DE4419446A1 - Ventil - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Ventil mit den Merkmalen des
Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Ventil mit
den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 dahin
gehend weiterzubilden, daß mit einfachen Mitteln eine
kleine Bauform und genaue Justierung von unterschied
liche Herstellungstoleranzen aufweisenden Einzelteilen
zur Erzielung optimaler Wirkfunktionen erreicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeich
nenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der
Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche
gekennzeichnet.
Weitere Vorteile und wesentliche Einzelheiten der Er
findung sind der nachfolgenden Beschreibung und der
Zeichnung zu entnehmen, die in schematischer Darstellung
bevorzugte Ausführungsformen als Beispiel zeigt. Es
stellen dar:
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Ventil in einer stark
vergrößerten Schnittdarstellung,
Fig. 2 das Ventil gemäß Fig. 1, jedoch mit einem zwei
teiligen Magnetjoch,
Fig. 3 das Ventil gemäß Fig. 1 oder 2 in einer Seiten
ansicht mit einer oberen Leiterplatte und her
ausragenden Anschlußstutzen und
Fig. 4 das Ventil gemäß Fig. 3 in einer Draufsicht.
Das in der Zeichnung dargestellte erfindungsgemäße Ventil
ist als in seinen äußeren Abmessungen ausgesprochen
kleines Mikroventil 1 ausgebildet, dessen Gesamthöhe
nicht mehr als etwa 10 Millimeter und dessen äußerer
Durchmesser nicht mehr als etwa 7 Millimeter beträgt.
Das Mikroventil 1 weist einen Ventilkörper 2 auf, der im
wesentlichen aus einem eine Grundwand 3 besitzenden topf
förmigen Gehäuseunterteil 4 und einem hülsenförmigen
Gehäuseoberteil 5 gebildet ist. Der Außendurchmesser des
Gehäuseoberteils 5 entspricht in etwa dem Außendurchmesser
des Gehäuseunterteils 4, so daß im wesentlichen ein im
Durchmesser gleichbleibender Zylinderkörper gegeben ist.
An dem Gehäuseoberteil 5 kann ein im Durchmesser redu
zierter Vorsprung 6 angeformt sein, der in den Gehäuse
unterteil 4 eingesetzt und mit diesem mittels eines
Klebstoffs dicht und fest verbunden sein kann. Die Länge
des Vorsprungs 6 kann etwa gleich der aus dem Gehäuse
unterteil 4 herausragenden Länge des Gehäuseoberteils 5
sein, so daß die im Bereich der Abstufung des Gehäuse
oberteils 5 gebildete Teilung 7 des Ventilkörpers 2 über
dem oberen Rand des Gehäuseunterteils 4 ungefähr in der
Ventilkörpermitte liegt.
Der Gehäuseunterteil 4, der an einer Aufnahmeplatte 8
befestigt sein kann, weist einen in der Seitenwand 9 als
Bohrung ausgebildeten Anschluß 10 auf, an dem eine rohr
förmige Leitung für ein Medium, beispielsweise Luft, an
gebracht werden kann. In der Mitte der Grundwand 3 kann
eine Gewindebohrung 11 ausgebildet sein, in die ein
Ventilsitz 12 mit einem Außengewinde 13 eingeschraubt
ist. In der axialen Mitte des Ventilsitzes 12 kann ein
weiterer bohrungsförmiger Anschluß 14 ausgebildet sein,
an dem ebenfalls eine medienführende Leitung angebracht
werden kann.
Im unteren Bereich des Gehäuseunterteils 4 kann eine
Ventilkammer 15 ausgebildet sein, in die die Anschlüsse
10, 14 einmünden und die im wesentlichen von der Grund
wand 3, dem Ventilsitz 12, der Gehäuseseitenwand 9,
einem axial verlagerbaren Anker 16 und einer Feder 17 be
grenzt ist. Die Feder 17 kann zweckmäßig als scheiben
förmige Flachformfeder ausgebildet sein, die mit ihrem
Außenrand 18 am Ventilkörper 2 festgelegt ist, indem der
Außenrand 18 auf einem Absatz 19 des Gehäuseunterteils 4
aufliegt und das untere Stirnende 20 des Gehäuseoberteils
5 auf dem Außenrand 18 aufliegt.
Der Anker 16 kann zweiteilig und aus einer scheibenring
förmigen Platte 21 und einem in der axialen Mitte befind
lichen Einsatz 22 gebildet sein. Der Einsatz 22 kann
einen Bund 23 besitzen, der einen Innenrand 24 der an der
Unterseite der Platte 21 anliegenden Flachformfeder 17
untergreift. An der dem Ventilsitz 12 zugewandten unteren
Seite des Einsatzes 22 kann ein vorzugsweise aus einem
gummielastischen Werkstoff bestehender scheibenförmiger
Dichtkörper 25 vorgesehen sein, der mittels der Kraft
der Feder 17 gegen den oberen Rand des Ventilsitzes 12
andrückbar ist.
Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, den Anker 16 ein
stückig auszubilden, so daß die ringförmige Platte 21
und der Einsatz 22 nicht als Einzelteile hergestellt und
zusammengesetzt werden müssen. Bei einer einstückigen
Ankerausführung kann die Feder 17 mit ihrem Innenrand 24
in einer Ringnut oder durch einen Bördel des Ankers 16
oder durch Schweißen, Löten und dergleichen befestigt
sein.
Über dem Anker 17 kann ein Magnetjoch 26 vorgesehen sein,
das bei dem in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbei
spiel einstückig ausgebildet ist und eine ringförmige
Ausnehmung 27 aufweist, so daß im wesentlichen ein zen
traler axialer Kern 28 und eine die Ausnehmung 27
mitbegrenzende Hülse 29 gebildet sind, die über eine
Oberwand 30 des Magnetjochs 26 verbunden sind. Der
Durchmesser des Kerns 28 ist ungefähr gleich oder etwas
kleiner als der Durchmesser des gegenüberliegenden
Ankereinsatzes 22 und der Außendurchmesser der Kernhülse
29 entspricht etwa dem Außendurchmesser der Ankerplatte
21.
In der Ausnehmung 27 kann eine Elektrospule 31 gelagert
sein, die vorzugsweise als sogenannte körperlose Spule
ausgebildet ist und somit keinen die Spulenwicklung tra
genden Spulenkörper besitzt. Die für die Stromversorgung
der Elektrospule 31 notwendigen elektrischen Leiter 32
können durch eine in der Oberwand 30 befindliche Öffnung
33 aus dem Magnetjoch 26 herausgeführt sein. An der
Oberwand 30 kann zudem ein die Jochoberseite überragender
axialer Zapfen 34 ausgebildet sein, in dem ein Sackloch
35 ausgebildet ist, das einen Innensechskant für den
Eingriff eines Sechskantschlüssels aufweisen kann. Außer
dem kann das Magnetjoch 26 bevorzugt im oberen Bereich
ein Umfangsgewinde 36 aufweisen, das in ein Innengewinde
37 des den Ventilkörper 2 mitbildenden Gehäuseoberteils 5
einschraubbar ist.
Bei dem in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel
sind der Kern 28 und die Hülse 29 als Einzelteile ausge
bildet, die zusammengesteckt sind, so daß das Magnetjoch
26 zweiteilig ist. Dabei kann die Öffnung im Kern 28 als
Schlitz 38 ausgeführt sein, der am Außenumfang des Kerns
28 in Richtung zur Hülse 29 hin offen ist, deren Innen
durchmesser etwa gleich dem Außendurchmesser des oberen
Teils des Kerns 28 und gleich dem Außendurchmesser der
Elektrospule 31 sein kann. Dadurch wird eine einfache
Montage der kleinen Einzelteile erzielt. Die Elektrospule
31 wird auf den Kern 28 aufgeschoben und die Leiter 32
werden von der seitlichen Öffnung her in den Schlitz 38
eingelegt. Dann wird die Magnetjochhülse 29 aufgeschoben
und mit dem oberen Teil des Magnetjochkerns 28 verbunden,
so daß die Elektrospule 31 und der Schlitz 38 umfaßt und
abgedeckt sind.
Wie den Fig. 3 und 4 zu entnehmen ist, kann auf die
Oberseite des Magnetjochs 26 eine Leiterplatte 39 auf
gesetzt und zweckmäßig durch Preßsitz oder dergleichen
an dem Zapfen 34 gehalten werden. Die Leiterplatte 39
kann zwei Anschlußsteckerfahnen 40, 41 aufweisen, an
denen die Leiter 32 der Elektrospule 31 über entspre
chende Leiterbahnen kontaktiert sind und auf die die
Stromversorgungsleitungen aufgesteckt oder angelötet
werden können. Außerdem kann für eine Betriebsfunk
tionsanzeige vorzugsweise in der Mitte zwischen den
beiden Anschlußsteckerfahnen 40, 41 eine bevorzugt in
SMD-Bauform ausgeführte Leuchtdiode 42 auf der Leiter
platte 39 angeordnet sein, die die Öffnung 33 bzw. den
Schlitz 38 des Magnetjochs 26 überdeckt. Darüber hinaus
können vorstehende Anschlußstutzen 43, 44 für die das
Medium zu- und abführenden Leitungen vorgesehen sein.
Bei der kleinen Ausführung des erfindungsgemäßen Mikro
ventils 1 kann der Anker 16 extrem kleine Hubbewegungen
ausführen, die kleiner als 1 Millimeter sind, vorzugsweise
etwa 0,1 bis 0,3 Millimeter betragen. Durch die Kraft der
Feder 17 wird der Anker 16 gegen den Ventilsitz 12
gedrückt. Sollte die Schließkraft nicht den gegebenen
Anforderungen entsprechen, kann der Ventilsitz 12 durch
Ansetzen eines Schlüssels so in der Gewindebohrung 11
verdreht werden, daß er beispielsweise gegen die Kraft
der Ankerfeder 17 stufenlos verstellt wird. Außerdem kann
durch Ansetzen eines Schlüssels in dem Sackloch 35 das
Magnetjoch 26 in dem Innengewinde 37 des Ventilkörpers 2
verdreht und damit stufenlos verstellt werden, so daß die
Schließkraft, der Ankerhub und die Öffnungskraft durch
eine kombinierte Aufeinanderabstimmung der verschiedenen
Justiermöglichkeiten optimal eingestellt werden können,
wodurch selbst bei größeren Toleranzstreuwerten stets
eine einwandfreie und hochleistungsfähige Betriebsfunktion
des Mikroventils 1 gewährleistet ist. Um sicherzustellen,
daß die einmal justierten optimalen Einstellungen auch
bei extremen Anforderungen im Langzeitbetrieb sicher
aufrechterhalten werden, kann es günstig sein, die Ge
winde 11, 13 und 36, 37 vorzugsweise durch Aufbringen
eines Klebstoffs oder dergleichen gegen ein unbeabsich
tigtes Verdrehen zu sichern.
Claims (17)
1. Ventil mit einem Ventilkörper (2), einem elektromag
netischen Joch (26), einer Elektrospule (31), einem
Ventilsitz (12) und einem axial verlagerbaren Anker (16),
der mittels Federkraft gegen den Ventilsitz (12) anpreßbar
und mittels elektromagnetischer Kraft von dem Ventilsitz
(12) abhebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß es als
kleines Mikroventil (1) ausgebildet ist, derart, daß der
axiale Hub des Ankers (16) kleiner als 1 Millimeter ist
und bevorzugt etwa 0,1 bis 0,3 Millimeter beträgt, daß
der Ventilsitz (12) gegen die Kraft der Feder (17) des
Ankers (16) stufenlos verstellbar ist und daß das Mag
netjoch (26) in Richtung gegen den Anker (16) und den
Ventilsitz (12) stufenlos einstellbar ist.
2. Ventil nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Ventilsitz (12) ein Außengewinde (13)
aufweist und mit diesem in einer Gewindebohrung (11) des
Ventilkörpers (2) drehbar gelagert ist.
3. Ventil nach einem oder mehreren der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz
(12) in einer Grundwand (3) des Ventilkörpers (2)
gelagert ist und einen Anschluß (14) für eine ein Medium
führende Leitung aufweist.
4. Ventil nach einem oder mehreren der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein anderer
Anschluß (10) für eine medienführende Leitung an einer
Seitenwand (9) des Ventilkörpers (2) vorgesehen ist.
5. Ventil nach einem oder mehreren der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit den
Anschlüssen (10, 14) verbundene Ventilkammer (15) von
dem Ventilsitz (12), der Grundwand (3) und der Seiten
wand (9) des Ventilkörpers (2) sowie dem Anker (16) und
der Ankerfeder (17) mitbegrenzt ist.
6. Ventil nach einem oder mehreren der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (17) des
Ankers (16) als im wesentlichen plane Flachformfeder
ausgebildet ist, die mit einem Innenrand (24) am Anker
(16) und einem Außenrand (18) am Ventilkörper (2)
befestigt ist.
7. Ventil nach einem oder mehreren der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (16)
eine bevorzugt ringförmige Platte (21) mit einem Ein
satz (22) aufweist, der einen Dichtkörper (25) zum Ver
schließen des Ventilsitzes (12) besitzt.
8. Ventil nach einem oder mehreren der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetjoch
(26) ein Umfangsgewinde (36) aufweist, das in einem
Innengewinde (37) des Ventilkörpers (2) drehbar gelagert
ist.
9. Ventil nach einem oder mehreren der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper
(2) einen bevorzugt hülsenförmigen Gehäuseoberteil (5)
aufweist, der mit einem bevorzugt topfförmigen Gehäuse
unterteil (4) verbindbar ist, und daß das Innengewinde
(37) für das Magnetjoch (26) am Gehäuseoberteil (5)
ausgebildet ist.
10. Ventil nach einem oder mehreren der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäuseober
teil (5) im Außendurchmesser im wesentlichen gleich
dem Gehäuseunterteil (4) ist und einen im Durchmesser
reduzierten Vorsprung (6) aufweist, der in den Gehäu
seunterteil (4) bevorzugt mittels Klebstoff dicht
einsetzbar ist und mit einem Stirnende (20) gegen
den Außenrand (18) der Flachformfeder (17) des Ankers
(16) gerichtet ist.
11. Ventil nach einem oder mehreren der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz
(12) und oder das Magnetjoch (26) mittels einer Gewin
desicherung, insbesondere einem flüssig aufbringbaren
Klebstoff, gegen ein unbeabsichtigtes Verdrehen fest
legbar ist.
12. Ventil nach einem oder mehreren der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Magnetjoch
(26) eine bevorzugt ringförmige Ausnehmung (27) ausge
bildet ist, in der die vorzugsweise körperlos gewickelte
Elektrospule (31) gelagert ist.
13. Ventil nach einem oder mehreren der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetjoch
(26) eine in der Ausnehmung (27) zur Jochoberseite
führende Öffnung (33) für Leiter (32) der Elektrospule
(31) aufweist.
14. Ventil nach einem oder mehreren der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetjoch
(26) einen die Elektrospule (31) tragenden Kern (28)
und eine den Kern (28) und die Elektrospule (31) um
schließende Hülse (29) aufweist und daß die Öffnung
für den Leiter (32) im Kern (28) als in Richtung zur
Hülse (29) offener Schlitz (38) ausgebildet ist.
15. Ventil nach einem oder mehreren der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es etwa kreis
zylindrisch gestaltet ist, wobei die Länge etwa gleich
oder kleiner als 10 Millimeter und der Durchmesser etwa
gleich oder kleiner als 7 Millimeter ist.
16. Ventil nach einem oder mehreren der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Oberseite
des Magnetjochs (26) eine Leiterplatte (39) aufsetzbar
ist, die vorzugsweise an einem Zapfen (34) des Magnet
jochs (26) festgelegt ist und zwei Anschlußsteckerfahnen
(40, 41) zur Stromversorgung der Elektrospule (31)
aufweist.
17. Ventil nach einem oder mehreren der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter (32)
der Elektrospule (31) durch ein Loch der Leiterplatte
(39) hindurchgeführt sind, das mittels einer bevorzugt in
SMD-Bauform hergestellten Leuchtdiode (42) abgedeckt ist.
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