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Die
Erfindung betrifft eine Federeinrichtung zum Vorspannen einer Dichtlippe
gegen eine Lauffläche.
Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Ventilkolben, insbesondere
einen Magnetventilkolben, mit einer Dichtlippe, die durch eine Federeinrichtung
gegen eine Lauffläche
für den
Ventilkolben vorgespannt ist. Die Erfindung betrifft des Weiteren
eine Betankungsventileinrichtung, insbesondere ein Magnetventil,
mit einer Lauffläche,
an der eine Dichtlippe eines vorab beschriebenen Ventilkolbens anliegt.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Federeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1 zu schaffen, die kostengünstig
herstellbar ist und auch bei extremen Betriebsbedingungen, wie bei
großen Temperaturschwankungen
und/oder Verschleiß,
eine einwandfreie Funktion der Dichtlippe ermöglicht.
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Die
Aufgabe ist bei einer Federeinrichtung zum Vorspannen einer Dichtlippe
gegen eine Lauffläche,
dadurch gelöst,
dass die Federeinrichtung einen Federringkörper umfasst, von dem sich
in radialer Richtung eine Vielzahl von Federfingern erstreckt. Die
Federfinger erstrecken sich von dem vorzugsweise geschlossenen Federringkörper speichenartig nach
außen
oder innen. Durch die erfindungsgemäße Feder einrichtung können temperaturbedingte
Gestalt- beziehungsweise Volumenänderungen
sowie Veränderungen
der Eigenschaften der Dichtlippe auch bei extremen Temperaturschwankungen
sicher ausgeglichen werden. Die Federfinger sorgen dafür, dass
die Dichtlippe stabil in dichtender Anlage an der Lauffläche gehalten
wird. Die Federfinger können sich
radial nach außen
oder nach innen erstrecken. Gemäß einem
besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel
erstrecken sich die Federfinger radial nach außen.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Federeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass an den freien
Enden der Federfinger jeweils ein Steg vorgesehen ist, der quer
zu dem zugehörigen
Federfinger verläuft.
Die Stege erstrecken sich vorzugsweise im Wesentlichen in tangentialer
Richtung. Die Stege können
auch durch einen radial äußeren Ring
einstückig
miteinander verbunden sein.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Federeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Stege
jeweils bezogen auf die Längsachse
des zugehörigen
Federfingers in sich symmetrisch sind. Bei der Längsachse der Federfinger handelt
es sich jeweils um deren sich in radialer Richtung erstreckende
Mittelachse.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Federeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Stege
jeweils eine Anlagekante aufweisen, die an der Dichtlippe anliegt.
Die Anlagekante schafft eine Linienberührung zwischen den Stegen und
der Dichtlippe.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Federeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Stege
jeweils eine Anlagefläche
aufweisen, die an der Dichtlippe anliegt. Die Anlagefläche schafft
eine Flächenberührung zwischen
den Stegen und der Dichtlippe.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Federeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Stege
insbesondere einstückig
miteinander verbunden sind. Die Stege können zum Beispiel durch einen
weiteren Federringkörper
einstückig
miteinander verbunden sein, der sich radial außerhalb des vorab erwähnten Federringkörpers erstreckt.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Federeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sich die Federfinger
im nicht eingebauten Zustand der Federeinrichtung in der gleichen
Ebene erstrecken wie der Federringkörper. Dadurch wird die Herstellung
der Federeinrichtungen vereinfacht. Vorzugsweise werden die Federeinrichtungen
durch Ätzen
hergestellt.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Federeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Federfinger
im eingebauten Zustand gekrümmt
sind. Vorzugsweise sind die Federfinger so gekrümmt, dass die Federfinger im
eingebauten Zustand unter Vorspannung in einer gemeinsamen gekrümmten Kreisringfläche angeordnet
sind.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Federeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Federringkörper, die
Federfinger und die Stege einstückig
miteinander verbunden sind. Die Federeinrichtung ist vorzugsweise
aus Federstahl, insbesondere aus Federedelstahl, gebildet.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Federeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippe
aus Kunststoff gebildet ist. Vorzugsweise ist die Dichtlippe aus
Polytetrafluorethylen (PTFE) gebildet.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Federeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippe
einstückig
mit einem Dichtungsgrundkörper
verbunden ist, der im Wesentlichen die Gestalt einer Kreisringscheibe
aufweist. Die Dichtlippe ist von dem Dichtungsgrundkörper weg gekrümmt.
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Bei
einem Ventilkolben, insbesondere einem Magnetventilkolben, mit einer
Dichtlippe, ist die vorab angegebene Aufgabe dadurch gelöst, dass
die Dichtlippe durch eine vorab beschriebene Federeinrichtung gegen
eine Lauffläche
für den
Ventilkolben vorgespannt ist.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Ventilkolbens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung,
insbesondere der Federringkörper, zwischen
der Dichtlippe, insbesondere dem Dichtungs grundkörper, und einer Dichtscheibe
eingespannt ist. Vorzugsweise haben der Federringkörper und
der Dichtungsgrundkörper
in radialer Richtung etwa die gleiche Ausdehnung.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Ventilkolbens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung,
insbesondere der Federringkörper,
der Dichtungsgrundkörper
und die Dichtscheibe zwischen einem Haltekörper und einem Stützring eingespannt
sind. Der Haltekörper
ist vorzugsweise schirmartig ausgebildet. Der Stützring hat im Wesentlichen
die Gestalt einer Kreisringscheibe.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Ventilkolbens ist dadurch gekennzeichnet, dass von dem Haltekörper ein
Führungsdorn
ausgeht. Vorzugsweise weist der Führungsdorn einen Abschnitt
mit einem Außengewinde
auf, auf das ein komplementär
ausgebildetes Innengewinde des Stützrings aufgeschraubt ist.
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Die
Erfindung betrifft des Weiteren eine Betankungsventileinrichtung,
insbesondere ein Magnetventil, mit einer Lauffläche, an der die Dichtlippe
des vorab beschriebenen Ventilkolbens anliegt. Der Ventilkolben
wird vorzugsweise hydraulisch oder pneumatisch betätigt. Die
Betankungsventileinrichtung dient vorzugsweise zum Betanken von
Kraftfahrzeugen mit Kraftstoff, insbesondere mit Benzin.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Be schreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung
ein Ausführungsbeispiel
im Einzelnen beschrieben ist. Es zeigen:
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1 eine
erfindungsgemäße Betankungsventileinrichtung
mit einem Ventilkolben im Längsschnitt
und
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2 eine
perspektivische Darstellung des Ventilkolbens aus 1.
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In 1 ist
eine Betankungsventileinrichtung 1 mit einer Lauffläche 2 angedeutet,
die an einem Ventilgehäuse 3 vorgesehen
ist. Die Lauffläche 2 hat
die Gestalt einer geraden Kreiszylindermantelfläche. Bei der Betankungsventileinrichtung 1 handelt es
sich um ein Magnetventil, das zum Betanken von Kraftfahrzeugen mit
Kraftstoff verwendet wird. An der Lauffläche 2 des Ventilgehäuses 3 liegt
eine Dichtlippe 4 eines Ventilkolbens 5 an. Die
Laufffläche
kann auch an einem separaten Bauteil vorgesehen sein, zum Beispiel
an einer Laufbuchse. Der Ventilkolben 5 ist in dem Ventilgehäuse 3 hin
und her bewegbar aufgenommen, um eine Verbindung zwischen einem Eingang
und einem Ausgang des Ventilgehäuses 3 definiert
freizugeben oder zu verschließen.
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Der
Ventilkolben 5 umfasst einen Führungsdorn 10, an
dem eine im Wesentlichen kreiszylindermantelförmige Führungsfläche 11 ausgebildet
ist. Der Führungsdorn 10 mit
der Führungsfläche 11 dient
dazu, den Ventilkolben 5 hin und her bewegbar in dem Ven tilgehäuse 3 zu
führen.
In dem Führungsdorn 10 ist
ein zentrales Sackloch 12 ausgespart.
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An
einem Ende ist der Führungsdorn 10 einstückig mit
einem schirmartigen Haltekörper 14 verbunden,
der auf seiner dem Führungsdorn 10 abgewandten
Seite eine Spitze 15 aufweist. Die zentral angeordnete
Spitze 15 des schirmartigen Haltekörpers 14 des Führungsdorns 10 weist
zwei Ausnehmungen 16, 17 mit zwei Angriffsflächen 18, 19 für ein (nicht
dargestelltes) Montagewerkzeug auf. Der schirmartige Haltekörper 14 weist
auf seiner der Spitze 15 abgewandten Seite eine Anlagefläche 21 für eine Dichtscheibe 20 auf.
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Die
Dichtscheibe 20 hat im Wesentlichen die Gestalt einer Kreisringscheibe
mit einem rechteckigen Querschnitt. Die Dichtscheibe 20 wirkt
im eingebauten Zustand des Ventilkolbens 5 mit einem Dichtsitz
zusammen. Die Dichtscheibe 20 wirkt mit einem Stützring 22 zusammen.
Zwischen dem Stützring 22 und
der Dichtscheibe 20 sind ein Federringkörper 24 einer Federeinrichtung 25 und
ein Dichtungsgrundkörper 28 eingeklemmt.
Der Dichtungsgrundkörper 28 und
der Federringkörper 24 haben
jeweils die Gestalt einer Kreisringscheibe mit dem gleichen Innendurchmesser
und etwa dem gleichen Außendurchmesser.
Allerdings weist die Dichtscheibe 20 eine größere Dicke
als der Federringkörper 24 auf.
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Der
Federringkörper 24 der
Federeinrichtung 25 ist zwischen der Dichtscheibe 20 und
einem Dichtungsgrundkörper 28 eingeklemmt.
Der Dichtungsgrundkör per 28 hat
im Wesentlichen die Gestalt einer Kreisringscheibe, die außen einstückig mit
der Dichtlippe 4 verbunden ist. Der Dichtungsgrundkörper 28 ist
zwischen dem Stützring 22 und
dem Federringkörper 24 angeordnet.
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2 zeigt
eine perspektivische Darstellung des Ventilkolbens mit der Federeinrichtung 25 aus 1.
Von dem Federringkörper 24 der
Federeinrichtung 25 erstreckt sich eine Vielzahl von Federfingern 31, 32, 33 speichenartig
radial nach außen.
Die Federfinger 31 bis 33 liegen an dem Dichtungsgrundkörper 28 beziehungsweise
der Dichtlippe 4 an. An den freien Enden der Federfinger 31 bis 33 ist
jeweils ein Steg 35, 36, 37 ausgebildet.
Die Stege 35 bis 37 erstrecken sich in Umfangsrichtung
und liegen an der Dichtlippe 4 an.
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Die
Federeinrichtung 25 wird vorzugsweise durch Ätzen aus
einem ebenen Metallblechstück
hergestellt. Die Federfinger 31 bis 33 mit den
Stegen 35 bis 37 erstrecken sich in einer Ebene
mit dem Federringkörper 24.
Beim Zusammenbau des Ventilkolbens 5 wird zunächst die
Dichtscheibe 20 auf der Anlagefläche 21 zur Anlage
gebracht. Dann wird die Federeinrichtung 25 gegebenenfalls
zusammen mit dem Dichtungsgrundkörper 28 montiert.
Dabei werden die Federfinger 31 bis 33 mit den
Stegen 35 bis 37, in 1 nach unten,
gebogen und vorgespannt.
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Durch
die Vorspannung der Federfinger 31 bis 33 werden
die Stege 35 bis 37 von innen gegen die Dichtlippe 4 gedrückt, so
dass diese außen
in Anla ge an der Lauffläche 2 gehalten
wird. Der Stützring wird
mit Hilfe einer Befestigungseinrichtung 40 an dem Führungsdorn 10 befestigt.
Die Befestigungseinrichtung 40 kann zwei zusammenwirkende
Gewinde oder Klipselemente umfassen. Zur Abdichtung ist in einer
Zylindersenkung des Stützrings 22 ein O-Ring 41 aufgenommen,
der an dem Führungsdorn 10 und
dem Dichtungsgrundkörper 28 anliegt.
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In 2 ist
durch zwei gestrichelte Linien 44, 45 angedeutet,
dass die Stege 35 bis 37 auch durch einen radial äußeren Federringkörper einstückig miteinander
verbunden sein können.
Dann wären
die Federfinger 31 bis 33 an ihren radial äußeren Enden durch
einen durchgehenden Steg 44, 45 miteinander verbunden,
und nicht durch eine Vielzahl von Einzelstegen.