DE29517768U1

DE29517768U1 - Wegeventil zur Steuerung eines Druckmittelstroms

Info

Publication number: DE29517768U1
Application number: DE29517768U
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1995-11-09
Filing date: 1995-11-09
Publication date: 1997-03-13
Anticipated expiration: 2005-11-10

Description

R. 29604
02.11.95 My/Mg

ROBERT BOSCH GMBH, 70442 Stuttgart
10

Wegeventil zur Steuerung eines Druckmittelstroms Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Wegeventil zur Steuerung eines Druckmittelstroms nach der im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher angegebenen Gattung.

Es ist schon ein solches Wegeventil zur Steuerung eines Druckmittelstroms zwischen zwei Anschlüssen aus der DE-GM 7 505 736 bekannt, das als magnetbetätigtes Sitzventil ausgeführt ist. Das Wegeventil weist in einem Gehäuse eine vom Druckmittel durchströmte und mit den beiden Anschlüssen verbundene Ventilkammer auf, die durch ein elastisches Bauelement gegenüber dem Antrieb hin abgedichtet ist. Dieses Bauelement aus Kunststoff übernimmt mehrere Funktionen, wozu in ihm ein bewegliches Schließglied und ein gehäusefestes 0 Flanschteil integriert sind, die durch einen nachgiebigen Faltenbalg einstückig miteinander verbunden sind. Diese Bauweise des Wegeventils erlaubt zwar eine sichere Abdichtung des zu steuernden Druckmittelstroms vom Antrieb des Wegeventils und dessen Lagerungen, so daß das Wegeventil ohne Schmierung und ohne gleitende Dichtelemente im Steuerbereich auskommt. Von Nachteil bei diesem Wegeventil kann es jedoch sein, daß es bei besonderen Betriebsbedingungen höheren Anforderungen nicht gewachsen

R. 29604

ist und die Lebensdauer zu niedrig ist. So arbeitet das Wegeventil mit einem ungünstigen Flachsitz, der auch die Durchströmung in entsprechender Weise beeinflußt. Ferner weist der das Schließglied betätigende Stößel einen wesentlich kleineren Durchmesser auf als der Ventilsitz, was zu einer Durchbiegung des Schließteils und damit zu Nachteilen in der Abdichtung führen kann. Zudem erhöht sich auch der Verschleiß des elastischem Bauelements. Fernher baut das Wegeventil verhältnismäßig groß, zumal die Mündungsöffnung des exzentrisch in die Ventilkammer geführten Kanals auf einem wesentlich größeren Durchmesser liegt als der Faltenbalg.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Wegeventil zur Steuerung eines DruckmittelStroms mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß es bei einfacher und kompakter Bauweise eine höhere Lebensdauer sowie eine bessere Leistung erreicht. So führt die besondere Ausbildung des elastischen Bauelements zu einer Selbstzentrierung des kegelförmigen Schließgliedes und zu einer besseren Abdichtung, so daß auch weniger Verschleiß auftritt. Der kegelförmige Ventilsitz erlaubt eine günstige Durchströmung bei kurzen Strömungswegen. Das Wegeventil ermöglicht eine kostengünstige Bauweise, wobei keine Elastomerdichtung im Druckmittelbereich erforderlich ist. Das elastische Bauelement ist durch seine Formgebung gegenüber mechanischen Beanspruchungen relativ unempfindlich. Das Wegeventil eignet sich gut zur Steuerung eines Dampfstromes oder chemisch aggressiver Medien und ist zudem für eine Durchströmung in beiden Richtungen geeignet.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind 5 vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im

R. 29604

Hauptanspruch angegebenen Wegeventils möglich, wodurch vor allem eine platzsparende, kostengünstige und einfache Bauweise möglich ist, die hohen Anforderungen im Betrieb stand hält.
5

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert; es zeigen die einzige Figur einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel in vereinfachter Darstellung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die Figur zeigt in vereinfachter Darstellung einen Längsschnitt durch ein Wegeventil 10 zur Steuerung eines DruckmittelStroms zwischen zwei Anschlüssen 11, 12, die in einem Gehäuse 13 angeordnet sind. Das Gehäuse 13 ist mehrteilig ausgebildet und weist ein die Anschlüsse 11, 12 aufweisendes Anschlußgehäuse 14, eine Zwischenplatte 15 sowie einen Gehäusedeckel 16 auf, die durch Schrauben 17 fest miteinander verbunden sind.

Im Anschlußgehäuse 14 ist zentrisch der erste Anschluß 11 angeordnet, der über einen ersten Kanal 18 und einen kegelförmig ausgebildeten Ventilsitz 19 mit einer Ventilkammer 21 Verbindung hat. Die Ventilkammer 21 ist durch die Zwischenplatte 15 abgedeckt und hat die Form einer Sacklochbohrung, deren zylindrische Wand 22 über eine zweite Kegelfläche 23 in den Ventilsitz 19 übergeht. Dabei ist der Spitzenwinkel der zweiten Kegelfläche 23 größer gewählt als derjenige des Ventilsitzes 19. In dieser Kegelfläche 23 liegt eine Mündungsöffnung 24 eines zweiten Kanals 25, der mit dem zweiten Anschluß 12 Verbindung hat. 35

R. 29604

In der Zwischenplatte 15 ist in einer Lagerbuchse 26 ein Stößel 27 gleitend geführt, der von einem Antrieb 28 betätigbar ist. Der Antrieb 28 weist eine zwischen Gehäusedeckel 16 und Zwischenplatte 15 eingespannte Steuermembran 2 9 auf, die über einen Steueranschluß 31 mit einem Steuerdruckmittel, insbesondere Druckluft, beaufschlagbar ist. Entgegen dem Steuerdruck wird die Steuermembran 29 von einer Feder 32 belastet, die in der Zwischenplatte 15 angeordnet ist und sich über ein am Stößel 27 festgeschraubtes Federteller 33 an der Steuermembrane abstützt. Mit seinem vom Federteller 33 abgewandten Kolbenabschnitt 3 4 ragt der Stößel 2 7 in die Ventilkammer hinein.

Die Abdichtung der vom Druckmittel durchströmten Ventilkammer 21, des Stößels 27 sowie des Antriebs 28 übernimmt ein elastisches Bauelement 35, das aus einem gehäusefesten Flanschteil 36, einem beweglichen Schließglied 3 7 sowie einem Faltenbalg 3 8 besteht, welcher die beiden letztgenannten Teile 36, 37 einstückig miteinander verbindet. Das Bauelement 35 ist aus einem Kunststoff PTFE hergestellt, wie es auch unter dem Handelsnamen Teflon bekannt ist. Sein Flanschteil 3 6 ist zwischen dem Anschlußgehäuse 14 und der Zwischenplatte 15 eingespannt.

Das Schließglied 37 ist entsprechend dem Ventilsitz 19 kegelförmig ausgebildet und überragt mit seinem Außendurchmesser geringfügig den Durchmesser des Kolbenabschnitts 34, so daß an dem überstehenden Rand 39 der Faltenbalg 3 8 mit seinem einen Ende gut angeformt werden kann. Das Schließglied 37 selbst ist am Stößel 27 befestigt, wozu in seinem Innern eine Gewindemutter 41 eingebaut ist und der Kolbenabschnitt 34 einen passenden Gewindezapfen aufweist. Der Außendurchmesser des Kolbenabschnitts 34 am Stößel 27 ist so groß gewählt, daß er mindestens gleich oder größer ist als der Durchmesser des Ventilsitzes 19, so daß

R. 29604

das Schließglied 37 eine ausreichend große Flächenpressung im geschlossenen Zustand des Wegeventils 10 ausüben kann. Die inneren Windungen 43 des Faltenbalgs 38 können sich dabei an der Mantelfläche des Kolbenabschnitts 34 abstützen, während die äußeren Windungen bis nahe an die zylindrische Wand 22 der Ventilkammer 21 heranreichen.

Die Wirkungsweise des 2-Wegeventils 10 wird wie folgt erläutert: Bei fehlender Druckluft im Steueranschluß 31 drückt die Feder 32 den Ventilteller 33 mit der Steuermembrane 2 9 nach oben und nimmt dabei den Stößel mit, so daß das Schließglied 37 die gezeigte geöffnete Stellung einnimmt. Das zu steuernde Druckmittel kann nun ungehindert vom ersten Anschluß 11 zum zweiten Anschluß oder auch in umgekehrter Richtung strömen. Zum Schließen des Ventils wird der Steueranschluß 31 mit Druckluft beaufschlagt, worauf die Steuermembrane 29 gegen die Kraft der Feder 32 den Stößel 27 nach unten drückt und dabei das Schließglied 37 auf den Ventilsitz 19 preßt, wodurch die Verbindung zwischen beiden Anschlüssen 11, 12 unterbrochen ist. Das Wegeventil 10 wird vorzugsweise zum Steuern von heißen Dampf verwendet, wobei dessen Temperatur in einem Bereich zwischen 100° und 200⁰C liegen kann und dessen Druck mehrere bar beträgt. Solche Ventile werden vorzugsweise in der Lebensmittel-, Getränke- und der chemischen Industrie eingesetzt. Das aus Teflon bestehende elastische Bauelement 35 kann dabei die von Dampf durchströmte Ventilkammer 21 sicher gegenüber dem Antrieb 2 8 abdichten, so daß im Wegeventil 10 keine Schmierung erforderlich ist und auch 0 kein Verschleiß durch gleitende Dichtelemente im Steuerbereich auftreten kann. Durch die spezielle Ausbildung des Wegeventils 10 in Verbindung mit einem Kegelsitz läßt sich die Lebensdauer sowie das Leistungsvermögen steigern. Das Schließglied 3 7 wird im kegeligen Ventilsitz 19 5 automatisch zentriert und läßt sich mit hoher

R. 29604

Flächenpressung andrücken. Durch die Lage der Mündungsöffnung 24 etwa auf dem gleichen Durchmesser wie der Faltenbalg 3 8 lassen sich kurze Durchströmungswege und damit ein günstiges Durchflußverhalten erreichen. Das Wegeventil 10 baut damit einfach und kompakt. Das elastische Bauelement 35 ist durch seine Formgebung gegenüber den mechanischen Belastungen relativ unempfindlich, was die Lebensdauer des Wegeventils erhöht.

Selbstverständlich sind an der gezeigten Ausführungsform Änderungen möglich, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen. Das Wegeventil eignet sich nicht nur zum Steuern von Dampf, sondern auch zum Steuern von anderen chemisch aggressiven Medien.

Claims

R. 29604 02.11.95 My/Mg ROBERT BOSCH GMBH, 70442 Stuttgart Ansprüche

1. Wegeventil zur Steuerung eines DruckmittelStroms zwischen zwei Anschlüssen in einem Gehäuse, in dem der erste Anschluß über einen ersten Kanal und einen Ventilsitz mit einer Ventilkammer verbunden ist, die über einen zweiten Kanal mit dem zweiten Anschluß Verbindung hat, mit einem in die Ventilkammer ragenden Schließglied, das von einem Antrieb über einen Stößel in Richtung auf den Ventilsitz betätigbar ist und mit einem die Ventilkammer, den Stößel und den Antrieb abdichtenden, elastischen Bauelement, das ein gehäusefest angeordnetes Flanschteil und ein bewegliches Schließglied aufweist, die durch einen Faltenbalg einstückig miteinander verbunden sind, wobei die innenliegenden Windungen des Faltenbalges sich an der Mantelfläche des Stößels abstützen, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz {19) und das zugeordnete Schließglied (37) kegelförmig ausgebildet sind und der Außendurchmesser des in die Ventilkammer (21) ragenden Stößels (27) gleich oder größer als der Durchmesser des Ventilsitzes (19) ist und daß der zweite Kanal (25) in die Ventilkammer (21) über eine Mündungsöffnung (24) führt, die im wesentlichen im gleichen radialen Durchmesserbereich liegt wie die Windungen des Faltenbalgs (38).

-&egr;

&kgr;. 29604

2. Wegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Schließglieds (37) den Außendurchmesser des Stößels (27) geringfügig überragt und an dem überstehenden Rand (39) des Schließglieds (37) der Faltenbalg (38) mit seinem einen Ende einstückig angeformt ist.

3. Wegeventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch

gekennzeichnet, daß das Schließglied (37) am Stößel (27) lösbar befestigt ist, insbesondere mit ihm eine Schraubverbindung (41, 42) bildet.

4. Wegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch

gekennzeichnet, daß sich zwischen einer zylindrischen Wand (22) der Ventilkammer (21) und dem dazu zentrisch angeordneten Ventilsitz (19) eine zweite Kegelfläche (23) erstreckt, in der die Mündungsöffnung (24) liegt und daß insbesondere deren Kegelwinkel größer ist als derjenige des kegeligen Ventilsitzes (19) .

5. Wegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (13) ein die Anschlüsse (11, 12) aufnehmendes Anschlußgehäuse (14) hat, in dem die Ventilkammer (21) angeordnet und durch eine angebaute Zwischenplatte (15) abgedeckt ist, wobei zwischen Anschlußgehäuse (14) und Zwischenplatte (15) das elastische Bauelement (35) mit seinem Flanschteil (36) eingespannt ist und daß der Stößel (27) in der Zwischenplatte (15), insbesondere in einer Buchse (26), gleitend geführt ist.

R. 29604

6. Wegeventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Zwischenplatte (15) und einem Gehäusedeckel (16) eine von einer Feder (32) belastete Steuermembrane (29) als Antrieb (28) für den Stößel (27) angeordnet ist, die über einen Steueranschluß (31) mit Steuerdruck beaufschlagbar ist.

7. Wegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Bauelemente aus dem Kunststoff PTFE, insbesondere Teflon, besteht.