DE3432728C2

DE3432728C2 - Vorrichtung zum Einstellen der Vorspannfeder eines Ventils

Info

Publication number: DE3432728C2
Application number: DE19843432728
Authority: DE
Inventors: Reiner Dipl.-Ing.(FH) 8781 Neuendorf Bartholomäus; Christian Dipl.-Ing.(Fh) Czakai; Rolf Dr.-Ing. 8770 Lohr Neuhaus
Original assignee: Mannesmann Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1984-09-06
Filing date: 1984-09-06
Publication date: 1987-04-02
Also published as: DE3432728A1

Abstract

Die Vorspannung einer mit dem einen Ende an einem Ventilglied anliegenden und mit dem anderen Ende an einem Gehäusedeckel abgestützten Vorspannfeder wird durch Verformen des Deckels mittels einer Justiermaschine eingestellt. Zum gezielten Verformen des Deckels weist dieser eine Biegezone auf. Mit der erfindungsgemäßen Kennlinieneinstellung der Vorspannfeder läßt sich bei Serienherstellung eine wesentliche Einsparung erzielen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen einer vorgegebenen Vorspannung einer auf das elektrisch verstellbare oder mechanisch betätigbare Ventilglied eines Ventils wirkenden Vorspannfeder, die in einem stirnseitigen Hohlraum zwischen einem Gehäuseteil und einem am Gehäuse befestigten Deckel angeordnet ist.
Infolge von Fertigungstoleranzen bei der Herstellung von Ventilen weisen auch Ventile aus gleicher Serie unterschiedliche Kennlinien auf, d. h. auch bei gleichen auf das Ventilglied ausgeübten Kräften ergeben sich beispielsweise unterschiedliche Öffnungsquerschnitte der vom Ventil gesteuerten Strömungsmittelwege. Zur Anpassung der unterschiedlichen Kennlinien ist es bekannt, die Vorspannung der auf das Ventilglied wirkenden Vorspannfeder einzustellen. Zur Einstellung der Vorspannung dient eine Verstellschraube, die gegen unbeabsichtigtes Verdrehen gekontert, verstemmt oder in anderer Weise gesichert wird (DE-OS 25 06 864). Da die Verstellschraube das Ventilgehäuse oder einen am Ventilgehäuse befestigten Deckel durchgreift, muß in der Regel für eine Abdichtung des Gewindes gesorgt werden. So muß beispielsweise am Gehäusedeckel ein Messingteil angelötet werden, in dem sich eine Kunststoffbüchse befindet, die für die Abdichtung der Verstellschraube zuständig ist.
Um ein Justieren von Vorspannfedern zu vermeiden, die im montierten Zustand des Ventils nicht immer ohne weiteres zugänglich sind, ist es auch bekannt (DE-OS 32 33 269), zur Kennlinienjustierung von Magnetventilen den Anker zu teilen und die beiden Ankerteile über ein Gewinde zueinander zu verdrehen, bis die gewünschte Eintauchtiefe erzielt ist.
Zum Befestigen einer Düse an dem Anker eines Magnetventils ist eine Kupplungshülse mit einem Stirnflansch bekannt (DE-OS 31 22 070), der auf der Düse aufsitzt und axial verbogen wird, bis der gewünschte Abstand der Düse von dem Anker erreicht ist. Hierzu wird ein Werkzeug in eine den Anker aufnehmende Kammer des Ventils eingesetzt, das dann vor der weiteren Montage wieder entfernt wird.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, die Kennlinienjustierung von Ventilen mit Vorspannfeder zu vereinfachen.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Erfindungsgemäß wird so die Vorspannung der auf das Ventilglied wirkenden Feder durch Verformen des Gehäusedeckels vorgenommen, der von einer Justiermaschine mechanisch solange verformt wird, bis die entsprechende Einstellung der Feder erreicht ist. Die gezielte Verformung des Deckels wird dadurch erreicht, daß der Deckel eine Sollbiegezone aufweist, auf welche die Verformung beschränkt ist.
Die Eigenelastizität des Gehäusedeckels, also die Rückfederung des Deckels nach Aufheben der Verformungskraft ist für eine bestimmte Deckelkonfiguration konstant und läßt sich durch Versuche ermitteln, so daß der Hub der Justiermaschine für den Ausgleich der Rückfederung entsprechend korrigiert werden kann.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Schnitt durch ein Magnetventil mit einem Gehäusedeckel in einer ersten Ausführungsform,
Fig. 2 einen Teilschnitt durch ein Ventil mit einem abgeänderten Gehäusedeckel, und
Fig. 3 einen Schnitt durch ein Membranventil mit einem Blechgehäuse.
Das in Fig. 1 dargestellte Magnetventil besteht aus einem Gehäuse 10, einer Magnetwicklung 11, einem Anker 12 und einem mit dem Anker 12 verbundenen Ventilglied 14, das entsprechend dem in der Magnetwicklung 11 fließenden Strom den Öffnungsquerschnitt zwischen Ventilglied 14 und einem gehäuseseitigen Ventilsitz 15 steuert. Im stromlosen Zustand des Ventils wird das Ventilglied 14 von einer Vorspannfeder 16 auf den Ventilsitz 15 gedrückt. Die Vorspannfeder 16 wirkt über einen Federteller 17 auf einen mit dem Anker 12 verbundenen Stift 18. Die Vorspannfeder 16 ist mit ihrem anderen Ende an einem stirnseitigen Deckel 20 abgestützt.
Zwischen einem die Vorspannfeder 16 abstützenden Bodenabschnitt 21 des Deckels und einem sich radial erstreckenden, an der Stirnseite des Gehäuses 10 anliegenden Abschnitt 22 des Deckels 20 weist dieser einen sich etwa axial erstreckenden Wandabschnitt 23 auf. Zwischen dem axialen Wandabschnitt 23 und dem radialen Abschnitt 22 ist der Deckel in der aus der Zeichnung ersichtlichen Form gekröpft und bildet in diesem Bereich eine Sollbiegezone 24.
Der Deckel 20 ist am Gehäuse 10 mittels einer Hülse 26 befestigt, die auf dem Außenumfang des Gehäuses 10 aufgeschoben und an beiden Enden 27 und 28 eingebördelt ist. Dabei übergreift das eingebördelte Ende 28 den radialen Wandabschnitt 22 des Deckels 20. Zwischen dem Wandabschnitt 22 und der Stirnseite des Gehäuses 10 kann in einer Gehäuseringnut ein Dichtring 29 eingelegt sein.
Zum Einstellen der Vorspannung der Feder 16 wird vom Kolben einer Justiermaschine auf den Bodenabschnitt 21 Druck ausgeübt und damit die Sollbiegezone 24 solange verformt, bis die gewünschte Einstellung der Vorspannung erreicht ist.
Die nicht dargestellte Justiermaschine arbeitet im geschlossenen Regelkreis, d. h. bei Einstellung der Vorspannung wird laufend die durch das Erregen der Magnetwicklung 11 mit einem bestimmten Strom bewirkte Einstellung des Ventilgliedes 14 bzw. des Öffnungsquerschnittes gemessen und der Deckel verformt, bis ein bestimmter Öffnungsquerschnitt erreicht ist. Da der Deckel 20 eine bestimmte Eigenelastizität hat, also beim Aufheben des Verformungsdruckes zurückfedert, muß die Größe der Rückfederbewegung durch Versuche festgestellt werden. Diese Größe ist für eine bestimmte Deckelkonfiguration und für eine bestimmte Kraft konstant, so daß der Hub der Justiermaschine um diesen konstanten Wert in einfacher Weise korrigiert werden kann.
In Fig. 2 ist eine abgeänderte Form des aus Blech bestehendem Gehäusedeckels 120 dargestellt, dessen Wandabschnitt 132 wiederum an der Stirnseite des Ventilgehäuses 110 anliegt, jedoch den Außenumfang des Gehäuses 110 umgreift und in nicht dargestellter Weise am anderen Ende des Gehäuses beispielsweise durch Einbördeln befestigt ist. In Fig. 2 liegt die Sollbiegestelle 124 im Übergangsbereich zwischen einem konisch, jedoch im wesentlich axial verlaufenden Wandabschnitt 123 und einem radialen Flansch 122, der in eine sich etwa axial erstreckende Verlängerung 133 übergeht. Die Feder 116 ist zwischen dem Boden 121 des Deckels und dem Federteller 117 angeordnet.
Infolge der Abstützung des Abschnittes 132 am Gehäuse 110 und dem axialen Wandabschnitt 133 ist der Gehäusedeckel so steif, daß beim Ausüben von Druck auf den Boden 121 die Sollbiegezone 124 verformt wird.
In Fig. 3 ist ein Membranventil dargestellt, bei dem eine Membran 200, an der ein Ventilglied 214 befestigt ist, zwischen einem Gehäuseteil 210 und einem Gehäuseteil 220 dicht eingespannt ist. Die Vorspannfeder 216 ist einerseits an einer Platte 211 der Membran 200 und andererseits an einem Federteller 212 abgestützt, der allseitig bewegbar an einer Einprägung 215 des Gehäuseteils 220 aufgenommen ist.
In der dargestellten Ausführungsform weist das Gehäuseteil 220 zwei Sollbiegezonen 224 und 224&min; auf, die jeweils im Übergangsbereich zwischen einem sich etwa axial erstreckenden Wandabschnitt 223 oder 225 und einem diese verbindenden etwa radial verlaufenden Wandabschnitt 222 gebildet sind.

Claims

1. Vorrichtung zum Erzeugen einer vorgegebenen Vorspannung einer auf das elektrisch verstellbare oder mechanisch betätigbare Ventilglied eines Ventils wirkenden Vorspannfeder, die in einem stirnseitigen Hohlraum zwischen einem Gehäuseteil und einem am Gehäuse befestigten Deckel angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (20; 120; 220) eine vom Übergangsbereich zwischen einem sich etwa axial und einem sich etwa radial erstreckenden Wandabschnitt (23; 123; 223, 225 bzw. 22; 122; 222) gebildete Sollbiegezone (24; 124; 224, 224&min;) aufweist und die Vorspannung durch Verformen der Sollbiegezone einstellbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollbiegezone (24; 124; 224, 224&min;) als gekröpfter Wandabschnitt ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannfeder (16; 116) unmittelbar am Deckelboden (21; 121) anliegt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Federteller (212) für die Vorspannfeder (216) an einem Vorsprung (215) des Deckels (220) kardanisch abgestützt ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein sich radial erstreckender Wandabschnitt (22; 132) des Deckels an einer Stirnseite des Gehäuses (10; 110) abgestützt ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand des Deckels am Gehäuse befestigt ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung des Deckels (220) durch eine Einprägung (215) für die Lagerung des Federtellers (212) gebildet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (20; 220) gegenüber dem Gehäuse abgedichtet ist.

9. Verwendung einer automatischen, einen axialen Druck auf den Deckel zum Verformen der Sollbiegezone ausübenden Justiermaschine gemäß Ansprüchen 1 bis 8, wobei der im geschlossenen Regelkreis arbeitenden Justiermaschine ein Sollwert und ein dem Weg oder Druck des einzustellenden Ventils entsprechender Istwert zugeführt wird um mittels einer schrittweisen Verformung der Sollbiegezone die sich jeweils ergebende Rückfederung ermittelt wird, die bei der Einstellung des Hubes der Justiermaschine berücksichtigt wird.