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Die Erfindung betrifft ein Polrohr gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und einen damit ausgeführten Betätigungsmagneten.
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Derartige Polrohre sind beispielsweise aus der
DE 199 52 800 oder der
DE 10 2006 021 927 A1 bekannt. Demgemäß hat ein Polrohr eine einen Ankeraufnahmeraum umgebende magnetisierbare Hülse, in dem ein Magnetanker axial verschiebbar aufgenommen ist. An einem Endabschnitt des Ankeraufnahmeraumes ist ein Polstück angeordnet, das üblicher Weise von einem Stößel durchsetzt ist, so dass eine Axialverschiebung des Magnetankers über den Stößel auf das zu betätigende Ventil übertragen wird.
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Der andere Endabschnitt des Ankeraufnahmeraumes ist mittels eines als Hubbegrenzung wirkenden Verschlusseinsatzes druckdicht verschlossen. In diesem ist ein Notbetätigungsstößel vorgesehen, über den der Magnetanker bei einer Störung, beispielsweise einem Stromausfall von Hand betätigbar ist. In vielen Anwendungsfällen ist der Ankeraufnahmeraum mit Druckmittel gefüllt, so dass entsprechende Vorkehrungen zwischen der Hülse und dem Verschlusseinsatz getroffen werden müssen, um den Ankeraufnahmeraum druckdicht abzuschließen. Bei den bekannten Losungen sind O-Ringdichtungen zwischen der Innenumfangswandung der Hülse und der Außenumfangswandung des Verschlusseinsatzes vorgesehen.
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Nachteilig bei einer derartigen Lösung ist, dass der Verschlusseinsatz aufwendig und teuer aus Metall, wie beispielsweise Messing, spanend hergestellt ist. Die Befestigung des Verschlusseinsatzes erfolgt mittels Verstemmen oder Einbördelung der Hülse in eine umlaufende Nut im Metallverschluss. Hierdurch wird der Korrosionsschutz des Polrohres beschädigt.
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Polrohr und einen damit ausgeführten Betätigungsmagneten zu schaffen, bei dem die Abdichtung eines Ankeraufnahmeraumes mit vergleichsweise einfachen und kostengünstigen Mitteln ermöglicht ist.
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Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Polrohrs mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff durch eine zusätzliche Ausstattung mit den Merkmalen aus dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Betätigungsmagneten durch die Merkmalskombination des nebengeordneten Patentanspruches 13 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist das Polrohr an einem Verschlussende mittels eines Verschlussstückes verschlossen, das ein Kunststoffverschlussteil ist und an die Hülse angespritzt ist. Gegenüber einem Verschlussstück aus Messing oder Aluminium ist ein Kunststoffverschlussteil wesentlich kostengünstiger in der Beschaffung und erheblich einfacher in der Herstellung. Das Kunststoffverschlussteil erlaubt eine flexible Ausgestaltung des Verschlussendes des Polrohres durch einfache Umspritzung verschiedener für die Anwendung erforderlicher Funktionselemente. Das Verschlussende des Polrohres Wird bei der Herstellung des Kunststoffverschlussteiles umspritzt. Bei einem Metallverschluss wird in einem abschließenden Arbeitsgang der Endabschnitt des Polrohres in eine Außennut im Metallverschluss z. B. durch Bördeln, Einrollen oder Fügen eingearbeitet, sodass der Korrosionsschutz des Polrohres beschädigt werden kann. Diese Gefahr der Beschädigung des Korrosionsschutzes am Verschlussende des Polrohres entsteht bei der Herstellung eines Kunststoffverschlussteiles nicht.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Polrohres sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Verschlussende mit einem einen Hinterschnittbereich bildenden Vorsprung versehen, den das Kunststoffverschlussteil unlösbar hintergreift. Durch den einen Hinterschnitt bildenden Vorsprung ist das Kunststoffverschlussteil gegen Verdrehen oder Abziehen gesichert. Der den Hinterschnitt bildende Vorsprung kann z. B. durch leichte Einbördelung oder leichtes Einrollen des Verschlussendes gebildet werden. Es ist auch denkbar, die Hülse am Verschlussende ohne Veränderung des Gesamtumfanges z. B. mit gleichmäßig über den Gesamtumfang des Verschlussendes angeordneten Ausschnitten zu versehen, in die das Kunststoffverschlussteil eingreift.
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Vorzugsweise ist zwischen dem Ankeraufnahmeraum und dem Kunststoffverschlussteil eine Begrenzungsscheibe angeordnet. Die Begrenzungsscheibe übernimmt zum einen die Funktion der Abgrenzung des Ankeraufnahmeraumes, sodass der Ankeraufnahmeraum bei dem Kunststoffspritzgießvorgang geschützt ist. Zum anderen hat die Begrenzungsscheibe die Aufgabe, eine zwischen Begrenzungsscheibe und Verschlussende angeordnete Dichtung zu fixieren.
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Dadurch dass die Begrenzungsscheibe unlösbar mit dem Kunststoffverschlussteil verbunden ist, stellt diese gleichzeitig die räumliche Begrenzung des Ankeraufnahmeraumes dar, in dem der Magnetanker axial verschiebbar angeordnet ist.
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Auf einfache Weise hintergreift das Kunststoffverschlussteil die Begrenzungsscheibe unlösbar, wenn an dieser verschlussseitig einen Fortsatz angeordnet ist, der einen Hinterschnitt bildet. Ein verschlussschraubenähnlicher Fortsatz ist besonders einfach umspritzbar und irreversibel am Kunststoffverschlussteil fixiert.
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Wenn der Fortsatz das Kunststoffverschlussteil nur abschnittweise durchdringt, ist das Verschlussende des Polrohres sicher abgedichtet.
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Vorzugsweise durchdringt der Fortsatz das Kunststoffverschlussteil vollständig und nimmt eine Betätigungsvorrichtung auf. Hierzu kann der Fortsatz auf einfache Weise hülsenförmig ausgebildet sein. An der Begrenzungsscheibe ist der Fortsatz unlösbar angeordnet und begrenzungsscheibenabseitig weist der hülsenförmige Fortsatz eine Öffnung auf, durch die die Betätigungsvorrichtung von außen bedienbar ist Die Betätigungsvorrichtung kann z. B. eine Nothandfunktion oder eine Entlüftungsfunktion aufweisen.
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Wenn der Innenraum im Fortsatz mit einer flexiblen Gummikappe verschließbar ist, die einen kegelförmigen Fortsatz aufweist, der in den Innenraum hineinragt, ist die Betätigungsvorrichtung geschützt. Der kegelförmige Fortsatz ist vorteilhafter Weise ein an die Gummikappe angeordneter Kunststoffkegel, der durch Eindrücken der Gummikappe in die Betätigungsvorrichtung eingreift und diese betätigt.
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Dadurch dass zwischen der Begrenzungsscheibe und dem Verschlussende im Hinterschnittbereich eine Dichtung gehalten ist, ist der Ankeraufnahmeraum abgedichtet zum Verschlussende hin abgedichtet.
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Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Polrohres ist in den Zeichnungen dargestellt. Anhand der Figuren dieser Zeichnungen wird die Erfindung nun näher erläutert.
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Es zeigen
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1 einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Polrohres,
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2 einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Polrohres mit Entlüftungsfunktion,
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3 einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Polrohres mit Nothandfunktion,
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4 einen Längsschnitt eines zweiten Ausführungsbeispieles eines Verschlussendes eines erfindungsgemäßen Polrohres,
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5 einen Längsschnitt eines dritten Ausführungsbeispieles eines Verschlussendes eines erfindungsgemäßen Polrohres und
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6 einen Längsschnitt eines dritten Ausführungsbeispieles eines Verschlussendes eines erfindungsgemäßen Polrohres.
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Das in
1 im Längsschnitt gezeigte Polrohr
1 hat einen ähnlichen Grundaufbau, wie er beispielsweise aus der eingangs genannten
DE 10 2006 021 924 bekannt ist. Ein derartiges Polrohr
1 hat eine Hülse
2 aus magnetisierbarem Stahl, die über eine nichteingezeichnete nichtmagnetisierbare Trennung mit einem Polstück
6 unlösbar verbunden ist. In diesem ist ein in Axialrichtung verschiebbarer Stößel
8 geführt, über den beispielsweise ein nicht dargestellter Ventilschieber eines zu betätigenden Ventils verstellt werden kann. Dieser Polrohrmantel bestehend aus der Hülse
2, der nichtmagnetisierbaren Trennung und dem Polstück
6 begrenzt einen Ankeraufnahmeraum
10, in dem ein Magnetanker
12 gleitend geführt ist. Das in
1 dargestellte Polrohr
1 ist bei einem Betätigungsmagneten von einer nicht dargestellten Magnetspule umgriffen, bei deren Bestromung der Anker in der Darstellung gemäß
1 nach links verstellt wird. Um ein Anhaften der stößelseitigen Stirnfläche des Magnetankers
12 an der vom Stößel
8 durchsetzten Ringstirnfläche des Polstückes
6 zu verhindern, ist an dieser eine Antiklebescheibe
15 aufgenommen. Polstückabseitig ist die Hülse
2 an einem Verschlussende
14 über ein Verschlussstück
16 verschlossen. Das Verschlussstück
16 ist ein Kunststoffverschlussteil, das an die Hülse
2 angespritzt ist.
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Das Verschlussende 14 ist mit einem einen Hinterschnittbereich 18 bildenden Vorsprung 20 versehen, den das Kunststoffverschlussteil 16 unlösbar hintergreift. Der Vorsprung mit Hinterschnittbereich 18 ist ein durch leichtes Bördeln oder einen sonstigen Umformvorgang entstandener Bördelrand 22, der mit einem Innenrändel 24 ausgeführt ist. Zwischen dem Ankeraufnahmeraum 10 und dem Kunststoffverschlussteil 16 ist eine Begrenzungsscheibe 26 angeordnet. Die Begrenzungsscheibe 26 hat die Aufgabe, den Ankeraufnahmeraum 10 während des Einspritzvorganges zu begrenzen. Zusätzlich hat sie die Funktion, eine Dichtung 28 an den Bördelrand 22 zu drücken, sodass diese dichtend an der Innenumfangsfläche 30 der Hülse 2 anliegt und der mit Druckmittel gefüllte Ankeraufnahmeraum 10 nach außen hin abgedichtet ist. Die Begrenzungsscheibe 26 weist verschlussseitig einen verschlussschraubenähnlichen Fortsatz 31 auf, den das Kunststoffverschlussteil 16 unlösbar hintergreift. Der Fortsatz 31 durchdringt das Kunststoffverschlussteil 16 abschnittweise.
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Das Kunststoffverschlussteil 16 wird bei vollständig montiertem Polrohr 1 angespritzt. Über den Stößel 8 wird der Magnetanker 12 Richtung Begrenzungsscheibe 26 geschoben, bis diese die Dichtung 28 an den Bördelrand 22 und an die Innenwand 30 der Hülse 2 presst. Der Fortsatz 31, 32 ist bereits unlösbar mit der Begrenzungsscheibe 26 verbunden. Der Fortsatz 31 kann auf verschiedene Weise, insbesondere durch Anschrauben oder Ankleben an der Begrenzungsscheibe unlösbar angeordnet sein. Im Anschluß wird das Kunststoffverschlussteil angespritzt.
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Das in 2 und 3 im Längsschnitt gezeigte Polrohr 1 unterscheidet sich von dem in 1 nur dahingehend, dass der Fortsatz ein hülsenförmiger Fortsatz 32 mit Außenrändel 34 ist, wobei der Fortsatz 32 das Kunststoffverschlussteil 16 vollständig durchdringt und eine von außen zugängige Betätigungsvorrichtung 36 aufnimmt. Die Betätigungsvorrichtung 36 kann vor dem Anspritzvorgang im Fortsatz 32 angeordnet sein, dann muß diese beim Anspritzvorgang geschützt bzw. abgedeckt sein. Sie kann auch nachträglich nach Einbringen einer entsprechenden, auch mehrstufigen Führungsbohrung 41 im Fortsatz 32 eingesetzt werden. Der Anspritzvorgang erfolgt wie bei 1 beschrieben. Der Fortsatz 32 kann auf verschiedene Weise, insbesondere durch Anschrauben oder Ankleben an der Begrenzungsscheibe 26 unlösbar angeordnet sein.
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Das in 2 gezeigte Polrohr 1 weist den Fortsatz 32 mit Entlüftungsvorrichtung 38 auf. Eine dreistufige Führungsbohrung 41 durchdringt den Fortsatz 32 samt Begrenzungsscheibe 26. Die Entlüftungsvorrichtung 38 als solches wird hier nur kurz beschrieben, da diese dem Stand der Technik entspricht. Die Entlüftungsvorrichtung 38 weist eine Kugel 42 auf, die in die Führungsbohrung 41 eingeführt auf einem Sitz 44 aufliegt und die von einer in die Führungsbohrung 41 eindrehbaren Schraube 46 auf dem Sitz 44 gehalten wird. Bei Entlüftung wird die Schraube 46 gelöst.
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In 3 nimmt der Fortsatz 32 eine Nothandvorrichtung 40 auf, welche mittels einer Gummikappe 48 verschließbar ist, wobei die Gummikappe 48 einen kegelförmigen Fortsatz 50 aufweist, der in den hülsenförmigen Fortsatz 32 hineinragt und mittels diesem die Nothand 40 betätigbar ist. Die Gummikappe 48 deckt einen Abschnitt des Kunststoffverschlussteiles 16 ab und rastet reversibel in das Kunststoffverschlussteil 16 ein. Die Nothandvorrichtung 40 entspricht dem Stand der Technik. Ein Notbetätigungsstößel 52 ist in dem Kunststoffverschlussteil 16 verschiebbar geführt. In der Führungsbohrung 41 ist eine Aufnahmenut 54 für eine Dichtung 56 ausgebildet, über die der Ankeraufnahmeraum 10 nahe dem ankerseitigen Ende des Notbetätigungsstößels 52 abgedichtet ist. Der Notbetätigungsstößel 52 ist in einem kolbenartigen Führungskopf 58 eingepresst, der von dem kegelförmigen Fortsatz 50 der Gummikappe 48 in Richtung Polstück 6 verschiebbar ist. Bei einer Störung, beispielsweise einem Stromausfall kann der Notbetätigungsstößel 52 über den Fortsatz 50 von außen her nach links verstellt werden, um den Magnetanker 12 und damit auch den Stößel 8 zu verstellen und das Ventil von Hand in eine entsprechende Stellung zu bringen. Der Führungskopf 58 stützt sich über eine Feder 60 an einem nach innen verlaufenden Radialsprung 62 der Führungsbohrung 41 ab. Wenn der Notbetätigungsstößel 52 betätigt wird, presst der Führungskopf 58 die Feder 60 in Richtung Radialsprung 62 zusammen, nach Beendigung der Notbetätigung entspannt sich die Feder 60 wieder und drückt den Führungskopf 58 mitsamt dem Notbetätigungsstößel 52 wieder in seine Ausgangslage zurück.
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Die in 4, 5 und 6 abgebildeten Längsschnitte zeigen unterschiedliche Ausführungsbeispiele eines Verschlussendes eines erfindungsgemäßen Polrohres. Im Vergleich zu dem Verschlussende 14 der 1 bis 3 zeigen die 4, 5 und 6 ein Verschlussende 64 mit einem oder mehreren Vorsprüngen mit Hinterschnittbereich, ohne dass der Gesamtumfang des Verschlussendes 64 reduziert ist.
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Das in 4 im Längsschnitt dargestellte Verschlussende 64 weist eine radiale Hülsenbohrung 66 auf. Der Vorsprung 20 wird somit von einem hülseninneseitigen 68 und hülsenaussenseitigen Bohrungsrand 70 der Hülsenbohrung 66 gebildet, sodass die Hülsenausnehmung zwischen den Bohrungsrändern 68, 70 den Hinterschnittbereich 18 bildet. Der Umfang des Verschlussendes 64 ist mit mehreren Hülsenbohrungen 66 in gleichmäßigen Abständen versehen. Mit zunehmender Anzahl der Hülsenbohrungen 66 steigt die Verdreh- und Abziehsicherheit sowie Dichtheit des Kunststoffverschlussteiles 16. Die Hülsenbohrung 66 ist hier eine Durchgangsbohrung. Bei einer nicht durchgängigen Bohrung in die Außenfläche und/oder in die Innenfläche des Verschlussendes 64 entsteht ebenso ein Vorsprung mit Hinterschnittbereich.
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Wie 5 und 6 zeigen, ist der Vorsprung 20 durch Ausnehmungen 72 an der Innenumfangsfläche 30 der Hülse 2 im Bereich des Verschlussendes 64 realisierbar.
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Gemäß 5 ist die Ausnehmung 72 eine Nut 76.
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In 6 wird die Ausnehmung 72 durch eine über eine abschnittweise gerändelte Innenfläche 74 des Verschlussendes 64 gebildet. Ebenso kann die Innenfläche 74 gewellt oder geriffelt sein.
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Durch die Ausnehmung 72 an der Innenumfangsfläche 30 des Verschlussendes 64 entstehen ein bis mehrere Vorsprünge 20 und dementsprechend auch ein bis mehrere Hinterschnittbereiche 18. Vorsprünge mit Hinterschnitten sind auch durch Ausnehmungen an einer Außenfläche des Verschlussendes realisierbar. Durch geeignete Kombination von Ausnehmungen sowohl an der Außenfläche als auch an der Innenfläche des Verschlussendes kann der Hinterschnittbereich noch vergrößert werden.
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Für das Anspritzen des Kunststoffverschlussteiles an die Hülse ist maßgeblich, dass mindestens ein Vorsprung mit Hinterschnitt am Verschlussende vorhanden ist. Die Ausführung des Vorsprunges mit Hinterschnitt kann gemäß genannten Beispielen auf vielfältige Weise erfolgen. Ziel ist hierbei, eine bestmögliche Ausführung der Hülsen-Verschlussverbindung hinsichtlich Verdreh- und Abziehsicherheit sowie Dichtheit zu erreichen. Je nach Ausführung des Verschlussendes kann das Verschlussende komplett in das Kunststoffverschlussteil eingegossen sein, oder es wird nur die Innen- und Stirnseite des des Verschlussendes angespritzt.
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In den 4, 5 und 6 sind die Dichtungen 28 aufgrund des nicht reduzierten Umfanges des Verschlussendes 64 zwecks deren Fixierung in unterschiedlich angeordneten Ausnehmungen angeordnet. In 4 und 5 ist die Begrenzungsscheibe 26 an ihrer fortsatzseitigen Außenkante 78 radial gleichmäßig zurückgestuft. Die Dichtung 28 wird an der Zurückstufung anliegend von der Begrenzungsscheibe 26 an die Innenumfangsfläche 30 der Hülse 2 gepresst. In 6 weist die Innenumfangsfläche 30 eine Nut 80 zur abschnittweisen Aufnahme der Dichtung 28 auf, die Dichtung 28 wird dann von der Begrenzungsscheibe 26 in der Nut 80 gehalten.
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Hinsichtlich Form und Anordnung der Dichtung ist eine sichere Abdichtung des Ankeraufnahmeraumes entscheidend, je nach Ausführung des Verschlussendes und der Form der Ausnehmung zwecks Aufnahme der Dichtung kann die Umsetzung der Abdichtung unterschiedlich umgesetzt sein.
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Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Kunststoffverschlussteil 16 aus Kunststoff hergestellt, wobei die Materialwahl im Hinblick auf die optimale Abdichtung optimiert ist.
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Hinsichtlich der Begrenzungsscheibe und der Dichtung ist die Materialwahl dahingehend vorzunehmen, dass diese hitzebeständig ist.
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Die Begrenzungsscheibe kann die Funktion der Dichtung bei geeigneter Ausbildung des Außenradius der Begrenzungsscheibe etwa in Form einer Dichtlippe mitübernehmen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19952800 [0002]
- DE 102006021927 A1 [0002]
- DE 102006021924 [0025]
