DE3729725C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Klein-Magnetventil nach dem Ober­ begriff des Anspruchs 1.

Aus der EP-O 139 811 ist bereits ein Klein-Magnetventil be­ kannt, bei dem ein metallischer Steckstift in fluchtende Durchgangskanäle einer oberen und unteren Baugruppe einge­ setzt ist, der eine Formschlußverbindung zwischen diesen Bau­ gruppen bewirkt. Um ein ungewolltes Entfernen dieses Stiftes aus den Durchgangskanälen zu verhindern, wird das nach außen vorstehende und parallel zur Außenfläche der Untergruppe ab­ gebogene Ende des Steckstiftes mittels einer auf die Außen­ fläche aufgeschraubten Platte abgedeckt.

Bei sehr kleinen Magnetventilen ist die Anbringung einer sol­ chen Sicherung aufgrund ihrer Abmessungen oft nicht möglich. Außerdem kann diese Platte durch Lösen der Schraubverbindung auf einfache Weise entfernt werden, so daß es möglich ist, den Steckstift herauszuziehen und die Baugruppen zu trennen.

Eine derartige Anordnung verleitet den Benutzer zu einer De­ montage des Magnetventils oder zu einem Auswechseln bestimm­ ter Komponenten, wenn das Magnetventil beschädigt ist oder nicht ordnungsgemäß funktioniert. Von solchen Eingriffen, die schon bei Magnetventilen herkömmlicher Abmessungen nicht ratsam sind, ist in jedem Falle abzusehen, wenn aufgrund der Reduzierung der Abmessungen die Herstellungstoleranzen zuneh­ mende Bedeutung für die Funktionssicherheit und den einwand­ freien Betrieb des Magnetventils erlangen.

Fabrikmäßig werden in diesem Falle die Auswirkungen der Tole­ ranzen durch eine entsprechende Einstellung oder durch eine bestimmte Paarung der Teile kompensiert.

Eine Demontage und ein erneutes Zusammensetzen der Teile oder gar ein Zusammensetzen unterschiedlicher, von zwei ver­ schiedenen Magnetventilen stammenden Teilen darf deshalb bei Klein-Magnetventilen für den Benutzer in keinem Falle mög­ lich sein.

Aus der DE-OS 25 540 751 ist ein Klein-Magnetventil bekannt, bei dem ein oberes Magnetgehäuse mit einem unteren Ventilge­ häuse durch Leimen oder Pressen verbunden ist. Diese Verbin­ dungsarten erweisen sich jedoch bei Klein-Magnetventilen oft als schwierig und nicht zuverlässig, insbesondere dann, wenn die zu verbindenden Teile aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Beim Leimen müssen die Oberflächen außerdem vorher gereinigt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verbindungsmittel für die miteinander zu verbindenden Untergruppen eines Klein-Magnetventils zu schaffen, die kostengünstig sind und eine zerstörungsfreie Demontage des Magnetventils zuverläs­ sig verhindern.

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

Durch die versenkte Anordnung des ersten Endes des Stiftes innerhalb des Kanals wird auf sehr einfache Weise verhin­ dert, den Stift mit diesem Ende aus dem Kanal herauszuzie­ hen. Das unzugänglich innerhalb der aus Kunststoff bestehen­ den Untergruppe angeordnete, metallische Schutzelement am anderen Ende des Stiftes wirkt als Barriere, wenn versucht wird, den Stift in Richtung dieses anderen Endes auszutrei­ ben, bzw. bewirkt eine seitliche Abweichung eines Werkzeugs wie eines Durchtreibers oder Bohrers, wenn versucht wird, vom anderen Ende her Zugang zum Stift zu erhalten. Aufgrund dieser Anordnung kann der Stift ohne Zerstörung der Bauein­ heit nicht mehr entfernt werden, so daß ein Zusammensetzen des Klein-Magnetventils mit nicht passenden Komponenten aus­ geschlossen wird.

Weitere Ausführungsformen und vorteilhafte Ausführungsvarian­ ten sind aus den Unteransprüchen ersichtlich.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigt

Fig. 1 einen Teilschnitt eines Magnetven­ tiles, wobei der Teilschnitt längs der Mittelebene I-I gemäß Fig. 2 verläuft,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Magnetventiles gemäß Fig. 1, teilweise aufgeschnitten entlang der Ebene II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Teilansicht, vergleichbar der Fig. 2, wobei die grundlegenden Elemente des Magnetventiles in ausein­ andergezogener Darstellung gezeigt sind,

Fig. 4 eine Ansicht von oben, der das Plattenventil umfassenden Ventil-Untergruppe,

Fig. 5 einen Schnitt des Magnetventiles ent­ lang der Linie V-V in Fig. 2,

Fig. 6 eine Ansicht von unten, der den Elektromagneten umfassen­ den Antriebs-Untergruppe in der Richtung F gemäß Fig. 3,

Fig. 7 einen Teilschnitt entlang der Linie VIII-VIII in Fig. 2 einer ersten Ausführungsform der unverletzbaren Befesti­ gungsmittel der das erfindungsgemäße Magnetventil bilden­ den Untergruppen,

Fig. 8 + 9 den Schnitten entlang der Linie V-V in Fig. 2 vergleich­ bare Schnittdarstellungen von vier Ausführungsvarianten der unverletzbaren Befestigungsmittel der das Magnetventil bildenden Untergruppen,

Fig. 10 einen Schnitt entlang der Linie X-X in Fig. 9, und

Fig. 11 die beiden Untergruppen des Magnetventiles auf der Höhe ihrer Kontaktfläche, wobei diese jedoch entlang ihrer Verbindungsebene gegeneinander verschoben sind, um be­ stimmte Dimensionsbeziehungen aufzuzeigen.

In den Fig. 1 und 2 ist schematisch ein Magnet­ ventil im zusammengesetzten Zustand dargestellt, dessen Abmessungen in der Größenordnung von 8 bis 15 mm liegen.

Dieses Magnet- oder Elektroventil setzt sich aus zwei Untergruppen 2 und 3 zusammen, die auf der Höhe einer Verbindungsebene J, J′ durch weiter unten definierte Mittel miteinander verbunden sind.

Die Ventil-Untergruppe 2 stellt sich als massiver Block 4 aus plastischem Material dar, in dem ein pneumatisches Plattenventil 5 angeord­ net ist, welches wahlweise einen Ausgangskanal 6, der auf einer seit­ lichen Fläche 7 des Blocks 4 mündet, mit einem Druckversorgungska­ nal 8 und einem Auslaßkanal 9 verbindet, welche beide in der Nähe des Auslaßkanals 6 in derselben Fläche 7 münden. Diese Fläche 7 wird mit einer Gegenfläche 7 a eines Steuergerätes verbunden, wobei eine Dich­ tung 7 b zwischengeschaltet wird. Die freie Ventilplatte 5 kann sich ent­ lang einer Achse X, X′ verlagern, um eine zylindrische Kammer 10, die ständig mit dem Kanal 6 verbunden ist und in der sie verschoben wird, entweder mit einer Öffnung 11, die zum Kanal 9 führt, oder mit einer Öffnung 12 zu verbinden, die zum Kanal 8 führt. Letzte Öffnung 12 ist an einem Pfropfen oder Stöpsel 13 vorgesehen, der seitlich durch einen internen Durchgang 14 mit dem Kanal 8 in Verbindung steht und kraftschlüssig in den Eingang 15 der Kammer 10 eingesetzt ist.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, welche einen Querschnitt der Fig. 1 entlang der Achse X, X′ darstellt, stützen sich auf der oberen Fläche 16 der Ventilplatte die Enden zweier Schenkel 17, 18 einer Gabel 19 ab, die eine Verlängerung 20 der zu dieser senkrechten Leitung 9 beider­ seits umgibt, wobei die Verlängerung 20 in die Kammer 10 vorspringt und am Ende die Öffnung 11 aufweist. Gegebenenfalls kann diese Gabel, die hier zur Vereinfachung der Zeichnung als ein Stück dargestellt ist, auf den Kern aufgesteckt sein und aus einem Material unterschiedlichster Art bestehen.

Diese Gabel ist einstückig mit dem Tauchanker 21 ausgebildet, der in einer axialen Hülse 22 gleitet, die in der Antriebs-Untergruppe 3 an­ geordnet ist. Die axiale Hülse 22 dringt mit ihrem Ende teilweise in die Kammer 10 ein, zu der sie konzentrisch ist, und eine Dichtung 22 a, die in einer Senkung 10 a angeordnet ist, stellt die Abdichtung der Kammer 10 in der Höhe ihrer Öffnung gegen die Antriebs-Untergruppe 3 sicher. Diese Antriebs-Untergruppe 3 umfaßt eine elektromagnetische An­ zugseinrichtung 23 in bekannter Weise mit einem Joch 25, einer Wicklung 26, welche die Hülse 22 umgibt, und einer Rückstellfeder 27 des Tauch­ ankers 21, deren in Richtung A verlaufende Wirkung den Kern bzw. Tauchanker in seine Ruhestellung verbringt.

In dieser Ruhestellung stützt sich die Ventilplatte auf einem Sitz des Pfropfens 13 ab, der die Öffnung 12 trägt, die somit geschlossen ist. Die Öffnung 11 ist geöffnet, wobei eine geringe Entfernung e in der Größenordnung von einem viertel Millimeter diese Öffnung 11 von der oberen Fläche 16 der Ventilplatte 5 trennt, um einen Zwischenraum festzulegen, über den der Ausgangskanal 6 mit dem Auslaßkanal 9 ver­ bunden ist.

Wird die Wicklung 26 von einem Strom durchflossen, der durch die Klemmen 28, 29 zugeführt wird, die mit den festen Teilen des Elektro­ magneten in einem Körper 30 aus plastischem Material vorgegossen sind, der eine Umhüllung für die Antriebs-Untergruppe 3 bildet, so wird der Tauch­ anker in einer Richtung entgegengesetzt zu A zum Zentrum der Wicklung hin angezogen, und stützt sich an einer Anschlagsfläche 31, die mit dem Joch 25 einstückig ausgebildet ist.

Diese Bewegung erlaubt es, die Ventilplatte 5 vom Einfluß der Feder zu befreien. Die Ventilplatte verschließt daraufhin die Öffnung 11 unter der Wirkung des in den Kanälen 8, 14 vorherrschenden Drucks, indem sie sich von der Öffnung 12 entfernt, um eine Verbindung zwischen dieser und dem Ausgangskanal 6 herzustellen.

Die Verbindungsebene J, J′ ist auf der Antriebs-Untergruppe 3 durch eine Fläche 32 definiert, und auf der pneumatischen Ventil-Unter­ gruppe 2 durch eine Fläche 33, wenn diese aneinander anliegen.

Soll das Magnetventil korrekt arbeiten, wenn die beiden Flächen 32 und 33 gegeneinander gehalten sind, so ist eine Anzahl von geometrischen Gegebenheiten zu beachten. Aus Fig. 3 ist erkennbar, daß solche Abmessungen wie die Länge a der Schenkel 17 und 18, gemessen von der Fläche 32 aus, die Entfernung b des die Öffnung 11 umgebenden Sitzes von der Fläche 33, die Entfernung c des die Öffnung 12 umgebenden Sitzes von einem Bund 35 des Pfropfens 13, die Entfer­ nung f der Fläche 32 vom Grund einer eine entsprechenden Fläche des Bundes 35 aufnehmenden Senkung 36 bestimmend für das korrekte Funktionieren des Magnetventiles sind. Tatsächlich bedingen sie einerseits den Weg der Ventilplatte 5, damit den des Kerns bzw. Tauchankers 22, sowie das Ausmaß der Kompression des elasto­ meren Materiales der Ventilplatte in ihren beiden Positionen, eben­ so wie die Verlängerung der Rückstellfeder und damit die Kraft, die sie erzeugt.

Es wird damit deutlich, daß die Einstellung eines Magnetventiles mit geringen Abmessungen es erforderlich macht, bestimmte Positionierseiten mittels einer Regelung präzise einzurichten, oder eine Paarung bestimmter Teile vorzunehmen, um den Dimensionsabweichungen Rechnung zu tra­ gen, die während einer Serienfertigung innerhalb der Herstellungs­ toleranzen von einem Teil zum anderen auftreten.

Daraus ergibt sich beispielsweise, daß eine genaue Durchführung der Montage es erforderlich machen könnte, eine vorhergehende Messung der Höhe a durchzuführen, dann eine maßgerechte Be­ arbeitung des Teiles 20 zu realisieren, um die Öffnung 11 auf eine Höhe b zu bringen, die a angepaßt ist, und daraufhin in die Kammer 10 den Pfropfen 13 und die Ventilplatte 5 einzuführen, bei denen man sich zuvor durch Paarung versichert hat, daß die Entfernung d (siehe Fig. 3), die entsteht, wenn sie mit einer bestimmten Kraft, die gleich der der Rückstellfeder ist, übereinander ange­ ordnet werden, a angepaßt ist, wenn der Bund 35 in die Senkung 36 unter Berücksichtigung der Entfernung f eingesetzt ist.

Soll ein Magnetventil mit kleinen Abmessungen seine Eigen­ schaften beibehalten, so ist es demnach unerläßlich, daß die ver­ schiedenen Bestandteile nicht demontierbar ausgeführt sind, oder daß jeder Versuch, der zur Ausführung einer Demontage unter­ nommen wird, eine Zerstörung des Gerätes hervorruft, die seine Wie­ derverwendung ausschließt.

Die Fläche 33 ist bei Verbindung der beiden Untergruppen 2 und 3 gegen die Fläche 32 gerichtet, wie es die Fig. 4-7 zeigen. Die Verbindung wird mit Hilfe von zwei Paaren von prismatischen Klauen 41, 42 und 43, 44 hergestellt, die gegenüber der Fläche 32 der Antriebs-Untergruppe 3 vorspringen und in zwei Paare von entsprechend gestalteten Einschnitten 45, 46 und 47, 48 eintre­ ten, die unter der Verbindungsebene J, J′ ausgespart sind und über die Fläche 33 der Ventil-Untergruppe 2 führen; diese Klauen und Einschnitte sind zwei einander gegenüberliegenden Rändern der Flächen 32 und 33 benachbart angeordnet. Diese Klauen 41-44 der Antriebs-Untergruppe 3 sowie die Abschnitte 51, 52, die die Einschnitte 46 und 47 außen begrenzen, sowie die Abschnitte 54, 55 des Körpers 4, die zwischen den Einschnitten angeordnet sind, sind von Kanalabschnitten 53, 57, 58, 59 für die Klauen und 56, 61, 62, 65 für die Positionen des Körpers 4 durchdrungen, die sich einander gegenüberstehen, um zwei im wesentlichen fluchtende Blindkanäle 50 bzw. 60 zu bilden, wenn die Klauen in den Einschnitten angeordnet sind und die Flächen 33 und 32 aneinanderstoßen, wie dies die Fig. 5 zeigt. Diese Kanäle besitzen Achsen Z, Z′, die etwa pa­ rallel zur Verbindungsebene J, J′ verlaufen. Zwei Stifte 63 a und 63 b sind in den Kanälen 50, 60 derart angeordnet, daß das eine 64 ihrer Enden im Eingang 50 a des Kanals 50 und unter dem Niveau der Fläche 7 angeordnet ist, während das andere Ende 66 einem Schutzele­ ment benachbart ist. Dieses Schutzelement, welches verschiedene, in den Fig. 8, 9 und 10 erkennbare Formen und Stellungen aufweisen kann, besteht aus Hartmetall, führt über die Achse des Stiftes und hat zum Ziel, eine seitliche Abweichung eines Werkzeuges wie eines Splinttrei­ bers oder Durchtreibers oder eines Bohrers hervorzurufen, das in der Achse der Stifte an der Seite der Fläche angesetzt werden würde, die der Fläche 7 entgegengesetzt ist, von der die Stifte eingeführt wurden.

Wie im unteren Bereich der Fig. 8 zu erkennen ist, ist das Schutz­ element gemäß einer ersten Ausführungsform durch eine Kugel 71 ge­ bildet, die einen Durchmesser größer als der des Stiftes 63 a aufweist und die in den Abschnitt 90 des Körpers 4 benachbart dem Ende 66 des Stiftes 63 a eingebracht ist; es ist deutlich zu erkennen, daß der Stift weder von der Seite der Fläche 7 her herausgezogen noch ausgehend von der gegenüberliegenden Fläche ausgesto­ ßen werden kann und infolge der Härte der Kugel oder infolge eines seitlichen Abgleitens in der Richtung L dieses Werkzeuges beim Auf­ treffen auf die Kugel 71 auch nicht durch ein Ausbohren zerstört wer­ den kann.

Der obere Teil der Fig. 8 zeigt ein Schutzelement, welches durch ein Plättchen 73 aus hartem Material gebildet ist und sich in einem zum oberen beschriebenen Abschnitt 90 symmetrischen Abschnitt 91 befindet, und dessen Ebene gegenüber der Achse des Stiftes 63 b geneigt ist, um bei einem Werkzeug eine Abweichung hervorzurufen, die dieses zu einem empfindlichen Bereich 74 des Gerätes hinführt, um seine Zerstörung herbeizuführen.

Im oberen Abschnitt der Fig. 9 ist eine Variante des Schutzelementes vorgesehen, welches durch einen kleinen Stift aus Hartmetall 72 ge­ bildet ist, der quer zur Achse des Stiftes 63 b und zu diesem geneigt im Abschnitt 91 des Körpers 4 angeordnet ist.

Schließlich zeigen der untere Abschnitt der Fig. 9 und die Fig. 10 eine weitere Variante des Schutzelementes. Es handelt sich um ein Plättchen 76 aus Hartmetall, dessen Rand ein Verankerungsmittel 77 bildet, das in eine Nut 78 ein­ gesetzt ist, die dem Einschnitt 48 des Körpers 4 benachbart ist, während sein Abschnitt 79, der senkrecht zur Achse des Stiftes 63 a verläuft, zwischen der Klaue 43 der Antriebs-Untergruppe 3 und einer Wand 43 a des Einschnittes 43 angeordnet ist, was sein Herausziehen ausschließt, wenn die beiden Untergruppen miteinander verbunden werden. Da dieses Plättchen Abmessungen aufweist, die größer als der Durchmesser des Stiftes 63a sind, ist ein versuchtes Ausstoßen ausgeschlossen.

Gemäß einer weiteren Variante kann jedes dieser aus Hartmetall be­ stehenden Plättchen in der Nachbarschaft der Achse der Stifte mit einer exzentrischen Öffnung versehen sein, in der sich ein Bohrer sta­ bilisiert bzw. festsetzt, um seine Ausrichtung mit dem Stift zu ver­ hindern.

In Fig. 11 ist schließlich schematisch gezeigt, daß die Kanalabschnitte 53, 57, 58, 59, die in den aus einem einzigen Stück mit dem Körper 30 geformten Klauen der Antriebs-Untergruppe 3 ausgebil­ det sind, Achsen V, V′ und W, W′ aufweisen, die von der Fläche 32 um einen Wert m entfernt sind, der vom Wert p abweicht, welcher die Achsen H, H′ und K, K′ der Kanalabschnitte 56, 61, 62 und 65, die in dem Körper 4 der Ventil-Untergruppe 2 zwischen den Einschnitten 45, 46, 47, 48 und in den Abschnitten 51, 52 ausgespart sind, von dieser trennt. Ist m geringfügig kleiner als p und ist der Durchmesser der Stifte geringfügig kleiner als der Durchmesser dieser Kanäle, so wird sich ihre Ausrichtung beim Zusammenbau mittels der Stifte zwangswei­ se ergeben, so daß auch die Flächen 32 und 33 zwangsweise wirksam und gleichmäßig aufeinanderliegen.

Claims (7)

1. Klein-Magnetventil, bei dem eine einen Steuer-Elektromag­ neten umfassende Antriebs-Untergruppe (3) formschlüssig mit einer ein pneumatisches Plattenventil (5) umfassen­ den Ventil-Untergruppe (2) verbunden ist zur Aufrechter­ haltung festgelegter, dimensionsgerechter Beziehungen zwischen einem Tauchanker (22) des Elektromagneten und der Ventilplatte (5), wobei im Bereich der Formschlußver­ bindung zumindest ein metallischer Steckstift in zusam­ men wenigstens einen fluchtenden Kanal (50, 60) bilden­ den Kanalabschnitten (56, 65, 61, 62, 53, 57, 58, 59) beider Untergruppen (2, 3) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Ende (64) des zylindrisch ausgebildeten Stiftes (63 a, 63 b) bezüglich einer Eingangsöffnung des fluchtenden Kanals (50, 60) versenkt angeordnet ist, wäh­ rend das andere Ende (66) sich in der Nachbarschaft eines metallischen Schutzelements (71, 72, 73, 76) befin­ det, welches unzugänglich in der einen oder anderen der beiden aus Kunststoff bestehenden Untergruppen (2, 3) angeordnet ist und sich in etwa quer zur Achse des fluch­ tenden Kanals (50, 60) erstreckt.

2. Magnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalabschnitte (53, 57, 58, 59) in prismati­ schen Klauen (41, 42, 44, 43) des Körpers (30) der An­ triebs-Untergruppe (3) ausgespart sind, die in Einschnit­ te (45, 46, 47, 48) des Körpers (4) der Ventil-Untergrup­ pe (2) eintreten und im Umfangsbereich der zusammenwir­ kenden Flächen (32, 33) der Untergruppen verlaufen.

3. Magnetventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Außenfläche (7), in der die fluchtenden Kanäle (50, 60) münden, eine Befestigungsschraube ist, die an einer Fläche (7 a) eines Steuergerätes anliegt.

4. Magnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzelement eine Kugel (71) ist.

5. Magnetventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzelement ein Stift (72) ist.

6. Magnetventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzelement ein Plättchen (73, 76) ist.

7. Magnetventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Plättchen (76) in einen Einschnitt (48) zwischen einer Klaue (93) und einem Abschnitt (90) des Körpers (4) angeordnet ist und Verankerungsmittel (77) aufweist.