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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Zweiwege-Solenoidventil
(Zweiwege-Elektromagnetventil), bei welchem ein Strömungsdurchgang, der
zwei Anschlussöffnungen miteinander verbindet, durch ein
Sitzventilelement geöffnet bzw. geschlossen wird, und insbesondere
auf ein Zweiwege-Elektromagnetventil, bei dem das Ventilelement
durch einen beweglichen Eisenkern eines elektromagnetischen Betätigungsabschnitts
in direkt angetriebener Weise geöffnet/geschlossen sowie
betätigt wird.
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Zweiwege-Elektromagnetventile,
bei denen ein Ventilelement zum Öffnen/Schließen
eines Strömungsdurchgangs durch Abheben von bzw. Aufsetzen
auf einem Ventilsitz in dem Strömungsdurchgang, der zwei
Anschlüsse verbindet, durch einen beweglichen Eisenkern
eines elektromagnetischen Betätigungsabschnitts in direkt
angetriebener Weise geöffnet/geschlossen und betätigt
wird, ist bekannt und beispielsweise in der japanischen Patentoffenlegungsschrift
JP 3-92687 A beschrieben.
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Ein
Zweiwege-Elektromagnetventil dieser Art umfasst üblicherweise
einen festen Eisenkern und einen beweglichen Eisenkern, die durch
eine magnetische Kraft, die durch Elektrizität erzeugt
wird, die durch eine Erregerspule fließt, einander anziehen,
ein Ventilelement, das durch den beweglichen Eisenkern gehalten
wird, und eine Eisenkernrückführfeder zum Vorspannen
des beweglichen Eisenkerns zu einer Ursprungsposition, an welcher
er von dem festen Eisenkern beabstandet ist. Das Zweiwege-Elektromagnetventil
ist so gestaltet, dass dann, wenn die Erregerspule nicht mit Strom
versorgt ist, der bewegliche Eisenkern durch die Vorspannkraft der
Eisenkernrückführfeder von dem festen Eisenkern
beabstandet ist, wobei das von dem beweglichen Eisenkern gehalte ne
Ventilelement auf den Ventilsitz gepresst wird und den Strömungsdurchgang
verschließt. Wird die Erregerspule mit Strom versorgt,
wird der bewegliche Eisenkern von dem festen Eisenkern angezogen,
so dass das Ventilelement von dem Ventilsitz abhebt und der Strömungsdurchgang
geöffnet wird.
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Wenn
die Erregerspule mit Strom versorgt ist, wird hierbei der bewegliche
Eisenkern von dem festen Eisenkern angezogen, so dass die Eisenkernrückführfeder
zusammengepresst wird. Wird in diesem Zustand die Stromversorgung
der Erregerspule abgeschaltet, so dass in den Ventil-geschlossen
Zustand umgeschaltet wird, hebt der bewegliche Eisenkern durch die
Vorspannkraft der Eisenkernrückführfeder mit großer
Kraft von dem festen Eisenkern ab. Das Ventilelement kollidiert
aufgrund der Trägheit des beweglichen Eisenkerns mit hoher
Stoßkraft mit dem Ventilsitz, so dass durch zahlreiche
Wiederholungen dieses Vorgangs das Ventilelement stark verschleißt.
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Daher
ist in dem oben beschriebenen Patentdokument vorgesehen, dass in
dem Elektromagnetventil eine Dämpfungsfeder zwischen dem
Ventilelement und dem beweglichen Eisenkern angeordnet ist, so dass
die Stoßkraft durch die Dämpfungsfeder absorbiert
wird.
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Da
aber in dem oben genannten herkömmlichen Elektromagnetventil
an einer vorderen Endfläche des beweglichen Eisenkerns,
in welchem das Ventilelement aufgenommen ist, ein Hohlraum ausgebildet
ist, muss der bewegliche Eisenkern mit einer speziellen Form ausgebildet
werden, die einen Hohlraum mit der gleichen Größe
und Form wie das Ventilelement aufweist. Dies macht die Gestaltung
kompliziert und die Herstellung aufwendig. Wird der Ventilsitz aus
Designgründen an einer Position vorgesehen, die weit von
dem beweglichen Eisenkern entfernt ist, kann die Länge
des beweglichen Eisenkerns in diesem Bereich in vielen Fällen
nicht verlängert werden, was zu Schwierigkeiten führt.
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Beschreibung der Erfindung
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Zweiwege-Elektromagnetventil
mit einem einfachen und rationellen Design vorzuschlagen, bei dem die
Probleme bei dem herkömmlichen Zweiwege-Elektromagnetventil
vermieden werden, wobei ein Ventilelement vorgesehen werden kann,
ohne einen Hohlraum zur Aufnahme des Ventilelements in dem beweglichen
Eisenkern auszubilden, und wobei ein Verschleiß des Ventilelements
vermieden werden soll. Außerdem soll es möglich
sein, den Ventilsitz an einer Position vorzusehen, die weit von
dem beweglichen Eisenkern entfernt ist.
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Diese
Aufgabe wird mit der Erfindung im Wesentlichen durch die Merkmale
des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Zur
Lösung der oben genannten Aufgabe ist gemäß der
vorliegenden Erfindung ein Zweiwege-Elektromagnetventil vorgesehen,
bei dem ein fester Eisenkern und ein beweglicher Eisenkern einander
durch eine magnetische Kraft anziehen, die durch die Stromversorgung
einer Erregerspule erzeugt wird, wobei ein Ventilsitz in einem Strömungsdurchgang
ausgebildet ist, der die beiden Anschlüsse verbindet, wobei
ein Ventilelement zum Öffnen/Schließen des Strömungsdurchgangs
durch Abheben von bzw. Aufsetzen auf dem Ventilsitz durch die Wirkung des
beweglichen Eisenkerns vorgesehen ist und wobei eine hohle erste
Kappe und eine hohle zweite Kappe, die so vorgesehen sind, dass
sie sich relativ zueinander verschieben können, um eine
Betätigungskraft des beweglichen Eisenkerns auf das Ventilelement
zu übertragen, entlang einer Ventilachse konzentrisch in
einem Ventilkörper angeordnet sind.
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Die
erste Kappe ist an einem vorderen Endabschnitt des beweglichen Eisenkerns
in einem Zustand angebracht, in dem sie die Vorwärtsbewegung relativ
zu dem beweglichen Eisenkern begrenzt, und weist eine Eingriffsaussparung
auf, welche den beweglichen Eisenkern durch die Vorspannung mittels einer
Eisenkernrückführfeder in einer Richtung weg von
dem festen Eisenkern presst und in Eingriff mit einem Eingriffsvorsprung
der zweiten Kappe steht. Die zweite Kappe weist den Eingriffsvorsprung
an einer Stelle auf, die in die erste Kappe eingesetzt ist. Der
Eingriffsvorsprung steht verschiebbar in Eingriff mit der Eingriffsaussparung,
und das Ventilelement ist verschiebbar in der zweiten Kappe aufgenommen. An
dem vorderen Endabschnitt der zweiten Kappe ist ein Begrenzungsabschnitt
zur Begrenzung der Vorwärtsbewegung des Ventilelements
ausgebildet. Eine Dämpfungsfeder zur Vorspannung des Ventilelements
und des beweglichen Eisenkerns in einer Richtung, in der sie sich
voneinander trennen, ist zwischen dem Ventilelement und dem beweglichen
Eisenkern vorgesehen.
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Es
ist vorgesehen, dass die Vorspannkräfte F1, F2 der Eisenkernrückführfeder
und der Dämpfungsfeder in folgender Beziehung stehen: F1 > F2. Wenn die Erregerspule
nicht mit Strom versorgt ist und der bewegliche Eisenkern und die
erste Kappe durch die Eisenkernrückführfeder eine
Ursprungsposition einnehmen und wenn das Ventilelement durch die
Dämpfungsfeder auf den Ventilsitz gepresst wird, ist zwischen
dem Ventilelement und dem Begrenzungsabschnitt der zweiten Kappe
und zwischen dem Eingriffsvorsprung der zweiten Kappe und einer vorderen
Endwand der Eingriffsaussparung in der ersten Kappe jeweils eine
Lücke (Spalt) vorgesehen.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung umfasst die erste Kappe vorzugsweise einen
Federsitz für die Eisenkernrückführfeder
an ihrem Außenumfang, eine Eisenkerneinsetzöffnung,
in welche der bewegliche Eisenkern eingesetzt ist, einen Eisenkernverriegelungssitz,
mit dessen Hilfe der bewegliche Eisenkern verriegelt wird, eine
Kappeneinsetzkammer, in welche ein Basisendabschnitt der zweiten
Kappe eingesetzt ist, und die Eingriffsaussparung, die in der Kappeneinsetzkammer
ausgebildet ist. Die zweite Kappe ist zylindrisch ausgebildet und
weist den Eingriffsvorsprung an ihrem Basisendabschnitt auf.
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An
der Seitenwand der Kappeneinsetzkammer und der Seitenwand der zweiten
Kappe können ein Vorsprung und eine Eingriffsnut ausgebildet
sein, die miteinander in Eingriff treten, um eine Haltefunktion
zu übernehmen.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung bildet außerdem die Kappeneinsetzkammer
der ersten Kappe ein Oval und die Eingriffsausparung und die Eingriffsnut
sind an beiden Seitenwänden in Richtung des kurzen Durchmessers
(Nebenachse) des Ovals in der Kappeneinsetzkammer ausgebildet, während ein
Durchmesser der zweiten Kappe kleiner gewählt ist als ein
Durchmesser in der Richtung der Nebenachse der Kappeneinsetzkammer.
Der Eingriffsvorsprung und der Vorsprung sind radial an beiden Seitenflächen
der zweiten Kappe ausgebildet.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung weist der Ventilkörper eine Eisenkernkammer
auf, in welcher der vordere Endabschnitt des beweglichen Eisenkerns
und die erste Kappe aufgenommen sind, und eine Ventilkammer, die
einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, in welcher der
Ventilsitz an einem Kammerboden vorgesehen ist und die konzentrisch in
Fortsetzung der Eisenkernkammer vorgesehen ist. Durch gleitendes
Einsetzen der zylindrischen zweiten Kappe in die Ventilkammer ist
es möglich, eine Führungsfunktion für
die geführte Verschiebung der zweiten Kappe zu einer Kammerwand
der Ventilkammer zu erreichen.
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Bei
dem Elektromagnetventil gemäß der vorliegenden
Erfindung, das den obigen Aufbau aufweist, ist vorgesehen, dass
für die Vorspannkräfte F1, F2 der Eisenkernrückführfeder
und der Dämpfungsfeder gilt: F1 > F2, und es ist so aufgebaut, dass dann,
wenn der bewegliche Eisenkern an der Ursprungspositi on (Ventil-geschlossen
Position) ist, zwischen dem Ventilelement und dem Begrenzungsabschnitt
der zweiten Kappe und zwischen dem Eingriffsvorsprung der zweiten
Kappe und der Eingriffsaussparung der ersten Kappe jeweils eine
Lücke (Spalt) vorgesehen ist. Wird der Ventil-offen Zustand,
in dem die Erregerspule mit Strom versorgt ist, in den Ventil-geschlossen
Zustand umgeschaltet, indem die Stromversorgung zu der Erregerspule
unterbrochen wird, so wird eine Betätigungskraft des beweglichen
Eisenkerns, welcher durch die Eisenkernrückführfeder
gepresst wird, absorbiert, wenn das Ventilelement in Kontakt mit
dem Ventilsitz gebracht wird, und die Dämpfungsfeder wird
komprimiert.
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Dadurch
kollidiert das Ventilelement nicht durch die Trägheitskraft
des beweglichen Eisenkerns mit großer Kraft mit dem Ventilsitz
und ein Verschleiß des Ventilelements wird vermieden. Wenn
die bewegliche Eisenkernanordnung von der Ursprungsposition in die
Betätigungsposition umgeschaltet wird, indem die Erregerspule
mit Strom versorgt wird, presst die zusammengedrückte Dämpfungsfeder
den beweglichen Eisenkern zu der Seite des festen Eisenkerns und
fördert den Anziehungsvorgang. Dadurch startet der bewegliche
Eisenkern nicht nur sehr schnell sondern hat auch hervorragende
Ansprechcharakteristiken.
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Da
das Ventilelement durch die zweite Kappe gehalten wird, besteht
außerdem kein Bedarf, einen vertieften Eingriffsabschnitt
zur Aufnahme des Ventilelements an dem beweglichen Eisenkern auszubilden.
Selbst wenn der Ventilsitz an einer Position weit weg von dem beweglichen
Eisenkern vorgesehen wird, kann dies einfach erreicht werden, indem lediglich
die Länge der zweiten Kappe angepasst wird.
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Weiterbildungen,
Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben
sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
und der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich
dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination
den Gegenstand der Erfin dung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung
in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
ein Schnitt durch eine Ausführungsform eines Elektromagnetventils
gemäß der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine perspektivische Explosionsdarstellung des beweglichen Eisenkerns,
der ersten und der zweiten Kappe.
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3 ist
eine vergrößerte Darstellung von wesentlichen
Elementen aus 1, wobei ein anderer Betriebszustand
dargestellt ist.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsform
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1 zeigt
eine Ausführungsform eines Zweiwege-Elektromagnetventils
gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Elektromagnetventil
umfasst einen Hauptventilabschnitt 1 mit einem Sitzventilelement 4 zum Öffnen/Schließen
eines Strömungsdurchgangs, der zwei Anschlüsse
P1, P2 miteinander verbindet, und einen elektromagnetischen Betätigungsabschnitt 2 zum Öffnen/Schließen
und Betätigen des Ventilelements 4. Der Hauptventilabschnitt 1 und
der elektromagnetische Betätigungsabschnitt 2 sind
hintereinander entlang einer Ventilachse L, die eine Mittelachse
des Elektromagnetventils darstellt, angeordnet.
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Der
Hauptventilabschnitt 1 weist einen Ventilkörper 6 auf,
der aus einem im Wesentlichen quadratischen Block besteht. An einer
Seitenfläche des Ventilkörpers 6 sind
die beiden Anschlüsse P1, P2 für den Eingang und
den Ausgang ausgebildet. Innerhalb des Ventilkörpers 6 sind
von der Seite einer Endfläche, mit welcher der elektromagnetische
Betätigungsabschnitt 2 verbunden ist, eine Eisenkernkammer 7,
die aus einem kreisförmigen Loch oder einem ovalen Loch
mit einem großen Durchmesser besteht, und eine Ventilkammer 8,
die aus einem kreisförmigen Loch mit einem kleinen Durchmesser
besteht und sich konzentrisch an die Eisenkernkammer 7 anschließt,
ausgebildet. Ein halbkugelförmiger Vorsprung 9 ist
in der Mitte an dem Boden der Ventilkammer 8 ausgebildet.
Eine Zufuhrverbindungsöffnung 10 öffnet
sich an einem oberen Bereich des Vorsprungs 9. Die Ventilkammer 8 steht
mit dem Eingangsanschluss P1 über die Zufuhrverbindungsöffnung 10 und
mit dem Ausgangsanschluss P2 über eine Ausgangsverbindungsöffnung
(nicht dargestellt) in Verbindung, die sich an einem Wandabschnitt
an der Kammerseite in der Nähe des Kammerbodens öffnet.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung bezieht sich der Begriff "oval" auf einen
Kreis, der nach links und rechts verlängert ist. Mit anderen
Worten sind Endabschnitte von zwei Halbkreisen miteinander durch
parallele Seitenwände verbunden. Der Begriff "oval" umfasst
auch elliptische und ähnliche Formen.
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An
dem oberen Abschnitt des Vorsprungs 9 ist der Ventilsitz 3 konzentrisch
zu der Ventilachse L ausgebildet und umgibt die Öffnung
der Zufuhrverbindungsöffnung 10 ringförmig.
In der Ventilkammer 8 ist das Sitzventilelement 4 angeordnet,
das auf dem Ventilsitz 3 aufsetzt bzw. von diesem abhebt.
Das Ventilelement 4 wird durch eine verschiebbare zylindrische
zweite Kappe 12 gehalten. Das Ventilelement 4 weist
eine kurze Säulenform auf und ist aus einem Material hergestellt,
das elastische und Dichteigenschaften aufweist, beispielsweise Gummi,
synthetischer Gummi oder dergleichen.
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Das
Bezugszeichen 13 in der Zeichnung bezeichnet eine Schraubeneinsetzöffnung,
in welche eine Schraube zur Befestigung des Elektromagnetventils
an einer Installationsposition eingesetzt wird.
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Der
elektromagnetische Betätigungsabschnitt 2 weist
eine rechteckige rohrförmige magnetische Abdeckung 16 auf,
die aus einem magnetischen Material, wie Eisen hergestellt ist.
Innerhalb der magnetischen Abdeckung 16 sind ein hohler
Spulenkörper 18 aus einem nichtmagnetischen Material,
um den eine Erregerspule 17 gewickelt ist, eine magnetische
Platte 19 aus einem magnetischen Material, die zwischen
einem Ende des Spulenkörpers 18 und dem Ventilkörper 6 angeordnet
ist, eine innere Öffnung 20, die sich durch den
Spulenkörper 18 und die magnetische Platte 19 an
einer Position auf der Ventilachse L erstreckt, sowie ein fester
Eisenkern 21 und ein beweglicher Eisenkern 22 aus
einem magnetischen Material, die in der inneren Öffnung 20 angeordnet
sind und einander magnetisch anziehen, vorgesehen. Die magnetische
Platte 19 wird magnetisch mit der magnetischen Abdeckung 16 verbunden,
indem ihr äußerer Umfangsabschnitt in Kontakt
mit der inneren Fläche der magnetischen Abdeckung 16 gebracht
wird.
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Der
feste Eisenkern 21 und der bewegliche Eisenkern 22,
von welchen der bewegliche Eisenkern 22 in 2 repräsentativ
dargestellt ist, weisen einen ovalen Querschnitt auf. An ihren Seitenflächen ist
ein flacher und gekrümmter Nutenabschnitt 24 an beiden
Seitenflächen in Richtung der Nebenachse des Ovals ausgebildet,
während an den beiden Seitenflächen in Richtung
der Hauptachse des Ovals ein flacher Abschnitt 25 mit einer
flachen Oberfläche ausgebildet ist. An einer Endseite in
der axialen Richtung der beiden Eisenkerne 21, 22 ist
ein ovaler Flanschabschnitt 26 ausgebildet. Der feste Eisenkern 21 und
der bewegliche Eisenkern 22 sind in der ovalen inneren Öffnung 20 durch
den Spulenkörper 18 und die magnetische Platte 19 in
einem Zustand angeordnet, in dem die Endabschnitte an der Seite,
an welcher der Flanschabschnitt 26 nicht ausgebildet ist, einander
gegenüberliegen.
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Der
feste Eisenkern 21 wird fest in der inneren Öffnung 20 angeordnet,
indem der Flanschabschnitt 26 in einem zurückgesetzt
abgestuften Abschnitt 18a an dem Endabschnitt des Spulenkörpers 18 eingesetzt
und zwischen dem Spulenkörper 18 und einem Endwandabschnitt 16a der
magnetischen Abdeckung 16 eingeklemmt wird. Der feste Eisenkern 21 haftet
außerdem magnetisch an der magnetischen Abdeckung 16,
indem der Flanschabschnitt 26 in Kontakt mit dem Endwandabschnitt 16a gebracht
wird.
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Andererseits
ist der bewegliche Eisenkern 22 hohl und weist eine zentrale Öffnung 22a auf
und ist entlang der Ventilachse L beweglich in der inneren Öffnung 20 angeordnet.
Ein vorderer Endabschnitt mit dem Flanschabschnitt 26 erstreckt
sich in die Eisenkernkammer 7. An dem vorderen Endabschnitt des
beweglichen Eisenkerns 22 sind eine hohle erste Kappe 11 und
die hohle zweite Kappe 12, die die Betätigungskraft
des beweglichen Eisenkerns 22 auf das Ventilelement 4 übertragen,
konzentrisch angebracht.
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Die
erste Kappe 11 ist ein hohles Element mit einer ovalen
Außengestalt und umfasst eine ovale Eisenkerneinsetzöffnung 29,
in welche der bewegliche Eisenkern 22 eingesetzt ist, einen
ovalen Eisenkernverriegelungssitz 30, mit dessen Hilfe
der Flanschabschnitt 26 des beweglichen Eisenkerns 22 verriegelt wird,
und eine ovale Kappeneinsetzkammer 31, in welche ein Basisendabschnitt
der zweiten Kappe 12 verschieblich eingesetzt ist. Diese
Elemente sind nacheinander von der Seite eines hinteren Endes zu der
Seite eines vorderen Endes konzentrisch in die erste Kappe 11 eingesetzt.
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An
einer Position in der Kappeneinsetzkammer 31, die der Öffnungswand
in der Richtung der Nebenachse des Ovals gegenüberliegt,
ist eine Eingriffsaussparung 33 vorgesehen, in welche ein
an der zweiten Kappe 12 ausgebildeter Eingriffsvorsprung 32 eingreift.
An einer vorderen Endwand 33a, die eine Wand an der Vorderseite
entlang der Ventilachse L der Eingriffsaussparung 33 ist,
ist eine halbkreisförmige Eingriffsnut 35 ausgebildet,
in welche ein Positionierungsvorsprung 34, der an der zweiten
Kappe 12 ausgebildet ist, eingreift.
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Wie
in 2 gezeigt ist, wird die Befestigung der ersten
Kappe 11 an dem beweglichen Eisenkern 22 durchgeführt,
indem die erste Kappe 11 von der Seite des hinteren Endabschnitts
des beweglichen Eisenkerns 22 eingesetzt wird. Da der Flanschabschnitt 26 des
beweglichen Eisenkerns 22 durch den Eisenkernverriegelungssitz 30 von
der Vorderseite der ersten Kappe 11 verriegelt ist, wird
aber hierbei die erste Kappe 11 in einem Zustand angebracht,
in welchem deren Vorwärtsbewegung relativ zu dem beweglichen
Eisenkern 22 beschränkt ist. Die Rückwärtsbewegung
der ersten Kappe 11 relativ zu dem beweglichen Eisenkern 22 ist
dagegen möglich.
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Die
erste Kappe 11 kann aber auch in einem Zustand angebracht
werden, in welchem auch die Rückwärtsbewegung
relativ zu dem beweglichen Eisenkern 22 beschränkt
ist, das heißt, dass die erste Kappe 11 fest an
dem beweglichen Eisenkern 22 montiert wird.
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An
dem Außenumfang des mittleren Abschnitts der ersten Kappe 11 ist
ein stufenförmiger Federsitz 11a ausgebildet.
Zwischen dem Federsitz 11a und der magnetischen Platte 19,
die in einer fixierten Beziehung zu dem Ventilkörper 6 steht,
ist eine Eisenkernrückführfeder 37 angeordnet.
Die Eisenkernrückführfeder 37 drängt
den beweglichen Eisenkern 22 durch die erste Kappe 11 in
einer Richtung weg von dem festen Eisenkern 21.
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Die
zweite Kappe 12 ist ein zylindrisches Element und ihr Außendurchmesser
d ist kleiner als ein Durchmesser D in der Richtung der Nebenachse
der ovalen Kappeneinsetzkammer 31 in der ersten Kappe 11.
Innerhalb der hohlen Öffnung 12a der zweiten Kappe 12 ist
das Ventilelement 4 so aufgenommen, dass es entlang der
Ventilachse L verschiebbar ist. An dem vorderen Endabschnitt der
zweiten Kappe 12 ist ein Regulierabschnitt 12b als
nach innen gerichteter Flansch ausgebildet, der eine Vorwärtsbewegung des
Ventilelements 4 be schränkt. Zwischen dem Ventilelement 4 und
dem beweglichen Eisenkern 22 ist eine Dämpfungsfeder 38 angeordnet,
die das Ventilelement 4 und den beweglichen Eisenkern 22 in
einer Richtung vorspannt, in der sie sich voneinander entfernen.
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An
beiden Seitenflächen in der Durchmesserrichtung des hinteren
Endabschnitts der zweiten Kappe 12 sind der Eingriffsvorsprung 32 und
der Positionierungsvorsprung 34 ausgebildet. Der Eingriffsvorsprung 32 ist
ein bogenförmiger Vorsprung, der sich in der Umfangsrichtung
der zweiten Kappe 12 erstreckt. Der Positionierungsvorsprung 34 hat
die Form einer halben Säule und erstreckt sich von dem Eingriffsvorsprung 32 in
der axialen Richtung an einer Position an der Vorderseite der zweiten
Kappe 12.
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Die
Befestigung der zweiten Kappe 12 auf der ersten Kappe 11 wird
wie folgt durchgeführt. Die zweite Kappe 12 wird
mit einer Ausrichtung aufgesetzt, bei welcher der Eingriffsvorsprung 32 und
der Positionierungsvorsprung 34 in der Richtung des langen
Durchmessers (Hauptachse) der Kappeneinsetzkammer 31 in
der ersten Kappe 11 orientiert sind (vgl. 2).
Während die Ventilkammer 4 und die Dämpfungsfeder 38 in
der hohlen Öffnung 12a aufgenommen sind, wird
der Basisendabschnitt der zweiten Kappe 12 in die Kappeneinsetzkammer 31 eingesetzt.
Durch Drehen der zweiten Kappe 12 um 90 Grad um die Achse,
so dass der Eingriffsvorsprung 32 in die Eingriffsaussparung 33 eingreift
und durch Eingreifen des Positionierungsvorsprungs 34 in
die Eingriffsnut 35 wird die zweite Kappe 12 mit
der ersten Kappe 11 in einem teilweise eingesetzten Zustand
verbunden, wobei die Dämpfungsfeder 38 zwischen
dem Ventilelement 4 und dem beweglichen Eisenkern 22 zusammengedrückt
wird. Hierbei kann sich die zweite Kappe 12 in Richtung
der Ventilachse L relativ zu der ersten Kappe 11 in einem
Bereich verschieben, in welchem der Eingriffsvorsprung 32 sich innerhalb
der Eingriffsaussparung 33 vorwärts und rückwärts
bewegen kann. Das heißt mit anderen Worten zwischen einer
Position, an welcher der Eingriffsvorsprung 32 in Kontakt
mit der vorderen Endwand 33a der Eingriffsaussparung 33 gebracht
wird, und einer Position, in welcher er in Kontakt mit einer hinteren
Endwand 33b tritt.
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Die
zweite Kappe 12 ist über einen kleinen Spalt gleitend
in der Ventilkammer 8 so aufgenommen, dass sie sich im
Wesentlichen in Gleitkontakt mit der Kammerwand erstreckt, wodurch
die Kammerwand der Ventilkammer 8 die Führung
der Verschiebung der zweiten Kappe 12 übernimmt.
Dadurch kann die zweite Kappe 12 stabil durch die Führung
der Kammerwand verschoben werden ohne eine seitliche Verschiebung,
Verdrehung oder dergleichen zu erfahren.
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Hierbei
sind die Vorspannkräfte F1, F2 der Eisenkernrückführfeder 37 und
der Dämpfungsfeder 38 so gewählt, dass
gilt: F1 > F2. Wenn
die Erregerspule 17 nicht mit Strom versorgt ist, nehmen
der bewegliche Eisenkern 22 und die erste Kappe 11 durch die
Eisenkernrückführfeder 37 die in 1 gezeigte Ursprungsposition
ein. Wenn das Ventilelement 4 durch die Dämpfungsfeder 38 auf
den Ventilsitz 3 gepresst wird, sind Lücken x
und y zwischen dem Ventilelement 4 und dem Begrenzungsabschnitt 12b der zweiten
Kappe 12 bzw. zwischen dem Eingriffsvorsprung 32 der
zweiten Kappe 12 und der vorderen Endwand 33a der
Eingriffsaussparung 33 in der ersten Kappe 11 vorgesehen.
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Wenn
die Erregerspule 17 nicht mit Strom versorgt wird, nimmt
bei dem Zweiwege-Elektromagnetventil mit dem obigen Aufbau wie in 1 gezeigt der
bewegliche Eisenkern 22 durch die Vorspannkraft der auf
die erste Kappe 11 wirkenden Eisenkernrückführfeder 37 die
Ursprungsposition ein, in der er von dem festen Eisenkern 21 entfernt
ist. Hierbei wird die vordere Endfläche der ersten Kappe 11 in
Kontakt mit einem ringförmigen Stopper 39 gebracht,
der an der Kammerbodenwand der Eisenkernkammer 7, die die
Ventilkammer 8 umgibt, ausgebildet ist. Da die Kappe 12 durch
die erste Kappe 11 und den beweglichen Eisenkern 22 gepresst
und zu der Seite des Ventilsitzes 3 verschoben wird, wird außerdem
das Ventilelement 4 in der zweiten Kappe 12 in
Kontakt mit dem Ventilsitz 3 gebracht, um die Zufuhrverbindungsöffnung 10 zu
schließen. Die Dämpfungsfeder 38 zwischen
dem Ventilsitz 3 und dem beweglichen Eisenkern 22 wird
zusammengedrückt. Die Lücken x, y werden zwischen
dem Ventilelement 4 und dem Begrenzungsabschnitt 12b der zweiten
Kappe 12 bzw. zwischen dem Eingriffsvorsprung 32 der
zweiten Kappe 12 und der vorderen Endwand 33a der
Eingriffsausparung 33 in der ersten Kappe 11 ausgebildet.
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Wenn
die Erregerspule 17 in diesem Zustand mit Strom versorgt
wird, wird der bewegliche Eisenkern 22 von dem festen Eisenkern 21 angezogen und,
wie in 3 gezeigt ist, zu einer Betätigungsposition
(Ventil-offen Position) verschoben, wobei er die Eisenkernrückführfeder 37 über
die erste Kappe 11 zusammendrückt. Wenn hierbei
während der Bewegung der ersten Kappe 11 die Lücke
y zwischen der vorderen Endwand 33a der Eingriffsausparung 33 und
dem Eingriffsvorsprung 32 der zweiten Kappe 12 gleich
Null wird, tritt die erste Kappe 11 in Eingriff mit der
zweiten Kappe 12, so dass sie sich zusammen mit der zweiten
Kappe 12 zu der Betätigungsposition bewegt. Wenn
anschließend bei der Bewegung der zweiten Kappe 12 die
Lücke x zwischen dem Begrenzungsabschnitt 12b und
dem Ventilelement 4 gleich Null wird, tritt die zweite
Kappe 12 in Eingriff mit dem Ventilelement 4 und
verschiebt das Ventilelement 4 zu der Betätigungsposition.
Somit wird das Ventilelement 4 von dem Ventilsitz 3 abgehoben
und die Zufuhrverbindungsöffnung 10 wird geöffnet.
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In
diesem Zustand wird eine Lücke zwischen der vorderen Endfläche
des beweglichen Eisenkerns 22 sowie der hinteren Endwand 33b der
Eingriffsaussparung 33 in der ersten Kappe 11 und
dem Eingriffsvorsprung 32 der zweiten Kappe 12 gebildet.
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Wenn
die Erregerspule 17 mit Strom versorgt wird und der bewegliche
Eisenkern 22 den Anziehungsvorgang beginnt, presst die
Dämpfungsfeder 38 in dem komprimierten Zustand
den beweglichen Eisenkern 22 zu der Seite des festen Eisenkerns 21 und
fördert hierdurch den Anziehungsvorgang. Der Start des
beweglichen Eisenkerns 22 wird beschleunigt und erleichtert,
was die Ansprechcharakteristiken verbessert.
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Wenn
die Erregerspule 17 aus dem mit Strom versorgten Zustand
in den abgeschalteten Zustand umgeschaltet wird, wird der bewegliche
Eisenkern 22 durch die Vorspannkraft der Eisenkernrückführfeder 37 zu
der oben beschriebenen Ursprungsposition zurückgeführt,
und die Zufuhrverbindungsöffnung 10 wird durch
Pressen des Ventilelements 4 auf den Ventilsitz 3 mit
Hilfe der Dämpfungsfeder 38 geschlossen. Nachdem
das Ventilelement 4 in Kontakt mit dem Ventilsitz 3 gebracht
und an dieser Position gestoppt wurde, wird hierbei die Trägheitskraft des
beweglichen Eisenkerns 22, der auf das Ventilelement 4 wirkt,
durch die Kompression der Dämpfungsfeder 38 absorbiert.
Dadurch wird eine schlagartige Kollision des Ventilelements 4 an
dem Ventilsitz 3 durch die Wirkung der Trägheitskraft
des beweglichen Eisenkerns 22 oder dadurch, dass er mit einer
stärkeren Kraft gepresst wird als notwendig, nicht auftreten.
Ein Verschleiß des Ventilelements 4 wird verhindert
und die Haltbarkeit wird verbessert.
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Indem
das Ventilelement 4 durch die zweite Kappe 12 in
der oben beschriebenen Weise gehalten wird, besteht außerdem
kein Bedarf, einen Hohlraum zur Aufnahme des Ventilelements 4 in
dem beweglichen Eisenkern 22 auszubilden, wie es beim Stand der
Technik vorgesehen war.
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Wird
der Ventilsitz 3 an einer Position vorgesehen, die aus
Designgründen von dem beweglichen Eisenkern 22 getrennt
ist, kann dies außerdem leicht dadurch erreicht werden,
dass die Länge der zweiten Kappe 12 angepasst
wird. Nachteile, wie eine Erhöhung des Gewichts oder der
Trägheitskraft durch Verlängerung der Größe
des beweglichen Eisenkerns 22 können vermieden
werden.
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Bei
der dargestellten Ausführungsform ist der Querschnitt des
festen Eisenkerns 21 und des beweglichen Eisenkerns 22 oval.
Der Querschnitt kann aber auch kreisförmig sein. In diesem
Fall bedarf es keiner Erwähnung, dass auch die Form der Elemente
und Abschnitte, die dem festen Eisenkern 21 und dem beweglichen
Eisenkern 22 zugeordnet sind, beispielsweise der inneren Öffnung 20 des
Spulenkörpers 18 und der magnetischen Platte 19,
der ersten Kappe 11 und der darin ausgebildeten Eisenkerneinsetzöffnung 29,
des Eisenkernverriegelungssitzes 30 und dergleichen ebenfalls
entsprechend kreisförmig ausgebildet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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