DE3340753A1 - Verfahren zur herstellung eines magnetventils - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines magnetventils

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DE3340753A1 DE19833340753 DE3340753A DE3340753A1 DE 3340753 A1 DE3340753 A1 DE 3340753A1 DE 19833340753 DE19833340753 DE 19833340753 DE 3340753 A DE3340753 A DE 3340753A DE 3340753 A1 DE3340753 A1 DE 3340753A1
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Description

* " " ■ λ 'ι / Π
Gesthuysen & von Rohr
83.368,di Essen, den 26. Oktober 1983
Patentanmeldung
der Firma
Diesel Kiki Co., Ltd.
6-7, Shibuya 3-chome, Shibuya-ku
Tokyo / Japan
betreffend ein
"Verfahren zur Herstellung eines Magnetventils"
Patentanwälte · Dipl.-lng. Hans Dieter Gesthuysen · Dipl.-Phys. Hans Wilhelm von Rohr Essen 1, Huyssenaliee 15, Telefon: 0201/233917, Telex: 08579990
Bezeichnung der Erfindung:
Verfahren zur Herstellung eines Magnetventils
Hintergrund der Erfindung:
Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Magnetventils, insbesondere eines Magnetventils.mit zwei Ventilsitzen, das also zwei symmetrisch angeordnete Ventilsitze aufweist.
Es ist beispielsweise ein Magnetventil mit zwei Ventilsitzen bekannt, bei dem ein Ventilsitzteil und ein anderes Ventilsitzteil wechselseitig über Anlageflächen aneinander zur Anlage kommen. Eine Ventilkugel ist in einer von zwei Ventilsitzteilen gebildeten Ventilkammer angeordnet, wobei diese Ventilkugel auf den an den Ventilsitzteilen ausgebildeten Ventilsitzen aufliegen kann (vgl. die JA-P-OS 49/10.371). Da der Verschiebungsweg der Ventilkugel im Doppelventilsitz, d. h. der Hubweg, hier auf 10" mm einzustellen ist, kann mittels eines Magnetventiles dieser Art unmöglich eine absolute Genauigkeit allein durch die Absperrbewegung von einem Ventilsitzteil zum anderen Ventilsitzteil erzielt werden.
Aus dem zuvor erläuterten Grund wird bei einer konventionellen Herstellungstechnik nach Zusammenbau des einen Ventilsitzteils mit dem anderen Ventilsitzteil ein Abstandshalter zwischen die Anlageflächen eingebracht und der Abstand zwischen den beiden Ventilsitzen wird auf den gewünschten Hubweg eingestellt. Danach erst werden die beiden Ventilsitzteile zusammengebaut, um den korrekten Hubweg zu erzielen. Dementsprechend ist die Justierung des Hubweges beim Zusammenbau außerordentlich schwierig, was insbesondere damit zu tun hat, daß der Hubweg nur bei etwa 10" mm liegt. Viele Stunden sind notwendig, um ein bekanntes Magnetventil der in Rede stehenden Art herzustellen.
Zusammenfassung der Erfindung:
Ein erstes Ziel dieser Erfindung besteht darin, den Hubweg einer auf einem Doppel ventil sitz sitzenden Ventilkugel auf genaueste Weise zu vereinheitlichen.
Ein zweites Ziel der Erfindung liegt darin, die Justierung des Hubweges der Ventilkugel zu erleichtern.
Ein drittes Ziel der Erfindung liegt darin, die Anzahl der Einzelteile eines Magnetventils der in Rede stehenden Art zu verringern.
Kurze Beschreibung der Zeichnung:
Die zuvor erläuterten Ziele werden durch die Erfindung erreicht, wobei jedoch Konkrete Ausfiihrungsbeispiele anhand der beigefügten Zeichnung und der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung erläutert werden. Nebenbei gesagt sind Korrekturen und Änderungen der Einzelheiten der Konstruktion in den später erläuterten Ansprüchen enthalten. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 einen Querschnitt eines Magnetventiles, bei dem die Erfindung angewendet worden ist,
Fig. 2 einen vergrößerten Querschnitt eines Ventilelementes eines Magnetventils gemäß Fig. 1,
Fig. 3 bis Fig..5 erläuternde Darstellungen, die das Herstellungsverfahren für das Magnetventil gemäß Fig. 1 zeigen und
Fig. 6 und Fig. 7 erläuternde Darstellungen, die ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Herstellungsverfahrens für ein etwas anders konstruiertes Magnetventil zeigen.
Gesthuysen & von -Rohr 3 3 A 0 7 5 3
Genaue Erläuterung der Erfindung:
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
In den Fig. 1 und 2 ist ein Magnetventil gezeigt, auf das die Lehre der Erfindung angewendet wird. Dieses Magnetventils weist einen magnetbetätigten Kolben 1 auf, der in einer von einer Magnetspule 2 umgebenen Arbeitskammer angeordnet ist. Der magnetbetätigte Kolben 1 ist verschiebbar gehalten, und zwar an seiner Oberseite durch eine Feder 4 und an seiner Unterseite durch eine Schubstange 5. Durch die Magnetspule 2 wird ein impulsförmiger Strom geleitet, durch den eine entsprechende elektromagnetische Kraft erzeugt wird. Durch diese elektromagnetische Kraft wird eine der Anzahl der Impulse entsprechende Anzahl von Verschiebungen ausgelöst. Die Arbeitskammer 3 ist gegenüber der Atmosphäre abgeschlossen, und zwar mittels eines sie umgebenden Jochs 6, eines mit dem oberen Ende des Jochs 6 verbundenen Federaufnahmeteiles 7 und eines zu einem Ventilelement 8 gehörenden Ventilsitzteiles 9, das in einer öffnung 6a des Jochs 6 eingesetzt ist, wie das später noch erläutert werden wird. Ein Spalt (Luftspaltbreite) d zwischen dem Ventilsitzteil 9 und dem magnetbetätigten Kolben 1 ist so eingestellt, daß er zumindest größer ist als der Hubweg ^ einer später noch zu erläuternden Ventilkugel.
Die Magnetspule 2 ist von einer unmagnetischen zylindrischen Abdeckung 11 umgeben, deren unteres Ende mit einer Grundplatte 12 verbunden ist. Mit der Unterseite der Grundplatte 12 ist ein Gehäuse 13 verbunden. Das Ventilelement 8 ist in einer in dem Gehäuse 13 geformten Ausnehmung 13a angeordnet.
Das Ventilelement 8 weist das eine Ventilsitzteil 9 und ein in Fig. 2 genauer dargestelltes anderes Ventilsitzteil 14 auf. Das eine Ventilsitzteil 9 und das andere Ventilsitzteil 14 kommen über einander gegenüberstehende Anlageflächen 15, 16 aneinander zur Anlage. Die Abdichtung erfolgt mittels
Gesthuysen & von -Rohr "~ ' 33 40 75
eines O-Rings 47. Ein Eingriffsteil 17 des weiteren Ventilsitzteils 14 ist abgebogen und kommt mit einem Flanschteil 18 des einen Ventilsitzteils 9 kuppelnd in Eingriff.
Eine Ventilkammer 19 ist durch die sie umgebenden Ventilsitzteile 9, 14 ausgebildet und eine Ventilkugel 10 ist in der Ventilkammer 19 angeordnet. Das eine Ventilsitzteil 9 besteht aus magnetischem Material wie beispielsweise Eisen od. dgl.. Die Schubstange ist in einer Bohrung 20 eines Schaftkernes verschiebbar angeordnet. Das eine Ende der Schubstange 5 kommt an der Ventilkugel 10 zur Anlage. Die Bohrung 20 bildet einen P-Anschluß 21, indem sie sich in die Oberseite der Ventilkammer 19 öffnet, und zwar mit einem großen Durchmesser an der Unterseite des einen Ventilsitzteiles 9. Am umlaufenden Rand des P-Anschlusses 21 ist ein Ventilsitz 22 ausgebildet.
Der P-Anschluß 21 ist mit einer nicht dargestellten Pumpe über Querbohrungen 23,- 24 im einen Ventilsitzteil 9 und im anderen Ventilsitzteil 14 sowie einen im Gehäuse 13 ausgebildeten Kanal 25 verbunden. Der P-Anschluß 21 steht im übrigen mit dem oberen Teil der Arbeitskammer 3 über vertikale Nuten 26, 27 auf der äußeren Umfangsflache des einen Ventilsitzteiles 9 und des magnetbetätigten Kolbens 1 in Verbindung. Aufgrund dieser Konstruktion erfährt die Ventilkugel 10 eine abwärts gerichtete Kraft aufgrund des Druckes der am oberen Ende des magnetbetätigten Kolbens 1 vorgesehenen Feder 4.
Ein T-Anschluß 28 öffnet sich zur Unterseite der Ventilkammer 19 und ist dazu im anderen Ventilsitzteil 14 ausgebildet. Ein unterer Ventilsitz 29 ist an einem umlaufenden Rand des T-Anschlusses 28 ausgebildet. Nur nebenbei sei gesagt, daß der T-Anschluß 28 und der P-Anschluß 21 denselben Durchmesser aufweisen.
Die Ventilkugel 10 verschiebt sich zwischen dem anderen Ventilsitz 29 und dem einen Ventilsitz 22, wodurch ein Schalten des T-Anschlusses 28 und des P-Anschlusses 21 erfolgt. Der Hubweg<f der Ventilkugel 10 zwischen den Ven-
tilsitzen 22 und 29 wird jedoch auf einen Feinabstand vom 10 mm eingestellt.
Der T-Anschluß 28 ist mit einem nicht dargestellten Tank über einen Kanal 30 im zweiten Ventilsitzteil 14 und einen Kanal 31 im Gehäuse 13 verbunden. Eine mit der Spitze an der Ventilkugel 10 zur Anlage kommende Stange 32 ist in dem kammerartigen Kanal 30 angeordnet. Die Stange 32 ist mit einer Feder 34 versehen, die in diesem Raum angeordnet ist und einen Federträger 33 aufweist, der mit dem weiteren Ventilsitzteil 14 verbunden ist. Auf diese Weise wird die Ventilkugel 10 durch die Kraft der Feder 34 nach oben gedruckt.
Sofern die Magnetspule 2 nicht erregt ist, überwindet die Kraft der Feder 34 die die Ventilkugel 10 nach unten drückende Kraft, so daß die Ventilkugel 10 am oberen Ventilsitz 22 sitzt. Dementsprechend steht der T-Anschluß 28 mit einem später noch zu beschreibenden A-Anschluß 35 in Verbindung.
Der A-Anschluß 35 öffnet sich zur Seite der Ventilkammer 19 und steht immer mit der Ventilkammer 19 in Verbindung. Der A-Anschluß 35 ist mit einem nicht dargestellten Betätigungsteil über eine Ringnut 36 verbunden, die ihrerseits vom anderen Ventilsitzteil 14, vom Gehäuse 13 und einem Kanal 37 im Gehäuse umgeben ist.
Bei dieser Gelegenheit ist darauf hinzuweisen, daß O-Ringe 38, 39, 40 vorgesehen sind, wobei der O-Ring 38 eine Abdichtung zwischen der Grundplatte 12 und dem Gehäuse 13, der O-Ring 39 und der O-Ring 40 eine Abdichtung zwischen dem Gehäuse 13 und dem weiteren Ventilsitzteil 14 bewirken.
Im folgenden soll die Funktionsweise eines Magnetventils mit der zuvor erläuterten Konstruktion beschrieben werden. Hierbei soll bei nicht-erregter Magnetspule 2 die Ventilkugel 10 am einen Ventilsitz 22 sitzen, der-A-Anschluß 35 mit dem T-Anschluß 28 verbunden sein und schließlich das Betätigungsteil niedrigen Druck erhalten.
Der impulsförmige Strom fließt nun durch die Magnetspule 2, die Magnetspule 2 wird erregt, der magnetbetätigte Kolben wird zur Seite des Ventilkörpers 10 verschoben und der Ventilkörper 10 wird in abdichtende Anlage an den Ventilsitz 29 gebracht. Das Ergebnis ist, daß der P-Anschluß und der A-Anschluß 35 miteinander verbunden werden, so daß das von einer Pumpe kommende Öl zum Betätigungsteil fließt. Wenn nun die Magnetspule 2 wieder entregt wird, so werden der A-Anschluß 35 und der T-Anschluß 28 miteinander verbunden, so daß das in das Betätigungsteil geströmte öl zum Tank zurückgeführt wird. Wie sich aus der voranstehenden Erläuterung ergibt, wird das Betätigungsteil durch Steuerung des Druckes im Betätigungsteil dazu veranlaßt, seine Aufgabe zu erfüllen.
Um nun: das zuvor erläuterte Magnetventil herstellen zu können, wird die Ventilkugel 10 auf dem Ventilsitz 29 dadurch befestigt, daß das andere Ventilsitzteil 14 vorab um einen vorgegebenen Abstand nach unten eingestellt wird, wie das in Fig. 3 gezeigt ist. Eine Schablone 43 wird verwendet, dje einen konkaven Bereich 41 aufweist, der um eine Tiefe a von einer Stirnfläche der Schablone 43 abgesetzt ist. Die Schablone 43 wird in feste Anlage an die Anlagefläche 16 des anderen Ventilsitzteiles 14 gebracht. Wie weiter in Fig. 4 dargestellt ist wird auch das eine Ventilsitzteil 9 nach unten eingestellt, wozu die Ventilkugel 10 zur Anlage am Ventilsitz 22 gebracht wird. Der Durchmesser der Ventilkugel 10 ist gleich "1" und eine Schablone 46 wird zur Abdeckung der Ventilkugel 10 aufgesetzt, wie das ähnlich zuvor erläutert worden ist. Auch die Schablone 46 weist einen konkaven Bereich 44 auf, der um die Tiefe (1 - (a +<*")) von einer Stirnfläche 45 abgesetzt ist. Eine Pressformung wird ausgeführt, so daß die Stirnfläche der Schablone 46 und die Anlagefläche 15 des einen Ventilsitzteiles 9 zu fester Anlage aneinander kommen. Die Ventilkugel 10 wird in der Ventilkammer 19 angeordnet und das weitere Ventilsitzteil 14 und das eine Ventilsitzteil 9 werden zur Anlage aneinander an den einander gegenüberliegenden Anlageflächen 15 und 16 unter Zwischenlage des 0-Ringes 47 gebracht. Das Eingriffs-
teil 17 des anderen Ventilsitzteiles 14 wird eingestemmt und so ausgestaltet, daß es am Flanschteil 18 des einen Ventilsitzteiles 9 zur Anlage kommt, wodurch dann das eine Ventilsitzteil 9 und das andere Ventilsitzteil 14 zusammengebaut sind. Als nächstes wird die Schubstange 5 in die Bohrung 20 des einen Ventilsitzteiles 9 eingesetzt, die Stange 32 und die Feder 34 werden in dem kammerartigen Kanal 30 des anderen Ventilsitzteiles 14 angeordnet und vom Federträger 33 festgehalten,wodurch der Zusammenbau des Ventilelementes 8 fertiggestellt ist. Weiterhin wird das andere Ventilsitzteil 14 in die Ausnehmung 13a des Gehäuses 13 unter Zwischenlage der O-Ringe 39 und 40 eingesetzt.
Schließlich wird das eine Ventilsitzteil 9 in die Öffnung 6a des Jochs 6 eingesetzt, wobei schon zuvor der magnetbetätigte Kolben 1, das Joch 6, die Magnetspule 2 und die Grundplatte 12 usw. zusammengebaut worden sind. Die Grundplatte 12 und das Gehäuse 13 werden am Schluß über einen O-Ring 38 miteinander verbunden, womit der Zusammenbau beendet ist.
Beim Zusammenbau des anderen Ventilsitzteiles 14 und des einen Ventilsitzteiles 9 wird, wie in Fig. 3 dargestellt ist, der Abstand von der Anlagefläche 16 des anderen Ventilsitzteiles 14 zum höchsten Punkt 10a der Ventilkugel 10 gleich "a", sobald die Ventilkugel 10 am Ventilsitz 29 des anderen Ventilsitzteiles 14 sitzt. Der Abstand von der Anlagefläche 15 des einen Ventilsitzteiles 9 zum höchsten Punkt 10a der Ventilkugel 10 wird, wie in Fig. 4 dargestellt ist,gleich 1 - (1 - (a +/)),also (a +<f), sofern die Ventilkugel 10 am Ventilsitz 22 des einen Ventilsitzteils zur Anlage gekommen ist. Dementsprechend wird, wenn das andere Ventilsitzteil und das eine Ventilsitzteil 9 zusammengebaut werden, indem die Anlageflächen und 15 aneinander zur Anlage gebracht werden, wie das in Fig. 5 dargestellt ist, der Hubweg der Ventilkugel 10 gleich der Differenz der Abstände der Anlageflächen 15 und 16 von dem höchsten Punkt 10a der Ventilkugel 10, also (a +</) - a = </, und damit immer eine einheitliche Größe.
Gesthuysen & von Rohr
- 4i
In den Fig. 6 und 7 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Im Ausführungsbeispiel hatte der Ventilsitz 22 auf der Seite des einen Ventilsitzteiles 9 einen Feinabstand (Hubweg)«/. Die Schablone 46 bildet einen konkaven Bereich 44 mit einer Tiefe, die sich durch Subtraktion der Tiefe a und des Feinabstandes</ ergibt, wobei der Feinabstand </ in die Seite des P-Anschlusses 21 hineinreicht, sobald die Ventilkugel 10 auf dem Ventilsitz 22 sitzt und auf die Schablone 46, die die auf dem Ventilsitz 22 sitzende Ventilkugel 10 abdeckt, ein Druck ausgeübt wird, um den Feinabstand (Hubweg) <f in dem einen Ventilsitzteil 9 auszubilden.
Im anderen Ausführungsbeispiel wird der Feinabstand (Hubweg)«/ auf der Seite des anderen Ventilsitzteils 14 ausgebildet. Die Tiefe des konkaven Bereichs 41 der anderen Schablone 43 wird so gewählt, daß sie gleich der Tiefe a, vermindert um den Feinabstand (Hubweg)«/ ist. Die Stirnfläche 42 der Schablone 43 wird an der Anlagefläche 16 des anderen Ventilsitzteils 14 zur Anlage gebracht während die Ventilkugel 10 in dem Ventilsitzteil 14 sitzt. Daraufhin wird Druck mittels einer Presse aufgebracht. Dadurch wird der Ventilsitz 29 über die Ventilkugel zur Ausbildung des Feinabstandes (Hubweg)cf verformt.
Nebenbei gesagt wird auch hier die Stirnfläche 45 der Schablone 46 an der Anlagefläche 15 des einen Ventilsitzteils 9 zur Anlage gebracht, wobei die Venti!kugel 10 mittels der Schablone 46 in den Ventilsitz 22 eingedrückt wird, sobald von der Presse Druck aufgebracht wird. Die Tiefe des konkaven Bereiches der Schablone 46 ist jedoch so bemessen, daß sie gerade um den Wert a geringer ist als der Durchmesser 1 der Ventilkugel 10. Die Tiefe a ist gerade die Eintrittstiefe in den P-Anschluß 21 am Ventilsitz 22, so daß dadurch die Ventilkugel 10 gerade satt auf dem Ventilsitz 22 sitzt.
Wie in der voranstehenden Erläuterung erklärt worden ist, werden die vorgefertigten Ventilsitzteile 9 und 14 dadurch zusammengesetzt, daß die Anlageflächen und 16 aneinander zur Anlage gebracht werden. In der Ventil kammer 19 ist der Feinabstand , der den Hubweg der Ventilkugel 10 darstellt, vorgegeben.
Gesthuysen & vor» "Rohr" ■" "" 3340753
Erfindungsgemäß kann der Feinabstand (Hubweg) <f der Ventilkugel 10 nicht nur am einen Ventilsitzteil 9 sondern auch am anderen Ventilsitzteil 14 ausgebildet sein.
Leerseite

Claims (4)

  1. Patentansprüche:
    Malverfahren zur Herstellung eines Magnetventils, bei dem ein Ventilsitzteil und ein anderes Ventilsitzteil jeweils mit passender Tiefe an einander gegenüberliegenden Anlageflächen aneinander zur Anlage gebracht werden und bei dem eine Ventilkugel in einer die Ventilkugel aufnehmenden Ventilkammer, die von den beiden Ventilsitzteilen gebildet ist, angeordnet wird, wobei die Ventilkugel abwechselnd an am einen Ventilsitzteil und am anderen Ventilsitzteil ausgeformten Ventilsitzen nach Maßgabe der elektromagnetischen Betätigung zur Anlage kommt und wobei der Hubweg der Ventilkugel in den Ventilsitzen auf einen Feinabstand J eingestellt ist, dadurch gekennzeichnet,
    a) daß die Ventilkugel auf den Ventilsitz des einen Ventilsitzteils aufgesetzt wird, daß auf die Ventilkugel eine Schablone aufgesetzt wird, daß Druck aufgebracht wird, so daß die Anlagefläche des einen Ventilsitzteils und eine Stirnfläche der Schablone fest aneinander zur Anlage kommen und daß so der Ventilsitz geformt wird,
    b) daß die Ventilkugel auf den Ventilsitz des anderen Ventilsitzeiis aufgesetzt wird, daß auf die Ventilkugel eine Schablone aufgesetzt wird, daß Druck aufgebracht wird, so daß die Anlagefläche des anderen Ventilsitzteils und eine Stirnfläche der Schablone fest aneinander zur Anlage kommen,und daß so der Ventilsitz geformt wird, und
    c) daß das eine Ventilsitzteil und das andere Ventilsitzteil so zusammengebaut werden, daß die Anlageflächen beider Ventilsitzteile aneinander zur Anlage kommen.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei auf dem Ventilsitz sitzender Ventilkugel jede der Tiefen der das eine Ventilsitzteil abdeckenden Schablone und der das andere Ventilsitzteil abdeckenden Schablone um ein Maß über die Anlagefläche des Ventilsitzteils hinausragt, wobei die andere Tiefe um den Feinabständ (Hubweg)/ geringer ist.
    Gesthuysen & vor Ttöhr :' ■:" "3340753
    - Ji.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Eingriffsteil am einen Ventilsitzteil gebogen und dadurch in Eingriff mit einem Flanschteil am anderen Ventilsitzteil gebracht wird, so daß sich eine zusammenhängende Einheit ergibt.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufbringung von Druck auf die Anlageflächen des einen Ventilsitzteils und des anderen Ventilsitzteils und die Stirnflächen der Schablonen vermittels einer Presse erfolgt.
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