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Dokumentenidentifikation DE202007005224U1 23.08.2007
Titel Magnetventil
Anmelder Bürkert Werke GmbH & Co. KG, 74653 Ingelfingen, DE
Vertreter Prinz und Partner GbR, 80335 München
DE-Aktenzeichen 202007005224
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 23.08.2007
Registration date 19.07.2007
Application date from patent application 10.04.2007
IPC-Hauptklasse F16K 31/06(2006.01)A, F, I, 20070410, B, H, DE

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Ventil, mit einem Anker und einem Magnetantrieb zur Bewegung des Ankers relativ zu einem Ventilsitz.

Solche Magnetventile sind insbesondere als Proportionalventile im Einsatz, um die Durchflussmenge eines Fluids in Abhängigkeit eines veränderlichen Steuersignals zu regeln. Bei einem Proportionalmagnetventil kann in Abhängigkeit der Bestromung des Magnetantriebs der Abstand des Ankers vom Ventilsitz eingestellt werden.

Ein Problem in solchen Ventilen stellen auftretende Reibungskräfte dar, die sich ungünstig auf das Proportionalverhalten auswirken. Zur Reduzierung von Reibung wurde der Einsatz von Formfedern vorgeschlagen. Mit einer Formfeder kann eine Zentrierung und Führung des Ankers und damit eine berührungslose Bewegung des Ankers innerhalb einer Ankerhülse in Bezug auf die Innenwand dieser Hülse erreicht werden.

Bei zu niedriger Reibung ist in den oben beschriebenen Systemen nachteilig, dass unerwünschte Schwingungen des Ankers im Ventil auftreten können, die durch Turbulenzen in der Strömung angeregt werden, insbesondere wenn höhere Mediumsdrücke herrschen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine schwingungsfreie Vorrichtung zur Steuerung des Durchflusses von Fluiden zur Verfügung zu stellen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Ventil der eingangs genannten Art, bei dem erfindungsgemäß am Anker ein Gleitager, insbesondere eine Lagerbuchse, zur gleitenden Lagerung des Ankers angebracht ist. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass bei einer berührungslosen Bewegung des Ankers in einer diesen umgebenden Ankerhülse durch eine (schwache) Dämpfung der Ankerbewegung unerwünschte Schwingungen weitgehend vermieden werden können. Das gemäß der Erfindung am Anker angebrachte Gleitlager ermöglicht eine solche schwingungsfreie und dennoch reibungsarme Bewegung des Ankers.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Anker hohl, und das Gleitlager ist wenigstens teilweise im Inneren des Ankers angeordnet, vorzugsweise an einem dem Ventilsitz abgewandten Ende des Ankers.

Die Dämpfung der Bewegung des Ankers in einer Ankerhülse kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass das Gleitlager auf einem zur Ankerhülse konzentrischen zylindrischen Führungsabschnitt beweglich aufgesetzt ist. Der Führungsabschnitt kann Teil einer Einstellschraube des Ventils sein, so dass die Einstellschraube eine Doppelfunktion hat. Beispielsweise kann die Einstellschraube eigentlich dazu vorgesehen sein, auf eine Feder einzuwirken, mit der die Vorspannkraft des Ankers relativ zum Ventilsitz einstellbar ist.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Anker mit Hilfe einer Formfeder gelagert. Durch das Zusammenwirken des Gleitlagers und der Formfeder wird einerseits die erwünschte Dämpfung, gleichzeitig aber auf einfache Weise auch eine Zentrierung und Führung des Ankers erreicht, was eine berührungslose bzw. sehr reibungsarme Bewegung des Ankers in der ihn umgebenden Ankerhülse gewährleistet.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein innerer Ring der Formfeder zwischen einem Dichtungshalter, der mit dem Ventilsitz zusammenwirkt, und einem dem Ventilsitz gegenüberliegenden Ende des Ankers eingeklemmt.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht einen im Gehäuseteil platzierten Einlegering vor, der zumindest einen Teil des Strömungsweges zwischen dem Fluideingang und dem Fluidausgang begrenzt. Durch die Ausgestaltung des Ringprofils kann die Abströmung des Mediums und damit die Durchlasscharakteristik des Ventils optimiert werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:

1 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Ventils; und

2 eine perspektivische Ansicht des Ankers mit der Formfeder und dem Gleitlager des Ventils aus 1.

In 1 ist ein erfindungsgemäßes Proportionalventil mit einem Gehäuseteil 10 und einem Magnetantrieb 12 dargestellt, die luftdicht miteinander verbunden sind.

Im Gehäuseteil 10 befindet sich ein Fluideingang 14. Eine oder mehrere Ausnehmungen im Gehäuseteil 10 bilden einen Fluidausgang 16. Weiterhin ist im Gehäuseteil 10 ein Ventilsitz 18 gearbeitet. Oberhalb des Ventilsitzes 18 ist zudem ein Einlegering 20 platziert, dessen Profil die Geometrie des Strömungswegs im Bereich des Fluideingangs 14 und -ausgangs 16 sowie des dazwischenliegenden Durchgangs entscheidend mitbestimmt.

Im Inneren des Magnetantriebs 12, genauer gesagt in einer Ankerhülse 22 ist ein hohler Anker 24 axial beweglich aufgenommen. Ferner ist auf der dem Ventilsitz 18 abgewandten Seite des Ankers 24 ein Ankergegenstück 26 fest im Inneren des Magnetantriebs 12 verankert. Das Ankergegenstück 26 hat eine durchgehende axiale Bohrung, die von einer Einstellschraube 28 durchsetzt ist. Die Einstellschraube 28 ist länger als das Ankergegenstück 26 und ragt in das Innere des Ankers 24.

Im Hohlraum des Ankers 24 ist eine Rückstellfeder 30 aufgenommen. Die Rückstellfeder 30 stützt sich auf ihrer dem Ventilsitz 18 zugewandten Seite an einem Endabschnitt des Ankers 24 ab. Auf der entgegengesetzten Seite greift in die Rückstellfeder 30 ein Ende der Einstellschraube 28 ein. Mit Hilfe der Einstellschraube 28 kann so die Vorspannkraft der Rückstellfeder 30 eingestellt werden.

In den Anker 24 ist an einem ersten Ende, welches dem Ventilsitz 10 gegenüberliegt, ein Dichtungshalter 32 eingepresst. Der Dichtungshalter 32 trägt eine Dichtung 34, die durch entsprechende axiale Bewegung des Ankers 24 auf den Ventilsitz 18 gedrückt bzw. von diesem abgehoben werden kann.

Am entgegengesetzten Ende des Ankers 24 ist ein Gleitlager angebracht. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Gleitlager eine Lagerbuchse 36, vorzugsweise aus Kunststoff, die in den hohlen Anker 24 eingepresst ist. Der zylindrische Schaft der konzentrisch zur Ankerhülse 22 angeordneten Einstellschraube 28dient als Führungsabschnitt, auf der die Lagerbuchse 36 samt Anker 24 in axialer Richtung gleiten kann.

Das Ventil umfasst ferner eine scheibenartige Formfeder 38. Wie in 2 zu erkennen ist, weist die Formfeder 38 im wesentlichen zwei konzentrische Ringe auf, die über Arme miteinander verbunden sind. An ihrem äußeren Rand stützt sich die Formfeder 38 auf dem Einlegering 20 ab und wird durch den Magnetantrieb 12 fixiert. Der innere Ring der Formfeder 38 ist zwischen dem Dichtungshalter 32 und dem Ende des Ankers 24, das dem Ventilsitz 18 gegenüberliegt, eingeklemmt.

Bei Erregung des Magnetantriebs 12 wird der Anker 24 zum Ankergegenstück 26 hin bewegt. Dabei hebt sich der Dichtungshalter 32, der mit dem Anker 24 fest verbunden ist, und gibt den Durchgang zwischen dem Fluideingang 14 und dem Fluidausgang 16 in dem Maße frei, in dem der Magnetantrieb 12 bestromt wird.

10
Gehäuseteil
12
Magnetantrieb
14
Fluideingang
16
Fluidausgang
18
Ventilsitz
20
Einlegering
22
Ankerhülse
24
Anker
26
Ankergegenstück
28
Einstellschraube
30
Rückstellfeder
32
Dichtungshalter
34
Dichtung
36
Lagerbuchse
38
Formfeder


Anspruch[de]
Ventil, mit einem Anker (24) und einem Magnetantrieb (12) zur Bewegung des Ankers (24) relativ zu einem Ventilsitz (18), dadurch gekennzeichnet, dass am Anker (24) ein Gleitager, insbesondere eine Lagerbuchse (36), zur gleitenden Lagerung des Ankers (24) angebracht ist. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (24) hohl und das Gleitlager (36) wenigstens teilweise im Inneren des Ankers (36) angeordnet ist. Ventil nach Anspruch 1 oder, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitlager (36) an einem dem Ventilsitz (18) abgewandten Ende des Ankers (24) angeordnet ist. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitlager (36) auf einem zu einer Ankerhülse (22) konzentrischen zylindrischen Führungsabschnitt beweglich aufgesetzt ist. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsabschnitt Teil einer Einstellschraube (28) ist. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellschraube (28) auf eine Feder (30) einwirkt, mit der die Vorspannkraft des Ankers (24) relativ zum Ventilsitz (18) einstellbar ist. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (24) mit Hilfe einer Formfeder (38) gelagert ist. Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Formfeder (38) auf einem Einlegering (20) abstützt und durch den Magnetantrieb (12) fixiert ist. Ventil nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Formfeder (38) scheibenartig ausgebildet ist und zwei konzentrische Ringe aufweist, die über Arme miteinander verbunden sind. Ventil nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein innerer Ring der Formfeder (38) zwischen einem Dichtungshalter (32), der mit dem Ventilsitz (18) zusammenwirkt, und einem dem Ventilsitz (18) gegenüberliegenden Ende des Ankers (24) eingeklemmt ist. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuseteil (10) neben dem Ventilsitz (18) ein Fluideingang (14) und ein Fluidausgang (16) gebildet sind. Ventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuseteil (10) ein Einlegering (20) platziert ist, der zumindest einen Teil des Strömungsweges zwischen dem Fluideingang (14) und dem Fluidausgang (16) begrenzt. Ventil nach einem der Ansprüche 7 bis 10 und Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Formfeder (38) auf den Einlegering (20) abstützt.






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