DE3823569A1 - Elektromagnetventil - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil mit einem Ventilgehäuse, insbesondere aus Kunststoff, einem mit Hilfe eines Elektromagneten bewegten Ventilstößel einschließ­ lich eines Ventiltellers und einem zur Stößelachse konzentri­ schen Ventilsitz.

Solche Elektromagnetventile aus Kunststoff sind bekannt. Dabei wird ein Stößel von einem elektromagnetbeaufschlagten Anker bewegt. Ein mit dem Stößel verbundener elastischer Ventilteller legt sich an die Dichtfläche des Ventilsitzes an. Bei diesen bekannten Ausführungsformen ist der Ventilsitz Teil eines ein­ teiligen Gehäuses. Da der Ventilsitz selbst verschleißfest sein muß, muß das gesamte Ventilgehäuse aus einem hochwertigen Werk­ stoff hergestellt sein, wodurch die Kosten für ein solches Ven­ til stark ansteigen. Zudem ist für jede Ventilsitznennweite ein eigenes Ventilgehäuse vonnöten. Durch die Anformung des Ventil­ sitzes im einteiligen Gehäuse kann das Ventil entweder stromlos offen oder stromlos geschlossen ausgebildet sein, eine Umkehrung ist jedoch nicht möglich, da dazu das Gehäuse komplett neu ge­ formt werden müßte.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, die oben genannten Nachteile bekannter Ausführungsformen zu vermeiden und insbesondere ein Elektromagnetventil aus Kunststoff auszubilden, dessen Herstel­ lung gegenüber bekannten Ausführungen vereinfacht wird.

Gelöst wird die erfindungsgemäße Aufgabe dadurch, daß das Ven­ tilgehäuse mehrteilig ausgebildet ist und zwischen zwei Gehäu­ seteilen der Ventilsitz als ein separater einteiliger Körper gehalten ist. Dadurch ist es möglich, den Ventilsitzkörper bei­ spielsweise im Verschleißfall auszuwechseln, ohne dabei ein neues Gehäuse zu benötigen. Zudem ist es durch die separate Ventilsitzanordnung möglich, das Gehäuse aus einem billigen Werkstoff herzustellen und allein den Ventilsitzkörper aus einem verschleißfesten, hochwertigen Kunststoff zu formen. Wei­ terhin ist es möglich, in einer Gehäusegröße verschiedene Nenn­ weiten des Ventilsitzkörpers einzusetzen und dadurch Kosten für die Formung verschiedener Gehäuse einzusparen. Durch die sepa­ rate Anordnung eines Ventilsitzkörpers kann die Dichtfläche des Ventilsitzkörpers sowohl in Durchflußrichtung als auch durch ein einfaches Umdrehen des Körpers entgegen der Durchflußrich­ tung des Mediums angebracht werden und dadurch entweder ein stromlos offenes oder ein stromlos geschlossenes Ventil ge­ schaffen werden.

Vorteilhaft ist der Ventilsitzkörper dabei ringförmig ausgebil­ det und weist einen umlaufenden Flansch auf, mit dem er zwischen die beiden Gehäuseteile geklemmt ist. Die beiden Gehäuseteile können beispielsweise durch Schrauben miteinander verbunden sein und klemmen den Flansch zwischen sich ein. Dadurch ist eine einfache Lösbarkeit des Gehäuses sowie eine problemlose Aus­ tauschbarkeit des Ventilsitzkörpers gewährleistet. Die Ausbil­ dung als ringförmiger Körper ist vorteilhaft, da ein Ring ein­ fach zwischen den Gehäuseteilen gehalten werden kann. Dazu kann der Ring einen umlaufenden Flansch mit einer dem Gehäuse ange­ paßten viereckigen Außenkontur sowie eine kreisrunde Durchfluß­ öffnung aufweisen. Zweckmäßig ist dabei der umlaufende Flansch beidseitig eben gestaltet, um ein einfaches Umdrehen des Ven­ tilsitzkörpers zu ermöglichen und so sowohl die Funktion eines stromlos offenen als auch eines stromlos geschlossenen Ventils zu erreichen.

Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung sieht zweckmäßig vor, den Ventilsitzkörper aus einem hochwertigen Kunststoff herzustellen. Als hochwertiger Kunststoff kann bei­ spielsweise Polyacetal oder Polysulfon zum Einsatz kommen. Da­ durch garantiert der Ventilsitz eine hohe Verschleißfestigkeit und gewährleistet somit eine hohe Lebensdauer des Ventils.

Vorteilhaft ist es weiter vorgesehen, die Gehäuseteile aus ei­ nem kostengünstigeren Kunststoff herzustellen. Es ist ausrei­ chend, das Ventilgehäuse beispielsweise aus Polypropylen oder ABS herzustellen, wodurch die Kosten stark reduziert sind.

Eine zweckmäßige Ausführung der Erfindung sieht an der Ober­ und an der Unterseite des Ventilsitzringes außen umlaufende Dichtlippen vor, die sich durch den Überdruck im Ventilgehäuse und durch ihre Eigenelastizität an die Ventilgehäusewand an­ legen und dadurch das Gehäuse an den Verbindungsstellen zwi­ schen den beiden Gehäuseteilen abdichten.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht zudem vor, verschiedene Nennweiten des Ventilsitzringes mit voneinander verschiedenen Farben auszuführen. Dies ermöglicht es, von außen die Nennweite des Ventilsitzes zu erkennen.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Im folgenden wird eine bevorzugte Ausfüh­ rungsform der erfindungsgemäßen Lösung dargestellt und anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine vergrößerte Darstellung eines Querschnitts durch ein erfindungsgemäßes Elektromagnetventil,

Fig. 2 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Ventils, gemäß Fig. 1, jedoch mit Elektromagneten, und

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung eines Querschnitts durch eine andere Ausführungsform eines erfindungs­ gemäßen Ventilsitzkörpers.

Aus den Fig. 1 und 2 geht hervor, daß auf das Gehäuseteil (1) eines elektromagnetischen Ventils aus Kunststoff ein Gehäuse für die elektromagnetische Spule (9) mit den erforderlichen elektrischen Anschlüssen (11) aufgesetzt ist. Der Elektromagnet ist mit Strom beaufschlagbar, so daß zwischen dem Pol (8) und dem Anker (13) magnetische Kraftlinien verlaufen, die den in einer Führungsbuchse (19) geführten Anker (13), der aus einem magnetisch wirksamen Material besteht, nach oben ziehen. Der Anker (13) ist mit einem Stößel (6) verbunden, der zur Unter­ stützung der vertikalen Führung durch einen im Gehäuse (2) be­ festigten Zapfen (14) geführt ist. Am Ventilstößel (6) ist konzentrisch zur Achse ein Ventilteller angeordnet, der bei­ spielsweise aus einem Elastomer hergestellt ist. Durch Federn (15 bzw. 16) wird die Anker-Stößel-Anordnung in stromlosem Zu­ stand in einer bestimmten Stellung gehalten. Zudem dienen die Federn (15 bzw. 16) als Rückstellhilfen. Um bei Strombeaufschla­ gung das Schaltgeräusch zu dämmen, ist ein Puffer (17) aus ei­ nem elastischen Material am Anker (13) vorgesehen, der mit ei­ nem Gegenstück (18) zusammenwirkt.

Das Gehäuse (1, 2) des Ventils ist zweiteilig ausgeführt. Gemäß Fig. 1 ist dabei im Gehäuse (2) rechts unten der Zufluß vorge­ sehen, der Abfluß ist im Gehäuse (1) links oben zu erkennen. Es ergibt sich somit eine Durchflußrichtung gemäß der Pfeilrich­ tung von rechts nach links bzw. im Bereich des Ventilsitzkör­ pers (3) von unten nach oben. Wird bei dem gezeigten Ventil der magnetische Teil erregt, wird der Anker (13) nach oben gezogen und der Ventilteller (7) kommt an der Dichtfläche (12) des Ventilsitzkörpers (3) zuerst mit den schrägen Dichtkanten (22) zur Anlage und verhindert dadurch einen weiteren Durchfluß des Mediums. Der Ventilsitzkörper (3) ist im wesentlichen ring­ förmig ausgebildet und weist an seinem Umfang einen umlaufenden Flansch (21) auf, der der viereckigen Außenkontur des Gehäuses (1, 2) angepaßt ist. Die schräg umlaufenden Dichtkanten (22) gewährleisten schon bei leichter Anlage des Ventiltellers (7) eine einwandfreie Dichtfunktion. Der Ventilsitzkörper (3) besteht aus einem verschleißfesten, hochwertigen Kunststoff, beispielsweise Polyacetal oder Polysulfon, und ist zwischen den beiden Gehäuseteilen (1 und 2) angeordnet. Die beiden Gehäuse­ teile (1 und 2) werden, wie in Fig. 2 ersichtlich ist, durch nicht näher bezeichnete Schrauben miteinander verbunden und klemmen so den Ventilsitzkörper (3) zwischen sich ein. Hierzu kann beispielsweise der Flansch (21) mit vier zur Lage der Schrauben korrespondierenden Bohrungen versehen sein, durch die die Schrauben bei einer Verbindung der beiden Gehäuseteile (1 und 2) hindurchgesteckt werden.

Um eine einwandfreie Abdichtung des Gehäuses an den Übergängen zwischen Gehäuseteil (1) und dem Ventilsitzkörper (3) bzw. zwi­ schen Gehäuseteil (2) und dem Ventilsitzkörper (3) zu gewähr­ leisten, kommen zusätzlich Dichtungsringe (20) zum Einsatz, die in entsprechende Aussparungen im Gehäuse oder auch im Flansch des Ventilsitzkörpers (3) eingelegt werden.

Eine andere oder zusätzliche vorteilhafte Lösung der Abdichtung zeigt Fig. 3, in der ein Ventilsitzkörper (3) dargestellt ist, an dem Dichtlippen (5 bzw. 4) ober- und unterhalb der Dichtflä­ che (12) außen am ringförmigen Teil des Ventilsitzkörpers (3) umlaufend vorgesehen sind. Durch ihre Eigenelastizität sowie durch den im Betrieb auftretenden Überdruck innerhalb des Ge­ häuses legen sich diese Dichtlippen an die Gehäuseinnenwand an und dichten dadurch die Verbindungsstellen zwischen Gehäuse (1), dem Ventilsitzkörper (3) und Gehäuse (2) ab. Durch den besseren Übergang zwischen Gehäusewand und Ventilsitz im Bereich der Dichtlippen kann das Medium ohne größere Verwirbe­ lungen an der Gehäuseinnenwand den Ventilsitz passieren und mindert dadurch den Durchflußwiderstand des Ventils zusätzlich.

Die Anordnung nach Fig. 1 läßt erkennen, daß das Medium das Ventil in Pfeilrichtung vom nicht näher bezeichneten Anschluß­ stutzen des Gehäuseteils (2) zum ebenfalls nicht näher bezeich­ neten Anschlußstutzen des Gehäuseteils (1) durchfließt. In stromlosem Zustand, d.h. bei nicht mit Strom beaufschlagter Spule, wird der Anker (13) durch die Feder (16), die stärker als die dagegen arbeitende Feder (15) ausgebildet ist, nach un­ ten gedrückt und hebt über den Stößel (6) den Ventilteller (7) vom Ventilsitz (12) ab, d.h. das Ventil öffnet. Diese Anordnung wird daher als stromlos offenes Ventil bezeichnet.

Durch ein einfaches Umdrehen des Ventilsitzteils (3) und die Anordnung des Ventiltellers oberhalb des Ventilsitzes kann in einfacher Weise ein stromlos geschlossenes Ventil gestaltet werden. Vorteilhaft ist hierbei, daß sowohl für stromlos offene, als auch für stromlos geschlossene Anordnungen das gleiche Ge­ häuse verwendet werden kann. Durch die separate Anordnung des Ventilsitzkörpers (3) ist es möglich, als Material für die Her­ stellung des Gehäuses (1 und 2) einen billigen Kunststoff, bei­ spielsweise Polypropylen oder ABS, einzusetzen, wodurch die Aufgabe der Erfindung, die Herstellung gegenüber bekannten Aus­ führungen zu vereinfachen, gelöst wird. Bei einem Ventil dieser Bauart ist vor allem der Ventilsitz, in diesem Fall der Ventil­ sitzkörper (3), einem erhöhten Verschleiß ausgesetzt. Er kann in einfacher Weise ausgewechselt werden, indem die beiden Ge­ häuseteile durch Lösen der nicht bezeichneten Schrauben vonein­ ander getrennt werden. Ein verschlissener Ventilsitzkörper (3) kann herausgenommen werden und beispielsweise durch einen neuen ersetzt werden. Während bei bekannten Bauarten durch die Anfor­ mung des Ventilsitzes im Gehäuse das gesamte Gehäuse aus einem hochwertigen Kunststoff gestaltet sein mußte, genügt es bei der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung, lediglich den Ventilsitzkörper (3) aus hochwertigem verschleißfestem Kunst­ stoff herzustellen, um eine gleiche Lebensdauer des Ventils wie bei bekannten Ausführungen zu erhalten.

Zwischen den beiden Gehäuseteilen (1 und 2) können selbstver­ ständlich auch Ventilsitzkörper (3) mit unterschiedlichen Nenn­ weiten der Durchlaßöffnung eingesetzt werden. Für größere Nenn­ weitenunterschiede ist es zweckmäßig, den Ventilteller (7) ebenfalls an die jeweilige Größe der Dichtfläche (12) des Ven­ tilsitzes anzugleichen. Die anderen Teile des Ventils, wie Ge­ häuse (1 und 2), Stößel (6), Anker (13) sowie der übrige magne­ tische Teil, können jedoch beibehalten werden. Auch dadurch er­ gibt sich eine erhebliche Kostenreduzierung.

Die Seitenansicht des kompletten Ventils (10) in Fig. 2 läßt er­ kennen, daß der Ventilsitzkörper (3) auch in montiertem Zustand zwischen Gehäuseteil (1 und 2) sichtbar ist. Der Ventilsitzkör­ per (3) kann daher je nach Nennweite aus einem in verschiedenen Farben eingefärbten Kunststoff hergestellt werden, so daß auf einen Blick im eingebauten Zustand die jeweilige Ventilsitzkör­ pergröße erkennbar ist. Zweckmäßig ist es bei dieser Ausfüh­ rungsform, den Ventilsitzkörper (3) so zu gestalten, daß der den ringförmigen Körper umgebende Flansch (21) mit der Außen­ kontur der Gehäuseteile (1 und 2) fluchtet. Selbstverständlich sind auch andere Formen des Ventilsitzkörpers (3) möglich, wie auch die Einpassung des Ventilsitzkörpers (3) in die beiden Ge­ häuseteile (1 und 2) anders gestaltet sein kann. Wichtig ist nur, daß zumindest ein kleiner Teil des Ventilsitzkörpers (3) von außen erkennbar ist, um durch die Deutung der Farbe des Ventilsitzkörpers (3) auf die Nennweite der Durchlaßöffnung des Ventils schließen zu können.

Claims (8)

1. Elektromagnetventil mit einem Ventilgehäuse, insbeson­ dere aus Kunststoff, einem mit Hilfe eines Elektromagneten be­ wegten Ventilstößel einschließlich eines Ventiltellers, und einem zur Stößelachse konzentrischen Ventilsitz, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Ventilgehäuse mehrteilig ausgebildet ist und zwischen zwei Gehäuseteilen (1, 2) der Ventilsitz als ein separater, einteiliger Körper (3) gehalten ist.

2. Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ventilsitzkörper (3) ringförmig ausgebildet ist und einen umlaufenden Flansch (21) aufweist, mit dem der Ventilsitzkörper (3) zwischen die beiden Gehäuseteile (1, 2) geklemmt ist.

3. Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der umlaufende Flansch (21) beidseitig eben ge­ staltet ist.

4. Elektromagnetventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Ventilsitzkörper (3) aus einem verschleiß­ festen, hochwertigen Kunststoff, hergestellt ist.

5. Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Gehäuseteile (1, 2) aus einem einfachen Kunst­ stoff, insbesondere ABS oder Polypropylen, hergestellt sind.

6. Elektromagnetventil nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß außen am Ventil­ sitzkörper (3) umlaufende Dichtlippen (4, 5) vorgesehen sind.

7. Elektromagnetventil nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest Teile der Außenkontur des Ventilsitzkörpers (3) zwischen den Gehäuse­ teilen (1 und 2) von außen sichtbar sind.

8. Elektromagnetventil nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Herstel­ lung des Ventilsitzkörpers (3) verwendete Kunststoff für ver­ schiedene Nennweiten unterschiedlich eingefärbt ist.