbar.
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Die Federeinrichtung kann mit dem Handnotbolzen als einstückiges Bauteil in einem einzigen Herstellungsschritt zusammen gespritzt sein. Alternativ kann die Federeinrichtung an den Handbolzen in einem zweiten Verfahrensschritt angespritzt ausgebildet sein. Gerade letztere Herstellungsvariante schafft Bauteile mit einer erhöhten Genauigkeit sowie möglicherweise kürzere Herstellungszyklen, da der Kunststoff von mehreren Seiten in eine Spritzgussform eingeschossen wird.
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Vorteilhafterweise umfasst die Federeinrichtung mindestens zwei Federelemente. Diese mindestens zwei Federelemente schaffen einen gleichmäßigen Gegendruck für eine Handnotbetätigung mittels eines Handnotbetätigungsbolzens. Der Gegendruck der mindestens zwei Federelemente ist nicht zu schwach und auch nicht zu stark für eine Betätigung. Um die Fertigungswerkzeuge und Herstellungskosten des Handnotbolzens mit der Federeinrichtung möglichst kostengünstig herzustellen, sind die Federelemente mit etwas weniger als einem Spiralgang, vorzugsweise einem halben Spiralgang, ausgebildet.
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Damit der Handnotbolzen mit den Federelementen möglichst bruchsicher verbunden ist, sind die Federelemente aus dem gleichen Werkstoff wie der Handnotbolzen hergestellt.
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Um eine vereinfache und sichere Montage zu erzielen, stützt sich die Federeinrichtung gegen eine vorstehende Schulter am Gehäuse des Magnetventils.
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Um das zu steuernde Fluid am Austreten beim Handnotbolzen zu hindern, weist der Handnotbolzen eine ringförmige Nut auf, in der eine vorzugsweise ringförmige Dichtung angeordnet ist.
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Außerdem ergibt sich auch ein logistischer Vorteil der Federn bei der Montage, da die Federn am Handnotbolzen einstückig verbunden sind und nicht aus einer Menge von Spiralfedern mittels komplizierter automatischer Vorrichtungen und Verfahren separiert werden müssen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweiligen angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels, unter Bezugnahme auf drei zugehörige Zeichnungen, näher erläutert. Es zeigen:
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1 einen Querschnitt durch einen Ausschnitt eines elektrischen Magnetventils mit Handnotbetätigung,
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2 eine perspektivische Ansicht des Handnotbolzens im eingebauten Zustand und
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3 den Handnotbolzen in einer perspektivischen Ansicht.
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Die 1 zeigt einen Ausschnitt eines Querschnitts eines elektrischen Magnetventils 1. Ein Handnotbolzen 2 mit Federelementen 3 ist in der verlängerten Richtung eines Ankers 4 im Gehäuse 7 angeordnet.
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Der Anker 4 ist mittels einer Feder 42 vorgespannt. Ein gabelförmiger Ventilstößel 5 befindet sich zwischen dem Anker 4 und dem Handnotbolzen 2 koaxial angeordnet, wobei der Ventilstößel 5 über ein Dichtelement 82 mittels einer Feder 52 gegen den Anker 4 und den Handnotbolzen 2 vorgespannt ist. Zur Führung der Feder 52, die als Spiralfeder mit kleinem Durchmesser ausgebildet ist, befindet sich eine konzentrische Bohrung in dem Handnotbolzen 2 von der Seite des Ventilstößels 5 her.
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Der Handnotbolzen 2 ist von der Außenseite her eine kreisrunde Fläche, wie ein Knopf. Durch Betätigung des Ankers 4 aufgrund einer Strombeaufschlagung, der nicht vollständig dargestellten Spule des Magnetventils 1, wird der Ventilstößel 5 bewegt, und das steuerbare Fluid kann durch eine Düse 6 hindurchströmen. Eine Düse 8 wird durch die Bewegung des Ventilstößels 5 von einem Dichtelement 82 verschlossen. Im nichtbestromten, das heißt entspannten Zustand der Feder 42 ist die Düse 6 geschlossen.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind am Umfang der inneren Stirnfläche des Handnotbolzens 2 zwei Federelemente 3 aus dem gleichen Werkstoff wie der Handnotbolzen 2 angespritzt. Diese Federelemente 3 stützen sich gegen eine hervorspringende ringförmige Gehäuseschulter 72 des Gehäuses 7 ab. Konzentrisch davon befindet sich im Gehäuse 7 eine Bohrung zur Aufnahme des gabelförmigen Ventilstößels 5. Damit das steuerbare Fluid bei dem Handnotbolzen 2 nicht aus dem Gehäuse 7 austreten kann, weist der Handnotbolzen unterhalb der angesetzten spiralförmigen Federelemente 3 eine ringförmige Nut auf, in der ein Dichtring 22 zum sicheren Abdichten des Fluids angeordnet ist.
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Der Handnotbolzen 2 wird betätigt, wenn der Anker 4 sich nicht bewegen lässt, zum Beispiel, weil kein Strom zur Verfügung steht. Somit kann das, durch das Magnetventil 1 steuerbare, Fluid notbetätigt werden.
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Die 2 zeigt in einer perspektivischen Ansicht den Handnotbolzen 2 mit zwei angespritzten Federelementen 3, die spiralförmig von der Stirnfläche zum Inneren des Gehäuses 7 abgesetzt sind. Alle anderen Bauteile sind aufgeschnitten dargestellt, außer der konzentrisch angeordneten Feder 52, die gegen ein Dichtelement 82 des Ventilstößels 5 gespannt ist. Die Düse 8 ist in diesem Zustand offen. Das steuerbare Fluid kann somit durch die Düse 8 strömen.
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Wie aus der 3 zu sehen ist, sind die spiralförmigen Federelemente 3 jeweils um 180° zueinander versetzt angeordnet und weisen einen ungefähr halben Spiralgang auf. Aufgrund dieses einstückigen Bauteils ist sichergestellt, dass bei der Montage des Handnotbolzens 2 die Federelemente 3 in der richtigen Position zum Handnotbolzen 2 angeordnet werden. Die Gefahr, dass sich die spiralförmige Feder, wie im Stand der Technik, vor oder bei der Montage verhakt oder bei der Montage querstellt, besteht nicht mehr. Die Federelemente 3 sind wegen ihrer einstückigen Ausbildung mit dem Handnotbolzen 2 leichter vor und während der Montage handhabbar.
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Insbesondere wird auf die zeichnerische Darstellungen für die Erfindung als wesentlich verwiesen.
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Die jetzt mit der Anmeldung und später eingereichten Ansprüche sind Versuche zur Formulierung ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Schutzes.
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Sollte sich hier bei näherer Prüfung, insbesondere auch des einschlägigen Standes der Technik, ergeben, dass das eine oder andere Merkmal für das Ziel der Erfindung zwar günstig, nicht aber entscheidend wichtig ist, so wird selbstverständlich schon jetzt eine Formulierung angestrebt, die ein solches Merkmal, insbesondere im Hauptanspruch, nicht mehr aufweist.
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Die in den abhängigen Ansprüchen angeführten Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin. Jedoch sind diese nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
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Merkmale, die bislang nur in der Beschreibung offenbart wurden, können im Laufe des Verfahrens als von erfindungswesentlicher Bedeutung, zum Beispiel zur Abgrenzung vom Stand der Technik, beansprucht werden.
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Merkmale, die nur in der Beschreibung offenbart wurden, oder auch Einzelmerkmale aus Ansprüchen, die eine Mehrzahl von Merkmalen umfassen, können jederzeit zur Abgrenzung vom Stande der Technik in den ersten Anspruch übernommen werden, und zwar auch dann, wenn solche Merkmale im Zusammenhang mit anderen Merkmalen erwähnt wurden beziehungsweise im Zusammenhang mit anderen Merkmalen besonders günstige Ergebnisse erreichen.
