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Die Erfindung bezieht sich auf ein Magnetventil mit einem Magnetteil und einem Ventilteil, die miteinander verbindbar sind, wobei das Magnetteil eine auf einem hülsenartigen Spulenträger mit einer koaxialen zylindrischen Hülsenöffnung gewickelte Magnetspule und das Ventilteil eine Buchse mit einer zylindrischen äußeren Mantelfläche aufweist, wobei die Buchse in die Hülsenöffnung des Spulenträgers einsetzbar ist.
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Bei derartigen Magnetventilen werden das Magnetteil und das Ventilteil als separate Baugruppen hergestellt und erst zu einem Transport oder bei einem Einbau in eine Anlage miteinander verbunden.
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Aufgabe der Erfindung ist es ein Magnetventil der eingangs genannten Art zu schaffen, das einfach, kompakt und bauraumsparend aufgebaut sowie leicht montierbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Buchse an ihrer äußeren zylindrischen Mantelfläche eine radial umlaufende Nut und der Spulenträger an der zylindrischen Wand der Hülsenöffnung eine oder mehrere radial nach innen federnd vorgespannte Rasten aufweist, wobei die Rasten bei in ihre Betriebsposition in der Hülsenöffnung eingesetzter Buchse federnd in die Nut eingerastet sind.
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Durch diese Ausbildung ist es mit einfachen Mitteln möglich nur durch Zusammenführen der beiden Baugruppen von Magnetteil und Hydraulikteil diese miteinander zu verbinden.
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Dazu sind über die Baugruppen hinaus keine speziellen Bauteile und auch kein zusätzliches Montagewerkzeug erforderlich.
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Zur weiteren Reduzierung von Bauteilen und von Montageaufwand können die Rasten einteilig mit dem Spulenträger ausgebildet sein.
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Das Erreichen der Betriebsposition des Ventilteils im Magnetteil wird montagefreundlich dadurch definiert, daß der Ventilteil einen oder mehrere axiale Anschläge aufweist, die bei einem axialen Einsetzen der Buchse in die Hülsenöffnung in der Betriebsposition der Buchse in der Hülsenöffnung an einem oder mehreren axialen Gegenanschlägen des Magnetteils zur Anlage kommen.
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Ist dabei der Anschlag oder der Gegenanschlag ein axial federnder Anschlag oder Gegenanschlag, so werden dadurch nicht nur Herstellungstoleranzen kompensiert.
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Da Wärmeausdehnungen der Spule beim Betrieb des Magnetventils zu einer stärkeren axialen Vergrößerung des Wicklungspakets der Magnetspule führen, als sich aufgrund anderer Materialien mit anderen Wärmeausdehnungen die Magnetspule umgebenden Bauteile ausdehnen, kommt es zu einer entsprechenden spielfreien Anpassung des Abstandes zwischen Spulenträger und Anschlag.
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Sind die Rasten Rastfederarme, die mit ihrem einen Ende an dem Spulenträger angeordnet sind und mit ihrem anderen Ende in Einschubrichtung gerichtet zur Längsachse der Buchse hin geneigt frei in die Hülsenöffnung ragen, so bilden die freien Enden der Rastfederarme entgegen der Einschubrichtung der Buchse wirkende starre Anschläge, während die Rastfedern in Einschubrichtung mit nur geringer Kraft auslenkbar sind.
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Sind auch der Anschlag oder Gegenanschlag federnd ausgebildet, so werden die freien Enden der Rastfederarme immer in Anlage an der dem freien Ende der Rasten näheren Seitenwand der Nut und somit in der korrekten Betriebsposition gehalten.
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Damit die Rastfederarme beim Einschieben der Buchse in die Hülsenöffnung in eine im wesentlichen keinen Widerstand bildende Position wegschwenken können, kann der Spulenträger in der zylindrischen Wand der Hülsenöffnung in den Bereichen der Rastfederarme eine oder mehrere Ausnehmungen aufweisen, in die die Rastfederarme aus der Hülsenöffnung heraus einschwenkbar sind.
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Eine besonders hohe Sicherheit gegen Überrasten in Aushubrichtung und damit sichern der Buchse in der Betriebsposition wird dadurch erreicht, daß die dem freien Ende der Rastfederarme nähere Seitenwand der Nut sich annähernd rechtwinklig zur Längsachse der Buchse erstreckt.
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Einfach herstellbar ist es dabei, wenn die Nut einen Rechteckquerschnitt aufweist.
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Zur Bauteilreduzierung und Vereinfachung der Montage können die axialen Gegenanschläge des Magnetteils einteilig mit dem Spulenträger ausgebildet sein.
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In einfacher Ausbildung können die axialen Anschläge oder die axialen Gegenanschläge axial elastische Anschläge oder Gegenanschläge sein.
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Ebenfalls zu einer einfachen Ausbildung führt es, wenn die axialen Anschläge Federarme sind, die mit ihrem einen Ende an dem Ventilteil angeordnet und mit ihrem anderen frei ragenden Ende zu dem Gegenanschlag oder den Gegenanschlägen hin geneigt sind.
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Es ist aber auch möglich, daß der axiale Anschlag eine konzentrisch zur Längsachse der Buchse ausgebildete Tellerfeder ist, die mit ihrem einen axialen Endbereich an dem Ventilteil angeordnet und mit ihrem anderen axialen Endbereich zu dem Gegenanschlag hin gerichtet ist.
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Ebenso können die axialen Gegenanschläge Federarme sein, die mit ihrem einen Ende an dem Magnetteil angeordnet und mit ihrem anderen frei ragenden Ende zu dem Anschlag oder den Anschlägen hin geneigt sind.
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Alternativ kann der axiale Gegenanschlag eine konzentrisch zur Längsachse der Buchse ausgebildete Tellerfeder sein, die mit ihrem einen axialen Endbereich an dem Ventilteil angeordnet und mit ihrem anderen axialen Endbereich zu dem Anschlag hin gerichtet ist.
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Im zumindest teilweise von der Magnetspule umschlossenen Bereich der Buchse kann ein Magnetanker verschiebbar geführt sein, durch den ein Ventilschieber eines Schieberventils oder ein Schließglied eines Sitzventils bewegbar beaufschlagbar ist.
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Bauteilsparend ist es, wenn im zumindest teilweise von der Magnetspule umschlossenen Bereich der Buchse ein Magnetanker verschiebbar geführt ist, der ein Ventilschieber eines Schieberventils oder ein Schließglied eines Sitzventils ist, wobei der Magnetanker eine Doppelfunktion erfüllt.
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Dabei kann der Magnetanker von einer Feder in eine erste Endstellung beaufschlagt sein und durch eine Magnetkraft des Magnetteils entgegen der Kraft der Feder in Richtung zu einer zweiten Endstellung bewegbar sein.
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Das aus dem Magnetteil herausragende Ende der Buchse kann mit einer Fluidkomponente verbindbar sein, wobei das aus dem Magnetteil herausragende Ende der Buchse in eine entsprechende Aufnahme der Fluidkomponente einsteckbar ist.
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Dabei hat die Verrastung des Ventilteils mit dem Magnetteil den Vorteil, daß bei einer Demontage des Magnetventils von der Fluidkomponente aus Servicegründen Magnetteil und Ventilteil verriegelt im Zusammenbauzustand verbleiben und nicht voneinander gelöst werden können.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen Längsschnitt eines Magnetventils.
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Das dargestellte Magnetventil besteht aus zwei vormontierbaren Baugruppen, dem Magnetteil 1 und dem Ventilteil 2.
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Das Ventilteil 2 weist eine Buchse 3 auf, die in ihrem mittleren Bereich eine radiale flanschartige Erweiterung 4 aufweist.
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Die Buchse 3 besitzt eine Durchgangsbohrung 5, die an ihrem rechten Ende in eine Erweiterungsstufe 6 größeren Durchmessers mündet.
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In die Erweiterungsstufe 6 ist eine Anschlußbuchse 7 fest eingesetzt, deren zentrische Durchgangsöffnung 8 einen geringeren Durchmesser besitzt als den Durchmesser der Durchgangsbohrung. 5.
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In einem Abstand zur Erweiterungsstufe 6 ist in der Buchse 3 eine radial durchgehende und damit die Durchgangsbohrung 5 schneidende Anschlußbohrung 9 ausgebildet.
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In der Durchgangsbohrung 5 ist ein als Ventilschieber ausgebildeter Magnetanker 10 verschiebbar geführt und durch eine vorgespannte Schraubendruckfeder 11 zur Anlage mit seiner einen Stirnseite an der als Anschlag wirkenden Anschlußbuchse 7 kraftbeaufschlagt.
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In dieser Schließposition werden von der zylindrischen Mantelfläche des Magnetankers 10 die Mündungen der Anschlußbohrung 9 und von der Stirnseite des Magnetankers 10 die Durchgangsöffnung 8 in der Anschlußbuchse 7 abgedeckt.
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Damit ist eine Fluidverbindung zwischen der Anschlußbohrung 9 und der Durchgangsöffnung 8 abgesperrt.
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An ihrem der Erweiterungsstufe 6 entgegengesetzten Ende ist die Durchgangsbohrung 5 durch eine mit Preßsitz eingesetzte Verschlußkappe 12 dicht verschlossen.
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An der Verschlußkappe 12 ist die Schraubendruckfeder 11 mit ihrem einen Ende abgestützt, während sie mit ihrem anderen Ende an der der Verschlußkappe 12 zugewandten Stirnseite des Magnetankers 10 in Anlage ist.
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Der Magnetanker 10 besitzt eine koaxial durchgehende Druckausgleichsbohrung 13, so daß bei geöffneter Fluidverbindung zwischen der Anschlußbohrung 9 und der Durchgangsöffnung 8 beide Stirnseiten des Magnetankers 10 mit dem Druck in der Fluidverbindung beaufschlagt sind und damit der Magnetanker 10 druckausgeglichen ist.
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Zur Ableitung von Leckage in dem Ringspalt 14 zwischen Durchgangsbohrung 5 und Magnetanker 10 weist der Magnetanker 10 eine durchgehende, die Druckausgleichsbohrung 13 schneidende Radialbohrung 15 auf.
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An seinem annähernd mittleren Bereich zwischen der radialen Erweiterung 4 und dem durch die Verschlußkappe 12 verschlossenen Ende besitzt die Buchse 3 an ihrer äußeren zylindrischen Mantelfläche eine radial umlaufende Nut 16 mit einem Rechteckquerschnitt.
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Auf die Buchse 3 ist ein Flansch 17 aufgeschoben, der sich mit seiner einen Seite an der radialen Erweiterung 4 abstützt.
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Die der radialen Erweiterung 4 abgewandte Seite des Flansches 17 bildet einen axialen Anschlag 18.
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Der Magnetteil 1 weist einen hülsenartigen Spulenträger 19 mit einer koaxialen zylindrischen Hülsenöffnung 20 auf.
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Über etwa 2/3 ihrer Länge von der rechten Seite her gesehen entspricht der Innendurchmesser der Hülsenöffnung 20 dem Außendurchmesser der Buchse 3.
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Das weitere Drittel der Länge der Hülsenöffnung 20 besitzt einen derart größeren Innendurchmesser, daß eine nutartige radial umlaufende Ausnehmung 21 gebildet ist.
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An dem Übergang von der Ausnehmung 21 zu dem Bereich der Hülsenöffnung 20 größeren Durchmessers sind einteilig mit dem Spulenträger 19 am Umfang verteilt mehrere Rastfederarme 22 ausgebildet, die sich in Richtung zur Ausnehmung 21 gerichtet und zur Längsachse 23 der Hülsenöffnung 20 geneigt frei in die Hülsenöffnung 20 erstrecken.
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Auf dem Spulenträger 19 ist eine Magnetspule 24 gewickelt und anschließend der Spulenträger 19 mit Kunststoff umspritzt, wobei gleichzeitig ein Steckanschluß 25 zur Kontaktierung der Magnetspule 24 mit angespritzt ist.
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An dem den geringeren Innendurchmesser der Hülsenöffnung 20 aufweisenden Ende besitzt der Spulenträger 19 stirnseitig am Umfang verteilt freiragende Federarme 26, die mit ihrem einen Ende einteilig angespritzt an dem Spulenträger 19 angeordnet sind und mit ihrem anderen freiragenden Ende von der Stirnseite des Spulenträgers 19 sich entfernend geneigt sind.
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Auf der den Federarmen 26 entgegengesetzten Seite ist ein flanschartiger Poltopf 27 mit einem Rohrfortsatz 28 in die Ausnehmung 21 eingeführt, bis er mit seinem Flansch an der den Federarmen 26 entgegengesetzten Stirnseite des Spulenträgers 19 in Anlage ist.
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Dabei ist die Länge des in die Ausnehmung 21 eingeführten Rohrfortsatzes 28 mindestens um die Länge der Rastfederarme 22 kürzer als die axiale Länge der Ausnehmung 21.
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Zum Zusammenbau von Magnetteil 1 und Ventilteil 2 wird das Magnetteil 1 mit der Hülsenöffnung 20 des Spulenträgers 19 und dem Poltopf 28 von dem die Verschlußkappe 12 aufweisenden Ende her mit einer bestimmten Montagekraft auf die Buchse 3 aufgeschoben, bis die Federarme 26 zur Anlage an dem Anschlag 18 des Flansches 17 kommen und zur Stirnseite des Spulenträgers 19 hin elastisch ausgelenkt werden.
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Annähernd in dieser Position gelangen auch die bei der Einschubbewegung durch die Buchse 3 in die Ausnehmung 21 ausgelenkten Rastfederarme 22 in den Bereich der Nut 16 und rasten in diese ein.
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Nach Entlasten von der Montagekraft drücken die Federarme 26 unter Beaufschlagung des Anschlags 18 den Magnetteil wieder soweit zurück, bis die Rastfederarme 22 mit ihren freien Enden zur Anlage an der der Verschlußkappe 12 näheren Seitenwand 29 der Nut 16 gelangen. Damit ist exakt die Betriebsposition des Magnetteils 1 auf dem Ventilteil 2 eingenommen.
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In dieser Betriebsposition befindet sich die Magnetspule 24 in der axialen Sollposition zum Magnetanker 10.
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Nun wird nur noch ein rohrartiges Gehäuse 30 aus Metall das Magnetteil 1 umschließend auf dieses aufgeschoben und an seinen beiden Enden den Poltopf 27 sowie den Flansch 17 umgreifend umgebördelt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Magnetteil
- 2
- Ventilteil
- 3
- Buchse
- 4
- radiale Erweiterung
- 5
- Durchgangsbohrung
- 6
- Erweiterungsstufe
- 7
- Anschlußbuchse
- 8
- Durchgangsöffnung
- 9
- Anschlußbohrung
- 10
- Magnetanker
- 11
- Schraubendruckfeder
- 12
- Verschlußkappe
- 13
- Druckausgleichsbohrung
- 14
- Ringspalt
- 15
- Radialbohrung
- 16
- Nut
- 17
- Flansch
- 18
- Anschlag
- 19
- Spulenträger
- 20
- Hülsenöffnung
- 21
- Ausnehmung
- 22
- Rastfederarme
- 23
- Längsachse
- 24
- Magnetspule
- 25
- Steckanschluß
- 26
- Federarme
- 27
- Poltopf
- 28
- Rohrfortsatz
- 29
- Seitenwand
- 30
- Gehäuse
