Gewindeverbindung

Die Erfindung betrifft ein durch einen Elektromagneten betätigtes Gerät entsprechend dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs.

Elektromagnete zur Betätigung von Kupplungen, Ventilen oder anderen

Stellorganen sind seit vielen Jahren bekannt und weit verbreitet.

Dabei sind hinsichtlich der Schnittstelle zwischen dem Elektromagnet und dem Stellorgan zwei verschiedene Bauarten üblich, in einer ersten Bauart sind beide Bauteile untrennbar verbunden, weil sie ein gemeinsames Teil oder mehrere gemeinsame Teile enthalten. Ein gemeinsames Teil ist meist der Pol des Elektromagneten.

In einer zweiten Bauart sind die Bauteile gefügt und entweder durch

Verstemmen oder Verschrauben miteinander befestigt.

Das Verschrauben bietet viele Vorteile, aber es hat den Nachteil, dass bei dem Vorgang des Verschraubens Partikel aus den Gewinden gelöst werden, die in die Funktionshohlräume der Bauteile eindringen können und dort

Funktionsbeeinträchtigungen bewirken können. Befinden sich in der

Nachbarschaft der Gewinde Dichtungen, so können diese Dichtungen von den Partikeln in ihrer Funktion beeinträchtigt werden oder sie können sogar beschädigt werden.

Wenn das Stellorgan ein Ventil ist, sind in der Regel Dichtungen in der

Nachbarschaft der Gewinde angeordnet, und es ist bekannt, dass solche Dichtungen durch Partikel gefährdet sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einer Verwendung einer

Verschraubung zwischen den Bauteilen die Nachteile und Risiken zu

vermeiden, die durch das einschraubbedingte Lösen der Partikel entstehen. Daneben soll auch eine bessere Ausrichtung der beiden Bauteile zueinander erzeugt werden, als sich durch die Gewinde allein erreichen lässt.

Die Aufgabenstellung wird durch die charakteristischen Merkmale des ersten Patentanspruchs in Verbindung mit den Merkmalen der Unteransprüche gelöst. Der letzte Anspruch beschreibt ein Verfahren zur Nutzung der erfindungsgemäßen Merkmale.

Die beim Einschrauben des einen Bauteils in das andere gelösten Partikel werden in Kammern aufgenommen, die beidseitig vor und hinter den Gewinden umlaufend zwischen den Bauteilen angeordnet sind.

Diese Kammern sind im montierten Zustand auf der den Gewinden

abgewandten Seite durch sehr enge Spaltdichtungen abgedichtet, die keine Partikel von gefährlicher Größe durchlassen.

Da diese Spaltdichtungen statische Dichtungen sind, können sie auch als leichte Presspassungen ausgeführt werden. Sie dienen dann nicht nur zur Abdichtung, sondern auch zur hochgenauen Ausrichtung der beiden Bauteile zueinander, denn die Gewinde allein können wegen des erforderlichen Spiels die Bauteile nicht hochgenau ausrichten.

Wenn das Stellorgan ein Ventil ist, sind in der Regel Elastomerdichtungen erforderlich, um bestimmte Räume voneinander abzudichten.

Hier wird vorteilhafterweise eine erste Elastomerdichtung eingesetzt, um sowohl den Spulenraum des Elektromagneten gegen den ersten Arbeitsanschluss des Stellorgans und gegen die Umgebung abzudichten, als auch den

Arbeitsanschluss des Stellorgans gegen die Umgebung abzudichten. Dabei wird eine stellorganseitige konische Fläche genutzt, um die Elastomerdichtung an die elektromagnetseitige Begrenzung des Dichtungsraums anzudrücken. Eine zweite Elastomerdichtung dichtet vorteilhafterweise den Ankerraum des Elektromagneten gegen den Spulenraum des Elektromagneten ab.

Vorteile:

Im Vergleich zur Ausführung der Gewindeverbindung ohne die oben

beschriebenen Kammern können hier die Partikel aufgenommen werden, die beim Verschrauben der Gewinde gelöst werden.

Im Vergleich zur einer Ausführung der Gewindeverbindung ohne die oben beschriebenen Spaltdichtungen können hier die Partikel weder zu den

Funktionshohlräumen noch zu den Elastomerdichtungen vordringen und diese in ihrer Funktion beeinträchtigen oder beschädigen.

Anwendung: Die erfindungsgemäße Ausführung der Gewindeverbindung findet in durch Elektromagnete betätigten Ventilen, Kupplungen oder anderen Stellorganen Anwendung, wie sie zum Beispiel in Fahrzeugen oder selbstfahrenden

Arbeitsmaschinen eingesetzt werden.

Bilder:

Fig. 1 zeigt ausschnittsweise das erfindungsgemäße Gerät

Fig. 2 zeigt die Gewindeverbindung in teilweise eingeschraubten Zustand

Fig. 3 zeigt die Gewindeverbindung im verschraubten Zustand

Beispielhafte Ausführung:

Ein erfindungsgemäßes Gerät gemäß Fig. 1 besteht aus einem

Elektromagneten 1 und einem von diesem betätigten Stellorgan 2, das beispielsweise ein Ventil ist, wobei die genannten Bauteile mittels Gewinden 4 und 5 miteinander verbunden sind und diese Gewinde in Nachbarschaft und gegebenenfalls in fluidischer Verbindung mit Funktionsräumen des

Elektromagneten, des Stellorgans oder Elastomerdichtungen 8 und 9 stehen. Das elektromagnetseitige Gewinde 4 und das stellorganseitige Gewinde 5 sind, wie in Fig. 3 dargestellt, axial in beiden Richtungen von Kammern 6 und 7 benachbart, die durch überlappende Zylinderflächen 11 und 12 einerseits sowie durch weitere überlappende Zylinderflächen 13 und 14 andererseits auf den jeweils von den Gewinden abgewandten Seiten abschlössen werden. Die jeweils überlappenden Zylinderflächen weisen kein oder nur ein sehr geringes Radialspiel zueinander auf und richten auch den Elektromagneten und das Stellorgan zueinander hochgenau aus.

Die Zylinderflächen 11 und 13 sind Flächen eines Bestandteils des

Elektromagneten, und die Zylinderflächen 12 und 14 sind Flächen eines

Bestandteils des Stellorgans.

In ihrem Zusammenwirken bilden die Zylinderflächen 11 und 12 einerseits und 13 und 14 andererseits Spaltdichtungen.

Während einer ersten Phase des Einschraubens des Stellorgans 2 in den Elektromagneten 1 sind die Kammern 6 und 7, wie in Fig. 2 dargestellt, zu der von den Gewinden abgewandten Seite hin offen, und in einer zweiten Phase des Einschraubens werden die Kammern durch eine bei dem Einschrauben zunehmende Überlappung der Zylinderfläche 1 1 mit der Zylinderfläche 12 und der Zylinderfläche 13 mit der Zylinderfläche 14 von den Elastomerdichtungen 8, 9 oder den Funktionsräumen der Bauteile abgetrennt.

Die Elastomerdichtung 8 dichtet den Spulenraum 15 des Elektromagneten 1 gegen den ersten Arbeitsanschluss 16 des Stellorgans 2 und gegen die

Umgebung ab, und außerdem den Arbeitsanschluss 16 gegen die Umgebung. Dabei wird eine stellorganseitige konische Fläche 17 genutzt, um die

Elastomerdichtung an die elektromagnetseitige Begrenzungsfläche 19 des Dichtungsraums 18 anzudrücken.

Die Elastomerdichtung 9 dichtet den Ankerraum 10 des Elektromagneten 1 gegen den Spulenraum 15 des Elektromagneten 1 ab.

Beim Fügen und Befestigen von zwei Bauteilen des erfindungsgemäßen Geräts werden bei einem Einschrauben des Stellorgans 2 in den Elektromagneten 1 mittels des stellorganseitigen Gewindes 5 in das elektromagnetseitige Gewinde 4 die Mehrzahl der Partikel, die beim Einschrauben gelöst werden, in den Kammern 6 und 7 zwischen den beiden Bauteilen aufgenommen. Am Ende des Einschraubvorgangs werden die Partikel, die eine durch die Spalthöhen festlegbare Mindestgröße überschreiten, durch die Spaltdichtungen zwischen den Zylinderflächen 1 1 und 12 einerseits sowie 13 und 14 andererseits daran gehindert, in den Einbauraum der Elastomerdichtungen 8 und 9 oder in die Funktionsräume der Bauteile einzudringen.

Liste der Bezugszeichen

1. Elektromagnet

2. Stellorgan

3. Einbaubohrung

4. Gewinde magnetseitig

5. Gewinde stellorganseitig

6. Kammer außen

7. Kammer innen

8. Elastomerdichtung außen

9. Elastomerdichtung innen

10. Ankerraum

11. Zylinderfläche, magnetseitig außen

12. Zylinderfläche, stellorganseitig, außen

13. Zylinderfläche, magnetseitig, innen

14. Zylinderfläche, stellorganseitig, außen

15. Spulenraum

16. Arbeitsanschluss des Stellorgans

17. Konische Fläche

18. Dichtungsraum

19. Begrenzungsfläche