DE3024435C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Magnetventil mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Bei einem aus dem DE-GM 72 39 691 bekannten Magnetventil ist die von unten mit Druck beaufschlagbare Verschluß­ stückdichtfläche wesentlich größer als die Querschnitts­ fläche des Magnetankers, der für eine spielfreie Lagerung im Durchmesser weitgehend an den Innendurchmesser des Ankerführungsrohres angepaßt ist. Bei nicht erregtem Elektromagneten ist das Ventil geschlossen. Die Schließ­ kraft wird durch eine Schraubendruckfeder erzeugt, die den Dichtbolzen gegen den Ventilsitz drückt und so kräftig ausgelegt sein muß, daß sie bei von unten gegen die Dichtbolzendichtfläche wirkendem Mediumsdruck mit Sicherheit widersteht. Je größer die Verschlußstückdicht­ fläche und/oder der Mediumsdruck ist, desto größer muß die Kraft der Druckfeder sein, um einen zuverlässigen Dichtschluß zu gewährleisten. Um das Ventil zu öffnen, wird der Elektromagnet erregt. Die magnetische Energie muß dabei so groß sein, daß die Kraft der Schließfeder überwunden und das Verschlußstück vom Ventilsitz ab­ gehoben werden kann, da sonst eine Beeinträchtigung der Ventilfunktionsfähigkeit auftritt. Bedingt durch die erforderlichen hohen Magnetschaltkräfte ist demnach der Magnetkopf für eine hohe Leistung auszulegen, wofür besondere Maßnahmen im Bereich des Magnetkopfes zu er­ greifen sind, so daß die Herstellung aufwendig und teuer ist. Für eine hohe Leistungsanforderung bei hohem Mediumsdruck muß ein extra starker Magnetkopf bereitge­ halten werden. Außerdem ist die Dichtung in axialer Richtung verhältnismäßig groß beziehungsweise hoch aus­ gebildet, wobei die Verschlußstückdichtfläche an der nach unten weisenden Stirnseite und die Membrane und der Außendichtring oben am gegenüberliegenden Ende vorgesehen sind, so daß nicht nur ein großer Dichtungsumfang, sondern auch eine verhältnismäßig große Bauhöhe gegeben ist.

Bei einem aus dem DE-GM 75 05 736 bekannten Magnetventil ist die als mehrwelliger Balg ausgeführte Membrane axial über dem Dichtbolzen angeordnet. Der Dichtbolzen und der Membranbalg besitzen einen gleichgroßen Durchmesser, der etwas kleiner ist als der Durchmesser des Magnetankers bzw. der Innendurchmesser des Ankerführungsrohrs. In einer Ebene über dem Membranbalg befindet sich der Außendichtring, der mit einem Wulst in eine Ringnut des Ventilgehäuses eingreift und im Durchmesser deutlich größer ist als das den Magnetanker beinhaltende Anker­ führungsrohr, so daß durch die axial hintereinander an­ geordneten Dichtungsteile nicht nur eine große Bauhöhe, sondern auf Grund des großen Außendichtringdurchmessers auch eine verhältnismäßig große, über den Umfang des Ankerführungsrohres hinausgehende seitliche Ausladung der Dichtung gegeben ist.

Aus der DE-OS 30 23 515 ist ein Durchflußventil bekannt, das auf gegenüberliegenden Seiten des Ventilkörpers je eine Rollmembran aufweist, die spiegelsymmetrisch zuein­ ander angeordnet sind. Die eine Rollmembran befindet sich axial hinter beziehungsweise über dem den Ventil­ sitz verschließenden Verschlußstück, das wie auch die Rollmembran im Durchmesser wesentlich größer ist als der Magnetanker beziehungsweise das Ankerführungsrohr. Die Dichtung mit der axial über dem Verschlußstück vor­ gesehenen Rollmembran ist somit sowohl in axialer Rich­ tung als auch im Durchmesser insgesamt verhältnismäßig groß ausgeführt. Die einander gegenüberliegenden Roll­ membranen befinden sich in U-förmigen Ringnuten und können an dem etwa halbkreisförmigen Nutgrund zur Abstützung ge­ langen.

Aus der DE-AS 11 00 132 ist ein Elektromagnet bekannt, dessen Anker in einem Ankerführungsrohr gelagert ist, das einen zwischen einer Spulenkörperstirnfläche und einer die Elektrospule umschließenden Gehäusewand einen Biegewulst aufweist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Magnet­ ventil mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 dahingehend weiterzubilden, daß mit einfachen Mitteln eine kleinbauende Kompaktausführung und hohe Funktions­ sicherheit mit großer Kraftreserve für die Ventilschal­ tung erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeich­ nenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Mit der Erfindung wird der Vorteil erreicht, daß der vom Mediumsdruck beaufschlagte Dichtflächenteil wesentlich kleiner ist als der Flächenquerschnitt des im Ankerführungs­ rohr gelagerten Magnetankers. Dadurch ist es möglich, mit einem verhältnismäßig klein ausgelegten serienmäßigen Magnetkopf einwandfrei zuverlässige Ventilschaltungen durchzuführen, ohne daß zusätzliche Krafterzeuger, wie Druckfedern, Hilfssteuerungen oder dergleichen, erforder­ lich sind. Es ist somit aufgrund der Erfindung möglich, ein Ventil mit verhältnismäßig großer Nennweite für einen guten Mediumsdurchfluß mit einem kleinen beziehungsweise ganz normalen serienmäßigen Magnetkopf auszurüsten, so daß dadurch vielseitige Anwendungs- beziehungsweise Einsatz­ möglichkeiten gegeben sind und eine Einsparung teurer und aufwendiger Sonderausführungen erreicht wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Dichtungsbereich und der Ankerführungsbereich im Durchmesser weitgehend auf­ einander abgestimmt werden können, so daß eine ausge­ sprochene Kompaktausführung erzielt wird und ein weites Ausladen überstehender Dichtungsteile vermieden ist.

Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Er­ findung sind durch die Merkmale der Unteransprüche ge­ kennzeichnet.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher er­ läutert.

Das in der Zeichnung dargestellte Magnetventil 1 weist einen Ventilgehäuseteil 2 auf, in dem ein Vertikal­ kanal 3 und ein zu diesem geneigt verlaufender Schräg­ kanal 4 für ein Medium ausgebildet ist. Am Endbereich des Vertikalkanals 3 befindet sich ein Ventilsitz 5. Über dem Ventilsitz 5 ist eine Dichtung 6 angeordnet, die in der Mitte ein Verschlußstück 7 besitzt, das mit seiner Dichtfläche 8 am Ventilsitz 5 des Ventilkanals 3 anliegt. Das Verschlußstück 7 ist von einem dünn­ wandigen, elastischen Membranteil 9 umgeben, der mit einem Endteil 10 an der Umfangsseitenfläche 11 des Ver­ schlußstücks 7 materialeinheitlich angeordnet ist. Dabei verläuft der Endteil 10 in einem spitzen Winkel 12 schräg nach oben, so daß zwischen einem sich daran an­ schließenden Geradteil 13 des Membranteils 9 und der Umfangsseitenfläche 11 nur ein geringer Abstand besteht. An den Geradteil 13 schließt sich ein Wendebogen 14 an, der in ein gerades Stück 15 übergeht, das sich im wesentlichen parallel zum Geradteil 13 erstreckt. Das Ende 16 des Geradstücks 15 ist materialeinheitlich mit einem Außendichtring 17 der Dichtung 6 verbunden. Es ist zu erkennen, daß der Abstand zwischen der Dichtfläche 8 des Verschlußstücks 7 und der Befestigung des Endteils 10 an der Umfangseitenfläche 11 etwa gleich dem Abstand zwischen dem Ende des Membranteils 9 und der unteren Stirnseite 18 des Außendichtrings 17 ist.

Es ist weiter zu erkennen, daß die Stirnseite 18 des Außendichtrings 17 in genau derselben Ebene wie der Ventilsitz 5 liegt, so daß der Außendichtring 17, der Membranteil 9 und das Verschlußstück 7 sich im wesent­ lichen dicht nebeneinander in einem begrenzten Höhen­ bereich befinden und nicht axial auseinandergezogen sind. Zur Erzielung eines einwandfreien Dichtschlusses zwischen dem Außendichtring 17 und dem Ventilgehäuse­ teil 2 ist an der Stirnseite 18 ein Ringwulst 19 ausge­ bildet, der in einer Ringnut 20 des Ventilgehäuseteils 2 formschlüssig gelagert ist.

Am Verschlußstück 7 ist mit einem Kopf 21 ein Zapfen 22 befestigt, der an einem Magnetanker 23 lösbar fest­ gelegt ist. Der Magnetanker 23 ist in einem Ankerfüh­ rungsrohr 24 eines Magnetkopfes 25 weitgehend spielfrei axial verschiebbar geführt, so daß sein Außendurchmesser nur sehr wenig kleiner ist als der Innendurchmesser des Ankerführungsrohres 24. Die Wandstärke des Ankerfüh­ rungsrohres 24 ist verhältnismäßig dünn ausgeführt. Das Ankerführungsrohr 24 und die Dichtung 6 sind dabei so aufeinander abgestimmt, daß der Außendurchmesser des Ankerführungsrohres 24 nur ganz wenig größer ist als der Außendurchmesser des Außendichtrings 17.

Wie zu erkennen ist, ist die Wandung des Ankerführungs­ rohres 24 an einer Stelle als ringförmiger Biegewulst 26 ausgebildet, der von einem Überwurfteil 27 über­ griffen ist. Der Überwurfteil 27 ist auf ein Gewinde 28 des Ventilgehäuseteils 2 aufgeschraubt. Zwischen dem Ankerführungsrohr 24 und dem Außendichtring 17 befindet sich gemäß der Ausführung im linken Teil der Zeichnung ein Abstützteil 29, der als Einzelstützring ausgeführt ist, wobei ein Ende 30 des Ankerführungsrohres 24 gegen eine Fläche 31 des Abstützteils 29 durch den Überwurf­ teil 27 verspannt ist, so daß der Außendichtring 17 einwandfrei dichtet.

Bei der im rechten Teil der Zeichnung dargestellten Aus­ führung ist der Abstützteil 32 materialeinheitlich ein­ stückig mit dem Ankerführungsrohr 24 ausgebildet und an diesem durch entsprechende Biegebearbeitung bauein­ heitlich angeformt.

Sowohl der Abstützteil 29 als auch der Abstützteil 32 besitzen jeweils eine Wendebogenabstützung 33, die sich in geringem Abstand über dem Wendebogen 14 des Membran­ teils 9 in Richtung zum Verschlußstück 7 erstreckt. Bei einer Druckbelastung durch das Medium gegen das Verschlußstück 7 und den Membranteil 9 kann sich der Wendebogen 14 somit sicher an die Wendebogenabstützung 33 anlegen, so daß eine Beschädigung durch Überbean­ spruchung ausgeschlossen werden kann. Zur einwandfreien Stützanlage des Wendebogens 14 besitzt die Anlagefläche 34 der Wendebogenabstützung 33 eine Rundung 35, die so geformt ist, daß sie ungefähr gleich dem Radius des Wendebogens 14 ist. Aufgrund der Anordnung des Membranteils 9 am Verschlußstück 7 ist zudem eine weitere Abstützmöglichkeit für den Membranteil 9 bei Druckbeanspruchung gegeben, wobei sich der Geradteil 13 an die Umfangseitenfläche 11 des Verschlußstücks 7 anlegen kann, so daß auch hier ohne zusätzlichen Her­ stellungsaufwand eine Sicherheitsabstützung gegeben ist.

Die Dichtung 6 ist so ausgeführt, daß ihr Durchmesser im Bereich des Verschlußstücks 7 und des Membranteils 9 zwischen der Abstützung des Außendichtrings 17 wesentlich kleiner ist als der Innendurchmesser des Ankerführungsrohres 24. Auf Grund dieser Ausgestaltung wird eine kompakte Ausführung mit hoher Betriebssicher­ heit und verhältnismäßig kleiner Magnetkraftleistungs­ anforderung auch bei verhältnismäßig großer Nennweiten­ auslegung für den Mediumsdurchfluß erreicht.

Claims (9)

1. Magnetventil (1) mit einer Dichtung (6), die einen über einen Abstützteil (29, 32) mit einer Stirnseite (18) gegen einen Ventilgehäuseteil (2) verspannten Außendichtring (17), einen Membranteil (9) und ein Verschlußstück (7) aufweist, das von dem Membranteil (9) umgeben ist, eine gegen einen Ventilsitz (5) des Ventilgehäuseteils (2) preßbare Dichtfläche (8) trägt und mit einem in einem Ankerführungsrohr (24) eines Magnetkopfes (25) axial verschiebbar gelagerten Magnet­ anker (23) verbunden ist, dessen Außendurchmesser an­ nähernd gleich dem Innendurchmesser des Ankerführungs­ rohres (24) ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Außen­ dichtring (17), der Membranteil (9) und das Verschluß­ stück (7) der Dichtung (6) so nebeneinander liegen, daß die Stirnseite (18) des Außendichtrings (17) mit dem Ventilsitz (5) in einer Ebene angeordnet ist, und der aus dem Verschlußstück (7) und dem dieses umgebenden Membranteil (9) bestehende Teil der Dichtung (6) im Durch­ messer kleiner ist als der Innendurchmesser des Anker­ führungsrohres (24).

2. Magnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Außendichtrings (17) der Dichtung (6) gleich oder kleiner ist als der Außen­ durchmesser des Ankerführungsrohres (24).

3. Magnetventil nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendichtring (17) der Dichtung (6) an einer dem Abstützteil (29, 32) abgewandten Stirnseite (18) einen Ringwulst (19) auf­ weist, der in eine Ringnut (20) des Ventilgehäuseteils (2) eingreift.

4. Magnetventil nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Endteil (10) des Membranteils (9) unter einem spitzen Winkel (12) von der Umfangsseitenfläche (11) des Verschlußstücks (7) ausgeht und sich in Richtung eines Wendebogens (14) des Membranteils (9) erstreckt.

5. Magnetventil nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein am Außendicht­ ring (17) angeordnetes Ende (16) des Membranteils (9) im wesentlichen im gleichen Abstand zur Stirn­ seite (18) des Außendichtrings (17) angeordnet ist wie der verschlußstückseitige Endteil (10) des Membranteils (9) zur Dichtfläche (8) des Verschlußstücks (7).

6. Magnetventil nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstützteil (29, 32) auf dem Außendichtring (17) eine sich in Richtung zum Dichtbolzen (7) erstreckende Wendebogenabstützung (33) aufweist, die eine dem Membranteil (9) zugewandte Anlagefläche (34) mit einer Rundung (35) aufweist, die im wesentlichen gleich dem Radius des Wendebogens (14) ist.

7. Magnetventil nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstützteil (29) für den Außendichtring (17) als getrennter Stütz­ ring ausgeführt ist und ein Ende (30) des Ankerführungs­ rohres (24) auf einer am Außendichtring (17) abgewandten Fläche (31) des Abstützteils (29) aufliegt.

8. Magnetventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstützteil (32) auf dem Außendichtring (17) als mit dem Anker­ führungsrohr (34) einstückig ausgebildetes Bauteil aus­ geführt ist.

9. Magnetventil nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ankerführungs­ rohr (24) einen Biegewulst (26) aufweist, der von einem am Ventilkörper (2) verschraubten Überwurfteil (27) übergriffen ist.