DE2014087B2

DE2014087B2 - Verwendung einer kupplung zwischen einem ventilverschlusstueck und einem ventilantriebselement

Info

Publication number: DE2014087B2
Application number: DE19702014087
Authority: DE
Inventors: Harald Petit-Saconnex Genf Stampfli (Schweiz)
Original assignee: Lucifer SA
Current assignee: Lucifer SA
Priority date: 1969-04-15
Filing date: 1970-03-18
Publication date: 1977-12-22
Also published as: BE747732A; DE2014087C3; NL163612B; NL7005223A; FR2043349A5; DE2014087A1; US3671009A; AT302753B

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung einer Kupplung zwischen einem Ventilverschlußstück und einem hubbeweglichen Ventilantriebselement mittels eines in eine im wesentlichen zylindrische, sacklochartige Ausnehmung in dem einen Teil einsteckbaren Zapfens am anderen Teil, wobei am Zapfen ein Kopfbund und am freien Rand der Ausnehmung ein Innenbund vorgesehen ist, von denen einer eine Ringnut begrenzt, in die ein O-Ring aus elastischem Material eingesetzt ist.

Eine Kupplung dieser Art ist durch die US-Patentschrift 31 17 762 bekanntgeworden, die ein von Hand zu betätigendes Ventil betrifft. Zwischen dem Ventilverschlußstück und dem Ventilantriebselement besteht (praktisch) kein axiales Spiel.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektromagnetisch betätigbares Ventil derart auszubilden, daß das Verschlußstück schlagartig bei gleichzeitiger Herabsetzung der Schlagbeanspruchung der beweglichen Teile geöffnet werden kann.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Verwendung einer Kupplung zwischen einem Ventilverschlußstück und einem hubbeweglichen Ventilantriebselement mittels eines in eine im wesentlichen zylindrische, sacklochartige Ausnehmung in dem einen Teil einsteckbaren Zapfens am anderen Teil, wobei am Zapfen ein Kopfbund und am freien Rand der Ausnehmung ein Innenbund vorgesehen sind, von denen einer eine Ringnut begrenzt, in die ein O-Ring aus elastischem Material eingesetzt ist, bei einem elektromagnetisch betätigten Ventil, dessen als hubbe .vegliches Antriebselement dienender Anker mit axialem Spiel mit dem Verschlußstück verbunden ist, zum schlagartigen öffnen des Verschlußstückes bei gleichzeitiger Herabsetzung der Schlagbeanspruchung der beweglichen Teile.

Bei Strombeaufschlagung des Elektromagneten bewegt sich das Antriebselement zunächst allein und reißt dann, nachdem ihm eine gewisse Bewegungsenergie innewohnt, das Verschlußstück mit, so daß sich dieses schlagartig öffnet. Der elastische Ring sorgt dafür, daß die miteinander zusammenwirkenden Teile nicht allzu sehr beansprucht werden.

Die Zeichnung zeigt schematisch und beispielhaft zwei Ausführungsformen des, erfindungsgemäß zu verwendenden Ventils. Darin zeigt

Ι· ι g. 1 einen Schnitt durch die erste Ausführungsform, I· i g. 2 einen Schnitt durch die zweite Ausführungs-

V)

form und Fig.3 eine Einzelheit der Fig. 2 in größerem Maßstab.

Das dargestellte Ventil für Druckmittel besteht aus einem Körper 1 mit einer Zuflußkammer 2 und einer Abflußkammer 3, welche'Gewindebohrungen aufweisen, zum Anschluß an eine Zu- bzw. Ableitung für das gesteuerte Druckmittel.

Am oberen Teil dieses Ventils ist ein Verschlußdeckel 4 angeordnet, der mittels Schraubenbolzen 5 am Körper t befestigt ist, wobei die Dichtigkeit durch einen O-Ring 6 gewährleistet wird, der in einer ringförmigen Nut 7 des Ventilkörpers sitzt. Der Verschlußdeckel 4 trägt ein rohrförmiges Teil 8 aus nicht ferromagnetischem Werkstoff, in welchem ein verschiebbarer, zylindrischer Magnetkern 9 als Ventilantriebselement gleiten kann. Dieser Magnetkern weist an seinem unteren Ende einen Zapfen 10 auf, der in einem Hohlraum 11 eines Verschlußstückes 12 eingesteckt ist und durch den in einer Ringnut 14 des Verschlußstückes angeordneten O-Ring 13 in diesem Raum mit Spiel gehalten wird.

Es ist aus der Figur zu ersehen, daß der Außendurchmesst-r dieses O-Ringes 13 größer ist als der Innendurchmesser eines Innenbundes des Verschlußstückes 12, während der Innendurchmesser de:; O-Ringes kleiner ist als ein Kopfbund des Zapfens 10.

Das Verschlußstück 12 steht unter Wirkung einer Feder 16, die bestrebt ist, dieses vom Deckel 4 zu entfernen und es an den Ventilsitz 17 zu pressen. Diese Feder ist in der konischen Kammer angeordnet, die durch den Deckel 4 gebildet wird und umgibt den unteren Teil des Ventilantriebselementes 9 und den oberen Teil des Verschlußstückes 12.

Das rohrförmige Teil 8 ist von einer elektrischen Wicklung 18 zylindrischer Form umgeben, die durch eine Haube 19 geschützt ist.

Das Verschlußstück 12 besitzt eine ringförmige Dichtung, die aus einer Scheibe aus Elastomer besteht. Der innere und äußere Rand dieser Scheibe ist von Ausnehmungen 25 bzw. 26 eingefaßt, die in den seitlichen Wandungen einer ringförmigen Nut 27 des Verschlußstückes 12 eingeschnitten sind. Der mittlere Teil der ringförmigen Dichtung 24 liegt einem Ventilsitz 17 gegenüber, auf welchen er in Schließstellung des Ventils zum Aufliegen kommt.

Eine in der ringförmigen Nut 27 des Verschlußstückes 12 vorgesehene Verbindungsöffnung 29 dient zum Übergang des Druckmittels von der Kammer 2 zur Rückseite der Dichtung 24, um den Druck auf den beiden Seiten dieser Dichtung bei offener Stellung des Ventils auszugleichen. Ein Filter 28 ist um den Ventilsitz 17 angeordnet und verhindert den Durchgang von Verunreinigungen, welche die Verbindungsöfl'nung 29 verstopfen würden.

Wie es in Schließstellung des Verschlußstückes 12 aus der Zeichnung zu ersehen ist, liegt der Zapfen 10 am Grund des Hohlraumes 11 an. Sein Kopfbund hat einen Abstand vom O-Ring 13. Wird bei Stromfluß durch die Wicklung 18 das Antriebselement 9 nach oben bewegt, führt es den ersten Teil seines Hubes frei aus, ohne die Mitnahme des Verschlußstückes 12 zu bewirken. Aus diesem Grunde erreicht das Aniriebselement 9 eine gewisse Geschwindigkeit, und im Zeitpunkt, in dem der Zapfen 10 auf den O-Ring 13 einzuwirken beginnt, trägt die vorn Antriebselement im ersten Teil seines Hubes gespeicherte kinetische Energie dazu bei, ein rasches Abreißen des Verschlußstückes vom Sitz zu gewährleisten. Dank der Elastizität des O-Ringes wird der Antrieb

des Verschlußstückes 12 ohne heftige Schlagwirkung vollzogen, so daß die Beanspruchung der beweglichen Teile stark herabgesetzt ist.

Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform besitzt ebenfalls einen Körper 1 mit einer Zuflußkammer 2 und einer Abfiüßkammer 3 sowie einen Verschlußdeckel 4, der mittels Schraubenbolzen 5 befestigt ist. Der Verschlußdeckel 4 trägt ein rahrförmiges Teil 8 aus nicht ferromagnetischem Werkstoff, in welchem ein verschiebbarer, zylindrischer Magnetkern 9 als Antriebselement gleiten kann. Dieses Element kann bei Erregung einer Spule 18 entgegen der Wirkung einer Feder 16 durch das Magnetfeld verschoben werden. Das Antriebselement 9 weist an seinem unteren Ende eine rohrförmige Verlängerung 30 auf, die einen Hohlraum 31 zur Aufnahme eines Zapfens 32 eines Verschlußstükkes 33 bildet, dessen Umfang über eine ringförmige Membrane 34 mit dem Körper 1 des Ventils verbunden ist. Der Umfang dieser Membrane 34 ist zwischen dem Körper 1 und dem Teil 4 festgeklemmt und gewährleistet somit die Dichtigkeit zwischen diesen beiden Teilen.

Das Verschlußstück umfaßt noch eine Dichtung 35, die auf einem Ventilsitz 17 des Körpers i aufliegen kann.

Das dargestellte Ventil hat eine elektromagnetische HilfsSteuerung. Wird ein Druckmittel mit einem derartigen Ventil gesteuert, so werden die Bewegungen des Verschiußstückes 33 hauptsächlich durch die Differenz der auf beiden Seiten der Membrane 34 und/oder des Verschlußstückes einwirkenden Drücke bestimmt. Zu diesem Zweck ist der zwischen der Membrane 34 und dem Teil 4 liegende Raum über einen kalibrierten Durchlaß 36 mit der Zuflußkammer 2 verbunden. Das sich oberhalb der Membrane 34 befindliche Druckmittel kann durch eine radiale Bohrung 37 der rohrförmigen Verlängerung 30 und eine axiale Bohrung 38 des Verschlußstückes 33 abgelassen werden, wenn letztere von der Dichtung 39 abgedeckt wird, welche im Kern 9 angeordnet ist und unter Wirkung eiiner Feder 40 steht.

Ist der Druck des gesteuerten Mediums zu schwach, um die Verschiebungen des Verschlußstückes 33 zu bewirken, so werden diese durch die unmittelbare

Wirkung des Antriebselementes 9 auf das Verschlußstück 33 erzeugt. Zu diesem Zweck sind das Antriebselement 9 und das Verschlußstück 33 durch Zwischenschaltung eines O-Ringes 13 gekuppelt, wie es näher aus Fig. 3 zu ersehen ist. Dieser O-Ring ist zum Teil in einer Ringnut 41 der Verlängerung 30 untergebracht. Das Profil dieser Ringnut ist derart gewählt, daß beim Antrieb des Verschlußstückes 33 durch das Antriebselement 9 nach oben die von einem Teil auf das andere Teil einwirkende Kraft einzig durch Zusammenpressung des O-Ringes und ohne Scherwirkung übertragen wird. Zu diesem Zweck weist der Querschnitt der Nut 41 einen schrägen Grund 42 und eine zur Kernachse senkrechte Seitenfläche 43 auf, welche beide auf den Querschnitt des O-Ringes 13 derart einwirken, daß sich eine resultierende Kraft f ergibt, die möglichst senkrecht gegen eine Auflagefläche 44 des Verschlußstückes 33 gerichtet ist. Außerdem weist diese Auflagefläche 44, die grundsätzlich kegelstumpfförmig ist, eine solche Neigung auf, daß sie auf den O-Ring eine resultierende Kraft ausübt, die der aus der Wirkung des Grundes 42 und der Seitenfläche 43 der Ringnut ergebenden Kraft /"entgegengesetzt ist.

Es ist zu bemerken, daß die Höhe h zwischen der Auflagefläche 44 und dem Rand 45 des Zapfens 32 ausreicht, um ein Spiel des Antriebselementes 9 gegenüber dem Verschlußstück 33 zu ermöglichen. Dieses axiale Spiel ist notwendig, um beim Anzug des Antriebselementes 9 durch das von der Spule 18 erzeugte Magnetfeld eine Verschiebung der Dichtung 39 zu gestatten und die Bohrung 38 abzudecken.

Der Innendurchmesser der Ringnut 41 entspricht zum mindesten dem Außendurchmesser des O-Ringes 13, so daß nach der Einführung des Zapfens 32 des Verschlußstückes 33 in den Hohlraum 31 des Antriebselementes 9 der O-Ring 13 eingezwängt wird.

Hingegen kann die Trennung des Verschlußstückes 33 von der Verlängerung 30 des Antriebselementes 9 nur durch Zerstörung des O-Ringes 13 stattfinden, indem ein starker Zug auf die zu trennenden Teile ausgeübt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verwendung einer Kupplung zwischen einem Ventilverschlußstück und einem hubbeweglichen Ventilantriebselement mitteis eines in eine im ο wesentlichen zylindrische, sacklochartige Ausnehmung in dem einen Teil einsteckbaren Zapfens am anderen Teil, wobei am Zapfen ein Kopfbund und am freien Rand der Ausnehmung ein Innenbund vorgesehen sind, von denen einer eine Ringnut begrenzt, in die ein O-Ring aus elastischem Material eingesetzt ist, bei einem eleKtromagnetirch betätigten Ventil, dessen als hubbewegliches Antriebselement dienender Anker mit axialem Spiel mit dem Verschlußsiück verbunden ist, zum schlagartigen π öffnen des VerschluBstückes bei gleichzeitiger Herabsetzung der Schlagbeanspruchung der beweglichen Teile.