DE2800251A1

DE2800251A1 - Membranventil

Info

Publication number: DE2800251A1
Application number: DE19782800251
Authority: DE
Inventors: Klaus Ing Grad Schoch; Bruno Staiger
Original assignee: STAIGER STEUERUNGSTECH
Current assignee: STAIGER STEUERUNGSTECH
Priority date: 1978-01-04
Filing date: 1978-01-04
Publication date: 1979-07-12

Description

Membranventil

Die Erfindung betrifft ein Membranventil mit einem Ankerführungsrohr und einem Befestigungsteil, der in einen Tentilkörper gegen eine Membrane einsehraubbar ist.

Sin derartiges Memoranventil ist bekannt. Dabei weist der Ventilkörper einen Grehäusestutzen mit einer Ventilkammer und eine Zufuhr- und Abführbohrung für das Medium auf. Die Mündungen
der Zuführ- und Abführbohrungen befinden sich am Srund der
Ventilkammer und sind von einer Membrane überdeckt. In den mit einem Innengewinde versehenen Gehäusestutzen des Ventilkörpers ist ein aus Metall bestehender Befestigungsteil eingeschraubt, dessen untere Stirnfläche gegen einen Metallring drückt, der
im Ventilraum über der Membrane auf deren Außenrand aufliegt.
Der Befestigungsteil ist von einem metallischen Ankerführungsrohr durchsetzt, in dem ein gegen die Membrane federbelasteter Anker eines Elektromagneten längsverschiebbar gelagert ist.
Der Nachteil dieses Membranventils besteht darin, da3 die Herstellung und Verbindung des Befestigungsteils mit dem Anker-

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führungsrohr aufwendig ist, indem in den Befestigungsteil eine lewindebohrung eingebracht und am Ankerführungsrohr ein Außengewinde zum Einschrauben in die "Jewindebohrung angeordnet wird. Um ein unbeaosichtigtes Lösen dieser SchrauDverbindung beispielsweise durch Schwingungen oder Vibration zu vermeiden, wird dabei zusätzlich ein Klebstoff im Gewindebereich vorgesehen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß beim Zusammenbau des Membranventils die G-efahr einer Beschädigung der Membrane besteht, wenn beim Einschrauben des 3efestigungsteils in den Sehäuse-3tutzen die Stirnflächenreibung zwischen dem 3efestigungsteil und dem Metallring größer ist als die Heibung im Randbereich der Membrane, da in diesem Falle ein Abrieb an der Membrane oder ein Verwerfen durch Mitdrehen hervorgerufen werden kann, wodurch die Dichtwirkung beeinträchtigt wird.

Demgemäß besteht die Aufgabe der Erfindung darin, die vorbeschriebenen Nachteile zu vermeiden und ein Membranventil der eingangs beschriebenen Gattung zu schaffen, dessen Befestigungsteil einfacher herstellbar und dabei schraubfrei und dauerhaft mit dem Ankerführungsrohr verbunden ist, wobei gleichzeitig eine zuverlässige Membranfestlegung beim Zusammenbau erreicht werden soll.

Diese Aufgabe wird erfindung3gemäß dadurch gelöst, daß der Befestigungsteil direkt aus Kunststoff am Ankerführungsrohr angeformt ist.

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Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß der Befestigungsteil direkt bei seiner Herstellung beispielsweise durch Spritzguß mit dem Ankerführungsrohr zu einer einzigen Baueinheit zusammengefaßt wird, so daß eine separate Anfertigung allein des Befestigungsteils vermieden ist. Durch die direkte Anformung des Kunststoffs ergibt sich der weitere Vorteil, daß sich ein Einschrauben des Ankerführungsrohrs in den Befestigungsteil erübrigt und somit auch eine G-ewindeausführung entfällt. Außerdem ist die Durchführung einer zusätzlichen Klebsicherung nicht erforderlich, da durch die Direktanformung des Kunststoffs am Ankerführungsrohr eine hohe Yerbundfestigkeit der Teile gegeben ist, so daß auch bei in der Praxis auftretenden Schwingungsbeanspruchungen eine feste Klebverbindung zwischen dem Befestigungsteil und dem Ankerführungsrohr gewährleistet ist. Ein weiterer Vorteil ist durch die Verwendung von Kunststoff für den Befestigungsteil beim Zusammenbau des Membranventils gegeben, denn es tritt ein nur sehr geringer Reibungskoeffizient zwischen der Stirnfläche des Befestigung3teils und dem Metallring auf, so daß der Befestigungsteil bei seinem Einschrauben in den Gehäusestutzen mit Sicherheit auf dem Metallring gleitet und letzterer gemeinsam mit der Membrane auch beim Zusammenschrauben in der Ruhelage verbleibt und nicht mitdreht, wodurch eine einwandfreie Punktionslage der Membrane sichergestellt ist. Ein zusätzlicher Vorteil besteht darin, daß bei einem vorzugsweise ebenfalls aus Kunststoff hergestellten Ventilkörper eine

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G-ewindebe Schädigung im Gehäuse stutz en, wie sie beispielsweise durch ein schlecht geschnittenes Gewinde beim bekannten metallischen Befestigungsteil verursacht werden kann, weitgehend vermieden ist, da der Kunststoff-Befestigungsteil und der Kunststoff-Ventilkörper weitgehend gleiche Festigkeitseigenschaften aufweisen.

Nach einer bevorzugten Ausführung weist die Mantelfläche des Ankerführungsrohrs im Bereich des 3efestigungsteils eine Rauhung auf. Durch die Rauhung ergibt sich eine Flächenvergrößerung und ein verzahnungsartiger Halt im Verbindungsoereich, so daß angreifenden Scherkräften eine sichere Verbundfestigkeit entgegen steht.

ist es günstig, die Rauhung als Ringnut auszubilden. Durch die Ringnut ergibt sich der Vorteil, daß daa Ankerführungsrohr insDesondere gegen in Axialrichtung auftretende Kräfte mit dem Befestigungsteil sicher verbunden ist, wobei zur weiteren Festigkeit serhöhung zweckmäßig mehrere Ringnuten hintereinander angeordnet werden.

Nach einer anderen Ausführung ist es vorteilhaft, die Rauhung als Kreuzrändel auszubilden. Durch den Kreuzrändel wird nicht nur eine Erhöhung der Scherfestigkeit in einer einzigen Vorzugsrichtung erreicht, sondern die Scherfestigkeitserhöhung ist in axialer, radialer und diagonaler Richtung wirksam, so daß

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daa Ankerführungsrohr gegen Zug-, Dreh- und Dreh-/Zugbeanspruchung sicher mit dem Befestigungsteil verbunden ist.

Ss ist darüber hinaus zweckmäßig, daß der Befestigungsteil einen Mehrkantansatz aufweist. Damit ist es möglich, beim Zusammenbau dea Membranventils den Befestigungsteil durch Ansetzen eines Hilfswerkzeugs fest in den Gehäusestutzen einzuschrauben, so daß ein dauerhafter Sitz gewährleistet ist.

Weiterhin ist es günstig, im Befestigungsteil einen Lüftungskanal vorzusehen. Üoer den Lüftungskanal, der den über der Membrane befindlichen Ventilraum mit der Außenluft verbindet, erfolgt ein Druckausgleich, wenn bei der Betätigung des Membranventils durch die Membrane der Ventilraum vergrößert bzw. verkleinert wird. Durch den Druckausgleich wird ein verzögerungsfreies Umschalten der Membrane erzielt und eine Überbeanspruchung vermieden.

Dabei ist es vorteilhaft, die Außenmündung des Lüftungskanals an einer vertikalen Außenfläche des Befeatigungsteils anzuordnen· Durch diese Anordnung wird erreicht, daß von oben anfallende Schmutzteile wie Staub od. dgl. sich nicht in der Außenmündung absetzen und diese verstopfen, wodurch eine dauerhaft funktionierende Be- und Entlüftung gegeben ist.

Auflerdea ist es von Vorteil, die Innenmündung des Lüftungs-

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kanals nahe der Mantelfläche des Ankerführungsrohrs anzuordnen. Durch diese Maßnahme ist es möglich, die Abmessungen im Ventlraum klein zu halten und dabei eine breite Drucicflache des Metallrings zu erreichen, so daß eine große Flächenpressung zwischen der unteren Stirnfläche des Befestigungsteils und dem ivietallring gegeben ist.

Es ist weiterhin zwecinnäßig, den Lüftungskanal geradlinig auszubilden. Durch die geradlinige Gestaltung wird erreicht, daß die Gesamtlänge des Lüftungskanals zwischen der Auöenmündung und der Innenmündung gering ist und über den kurzen geradlinigen Heg ein schneller Druckausgleich erfolgt.

Nach einer anderen bevorzugten Ausführung ist der Lüftungskanal an der Außenfläche des Befestigungsteils angeordnet und als offene ^"ut ausgebildet. Dies wirkt sich besonders günstig auf die Herstellung des Formwerkzeugs aus, da für den nutartigen Lüftungskanal an der Wandung des Formwerkzeugs lediglich ein entsprechender Federwulst angeformt zu werden braucht.

Der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung, die bevorzugte Ausführungsformen in schematischer Darstellung als Beispiel zeigt, sind weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung zu entnehmen. Ss stellen dar:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Membranventil und Fig. 2 eine Ansicht von oben auf das Membranventil der Fig.

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Sas in den ?ig. 1 und 2 dargestellte Membranventil weist einen aus Kunststoff gebildeten Ventilkörper 1 mit einem 1-ehäusestutzen 2, einen Zuleitungsanschluß 3 und einen in gleicher Achsrichtung angeordneten Ableitungsanschluß 4 auf, wobei die vorgenannten Teile in vorteilhafter .Veise zu einer einzigen kompakten Baueinheit zusammengefaßt sind. Der Zuleitungsanschluß 3 ist langer als der Ableitungsanschluß 4 und weist zwei G-ewindemuttern 5 auf, mit denen er in sogenannter Schottverschraubung an einer ^ehäusewand od. dgl. befestigt werden kann. Außerdem sind am Ventilkörper 1 zusätzlich Befestigungsbonrungen 6 angeordnet und im Bereich der unteren Ausnehmung 7 3ind weitere, hier nicht dargestellte Löcher für Befestigungslaschen vorgesehen, durch die eine Reihenmontage mehrerer Membranventile möglich ist.

Der Zuleitungsanschluß 3 ist von einer Zuführbohrung S durchsetzt, deren I/lündung in der Mitte am "rund der Ventilkammer 9 angeordnet ist, während die Mündung der den Ableitungsanschluß 4 durchsetzenden Abführbohrung 10 im Randbereich am Irund der Ventilkammer 9 sich befindet.

Sine aus Kunststoff bestehende Membrane 11 über-deckt die Mündung der Zuführbohrung 3 und die der Abführbohrung 10 ¹JHd schließt die Ventilkammer 9 nach oben ab. Auf dem Rand der Membrane 11 liegt ein Metallring 12 auf, der über die untere

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Stirnfläche 13 eines Befestigungsteils 14· angedrückt wird, welcher über ein Gewinde 15 in den lehäusestutzen 2 eingescnraubt ist.

Der BefestigungsteilVist aus Kunststoff geoildet, der direkt bei der Herstellung des 3efestigungsteils 14 an dem aus Metall oestehenden An^erführungsrohr 16 angeformt worden i3t, wodurch eine einzige feste Baueinheit in einem Arbeitsgang gebildet worden ist. Zwischen der Stirnfläche 13 und dem Metallring tritt aufgrund der guten lleiteigenschaften zwischen den beiden Materialien beim Sinscnrauben in den Jehäusestutzen 2 ein nur sehr geringer Reibungskoeffizient auf, so daß der Metallring 12 in seiner Ruhelage verbleibt und nicht mitdreht, wodurch evtl. Beschädigungen der Membrane durch Schiebeverlagerung ausgeschaltet sind.

Damit die Verbundfestigkeit zwischen dem 3efestigungsteil und dem Ankerführungsrohr 16 auch großen Beanspruchungen mit Sicherheit standhält, weist das Ankerführungsrohr 16 im Bereich des Befestigungsteils 14 eine Rauhung auf, die als Kreuzrändel 17 ausgeführt ist.

Am Befestigungsteil 14 ist ein Mehrkantansatz 18 ausgebildet, an dem ein Maulschlüssel od. dgl. angesetzt werden kann, so daß beim Zusammenbau des Membranventils der Befestigungateil

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fest in den G-ehäusestutzen 2 eingeschraubt werden kann.

Der Befestigungsteil 14 weist einen geradlinig ausgebildeten Lüftungskanal 19 für den Druckausgleich im Ventilraum 20 auf. Dabei ist die Außenmündung 21 des Lüftungskanals 19 an einer vertikalen Außenfläche dee Mehrkantansatzes 18 angeordnet, während sich die Innenmündung 22 direkt neben der Mantelfläche des Ankerführungsrohrs 16 befindet. Auf der anderen Seite des Befestigungsteils 14 ist alternativ an der Außenfläche ein weiterer Lüftungskanal 19' angeordnet, der sich an der Stirnfläche 13» dem Gewinde 15 und dem Bund 26 erstreckt und als offene Nut ausgebildet ist. Selbstverständlich ist in der Praxis einer der beiden Lüftungskanäle 19, 19' allein völlig ausreichend.

Im Ankerführungsrohr 16 ist ein Anker 23 angeordnet, der längsverschiebbar gelagert ist ind mittels einer Schraubenfeder 24 gegen die Membrane 11 gedrückt wird. Beim Einschalten des Elektromagneten 25 wird der Anker 23 gegen die Kraft der Schraubenfeder 24 hochgezogen und die Membrane 11 nach oben geöffnet, so daß das Medium durch die Ventilkammer 9 in die Abführbohrung 10 gelangt und weiter fließen kann. Beim Hochdrücken der Membrane 11 wird der Ventilraum 20 verkleinert, wobei zum Druckausgleich die überschüssige Luft im Ventilraum 20 durch den Lüftungskanal 19 bzw. 19' nach außen gelangt.

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Claims

Steuerungstechnik Staiger 2800251

GmbH u. Co Produktions-Vertriebs-KG-Erligheim

Patentansprüche

M.) Membranventil mit einem Ankerführungsrohr und einem Befestigungsteil, der in einen Ventilkörper gegen eine Membrane einschraubbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der 3efestigungsteil (H) direkt aus Kunststoff am Ankerführungsrohr (16) angeformt ist.
2. Membranventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche des Ankerführungsrohrs (16) im Bereich des Befestigungsteils (14·) eine Rauhung aufweist.
3. Membranventil nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauhung als Ringnut ausgebildet ist.
4. Membranventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauhung als Kreuzrändel (17) ausgebildet ist.
5. Membranventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsteil (14) einen Mehrkantansatz (18) aufweist.

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6. Membranventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungateil (14) einen
Lüftungskanal (19, 19') aufweist.
7. Membranventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenmündung (21) des Lüftungskanals (19) an einer vertikalen Außenfläche des Befestigungsteils (14) angeordnet ist.
3. Membranventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenmündung (22) des Lüftungskanals (19) nahe der Mantelfläche des Anicerführungsrohrs (16) angeordnet ist.
9. Membranventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Lüftungskanal (19) geradlinig
ausgebildet ist.
10. Membranventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Lüftungskanal (19*) an der Außenfläche des Befestigungsteils (14) angeordnet und als offene Nut ausgebildet ist.

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