DE102008020019A1

DE102008020019A1 - Elektromagnetventil

Info

Publication number: DE102008020019A1
Application number: DE200810020019
Authority: DE
Inventors: Claus Brüstle; Eduard Golovatai-Schmidt
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-04-22
Filing date: 2008-04-22
Publication date: 2009-10-29

Abstract

Elektromagnetventil mit einem Ventilgehäuse (1), das einen Ventilschließkörper (3) und eine den Ventilschließkörper (3) beherrschende Magnetbetätigungseinheit aufweist, wobei der Ventilschließkörper (3) mit einem Ventilsitz (6) in Wirkverbindung steht und den Strömungsquerschnitt zwischen einem Hochdruckanschluss am Ventilgehäuse (1) und einem Niederdruckanschluss am Ventilgehäuse (1) in Verlängerung des Ventilsitzes (6) beherrscht, wobei im Bereich des Ventilsitzes (6) und/oder Niederdruckanschlusses eine am Ventilgehäuse (1) abgestützte Druckfeder (8) angeordnet ist, die mit ihrem anderen Ende den Ventilschließkörper (3) in Öffnungsrichtung gegen die Schließkraft der Magnetbetätigungseinheit belastet, und mit einem Dichtelement, das zwischen dem Ventilgehäuse (1) und dem Ventilschließkörper (3) an dessen dem Ventilsitz (6) abgewandten Bereich angeordnet ist, wobei das Dichtelement als Dichtring (10) ausgebildet ist, der in einer Nut (11) des Ventilschließkörpers (3) geführt ist, und wobei der Dichtring (10) mit seiner Mantelfläche (13) an einer Bohrung (4) im Ventilgehäuse (1) mit Druckspannung anliegt.

Description

Gebiet der Erfindung
Elektromagnetventil mit einem Ventilgehäuse, das einen Ventilschließkörper und eine den Ventilschließkörper beherrschende Magnetbetätigungseinheit aufweist, wobei der Ventilschließkörper mit einem Ventilsitz in Wirkverbindung steht und den Strömungsquerschnitt zwischen einem Hochdruckanschluss am Ventilgehäuse und einem Niederdruckanschluss am Ventilgehäuse in Verlängerung des Ventilsitzes beherrscht und wobei im Bereich des Ventilsitzes und/oder Niederdruckanschlusses eine am Ventilgehäuse abgestützte Druckfeder angeordnet ist, die mit ihrem anderen Ende den Ventilschließkörper in Öffnungsrichtung gegen die Schließkraft der Magnetbetätigungseinheit belastet, und mit einem Dichtelement, das zwischen dem Ventilgehäuse und dem Ventilschließkörper, an dessen dem Ventilsitz abgewandten Bereich, angeordnet ist.
Hintergrund der Erfindung
Ein derartiges gattungsbildendes Magnetventil ist aus der DE-103 32 345 A1 bekannt. Bei diesem Elektromagnetventil ist das Dichtelement als gummielastischer Dichtring ausgebildet, der mit einer Stahlscheibe in Wirkverbindung steht, die federbelastet ist. Um einen ebenen Anschlag für den gummielastischen Dichtring zu erzeugen, ist noch ein Konusring eingefügt.
Abgesehen davon, dass dieses Dichtelement durch die Menge seiner Bauteile aufwändig, teuer und störanfällig ist, unterliegt der gummielastische Dichtring auch einem nicht unerheblichen Verschleiß. Weiterhin wird als nachteilig empfunden, dass das bekannte Dichtelement axiale Reibungskräfte am Ventilschließkörper erzeugt, die die Bewegung des Schließkörpers behindern und verlangsamen. Weiterhin treten zusätzliche Schwankungen der axialen Reibkraft durch Fertigungstoleranzen des Gummiteils und der Federkräfte auf. Dadurch entstehen unterschiedliche Ansprechgeschwindigkeiten des Elektromagnetventils. Nachteilig ist weiterhin die Abhängigkeit der Reibkraft von dem momentanen Druck im Hochdruckraum um den Ventilschließkörper herum.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es daher, das bekannte Elektromagnetventil so zu verbessern, dass die geschilderten Nachteile vermieden werden und eine dauerhaft standfeste und betriebssichere Abdichtung zwischen Ventilkörper und Ventilgehäuse entsteht. Die Dichtung soll eine niedrige Reibung zwischen dem beweglichen Ventilschließkörper und dem feststehenden Gehäuse aufweisen. Weiterhin soll die Reibung druckunabhängig sein. Schließlich soll die Dichtung die Zentrierung des Ventilschließteiles im Ventilsitz nicht beeinträchtigen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass das Dichtelement als Dichtring ausgebildet ist, der in einer Nut des Ventilschließkörpers geführt ist und dass der Dichtring mit seiner Mantelfläche an einer Ausnehmung im Ventilgehäuse mit Druckspannung anliegt. Dabei ist der Dichtring vorzugsweise aus Stahl ausgebildet und weist einen radialen Schlitz auf. Dieser Schlitz ist vorzugsweise durch Sprengen eines geschlossenen Ringes erzeugt worden.
Ein Verfahren zum Sprengen eines geschlossenen Ringes ist durch die DE-31 20 655 C2 an sich bekannt. Dieses Dokument bezieht sich allerdings auf das Sprengen eines Kolbenringes von Hubkolbenbrennkraftmaschinen. Bei der vorliegenden Erfindung hat ein gesprengter und damit geschlitzter Dichtring aber eine besondere Bedeutung, weil die Stirnflächen durch dieses Herstellungsverfahren uneben sind und dadurch bei entsprechender Passung eine hinreichende Dichtheit des Schlitzes hergestellt werden kann.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass zwischen dem Nutengrund im Ventilschließkörper und dem Dichtring ein Spalt vorgesehen ist, wobei der Dichtring im Schließkörper an den Flanken dichtend aber beweglich geführt ist.
Durch diese Maßnahmen wird erreicht, dass einerseits eine hohe Dichtheit des Dichtringes gewährleistet ist, andererseits aber ein sicherer Sitz des Ventilschließkörpers im Ventilsitz des Gehäuses gegeben ist, da der Ventilschließkörper im Bereich des Dichtringes eine gewisse radiale Beweglichkeit zulässt. Zur Verbesserung der Dichtheit und Nachgiebigkeit kann die äußere Mantelfläche des Dichtringes sphärisch ausgeführt sein.
Auch der Gegensitz am Schließkörper und/oder der Ventilsitz im Ventilgehäuse können ballig oder sphärisch ausgeführt sein, um die Dichtheit des Ventilsitzes zu verbessern.
Um keine axialen Kräfte durch den hydraulischen Druck im Raum des Hochdruckanschluss zu verursachen, wird der Außendurchmesser des Dichtringes und damit der Durchmesser der zylindrisch ausgeführten Bohrung im Gehäuse gleich dem Kontaktdurchmesser zwischen dem Gegensitz und dem Ventilsitz ausgeführt.
Weiterhin sind der Ventilschließkörper, die Abstützung der Druckfeder und ein ggf. sich an den Ventilschließkörper anschließendes Zwischenrohr mit einer zentralen Öffnung oder Bohrung versehen, um auch einen inneren Druckausgleich sicher zu stellen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen verwiesen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen:
1: einen Längsschnitt durch ein Elektromagnetventil ohne Magnetbetätigungseinheit,
2: eine Seitenansicht eines Dichtringes aus Stahl,
3: einen Querschnitt durch den Dichtring gemäß 2,
4: eine Seitenansicht eines modifizierten Dichtringes ähnlich 2 und
5: einen Schnitt durch den Dichtring gemäß 4.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
In den 1 bis 5 ist, soweit im Einzelnen dargestellt, mit 1 ein Ventilgehäuse bezeichnet, das einen mit 2 bezeichneten Ventilsitzring aufweist, der als Ringkörper ausgebildet und am Gehäuse befestigt ist. An den Ventilsitzring 2 schließt sich im Inneren des Gehäuses ein Ventilschließkörper 3 an, der mit einem Hals in eine Bohrung 4 des Gehäuses ragt. An die Bohrung 4 schließt sich eine reduzierte Bohrung an, in der ein mit 5 bezeichnetes Zwischenrohr eingebaut ist, das nicht näher dargestellt, mit der Magnetbetätigungseinheit in Wirkverbindung steht. Der Ventilsitzring 2 weist einen mit 6 bezeichneten Ventilsitz auf, dem ein Gegensitz 7 am Ventilschließkörper 3 angepasst ist. Innerhalb des Ventilsitzringes 2 ist eine mit 8 bezeichnete Druckfeder eingebaut, die sich einerseits am Ventilschließkörper 3 und andererseits an einem Stützdeckel 9 abstützt, der am Gehäuse 1 befestigt ist. Der Ventilschließkörper 3 weist im Bereich des Halses einen mit 10 bezeichneten Dichtring auf, der in einer Nut 11 des Ventilschließkörpers 3 eingesetzt ist. Der Dichtring 10 liegt mit Eigenspannung an der Innenwand der Bohrung 4 an und hat im Nutengrund ein gewisses radiales Spiel, um eine Doppelpassung zwischen dem Ventilsitz 6 und Gegensitz 7 sowie dem Hals des Ventilschließkörpers 3 zu vermeiden.
Ein in den 2 und 3 in vergrößertem Maßstab dargestellter Dichtring 10 ist aus Stahl hergestellt, wobei der mit 12 bezeichnete Schlitz durch Sprengen des Dichtringes 10 hergestellt ist. Durch diese Maßnahme sind die sich gegenüberstehenden Stirnflächen des Schlitzes 12 entsprechend einer Kraterfläche ausgebildet, so dass, auch dann, wenn sich die Stirnflächen des Schlitzes 12 nicht unter Druck gegenüber stehen, eine hinreichende Dichtheit gegeben ist. Der Dichtring 10 gemäß den 4 und 5 unterscheidet sich von den 2 und 3 dadurch, dass die mit 13 bezeichnete äußere Mantelfläche des Dichtringes 10 sphärisch ausgebildet ist, so dass eine klare Dichtlinie zwischen dem Dichtring 10 und der Bohrung 4 entsteht.

1: Ventilgehäuse
2: Ventilsitzring
3: Ventilschließkörper
4: Bohrung
5: Zwischenrohr
6: Ventilsitz
7: Gegensitz
8: Druckfeder
9: Stützdeckel
10: Dichtring
11: Nut
12: Schlitz
13: Mantelfläche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10332345 A1 [0002]
- DE 3120655 C2 [0006]

Claims

Elektromagnetventil mit einem Ventilgehäuse (1), das einen Ventilschließkörper (3) und eine den Ventilschließkörper (3) beherrschende Magnetbetätigungseinheit aufweist, wobei der Ventilschließkörper (3) mit einem Ventilsitz (6) in Wirkverbindung steht und den Strömungsquerschnitt zwischen einem Hochdruckanschluss am Ventilgehäuse (1) und einem Niederdruckanschluss am Ventilgehäuse (1) in Verlängerung des Ventilsitzes (6) beherrscht und wobei im Bereich des Ventilsitzes (6) und/oder Niederdruckanschlusses eine am Ventilgehäuse (1) abgestützte Druckfeder (8) angeordnet ist, die mit ihrem anderen Ende den Ventilschließkörper (3) in Öffnungsrichtung gegen die Schließkraft der Magnetbetätigungseinheit belastet, und mit einem Dichtelement, das zwischen dem Ventilgehäuse (1) und dem Ventilschließkörper (3), an dessen dem Ventilsitz (6) abgewandten Bereich, angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement als Dichtring (10) ausgebildet ist, der in einer Nut (11) des Ventilschließkörpers (3) geführt ist, und dass der Dichtring (10) mit seiner Mantelfläche (13) an einer Bohrung (4) im Ventilgehäuse (1) mit Druckspannung anliegt.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (10) aus Stahl hergestellt ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (10) einen radialen Schlitz (12) aufweist, der durch Sprengen eines geschlossenen Ringes erzeugt ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Nutengrund im Ventilschließkörper (3) und dem Dichtring (10) ein Spalt vorgesehen ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (10) im Ventilschließkörper (3) dichtend aber beweglich geführt ist.
Elektromagnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Ventilschließkörper (3) ein Gegensitz (7) vorgesehen ist und dass der Gegensitz (7) und/oder der Ventilsitz (6) ballig oder sphärisch ausgeführt sind.
Elektromagnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der zylindrisch ausgeführten Bohrung (4) im Ventilgehäuse (1) dem Kontaktdurchmesser zwischen dem Gegensitz (7) und dem Ventilsitz (6) entspricht.
Elektromagnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelfläche (13) des Dichtringes (10) sphärisch ausgeführt ist.
Elektromagnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile des Elektromagnetventils von einem Stützdeckel (9) der Druckfedern (8) am Ventilgehäuse (1) ausgehend über den Ventilschließkörper (3) bis zur Magnetbetätigungseinheit eine Entlastungsbohrung aufweist.