DE19848919A1

DE19848919A1 - Magnetventil

Info

Publication number: DE19848919A1
Application number: DE1998148919
Authority: DE
Inventors: Michael Ignaczak; Michael Zinser
Original assignee: Elektroteile GmbH Oberuhldingen
Current assignee: ETO Magnetic GmbH
Priority date: 1998-10-23
Filing date: 1998-10-23
Publication date: 2000-04-27

Abstract

Bei einem 2/2- oder 3/2-Magnetventil ist die aus Belüftungsdüseneinsatz, Druckrohr, Magnetkern, Spulenträger, Magnetspule und Anker bestehende Magnetanordnung integral derart ausgebildet, daß die Magnetanordnung außerhalb des Magnetgehäuses auf Funktion und Dichtigkeit überprüft werden kann. Nach abgeschlossener Prüfung kann die Magnetanordnung insgesamt in den Ventilunterteil eingesteckt und durch den Ventiloberteil abgeschlossen werden. Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ist das als Tiefziehteil ausgebildete Druckrohr mit einem Kragen versehen, der allseits formschlüssig am Belüftungsdüseneinsatz festgelegt ist, wodurch enge axiale Toleranzen im unteren Bereich gewährleistet werden. DOLLAR A Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel sind Belüftungsdüseneinsatz, Druckrohr und Magnetspulenträger einteilig, vorzugsweise als Spritzgußteil, ausgebildet, wodurch wiederum die Möglichkeit geschaffen wird, die gesamte Ventilanordnung außerhalb des Ventilgehäuses auf zuverlässige Funktion und Dichtheit zu überprüfen. Der außen zylindrisch ausgebildete Anker wird hierbei von dem als Spulenträger ausgebildeten Druckrohr geführt, welches umfangsmäßig versetzte Längsstege aufweist, zwischen denen Längsnuten verlaufen, die die Luftführung übernehmen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Magnetventil mit einem in einem Druckrohr verschiebbaren Anker, dessen Ventilteller durch eine Ventilfeder auf den Ventilsitz eines Belüftungs düseneinsatzes vorgespannt ist, der in einer Ausdrehung eines Ventilunterteils einsteckbar ist und mit einem in das freie Ende des Druckrohres eingesetzten Kern, einem magne tischen Flußstück und mit einem das Druckrohr umgreifenden Spulenträger.

Ein derartiges bekanntes Magnetventil ist in Fig. 1 der Zeichnung dargestellt. Derartige Magnetventile können als 2/2- oder 3/2-Wegeventile für die verschiedensten Zwecke eingesetzt werden. Bei diesen Ventilen ist in eine Ausdrehung des Ventilunterteils der Belüftungsdüseneinsatz eingespritzt oder eingesteckt und das als Drehteil ausgeführte Druckrohr ist mit einem unteren nach außen weisenden Flansch in die Ausdrehung des Ventilunterteils eingesteckt und durch eine in eine Umfangsnut eingesetzte Dichtung gegenüber dem Ven tilunterteil abgedichtet. Das andere Ende des den Anker um schließenden Druckrohres greift an dem mit integrierter Entlüftungsdüse ausgestatteten Magnetkern an.

Für die unterschiedlichen Anwendungszwecke werden vom Be nutzer anwendungsspezifische Ventilunterteile und Ventil oberteile gefordert, und je nach der Anwendung wird die integrierte Düse in Nennweite und Kontur fest ausgebildet. Der Anker mit der montierten Ventilfeder wird in das Druck rohr eingelegt und dieses mit montiertem O-Ring in die Aufnahmeausdrehung bis zum Anschlag gedrückt, und danach wird die Spulenbaugruppe über das Druckrohr geschoben.

Die Befestigung der Spule und des Druckrohres kann auf unter schiedliche Weise erfolgen. Beispielsweise kann über den Dichtansatz des C-Ringbundes eine Wellscheibe gelegt werden, auf der das als Bügel ausgebildete magnetische Flußleitstück aufliegt und welche dann über das Oberteil vorgespannt wird und so das Druckrohr auf Anschlag hält. Wichtig dabei ist, daß das Druckrohr nach unten auf den Belüftungsdüseneinsatz gedrückt wird, um definierte Hubverhältnisse zu erhalten.

Bei den bisher bekannten Magnetventilen dieser Art waren für verschiedene Düsennennweiten verschiedene Unterteile erfor derlich und die Düseneinsätze müssen zusätzlich abgedichtet werden. Die Maßtoleranzen zwischen Düsenoberkante und Druck rohranschlag gehen als Hubtoleranzen ein. Die Prüfung auf ordnungsgemäße Funktion und Dichtheit kann erst im einge bauten Zustand geprüft werden, was insbesondere dann von Nach teil ist, wenn das Ventilunterteil gleichzeitig für mehrere Ventile bestimmt ist. Bedingt durch den nach außen gerich teten Flansch des Druckrohres stellt das Druckrohr einen Dreh teil mit relativ hoher spanender Bearbeitung dar.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungs gemäßes Magnetventil zu schaffen, welches unter Vermeidung der geschilderten Merkmale kostengünstiger herstellbar ist, infolge erreichbarer geringerer Hubtoleranzen reproduzierbar genau gefertigt werden kann und eine Funktions- und Dichte prüfung vor Einbau ermöglicht.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeich nungsteil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Dadurch, daß Belüftungsdüseneinsatz und Druckrohr miteinander vereinigt sind, fallen alle jene Toleranzen weg, die sich beim Stande der Technik dadurch ergeben, daß das Druckrohr gegen den Belüftungsdüseneinsatz verspannt wird, und der Magnetkern kann zur Festlegung eines vorbestimmten Anker weges mit hoher Genauigkeit in das Druckrohr eingesetzt werden.

Gemäß der Erfindung kann die gestellte Aufgabe konstruktiv einmal dadurch gelöst werden, daß ein als Tiefziehteil mit einem Kragen ausgebildetes Druckrohr den Belüftungsdüsen einsatz allseitig formschlüssig umgreift, so daß jede Axial verschiebung zwischen Druckrohr und Belüftungsdüseneinsatz verhindert ist.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Aufgabe dadurch gelöst werden, daß Belüftungsdüseneinsatz und Druckrohr einstückig im Spritzverfahren hergestellt sind, wobei zweckmäßigerweise das Druckrohr gleichzeitig als Spu lenträger ausgebildet ist, so daß die Funktion des Druck rohres vom Spulenkörper übernommen wird. Dieser Spulen körper ist als Lauffläche für den Anker ausgebildet, und zwar vorzugsweise in Form von Längsstegen, zwischen denen Längsnuten für die Luftführung verbleiben. Dadurch kann der Anker außen zylindrisch glatt ausgebildet werden, ohne daß hierfür die sonst notwendigen Luftführungsnuten eingefräst werden, wodurch sich eine weitere Vereinfachung und Ver billigung der Herstellung ergibt. Außerdem wird durch diese Anordnung erreicht, daß die Axialabmessungen verringert werden, wodurch sich ein sehr kompakter Aufbau ergibt. Aus serdem wird durch die Erfindung eine vollautomatische Fer tigung von einer Seite her möglich.

Die wesentlichen Vorteile der erfindungsgemäßen Anordnung bestehen darin, daß die komplette Ventileinheit vor Einbau einer Funktionsprüfung unterworfen werden kann, daß ein einfaches Werkzeug für die Erstellung des Ventilteils Ver wendung finden kann, daß eine einfache Änderung der Nenn weite im Werkzeug möglich wird, daß eine einfache Aus tauschbarkeit verschiedener Nennweiten im Ventilgehäuse möglich wird und daß durch vollautomatische Montage eine sehr preisgünstige Herstellung möglich wird.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nachstehend werden zwei Ausführungsbeispiele des erfindungs gemäßen Magnetventils in Verbindung mit einem den Stand der Technik repräsentierenden Magnetventil beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ist ein Axialschnitt eines den Stand der Technik repräsentierenden Magentventils;

Fig. 2 ist ein Axialschnitt einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Magnetventils;

Fig. 3 ist ein Axialschnitt einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Magnetventils.

Der Grundaufbau ist den in Fig. 1 bis 3 dargestellten Magnet ventilen gleich. Sie besitzen alle zwei Schaltstellungen und können als Zweiwegeventil oder Dreiwegeventil eingesetzt wer den. Ein Ventilunterteil 10, das ein Ventil oder mehrere Ven tile tragen kann, weist für jedes Ventil einen axialen Druck anschluß 12 und einen radialen Arbeitsanschluß 14 auf, die in einer Ausdrehung 15 des Ventilunterteils 10 münden. Bei Zwei wegeventilen können beide Anschlüsse auch getauscht werden. In die Ausdrehung 15 ist ein Belüftungsdüseneinsatz 16 eingesetzt, dessen Düsenkörper mit einer Ringdichtung 18 gegenüber der Ausdrehung abgedichtet ist. Ein Druckrohr 20 ist in seinem unteren Abschnitt gegenüber dem Ventilunterteil durch eine Ringdichtung 22 abgedichtet. Innerhalb des Druckrohres 20 ist ein Magnetanker 24 axial verschiebbar angeordnet, der an der einen Seite mit einem Ventilteller 26 ausgestattet ist, der mit einem Ventilsitz 28 des Belüftungsdüseneinsatzes zusam menwirkt und der an der anderen Seite einen Ventilteller 30 trägt, der mit einem Ventilsitz 32 eines Magnetkerns 34 zu sammenwirkt, an dem das Druckrohr 20 befestigt ist und der die Entlüftungsdüse aufweist, zu dem Auslaßanschluß 35 führt. Auf dem Druckrohr sitzt ein Spulenträger 36, der die Magnet spule 38 trägt. Der Anker 24 ist durch eine Ventilfeder 40 in die aus der Zeichnung ersichtliche Stellung vorgespannt, in der der Ventilteller 26 dem Ventilsitz 28 dichtend an liegt und der Ventilteller vom Ventilsitz 32 abgehoben ist. Die Ventilfeder 40 stützt sich gegen eine Schulter des Ankers 24 bzw. die untere Stirnringfläche des Druckrohres ab. Ein als U-Bügel ausgebildetes magnetisches Flußleitstück 42 stellt den magnetischen Rückschluß zwischen Kern 34 und Anker 24 her.

Bei dem den Stand der Technik repräsentierenden Magnetventil gemaß Fig. 1 ist das Druckrohr 20 als Drehteil ausgebildet und besitzt einen innerhalb der Ausdrehung 15 des Ventilun terteils 10 liegenden Bund, der in einer Ringnut die Ring dichtung 22 aufnimmt und sich axial gegen den topfförmig ausgebildeten Belüftungsdüseneinsatz 16 abstützt. Der Anker 24 ist im Druckrohr 20 axial geführt, und er weist an seinem Umfang Axialnuten 44 zur Luftführung auf.

In den Fig. 1 bis 3 sind einander übereinstimmende Teile mit dem gleichen Bezugszeichen versehen. Soweit es Abwandlungen entsprechender Teile anbelangt, sind diese mit dem gleichen Bezugszeichen mit Zusatz .2 (Fig. 2) bzw. .3 (Fig. 3) ver sehen.

Nach dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist das Druckrohr 20.2 als Tiefziehteil mit einem unteren Kragen 50 ausgebildet. Der Kragen 50 umschließt förmschlüssig von der Außenseite her den zylindrischen Abschnitt 52 des Belüftungsdüseneinsatzes 16.

In axialer Richtung ist das Druckrohr 20.2 gegenüber dem Be lüftungsdüseneinsatz 16 von oben her durch den Bund des Kra gens abgestützt und von unten her durch eine Konusfläche, die dem unteren konisch verlaufenden Kragenrand anliegt. Der Aus sendurchmesser der Belüftungsdüse ist zu diesem Zweck im Be reich des Kragenendes konisch abnehmend ausgebildet, so daß mittels eines geeigneten Werkzeugs der Kragenrand formschlüs sig mit dem konischen Düsenbereich spielfrei verbunden wer den kann. Der Belüftungsdüseneinsatz 16 stützt sich dabei auf dem Kragenboden des Druckrohres 20.2 ab, so daß Hubtoleranzen sehr gering sind. Es ist sogar möglich, den geforderten Hub sehr genau einzustellen. Hierzu wird der Hub über den Aus laßanschluß 35 bezüglich der äußeren Kernfläche gemessen und der Kern 34 dann auf das exakte Maß eingepreßt und dort fixiert (Laserschweißen oder Sicken).

Die komplette aus Belüftungsdüseneinsatz 16, Druckrohr 20.2, Kern 34 sowie Anker 24 bestehende Ventilanordnung mit aufge setzten Spulen und magnetischem Flußleitstück kann vor Ein setzen in das Ventilunterteil 10 auf Funktion und Dichtigkeit untersucht werden. Die Ventilanordnung kann dann in die pas send ausgebildete Ausdrehung 15 des Ventilunterteils 10 ein geschoben und radial über den O-Dichtring 22 abgedichtet wer den.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist das den Anker 24.3 führende Druckrohr 20.3 einstückig mit dem Spulenträger 36.3 und dem Belüftungsdüseneinsatz 16.3 als einteiliges Spritz gußteil ausgebildet. Das magnetische Flußleitstück 42.3 ist topfförmig ausgebildet und mit Jochscheiben 54 ein- oder zweiteilig abgeschlossen, die den Rückschluß zum Magnetanker 24.3 herstellt. Die Ventilfeder 40.3 ist in diesem Fall zwischen dem Kern 34 und dem Anker 24.3 abgestützt. Der das Druckrohr 20.3 bildende Abschnitt des Spulenträgers ist zur Luftführung mit Axialnuten 44.3' ausgebildet.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Funktion des Druck rohres durch den Spulenträger übernommen, der mit seinem Innenumfang die Lauffläche für den Anker bildet, die mit den Längsnuten 44.3 ausgerüstet ist, welche Längsstege bil den, die die Lauffläche für den Anker bilden. Der Anker kann dadurch glattflächig ohne Luftführungsnuten ausgeführt werden, was die Herstellung erheblich verbilligt. Durch die einteilige Ausbildung werden sehr enge Hubtoleranzen gewähr leistet. Auch hier ist es möglich, den Hub sehr exakt einzu stellen. Der Anschlagbund im Gehäuse für die Jochscheibe ent fällt in diesem Fall bzw. wird um die maximal zu erreichende Toleranz (ca. 0,3 bis 0,5 mm) vergrößert. Der Ankerhub wird ebenfalls über den Auslaßanschluß gemessen und über die Ein preßtiefe der Jochscheibe 54 im Gehäuse 42.3 wird der Hub exakt eingestellt. Die Fixierung der Jochscheibe in dieser Position wird z. B. durch radiales Sicken beidseitig der Joch scheibe über das Gehäuse erreicht. Ferner hat die Anordnung den Vorteil einer kurzen axialen Baulänge. Auch hierbei kann die gesamte aus Belüftungsdüseneinsatz 16.3, Spulenträger- Druckrohr 20.3, Kern 34 und Anker 24.3 bestehende Ventilan ordnung vor Einsatz in das Ventilunterteil auf zuverlässige Funktion und Dichtigkeit überprüft werden.

Bei diesem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist ein zusätz licher Dichtring 56 zwischen Spulenträger 36.3 und Kern 34 bzw. dem Boden des Topfes 42.3 angeordnet.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist das Druckrohr im Verbindungsabschnitt 58 zwischen Spulenträger und Be lüftungsdüseneinsatz dünnwandig ausgebildet, d. h. an jener Stelle, wo die Jochscheibe 54 den Magnetkreis schließt, so daß sich nur ein schmaler, nicht ferromagnetischer Spalt in diesem Bereich 58 ergibt.

Bezugszeichenliste

10

Ventilunterteil

12

Druckanschluß

14

Arbeitsanschluß

15

Ausdrehung

16

Belüftungsdüseneinsatz

18

Ringdichtung

20

Druckrohr

22

Ringdichtung

24

Anker

26

Ventilteller

28

Ventilsitz

30

Ventilteller

32

Ventilsitz

34

Kern

35

Auslaßanschluß

36

Spulenträger

38

Magnetspule

40

Ventilfeder

42

magn. Flußleitstück (U-Bügel)

44

Axialnuten

50

Kragen

52

zyl. Abschnitt

54

Jochscheibe

56

Dichtring

58

Druckrohrabschnitt

Claims

1. Magnetventil mit einem in einem Druckrohr (20) verschiebbaren Anker (24), dessen Ventilteller (26) durch eine Ventilfeder (40) auf den Ventilsitz (28) eines Be lüftungsdüseneinsatzes (16) vorgespannt ist, der in einer Ausdrehung (15) eines Ventilunterteils (10) einsteckbar ist und mit einem in das freie Ende des Druckrohres eingesetzten Kern (34) und mit einem das Druckrohr (20) umgreifenden Spulenträger (36), dadurch gekennzeichnet, daß der Belüftungsdüseneinsatz (16) mit dem Druckrohr (20.2; 20.3) baulich vereinigt und gegen über diesem abgedichtet ist.

2. Magnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckrohr (20.2) als Tief ziehteil ausgebildet ist und mit einem unteren Kragen (50) den Einsatzteil (52) des Belüftungsdüseneinsatzes (16) all seitig formschlüssig umschließt.

3. Magnetventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragen (50) mit einem nach außen gerichteten Flansch axial am zylindrischen Einsatz abschnitt (52) des Belüftungsdüseneinsatzes (16) abgestützt ist und mit seinem unteren Teil einem konischen Endabschnitt des topfförmig ausgebildeten Belüftungsdüseneinsatzes an liegt.

4. Magnetventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ringdichtung (22) auf das Druckrohr (20.2) über dem Kragen (52) aufgezogen ist und gegenüber der Ausdrehung (15) des Ventilunterteils abdichtet.

5. Magnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Belüftungsdüseneinsatz (16.3) mit dem als Druckrohr (20.3) ausgebildeten Spulenträger (36.3) im Spritzverfahren hergestellt ist.

6. Magnetventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Flußleitstück als Topf (42.3) ausgebildet ist, der unten durch eine Jochscheibe (54) abgeschlossen ist, welche einen unteren Druckrohrabschnitt (58) umschließt.

7. Magnetventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckrohrabschnitt (58) dünn wandig als Verbindungsabschnitt zwischen dem Spulenträger und dem Belüftungsdüseneinsatz ausgebildet ist.

8. Magnetventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (24.3) außen glatt zylindrisch ausgebildet ist und daß das vom Spulenträger ge bildete Druckrohr (20.3) Axialnuten (44.3) zur Luftführung aufweist, wobei die dazwischen verbleibenden Längsstifte die Führung des Ankers übernehmen.

9. Magnetventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilfeder (40.3) zwischen Kern (34) und Anker (24.3) angeordnet ist.

10. Magnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub durch maßhaltiges Einpres sen des Kerns (34) exakt eingestellt werden kann.

11. Magnetventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub durch maßhaltiges Einpres sen der Jochscheibe (54) exakt eingestellt werden kann.