DE19736719C1 - Electropneumatic valve with actuator drive - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein elektropneumatisches Ventil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to an electropneumatic valve according to the preamble of Claim 1.
Zur lösbaren Befestigung eines Stellantriebes, beispielsweise eines Proportionalmagneten, an einem Ventilgehäuse eines elektropneumatischen Ventils können, wie aus dem Produktkatalog "Knowhow in Pneumatik" der Firma Mannesmann Rexroth Pneumatik GmbH (11/93, Seite 7.039) hervorgeht, Schraubenverbindungen zum Einsatz kommen. Dabei weist der Stellantrieb mehrere Durchgangsbohrungen auf, durch die Schrauben hindurchgeführt werden, welche einzeln in Gewindegrundbohrungen im Ventilgehäuse eingeschraubt werden. Die Montage des Stellantriebes am Ventilkörper mittels mehrerer Schrauben ist recht aufwendig.For the detachable attachment of an actuator, for example one Proportional magnets, on a valve housing of an electropneumatic valve can, as from the company's "Know-how in Pneumatics" product catalog Mannesmann Rexroth Pneumatik GmbH (11/93, page 7.039), Screw connections are used. The actuator has several Through holes through which screws are passed, which can be screwed individually into basic threaded holes in the valve housing. The Mounting the actuator on the valve body using several screws is right complex.
Aus der deutschen Patentschrift DE 37 29 725 C1 geht eine feste Verbindung zwischen einem Stellantrieb und einem Ventilkörper hervor, die sich einer Verstiftung beider Bauteile bedient. Hierbei stehen beide Bauteile nach Art einer Verzahnung in Kontakt. Durch die Verzahnung (Kanalabschnitte) führt eine Bohrung. Nachdem die Verzahnung derart ausgerichtet ist, daß sich eine fluchtende Übereinstimmung bezüglich der Bohrung ergibt, läßt sich ein zylindrischer Stift zur Befestigung des Stellantriebes am Ventilkörper in die Bohrung einpressen. Durch den dadurch erzeugten Formschluß sind beide Bauteile fest miteinander gekoppelt. Von Nachteil ist bei dieser Lösung, daß hier ein relativ hoher Platzbedarf oder Materialbedarf, bedingt durch die Verzahnungsanordnung am Ventilgehäuse sowie am Stellantrieb vorzusehen ist. Weiterhin sind eng zu bemessene Herstellungstoleranzen an beiden Bauteilen Voraussetzung dafür, daß sich eine exakte fluchtende Übereinstimmung bezüglich der Bohrung ergeben kann, um letztlich eine problemlose Montage der Befestigungsstifte vornehmen zu können. All diese Faktoren lassen in ihrer Summe auch diese Befestigungslösung eines Stellantriebes an einem Ventilkörper aufwendig erscheinen. From the German patent DE 37 29 725 C1 there is a firm connection between an actuator and a valve body, resulting in a pinning of both Components operated. Both components are in contact in the manner of a toothing. A hole runs through the teeth (channel sections). after the Gear is aligned so that there is an aligned match with regard to the hole, a cylindrical pin can be used to attach the Press the actuator into the bore on the valve body. Through that generated positive locking, both components are firmly coupled. The disadvantage is with this solution, this requires a relatively large amount of space or material due to the toothing arrangement on the valve housing and on the actuator is to be provided. Furthermore, there are tight manufacturing tolerances on both Components prerequisite that there is an exact aligned match with regard to the bore can ultimately result in a problem-free assembly of the To be able to make mounting pins. All of these factors add up this mounting solution of an actuator on a valve body is expensive appear.
Eine weitere Lösung für eine Befestigung zwischen einem Stellantrieb und einem Ventilkörper ist aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 139 811 A1 bekannt. Hierbei übernimmt ein U-förmiger Befestigungsbügel, der an seinen parallelen Schenkeln jeweils einen eine Federwirkung erzeugenden und leicht durchgebogenen Abschnitt aufweist, eine vorwiegend kraftschlüssige Verbindung beider Bauteile. Dabei kann es vorkommen, daß infolge ungünstiger äußerer Krafteinwirkung auf eines der beiden Bauteile sich diese relativ zueinander bewegen. Eine derartige Bewegungsmöglichkeit ist jedoch unbedingt zu vermeiden, da sie die Funktion des Ventils stören kann. Wegen der hier mangelnden spielfreien Formschlusses zwischen dem Stellantrieb und dem Ventilgehäuse entspricht diese Befestigungslösung nicht hohen Anforderungen an eine sichere Kopplung zwischen beiden Bauteilen.Another solution for mounting between an actuator and one Valve body is known from European patent application EP 0 139 811 A1. Here takes a U-shaped mounting bracket on its parallel legs each have a spring action and slightly bent section has a predominantly non-positive connection of the two components. It can happen that due to unfavorable external force on one of the two Components move relative to each other. Such a possibility of movement However, it must be avoided as this can disrupt the function of the valve. Because of the lack of play-free positive locking between the actuator and this mounting solution does not meet high requirements for the valve housing to a secure coupling between the two components.
Aus dem DE 87 04 132 U1 ist ein gattungsgemäßes Magnetventil bekannt, bei dem die Verbindung zwischen Stellantrieb und Ventilkörper durch eine Formschlußverbindung mittels einer Rastfeder erfolgt.From DE 87 04 132 U1 a generic solenoid valve is known in which the connection between actuator and valve body by a Form-locking connection by means of a detent spring.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lösung für die Befestigung eines Stellantriebes an einem Ventilkörper zu schaffen, die einerseits einfach herstellbar und montierbar ist und andererseits eine sichere Kopplung zwischen den beiden zu verbindenden Bauteilen gewährleistet.The invention is therefore based on the object of a solution for fastening a Actuator to create a valve body that is easy to manufacture and one hand is mountable and on the other hand a secure coupling between the two connecting components guaranteed.
Die Aufgabe wird ausgehend von einem elektropneumatischen Ventil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst.The task is based on an electro-pneumatic valve according to the The preamble of claim 1 in conjunction with its characterizing Features resolved.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, daß zur Befestigung eines Stellantriebes an einem Ventilkörper ein Gehäuse des Stellantriebes einen hülsenartigen und koaxial zu einem Magnetanker angeordneten Befestigungsabschnitt aufweist. Der Befestigungsabschnitt ist in einer korrespondierenden koaxial zu einem Verschlußelement im Ventilgehäuse angeordneten Ausnehmung eingesetzt. Außerdem besitzt der Befestigungsabschnitt eine außenradiale Umfangsnut, die sich gemeinsam mit mindestens einer am Ventilgehäuse quer zur Längsachse des Magnetankers zur Aufnahme eines Befestigungsstiftes angeordneten Bohrung in nicht fluchtender und einander überschneidender Übereinstimmung befindet. Durch diese nicht fluchtende Übereinstimmung erfolgt eine elastische Verformung des Befestigungsstiftes nach außen bei seiner Montage, wobei in dessen Verformungsrichtungen platzschaffende Ausnehmungen vorgesehen sind. Der Befestigungsstift kommt im montierten Zustand in der Umfangsnut am hülsenartigen Befestigungsabschnitt tangierend zur Anlage.The invention includes the technical teaching that to attach a Actuator on a valve body, a housing of the actuator sleeve-like and arranged coaxially to a magnet armature fastening section having. The fastening section is coaxial in a corresponding manner a closure element arranged in the valve housing used. In addition, the fastening section has an outer radial Circumferential groove that is shared with at least one on the valve housing transverse to the longitudinal axis of the magnet armature for receiving a Fastening pin arranged hole in non-aligned and mutually overlap match. Through this not in alignment According to an elastic deformation of the fastening pin after outside during its assembly, with space-creating in its deformation directions Recesses are provided. The fastening pin comes in the assembled state tangent to the system in the circumferential groove on the sleeve-like fastening section.
Da die elastische Verformung des Befestigungsstiftes, der vorzugsweise aus einer Aluminiumlegierung oder aus Weicheisen besteht, quer zur Löserichtung beider Bauteile wirkt, realisiert die Erfindung ein vorwiegend formschlüssiges Verbinden des Stellantriebes am Ventilkörper. Durch die elastische Verformung der Befestigungsstifte können fertigungsbedingte Toleranzen an beiden Bauteilen ausgeglichen werden. Die erfindungsgemäße Verbindung ist wegen der Verstiftung einfach montierbar. Sie ermöglicht eine lösbare und spielfreie Kopplung zwischen beiden Bauteilen.Since the elastic deformation of the fastening pin, which preferably consists of a Aluminum alloy or made of soft iron, transverse to the release direction of both Components acts, the invention realizes a predominantly positive connection of the Actuator on the valve body. Due to the elastic deformation of the Fastening pins can have manufacturing tolerances on both components be balanced. The connection according to the invention is because of the pinning easy to assemble. It enables a detachable and play-free coupling between two components.
Vorzugsweise ist der Stellantrieb als Proportionalmagnet ausgebildet, dessen Polrohr das Gehäuse bildet, in dem der Magnetanker längsgeführt angeordnet ist, wobei die Magnetspule das Polrohr umschließt und über einen axial vorgespannten Sicherungsring an diesem gehalten ist. Somit ist die Spule fest mit dem Polrohr verbunden und es kann zu keiner Relativbewegung zwischen den Verbindungspartnern kommen.The actuator is preferably designed as a proportional magnet, the pole tube of which forms the housing in which the armature is arranged longitudinally, the Magnetic coil encloses the pole tube and an axially biased Circlip is held on this. The coil is thus firmly attached to the pole tube connected and there can be no relative movement between the Liaison partners come.
Um den Halt des Befestigungsstiftes in der Bohrung zu erhöhen, besitzt dieser vorzugsweise mindestens eine an seine Außenfläche angeordnete an den Rändern aufgeworfene längsgerichtete Einkerbung. Die Wirkung dieser Einkerbung kommt insbesondere bei metallischen Verbindungspartnern zum Tragen. Endseitig am Befestigungsstift angeordnete lange Einsteckfasen erleichtern das Finden des Bohrungsverlaufes und damit die einfache Montage des Befestigungsstiftes. Vorzugsweise besitzt der Befestigungsstift einen kreisförmigen oder kreisringförmigen Querschnitt.To increase the hold of the fastening pin in the hole, it has preferably at least one arranged on its outer surface at the edges thrown longitudinal notch. The effect of this notch is coming especially for metallic connection partners. End on Fastening pin arranged long chamfers make it easier to find the Hole course and thus the easy assembly of the mounting pin. The fastening pin preferably has a circular or annular shape Cross-section.
Zur optimalen Befestigung des Stellantriebes am Ventilkörper sind genau zwei parallel angeordnete, das Befestigungsteil gegenüberliegend tangierende Bohrungen zur Aufnahme von Befestigungsstiften vorgesehen. Diese Anordnung gestattet eine günstige entgegengesetzt gerichtete Krafteinwirkung der elastisch verformten Befestigungsstifte auf den Befestigungsabschnitt des Stellantriebes.For optimal attachment of the actuator to the valve body, exactly two are parallel arranged, the fastening part opposite tangent holes Inclusion of mounting pins provided. This arrangement allows one favorable opposing force application of the elastically deformed Fastening pins on the fastening section of the actuator.
Zur Abdichtung zwischen dem Ventilkörper und dem Befestigungsabschnitt des Stellantriebes ist erfindungsgemäß eine zur Stirnfläche des Befestigungsabschnittes benachbart angeordnete Umfangsnut vorgesehen, in der ein Dichtring eingesetzt ist, der zwischen dem Ventilkörper und dem Befestigungsabschnitt des Stellantriebes dichtend angeordnet ist.To seal between the valve body and the mounting portion of the Actuator according to the invention is one of the end face of the fastening section adjacent circumferential groove is provided, in which a sealing ring is inserted, between the valve body and the mounting portion of the actuator is arranged sealingly.
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:Further measures improving the invention are described below with the description of the preferred embodiment of the invention based on of the figures shown in more detail. It shows:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Ventil mit einer Stiftverbindung zwischen Stellantrieb und Ventilkörper, Fig. 1 shows a longitudinal section through a valve having a pin connection between the actuator and valve body,
Fig. 2 eine Draufsicht auf den Ventilkörper bei abgenommener elektrischer Spule, Fig. 2 is a plan view of the valve body with a removed electric coil,
Fig. 3 eine Schnittdarstellung X-X von Fig. 2 längs eines Befestigungsstiftes und Fig. 3 is a sectional view XX of Fig. 2 along a mounting pin and
Fig. 4 eine vergrößerte Schnittdarstellung Y-Y von Fig. 2 im Bereich der Verbindungsstelle zwischen Stellantrieb und Ventilkörper. Fig. 4 is an enlarged sectional view YY of Fig. 2 in the area of the connection point between the actuator and the valve body.
Ein elektropneumatisches Ventil nach Fig. 1 besteht aus einem metallischen Ventilkörper 1 und einem Stellantrieb 2 in Form eines Proportionalmagneten.An electro-pneumatic valve according to Fig. 1 consists of a metallic valve body 1 and an actuator 2 in the form of a proportional solenoid.
Der Ventilkörper 1 besitzt Anschlüsse 3, 3', die zu ihnen zugeordneten Druckkammern 4, 4' im Ventilkörper 1 führen. Zum Schalten des Ventils ist ein Verschlußelement 5 vorgesehen, das mit einer im Ventilkörper 1 integrierten - hier nicht näher zu erläuternden - Ventilmechanik zusammenwirkt.The valve body 1 has connections 3 , 3 'which lead to pressure chambers 4 , 4 ' in the valve body 1 assigned to them. For switching the valve, a closure element 5 is provided which interacts with a valve mechanism integrated in the valve body 1 , which is not to be explained in more detail here.
Der Stellantrieb 2 besteht als Proportionalmagnet aus einem Gehäuse 6 in Form eines Polrohres. Das Gehäuse 6 beherbergt einen Magnetanker 7, der mit dem Verschlußelement 5 kraftschlüssig in Verbindung steht. Der Magnetanker 7 ist längsverschiebbar im Gehäuse 6 geführt. Eine elektrische Spute 8 ist zum Antrieb des Magnetankers 7 um das Gehäuse 6 herum derart angeordnet, daß die Spule 6 an einer Stirnseite an einem außenradialen Absatz am Gehäuse 6 anliegt und an der anderen Stirnseite mit einem axial vorgespannten Sicherungsring 9 spielfrei gehalten ist.The actuator 2 , as a proportional magnet, consists of a housing 6 in the form of a pole tube. The housing 6 houses a magnet armature 7 , which is non-positively connected to the closure element 5 . The magnet armature 7 is guided in the housing 6 so as to be longitudinally displaceable. An electrical spute 8 is arranged to drive the magnet armature 7 around the housing 6 in such a way that the coil 6 rests on one end face on an outer radial shoulder on the housing 6 and is held on the other end face with an axially preloaded locking ring 9 without play.
Zur Befestigung des Stellantriebes 2 am Ventilkörper 1 weist der Stellantrieb 2 am Gehäuse 6 einen hülsenartig das Gehäuse 6 verlängernden und insoweit koaxial zum Magnetanker 7 angeordneten Befestigungsabschnitt 10 auf. Der Befestigungsabschnitt 10 besitzt eine außenradiale Umfangsnut 11 zur Befestigung des Stellantriebes 2 am Ventilkörper 1 sowie eine weitere benachbart zur Stirnfläche 12 des Befestigungsabschnittes 10 angeordnete Umfangsnut 19, in der ein Dichtring 14 eingesetzt ist, der zwischen dem Ventilkörper 1 und dem Befestigungsabschnitt 10 dichtend angeordnet ist. Der Dichtring 14 verhindert somit ein Ausströmen von Druckmittel aus dem Ventilkörper 1 an die Atmosphäre.For attachment of the actuator 2 on the valve body 1, the actuator 2 to the housing 6 to a sleeve-like housing 6 and lengthening the extent arranged coaxially with the armature mounting portion 7 10th The fastening section 10 has an outer radial circumferential groove 11 for fastening the actuator 2 to the valve body 1 and a further circumferential groove 19 arranged adjacent to the end face 12 of the fastening section 10 , in which a sealing ring 14 is inserted, which is arranged in a sealing manner between the valve body 1 and the fastening section 10 . The sealing ring 14 thus prevents pressure medium from flowing out of the valve body 1 to the atmosphere.
Um den Befestigungsabschnitt 10 des Stellantriebes 2 mit dem Ventilkörper 1 zu verbinden, weist der Ventilkörper 1 eine dem Befestigungsabschnitt 10 aufnehmende Ausnehmung 15 auf. Zwei Befestigungsstifte 16, 16' arretieren den Stellantrieb 2 am Ventilkörper 1.In order to connect the fastening section 10 of the actuator 2 to the valve body 1 , the valve body 1 has a recess 15 which receives the fastening section 10 . Two fastening pins 16 , 16 'lock the actuator 2 on the valve body 1 .
In der Draufsicht auf den Ventilkörper 1 bei abgenommener Spule 8 gemäß Fig. 2 ist die Lage des Befestigungsstiftes 16, bezüglich des hülsenartigen Befestigungsabschnittes 10 dargestellt. Der Befestigungsstift 16, ist in die Bohrung 17, im Ventilkörper 1 eingesetzt. Da sich der Befestigungsstift 16, bei der Montage wegen der nichtfluchtenden Übereinstimmung mit der Umfangsnut 11 am Befestigungsabschnitt 10 elastisch nach außen verformt, sind am Ventilkörper 1 diese elastische Verformung ermöglichende Aussparungen 18, vorgesehen. Die Bohrung 17, besitzt beidseitig Absätze 19, die ebenfalls eine Verformung des Befestigungsstiftes 16 an seinen Enden ermöglicht. Der Befestigungsstift 16, 16' besitzt endseitig angeordnete lange Einsteckfasen 20, 20', die seine Montage erleichtern. The top view of the valve body 1 with the coil 8 removed according to FIG. 2 shows the position of the fastening pin 16 with respect to the sleeve-like fastening section 10 . The fastening pin 16 is inserted into the bore 17 in the valve body 1 . As the fixing pin 16 is elastically deformed during assembly because of the non-aligned accordance with the circumferential groove 11 to the attachment portion 10 to the outside, are on the valve body 1, this elastic deformation permitting recesses 18 are provided. The bore 17 has shoulders 19 on both sides, which also enables the fastening pin 16 to be deformed at its ends. The fastening pin 16 , 16 'has long insertion chamfers 20 , 20 ' arranged at the ends, which facilitate its assembly.
Wie in Fig. 3 dargestellt, kommt der Befestigungsabschnitt 10 des Stellantriebes 2 an einem Absatz 21 zur Anlage. Zur sicheren Fixierung in dieser Position ist der Befestigungsstift 16 durch entsprechende Beabstandung der Umfangsnut 11 zur Stirnfläche 12 des Befestigungsabschnittes 10 auch in der Längsrichtung des Ventils elastisch verformt.As shown in Fig. 3, the fastening portion 10 of the actuator 2 comes to rest on a shoulder 21 . For secure fixing in this position, the fastening pin 16 is also elastically deformed in the longitudinal direction of the valve by appropriate spacing of the circumferential groove 11 from the end face 12 of the fastening section 10 .
Die Detaildarstellung nach Fig. 4 zeigt die Profilierung des Befestigungsabschnittes 10 des Stellantriebes 2. Ausgehend von der Stirnfläche 12 folgt ein Abschnitt 22, der nach Art einer Passung an dem Wandungsabschnitt 23 der abgestuften Ausnehmung 15 zur Anlage kommt und somit eine koaxiale Anordnung von Stellantrieb 2 und Ventilkörper 1 sicherstellt. Dem Abschnitt 22 benachbart ist die Umfangsnut 13 mit dem Dichtring 14 vorgesehen. Oberhalb der Umfangsnut 13 befindet sich die Umfangsnut 11, in der der Befestigungsstift 16 entlang einer Berührungslinie 24 am Befestigungsabschnitt 10 des Stellantriebes 2 anliegt. Die Berührungslinie 24 resultiert aus dem vorstehend beschriebenen vertikalen und horizontalen Versatz der Bohrung 17 gegenüber eines Teils der Umfangsnut 11 und die daraus resultierende elastische Verformung des Befestigungsstiftes 16.The detail view of FIG. 4 shows the profile of the fixing portion 10 of the actuator. 2 Starting from the end face 12, there follows a section 22 which comes into contact with the wall section 23 of the stepped recess 15 in the manner of a fit and thus ensures a coaxial arrangement of the actuator 2 and the valve body 1 . The peripheral groove 13 with the sealing ring 14 is provided adjacent to the section 22 . Above the circumferential groove 13 is the circumferential groove 11 , in which the fastening pin 16 lies along a line of contact 24 on the fastening section 10 of the actuator 2 . The contact line 24 results from the above-described vertical and horizontal displacement of the bore 17 with respect to a part of the circumferential groove 11 and the resulting elastic deformation of the fastening pin 16 .
Die spezielle Stiftverbindung ermöglicht eine einfache und zugleich sichere und darüber hinaus auch lösbare Verbindung zwischen einem Stellantrieb 2 und einem Ventilkörper 1 eines Ventils.The special pin connection enables a simple and at the same time secure and, moreover, also detachable connection between an actuator 2 and a valve body 1 of a valve.
11
Ventilkörper
Valve body
22nd
Stellantrieb
Actuator
33rd
Anschluß
Connection
44th
Druckkammer
Pressure chamber
55
Verschlußelement
Closure element
66
Gehäuse
casing
77
Magnetanker
Magnetic anchor
88th
Spule
Kitchen sink
99
Sicherungsring
Circlip
1010th
Befestigungsabschnitt
Fastening section
1111
Umfangsnut
Circumferential groove
1212th
Stirnfläche
Face
1313
Umfangsnut
Circumferential groove
1414
Dichtring
Sealing ring
1515
Ausnehmung
Recess
1616
Befestigungsstift
Mounting pin
1717th
Bohrung
drilling
1818th
Aussparung
Recess
1919th
Absatz
paragraph
2020th
Einsteckfasen
Insert chamfers
2121
Absatz
paragraph
2222
Abschnitt
section
2323
Wandungsabschnitt
Wall section
2424th
Berührungslinie
Contact line
Claims (8)
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- 1997-08-19 DE DE19736719A patent/DE19736719C1/en not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |