DE19754043A1 - Magnetventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Magnetventil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Ver­ fahren zum Montieren eines derartigen Ventils.

In der EP 0679824 A2 ist ein elektromagnetisch betätig­ tes Ventil gezeigt, bei dem ein Kolben durch eine Axialboh­ rung eines Magnetankers des Elektromagneten geführt ist. An dem aus dem Magnetanker hervorstehenden Endabschnitt des Kolbens ist eine Mitnehmerscheibe befestigt, über die die Axialbewegung des Magnetankers auf den Kolben übertragbar ist. Der in der EP 0679824 A2 gezeigte Mitnehmerring ist als Sprengring ausgebildet, der in Radialrichtung auf den Endabschnitt des Steuerkolbens aufgebracht wird. Bei der Montage dieser bekannten Ventileinrichtung müssen der Kol­ ben und der Magnetanker vor dem Einsetzen in das Polrohr zunächst über den Mitnehmer miteinander verbunden werden. Eine derartige Vorgehensweise bedarf eines erheblichen Montageaufwandes, der den Ventilpreis nicht unerheblich beeinflußt.

Mit Mitnehmern versehene Konstruktionen lassen sich auch bei vorgesteuerten Sperrventilen anwenden. Sperrven­ tile - auch entsperrbare Rückschlagventile genannt - werden in der Regel dort eingesetzt, wo eine hermetische Ab­ dichtung eines Durchflußweges verlangt ist und der wahl­ weise durch Anlegen eines Steuerdrucks an das Sperrventil geöffnet werden kann. Es wird beispielsweise zur Absiche­ rung des Hubwerks eines landwirtschaftlichen Fahrzeuges der unter Druck stehende Arbeitskreis abgesperrt, indem zwi­ schen Pumpe und dem Arbeitszylinder des Hubwerks ein entsperrbares Sperrventil geschaltet wird. Die Entsperrung erfolgt häufig elektromagnetisch, so daß der Energieverlust bei häufig wechselnden Betriebszuständen gering ist und der Entsperrvorgang in gewünschter Weise in Abhängigkeit von der Zeit ausgeführt werden kann.

In der DE 40 30 952 A1 ist ein Sperrventil für einen hydraulischen Arbeitszylinder gezeigt, bei dem ein Haupt­ kolben mit einer Steuerbohrung versehen ist, die mittels eines Steuergliedes aufsteuerbar ist, so daß ein Absenken eines Arbeitszylinders proportional gesteuert werden kann. Die Ansteuerung des Steuergliedes erfolgt mittels eines Proportionalmagneten, der über einen Stößel mit dem Steuer­ glied in Wirkverbindung steht. Die Hubbewegung des Stößels wird über einen Anschlag auf das Steuerglied übertragen, so daß die Steueröffnung in gewünschter Weise aufgesteuert werden kann, um das Druckfluid vom Arbeitszylinder zum Tank hin abströmen zu lassen.

Bei einer derartigen Konstruktion muß ein Endabschnitt des Stößels aus dem Elektromagnetgehäuse herausgeführt und das andere Ende des Stößels in geeigneter Weise mit einem Magnetanker des Elektromagneten verbunden werden. Am ei­ gentlichen Ventilgehäuse, in dem das Steuerglied zum Auf­ steuern der Steuerbohrung gelagert ist, müssen entspre­ chende Aufnahmebohrungen für den benachbarten Endabschnitt des Stößels vorgesehen sein, so daß der fertigungstechni­ sche Aufwand zur Herstellung der Einheit aus Ventil- und Elektromagnetgehäuse erheblich ist.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein vorgesteuertes Ventil und ein Verfahren zum Montieren eines derartigen Ventils zu schaffen, bei denen der ferti­ gungstechnische und montagetechnische Aufwand auf ein Mini­ mum reduziert ist.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Ventils durch die Merkmalskombination des Patentanspruchs 1 und hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmalkombination des nebengeord­ neten Patentanspruchs 11 gelöst.

Der Kolben trägt an seinem Endabschnitt einen Mitneh­ mer, der an einer Stirnseite des Magnetankers anliegt. Durch diese Konstruktion wird die Stellbewegung des Magnet­ ankers direkt auf den Kolben übertragen, ohne daß es eines Übertragungsgliedes, wie beispielsweise des beim vorbe­ schriebenen Standes der Technik verwendeten Stößels bedarf. Bei ziehenden Elektromagneten wird der Kolben durch den Ma­ gnetanker hindurchgeführt, bei stoßenden Elektromagneten liegt der Mitnehmer an der in Stoßrichtung vorn liegenden Stirnfläche an. Der an einer Stirnseite des Polkerns ange­ ordnete Mitnehmer wirkt darüber hinaus als Antiklebscheibe, so daß ein Anhaften des Magnetankers in seiner Auslenkposition im Polkern verhindert wird. Die Vormontage der vorbeschriebenen Baugruppe ist besonders vereinfacht, da der Mitnehmer durch eine Schnappverbindung mit dem Kol­ ben verbunden ist, so daß die Kopplung dieser Bauelemente durch Einlegen des Mitnehmers und des Magnetankers in den Polkern und durch Einstecken des Kolbens in den Mitnehmer praktisch selbsttätig erfolgen kann.

Diese Schnappverbindung wird durch die elastische Aus­ bildung des Mitnehmers oder des den Mitnehmer tragenden Endabschnittes des Kolbens realisiert, wobei dieser mit einer Ringnut versehen ist, in die der Mitnehmer beim Ein­ schieben des Steuerkolbens einrastet.

Der elastische Endabschnitt wird bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel durch einen Diagonalschnitt des Steuer­ kolbens ausgebildet.

Die Verbindung zwischen Mitnehmer und Kolben läßt sich weiter verbessern, indem im elastischen Endabschnitt des Kolbens eine Aufnahmebohrung zur Aufnahme eines Spannbol­ zens ausgebildet wird, durch den nach Herstellung der Verbindung zwischen Mitnehmer und Steuerkolben die Elasti­ zität des elastischen Endabschnittes oder des Mitnehmers praktisch aufgehoben wird, so daß ein Lösen des Mitnehmers nahezu unmöglich ist.

Die Anlage des Mitnehmers an die zugeordnete Stirnseite des Magnetankers ist gewährleistet, indem der Kolben mit­ tels einer Steuerfeder in seine Anlageposition vorgespannt ist.

Das Gewicht des Mitnehmers läßt sich auf ein Minimum reduzieren, indem dieser mit beispielsweise drei am Umfang verteilten, radial vorstehenden Mitnehmerflügeln versehen wird, deren Außendurchmesser vorzugsweise etwa dem Innen­ durchmesser der Magnetankerführungsbohrung im Polkern ist, so daß bei Einlegen des Mitnehmers in diese Bohrung durch die Mitnehmerflügel eine Axialausrichtung erfolgt und das Einführen des Kolbens in eine Nabenbohrung des Mitnehmers erleichtert ist.

Die Erfindung läßt sich besonders vorteilhaft bei einem vorgesteuerten Absperrventil anwenden, bei dem ein Steuer­ kolben über den Mitnehmer mit dem Magnetanker verbunden ist.

Eine besonders einfach herstellbare und leichte Bau­ gruppe erhält man, indem der Steuerkolben und der Mitnehmer zumindest im wesentlichen aus Kunststoff hergestellt wer­ den.

Um eine vorzeitige Abnutzung des Steuerkolbens zu ver­ meiden, kann der Steuerkegel als Einsatzteil aus Metall hergestellt werden.

Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Unteransprüche.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine geschnittene Teildarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfin­ dungsgemäßen Ventils als vorgesteuertes Sperrventil;

Fig. 2 eine Detaildarstellung eines Steuerkegels eines Steuerkolbens des Sperrventils aus Fig. 1;

Fig. 3 eine Detailschnittdarstellung eines elas­ tischen Endabschnittes des Steuerkolbens aus Fig. 1;

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 3;

Fig. 5, Fig. 6 Ansichten eines Mitnehmers des Sperrven­ tils aus Fig. 1;

Fig. 7 einen Spannbolzen des Sperrventils aus Fig. 1;

Fig. 8 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Sperrventils und

Fig. 9 ein drittes Ausführungsbeispiel eines Steuerkolbens für ein Sperrventil.

Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines vorgesteuerten Sperrventils 1 mit einem Hauptkolben 2 und einer Vorsteuereinrichtung 4, die mittels eines Elektroma­ gneten 6 betätigbar ist. Die Baugruppe aus Hauptkolben 2, Steuereinrichtung 4 und Elektromagnet 6 wird in ein ledig­ lich angedeutetes Ventilgehäuse 8 eingeschraubt, so daß der Hauptkolben 2 in seiner Sperrstellung gegen einen Ventil­ sitz 10 vorgespannt ist. Das Ventilgehäuse hat einen mit einer Pumpe verbundenen Eingangsanschluß P und einen Ar­ beitsanschluß A, der mit einem Verbraucher, beispielsweise mit einem Arbeitszylinder verbunden ist.

Die Funktion eines derartigen Sperrventils ist in der Patentanmeldung P 197 07 991 beschrieben. In der Folge werden daher lediglich die zum Verständnis der Erfindung wesentlichen Funktionen eines derartigen Sperrventils be­ schrieben. Im, übrigen wird der Einfachheit halber auf die genannte Parallelanmeldung verwiesen.

Der Elektromagnet 6 hat ein Gehäuse 12, das die Spulen­ wicklung 14 und einen Polkern 16 aufnimmt. Letzterer ist im gezeigten Ausführungsbeispiel zweiteilig mit einem vorderen Polkern 18 und einem hinteren Polkern 20 ausgebildet, die koaxial hintereinanderliegend im Gehäuse 12 angeordnet sind. An einem aus dem Gehäuse 12 vorstehenden Endabschnitt des vorderen Polkerns 18 ist ein Außengewinde 22 zum Ein­ schrauben in die Ventilbohrung des Ventilgehäuses 8 ausge­ bildet. Der Polkern 16 wird von einer Axialbohrung 24 durchsetzt, die im Übergangsbereich zwischen dem vorderen Polkern 18 und dem hinteren Polkern 20 zu einer Magnet­ ankerführungsbohrung 26 erweitert ist. Diese nimmt einen in Axialrichtung verschiebbaren Magnetanker 28 auf, der in seiner Grundstellung, d. h. in unbestromtem Zustand des Elektromagneten an der in Fig. 1 linken Ringstirnfläche der Magnetankerführungsbohrung 26 anliegt.

Der Magnetanker 28 hat eine koaxial zur Axialbohrung 24 ausgebildete Durchgangsbohrung 30, die von einem Steuerkol­ ben 32 der Steuereinrichtung 4 durchsetzt wird. Dieser taucht mit seinem in Fig. 1 linken Endabschnitt in eine In­ nenbohrung 34 des Hauptkolbens 2 ein und wirkt über einen Steuerkegel 36 mit einer Axialdüse 38 des Hauptkolbens 2 zusammen. Dieser hat des weiteren eine Radialdüse 40, die durch eine Steuerhülse 42 zu- bzw. aufsteuerbar ist. Die Steuerhülse 42 steht derart in Wirkverbindung mit dem Steu­ erkolben 32, daß dessen Stellbewegung in eine Axial­ verschiebung der Steuerhülse 42 umgesetzt wird. Letztere ist mit einer ersten Steuerkante 44 und einer zweiten Steu­ erkante 46 versehen, die in Axialrichtung hintereinander­ liegend angeordnet sind. Bei Ansteuerung des Steuerkolbens 32 verschließt die erste Steuerkante 44 zunächst die Ra­ dialdüse 40 und bei einer weiteren Axialbewegung wird die Radialdüse 40 durch die zweite Steuerkante 46 wieder aufge­ steuert.

Wie aus der Detaildarstellung gemäß Fig. 2 hervorgeht, hat der Steuerkegel 36 des Steuerkolbens 32 drei Kegelab­ schnitte 48, 50, 52, zwischen denen zwei Zylinderabschnitte 54, 56 angeordnet sind. In der gezeigten Grundstellung ist die Axialdüse 38 durch den ersten Kegelabschnitt 48 ver­ schlossen. Bei Betätigung des Steuerkolbens 32 in Pfeil­ richtung (Fig. 2) läßt sich der Durchströmungsquerschnitt der Düse 38 in Abhängigkeit von der Geometrie der Ab­ schnitte 56, 50, 54 und 52 verändern, so daß der Steueröl­ volumenstrom in die Innenbohrung 34 des Hauptkolbens 2 be­ einflußbar ist. In entsprechender Weise wird der Durch­ strömungsquerschnitt der Radialdüse 40 durch die Steuerkan­ ten 44, 46 der Steuerhülse 34 verändert, so daß je nach Axialauslenkung des Steuerkolbens 32 unterschiedliche An­ steuerungen des Verbrauchers, beispielsweise zum schnellen, langsamen Absenken oder Ausfahren einstellbar sind. Hin­ sichtlich weiterer Details sei auf die Parallelanmeldung verwiesen.

Der Hauptkolben 2 wird mittels einer Druckfeder 58 ge­ gen den Ventilsitz 10 vorgespannt, die an einer Radial­ schulter der Axialbohrung 24 des Polkerns 16 abgestützt ist. Zwischen der Steuerhülse 42 und dem vorderen Polkern 18 ist eine Steuerfeder 60 angeordnet, durch die die Steu­ erhülse 42 in Richtung zum Hauptkolben 2 vorgespannt ist. Da die Steuerhülse 42 mit einer Ringschulter am Außenumfang des Steuerkolbens 32 anliegt, wird dieser durch die Wirkung der Steuerfeder 60 mit dem Steuerkegel gegen den Sitz der Axialdüse 38 (siehe Fig. 2) gedrückt, so daß diese in der Ausgangsposition durch den Kegelabschnitt 48 verschlossen ist.

Der vom Hauptkolben 2 entfernte Endabschnitt des Steu­ erkolbens 32 ragt über die Stirnfläche 62 des Magnetankers 28 hinaus in die Magnetankerführungsbohrung 26 hinein und trägt einen Mitnehmer 64, der aufgrund der Vorspannung der Steuerfeder 60 an dieser Stirnfläche 62 anliegt. D.h., durch den Mitnehmer 64 wird die Axialverschiebung des Ma­ gnetankers 28 auf den Steuerkolben 32 und damit auch auf die Steuerhülse 42 übertragen.

Wie im folgenden noch detailliert erläutert wird, er­ folgt die Verbindung zwischen dem Steuerkolben 32 und dem Mitnehmer 64 mittels einer Schnappverbindung, die durch eine elastische Ausgestaltung des Endabschnitts des Steuer­ kolbens 32 ermöglicht ist. In kinematischer Umkehr kann auch der Mitnehmer 64 elastisch ausgebildet werden. Nach dem Verrasten des Mitnehmers 64 mit dem Steuerkolben 32 wird in eine axiale Aufnahmebohrung 66 des Steuerkolbens 32 ein Spannbolzen 68 eingeführt, der die Elastizität des Steuerkolbens 32 in Radialrichtung aufhebt, so daß der Mitnehmer 64 lagefixiert ist. Der Spannbolzen 68 ragt mit seinem in Fig. 1 rechten Endabschnitt in die Axialbohrung 24 des hinteren Polkerns 20 hinein und wird mit der Kraft einer Spannfeder 70 beaufschlagt, die an einer die Axial­ bohrung 24 verschließenden Verschlußschraube 72 abgestützt ist. Durch die Wirkung der Spannfeder 70 wird der Spannbol­ zen 68 in seiner Relativposition mit Bezug zum Steuerkolben 32 fixiert, so daß ein Lösen des Spannbolzens 68 aus der Aufnahmebohrung 66 heraus verhindert ist. Die Federrate der Spannfeder 70 ist wesentlich geringer als diejenige der Steuerfeder 60, so daß die von der Spannfeder 70 aufge­ brachte Kraft bei der Ansteuerung des Ventils vernachlässigbar ist.

Die Fig. 3 und 4 zeigen den den Magnetanker 28 durchsetzenden Endabschnitt des Steuerkolbens 32 in ver­ größerten Ansichten, wobei Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 3 darstellt.

Demgemäß ist der den Mitnehmer 64 tragende Endabschnitt des Steuerkolbens 32 mit einem Diagonalschlitz 74 versehen, so daß zwei Federzungen 76, 78 ausgebildet werden.

Der Durchmesser des Steuerkolbens 32, oder genauer ge­ sagt, der durch die beiden Federzungen 76, 78 gebildete Ab­ schnitt des Steuerkolbens 32 ist zu seinem in Fig. 3 rech­ ten Ende hin in Radialrichtung über eine Konusfläche zu ei­ nem Aufnahmeabschnitt 80 für den Mitnehmer 64 erweitert. Der Aufnahmeabschnitt 80 ist mit einer Ringnut 82 versehen und verjüngt sich im Anschluß an diese Ringnut 82 konusför­ mig zur Stirnfläche des Steuerkolbens 82 hin. Dieser koni­ sche Abschnitt bildet einen Einführkonus 84, durch den das Einführen und Verrasten des Steuerkolbens 32 mit dem Mit­ nehmer 64 erleichtert wird.

Wie des weiteren aus den Fig. 3 und 4 entnehmbar ist, ist in dem durch die Federzungen 76, 78 gebildeten Endabschnitt des Steuerkolbens 82 die axiale Aufnahmeboh­ rung 66 ausgebildet, in die der Spannbolzen 68 einsetzbar ist.

Im Anschluß an die näherungsweise einen Zylinder bil­ denden Federzungen 76, 78 geht der Steuerkolben 32 in einen Mittelabschnitt 86 mit kreuz- oder doppel-T-förmigem Profil über. Wie aus Fig. 1 entnehmbar ist, schließt sich an die­ sen Mittelabschnitt 86 ein radial erweiterter Endabschnitt an, an dem die Steuerhülse 42 in Axialrichtung abgestützt ist und der den metallischen Steuerkegel 36 trägt. Durch das Doppel-T-Profil ist bei optimaler Biege- und Torsions­ steifigkeit ein minimales Gewicht des Steuerkolbens 32 gewährleistet, so daß die Hübe des Magnetankers 28 präzise in Stellbewegungen des Steuerkolbens 32 umgesetzt werden. Die Geometrie des Diagonalschlitzes 74 ist derart gewählt, daß sich die Federzungen 76, 78 in Radialrichtung zum Auf­ setzen des Mitnehmers 64 elastisch aufeinander zu bewegen lassen.

Die Fig. 5 und 6 zeigen zwei Ansichten des Mitneh­ mers 64 aus Fig. 1. Ausweislich der Darstellung in Fig. 6, die einen Schnitt entlang der Linie B-B in Fig. 5 zeigt, hat der Mitnehmer eine zentrale Nabe 88, deren Innendurch­ messer d kleiner als der Außendurchmesser D des Aufnahmeab­ schnittes 80 des Steuerkolbens 32 (siehe Fig. 3) ist. Die Breite b ist geringfügig kleiner als die Breite der Ringnut 82 ausgeführt. Wie Fig. 5 entnehmbar ist, hat der Mitnehmer 64 drei am Umfang verteilte Mitnehmerflügel 90a, 90b und 90c, deren Radiallänge durch einen Radius r begrenzt ist, der geringfügig kleiner ist als der Radius R der Magnet­ ankerführungsbohrung 26 (siehe Fig. 1). D.h., beim Einlegen des Mitnehmers 64 in die Magnetankerführungsbohrung 26 liegen die Umfangsflächen 92 der Mitnehmerflügel 90a, 90b, 90c an der Innenumfangswandung der Magnetankerführungsboh­ rung 26 an, so daß der Mitnehmer 64 in Axialrichtung koaxial zur Axialbohrung 24 ausgerichtet ist. Die dreiflü­ gelige Ausgestaltung erfolgt wieder aus Gründen der Ge­ wichtsminimierung, wobei durch die symmetrische Ausgestal­ tung gewährleistet ist, daß die Stellkräfte des Magnetan­ kers 28 gleichmäßig in den Steuerkolben 32 eingeleitet wer­ den. Selbstverständlich sind auch beliebige andere Geome­ trien des Mitnehmers 64 realisierbar, wobei allerdings stets im Auge behalten werden sollte, daß die direkte An­ lage des Magnetankers 28 am Polkern 16 verhindert werden und das Mitnehmergewicht auf ein Minimum reduziert werden sollten.

Fig. 7 zeigt eine Einzeldarstellung des Spannbolzens 68 aus Fig. 1. Demgemäß hat dieser einen Spannzapfen 64, des­ sen Durchmesser derart gewählt ist, daß er gleitend oder mit Preßpassung in die Aufnahmebohrung 66 des Steuerkolbens 32 einführbar ist. Die Einführtiefe des Spannzapfens 94 ist durch einen Radialbund 96 begrenzt, der mit seiner Stirn­ seite an der zugeordneten Stirnfläche des Steuerkolbens 32 anliegt. An den Radialbund 96 schließt sich ein im Durch­ messer verringerter Mittelabschnitt 98 an, der wiederum in einen Federteller 100 übergeht, an dem die Spannfeder 70 angreift. Der Mittelabschnitt 98 und der Federteller 100 mit der Spannfeder 70 sind in demjenigen Teil der Axialboh­ rung 24 aufgenommen, der in dem hinteren Polkern 20 ausge­ bildet ist.

Wie bereits vorstehend erwähnt, werden der Spannbolzen 68, der Mitnehmer 64 und der Steuerkolben 32 (mit Ausnahme des Steuerkegels 36) aus Kunststoff, vorzugsweise im Spritzgießverfahren hergestellt.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des elektroma­ gnetisch vorgesteuerten Ventils kann der fertigungstechni­ sche und montagetechnische Aufwand bei der Herstellung des Ventils, insbesondere der Steuereinrichtung 4 gegenüber den herkömmlichen Lösungen erheblich reduziert werden. Bei der Montage des Elektromagneten werden vor der Verbindung des vorderen und hinteren Polkerns 18, 20 der Magnetanker 28 sowie der Mitnehmer 64 in die Magnetankerführungsbohrung 26 eingelegt. Nach der Montage des Elektromagneten 6, mit der Verbindung der beiden Polkernteile 18, 20 und dem Einsetzen des Polkerns 16 in das Gehäuse 12 mit der Spulenwicklung 14 wird der Steuerkolben 32 mit seinem in Fig. 3 dargestellten Endabschnitt von der linken Seite (Ansicht nach Fig. 1) in die Axialbohrung 24 des Polkerns 16 eingeführt und durch die Durchgangsbohrung 30 des Magnetankers 28 hindurchge­ führt. Der Außendurchmesser D des Aufnahmeabschnittes 80 ist dabei kleiner oder etwa gleich groß wie der Durchmesser der Axialbohrung 24 und der Aufnahmebohrung 30 gewählt, so daß' das Einsetzen ohne nennenswerten Widerstand erfolgen kann. Beim weiteren Einschieben des Steuerkolbens 32 in den Magnetanker 28 trifft der Einführkonus 84 auf die Durch­ gangsbohrung der Nabe 88, wobei durch die Mitnehmerflügel 90 gewährleistet ist, daß diese Durchgangsbohrung koaxial zum Steuerkolben 32 ausgerichtet ist. Durch das Einführen des Steuerkolbens 32 wird der Mitnehmers 64 zunächst in der Darstellung nach Fig. 1 nach rechts gegen die benachbarte Ringstirnfläche des hinteren Polkerns 20 gedrückt und es werden anschließend durch die Keilwirkung des Einführkonus 84 die beiden Federzungen 76, 78 in Radialrichtung zusammengedrückt, so daß der Aufnahmeabschnitt 80 die Nabe 88 durchdringt, bis diese in die Ringnut 82 einrastet. Der Mitnehmer 64 ist nun formschlüssig mit dem Steuerkolben 32 verbunden.

Anschließend wird von der in Fig. 1 rechten Seite der Axialbohrung 24 her der Spannbolzen 68 in den hinteren Pol­ kern 20 eingeführt, wobei der Spannzapfen 94 in die Aufnah­ mebohrung 66 eintaucht, bis der Radialbund 96 in Anlage an die benachbarte Stirnfläche des Steuerkolbens 32 gelangt.

Anschließend wird die Spannfeder 70 durch die Axialboh­ rung 24 des hinteren Polkerns 20 auf den Federteller 100 aufgesetzt und durch Einschrauben der Verschlußschraube 72 gespannt, so daß der Spannbolzen 68 gegen den Steuerkolben 32 gedrückt und in seiner Relativlage fixiert ist. Wie be­ reits vorstehend erwähnt wurde, wird der Mitnehmer 64 durch die auf die Steuerhülse 42 wirkende Steuerfeder 60 an die Stirnfläche 62 des Magnetankers 28 gedrückt, so daß zwi­ schen diesen Bauelementen kein Axialspiel vorhanden ist. Anschließend wird der Hauptkolben 2 mit der Druckfeder 58 aufgesetzt und die Baugruppe in das Ventilgehäuse 8 einge­ schraubt.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf Steuer­ kolben 32 beschränkt, wie sie in Fig. 1 dargestellt sind, sondern das erfindungsgemäße Montageverfahren und die Ver­ bindung zwischen Steuerkolben 32 und Magnetanker 28 läßt sich auch bei anderen Kolbenkonstruktionen einsetzen.

So ist in Fig. 8 ein Sperrventil 1 dargestellt, das hinsichtlich des Aufbaus des Elektromagneten 6 und des Hauptkolbens 2 sowie der Verbindung der Steuereinrichtung 4 mit dem Magnetanker 28 identisch mit dem in Fig. 1 gezeig­ ten Aufbau ist. Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 unter­ scheidet sich lediglich darin, daß die Steuereinrichtung 4 wesentlich einfacher als die vorbeschriebene Steuereinrich­ tung aufgebaut ist. Bei dem in Fig. 8 dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel wird die Funktion der Steuerhülse 42 und des Steuerkolbens 32 in Fig. 1 durch einen einzigen Steuerkol­ ben 132 übernommen, dessen rechter Endabschnitt den glei­ chen Aufbau zeigt, wie er in Fig. 3 und 4 dargestellt ist. Der die Axialdüse 38 verschließende Steuerkegel 136 wird bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 einstückig aus Kunststoff mit dem Steuerkolben 132 ausgebildet und hat ei­ nen sehr stumpfen, in der Darstellung nach Fig. 8 kaum sichtbaren Konuswinkel, über den die Axialdüse 38 ver­ schließbar ist. Der Steuerkolben 132 hat des weiteren einen einstückig mit diesem ausgebildeten umlaufenden Steuerring 102, durch den eine erste Steuerkante 144 und eine zweite Steuerkante 146 ausgebildet sind. Die Funktion dieser bei­ den Steuerkanten 144, 146 entspricht im wesentlichen derje­ nigen der Steuerkanten 44 und 46 aus Fig. 1. D.h., bei Axialverschiebung des Steuerkolbens 132 wird durch die Steuerkante 144 zunächst die Radialdüse 40 zugesteuert, während bei weiterer Axialverschiebung des Steuerkolbens 132 die Radialdüse 40 durch die zweite Steuerkante 146 wie­ der aufgesteuert wird. Der Steuerring 102 und der Steuerke­ gel 136 sind, ähnlich wie beim vorbeschriebenen Ausfüh­ rungsbeispiel an einem in der Innenbohrung 34 des Hauptkol­ bens 2 aufgenommenen Führungsabschnitt 104 aufgenommen, der ähnlich wie beim vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel ein kreuzförmiges Profil aufweist und gegenüber dem in Fig. 3 dargestellten Mittelabschnitt 86 in Radialrichtung ver­ größert ist. Die Steuerfeder 60 greift entsprechend an ei­ ner Anlageschulter des Führungsabschnitt 104 an und ist an einer Radialschulter des vorderen Polkerns 18 abgestützt. Die sonstigen Bauelemente des Ausführungsbeispiels aus Fig. 8 entsprechen denjenigen des im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Ausführungsbeispiels, so daß hinsichtlich weiterer Details auf die entsprechenden Ausführungen ver­ wiesen werden kann.

Bei den in den Fig. 1 und 3 dargestellten Ausfüh­ rungsbeispielen ist der Steuerkolbens 32, 132 jeweils im we­ sentlichen mit einem kreuz- oder doppel-T-förmigen Profil ausgebildet. Fig. 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem der Mittelabschnitt 86 im Vergleich zu den vorbe­ schriebenen Ausführungsbeispielen aus einem volleren Profil besteht, wobei an einem im wesentlichen zylinderförmigen Mittelabschnitt 86 vier Längsnuten 106a, 106b, 106c und 106d ausgebildet sind. An den Mittelabschnitt 86 schließt sich wiederum ein elastischer Endabschnitt an, wie er in Fig. 3 angedeutet ist. Der Steuerkegel kann wieder einstüc­ kig an einem Führungsabschnitt 104 oder als metallisches Einsatzteil 36 ausgebildet werden.

Prinzipiell läßt sich die besonders einfache Montage auch bei Ausführungsbeispielen realisieren, bei denen der Mitnehmer nicht an einer Außenstirnfläche des Magnetankers 28 anliegt, sondern beispielsweise an einer Ringstirnfläche einer Stufenbohrung des Magnetankers 28 anliegt, so daß der Mitnehmer dann nicht als Antiklebscheibe wirken kann. Bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel ist die erfin­ dungsgemäße Verbindung zwischen Steuerkolben 32, 132 und Magnetanker 28 bei einem ziehenden Magnet realisiert. Prin­ zipiell könnte man den Erfindungsgedanken jedoch auch bei stoßenden Magneten verwirklichen, wobei der Mitnehmer dann an der in Fig. 8 linken Stirnseite des Magnetankers 28 an­ geordnet wäre. Das Montageverfahren würde sich dann nur da­ durch unterscheiden, daß der Steuerkolben 32, 132 nicht den Magnetanker 28 durchsetzt.

Offenbart ist ein elektromagnetisch betätigtes Ventil, insbesondere ein Sperrventil und ein Verfahren zum Montie­ ren eines derartigen Ventiles, bei denen der Hub eines Ma­ gnetankers eines Elektromagneten über einen Mitnehmer auf einen Steuerkolben übertragen wird, der an einer Stirnseite des Magnetankers anliegt und als Antiklebscheibe wirkt.

Claims (13)

1. Ventil mit einem über einen Elektromagneten (6) betä­ tigbaren Kolben (32, 132), der in einen Polkern (16; 18; 20) hineinragt und einen Mitnehmer (64) trägt, der zur Übertragung eines Betätigungshubes an einer Stirn­ seite eines Magnetankers (28) des Elektromagneten (6) anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (64) in eine Ringnut (82) des Kolbens (32, 132) eingreift, die am Außenumfang des Kolbens (32, 132) ausgebildet ist, und daß ein mit der Ringnut (82) versehener Endab­ schnitt (76, 78) des Kolbens (32, 132) oder der Mitneh­ mer (64) in Radialrichtung elastisch ausgebildet ist.

2. Ventil nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im elastischen Endabschnitt (76, 78) ein Diagonal­ schlitz (74) ausgebildet ist.

3. Ventil nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß koaxial zum Diagonalschlitz (74) eine Aufnahmeboh­ rung (66) zur Aufnahme eines Spannbolzens (68) ausge­ bildet ist.

4. Ventil nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannbolzen (68) axial über den benachbarten Endabschnitt des Kolbens (32, 132) hinaussteht und der vorstehende Teil (98, 100) in eine Axialbohrung des Polkerns (16; 18, 20) eintaucht und mittels einer Spannfeder (70) in Richtung zum Kolben (32) beauf­ schlagt ist.

5. Ventil nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuerfeder (60) die am Pol­ kern (16; 18, 20) des Elektromagneten (6) abgestützt ist, und die den Kolben (32, 132) in seine Grundposi­ tion vorspannt, in der der Magnetanker (28) über den Mitnehmer (64) gegen eine Anschlagfläche des Polkerns (16; 18, 20) vorgespannt ist.

6. Ventil nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (64) drei am Umfang verteilte Mitnehmerflügel (90a, 90b, 90c) hat, die in Radialrichtung aus einer Nabe (88) vorstehen, die zumindest abschnittsweise in die Ringnut (82) ein­ taucht.

7. Ventil nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser (2r) des Mitnehmers (64) geringfügig kleiner als der Innendurchmesser (2R) einer Magnetankerführungsbohrung (26) im Polkern (16; 18, 20) ist.

8. Ventil nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil vorgesteuert ist und in einem Hauptkolben (2) eine Steuerbohrung (38, 40) ausgebildet ist, die mittels des im Hauptkolben (2) geführten Kolbens (32, 132) auf steuerbar ist, der durch eine Schnappverbindung mit dem Mitnehmer (64) verbunden ist.

9. Ventil nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (32, 132) und der Mitnehmer (64) zumindest abschnittsweise aus Kunst­ stoff hergestellt sind.

10. Ventil nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuerkegel (36) des Steuerkolbens (32) als Einsatzteil aus Metall hergestellt ist.

11. Verfahren zum Montieren eines Ventils, insbesondere ei­ nes Sperrventils nach einem der Ansprüche 2 bis 10, mit den Schritten:

• - Einsetzen eines Mitnehmers (64) und eines Magnetankers (28) in eine Magnetankerführungsbohrung (26) eines Pol­ kerns (16; 18, 20);
• - Einsetzen eines Kolbens (32, 132) in die Magnetanker­ führungsbohrung (26);
• - Einschnappen des Mitnehmers (64) in einen Endabschnitt (76, 78) des Kolbens (32, 132).

12. Verfahren nach Patentanspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß der Kolben (32, 132) durch den Magnetanker (28) hindurch geführt wird.

13. Verfahren nach Patentanspruch 11 oder 12, wobei in den den Mitnehmer (64) tragenden Endabschnitt (76, 78) des Kolbens (32, 132) ein Spannbolzen (68) eingeführt wird, so daß der Mitnehmer (64) mit Bezug zum Kolben (32, 132) lagefixiert ist.