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Die Erfindung betrifft ein Magnetventil, das insbesondere zum Einbau in eine Gasarmatur vorgesehen ist. Das Magnetventil weist zwei unabhängig voneinander aktivierbare Magnetantriebe auf, wobei jeder Magnetantrieb ein ihm zugeordnetes Ventilglied von einer Schließstellung in eine Offenstellung umschalten kann.
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Ein solches Magnetventil ist beispielsweise aus der
DE 201 05 055 U1 bekannt. Die beiden Magnetantriebe verfügen jeweils über einen Elektromagneten und einen koaxial zum Elektromagneten angeordneten Anker. Die beiden Magnetantriebe sind axial nebeneinander angeordnet. Jedem Anker ist ein Polkern zugeordnet, um den gewünschten magnetischen Fluss zu erzeugen. Die Polkerne sind auf der jeweils dem Ventilglied entgegengesetzten Seite des Ankers in einer zylindrischen Magnetschlusshülse befestigt. Der zwischen den beiden Ankern angeordnete Polkern ist in die Magnetschlusshülse eingepresst. Nachteilig ist dabei, dass die Montage der Anker von zwei verschiedenen Seiten in die Magnetschlusshülse erfolgen muss. Die Magnetschlusshülse muss für die Montage und etwaige Instandhaltung- oder Instandsetzungsarbeiten von beiden Seiten her zugänglich sein.
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Ein weiteres Magnetventil ist in
DE 102 05 857 C1 beschrieben. Dort ist der Anker des einen Magnetantriebs derart ausgestaltet, dass er ein hohlzylindrisches Ende aufweist, an dem das Ventilglied angebracht ist. Innerhalb dieses hohlzylindrischen Endes ist der andere Anker verschiebbar gelagert. Der magnetische Fluss durch den zweiten Anker wird dabei maßgeblich von der Ausgestaltung des ersten Ankers geprägt.
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Aus
DE 24 06 920 A1 ist ein Magnetventil bekannt, bei dem die beiden Anker in voneinander getrennten Axialabschnitten in einer Magnetschlusshülse angeordnet sind. Zwischen den beiden Ankern ist die Magnetschlusshülse durch einen massiven Abschnitt in jeweils einem Aufnahmebereich für die Anker unterteilt.
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Es kann als eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung angesehen werden, ein Magnetventil zu schaffen, das eine vereinfachte Montage bzw. Wartung ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch ein Magnetventil mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Beide Anker sind in einer gemeinsamen Magnetschlusshülse angeordnet. Diese weist einen im Wesentlichen hohlzylindrischen Aufnahmebereich für die beiden Anker auf. Die Magnetschlusshülse weist eine Montageöffnung und einen ersten Axialabschnitt mit einem ersten Innendurchmesser zur Führung des ersten Ankers und einen zweiten Axialabschnitt mit einem zweiten Durchmesser zur Führung des zweiten Ankers auf. Der Durchmesser der Magnetschlusshülse von der Montageöffnung am ersten Axialabschnitt, die insbesondere den Ventilgliedern zugewandt ist, bis zum zweiten Axialabschnitt entspricht zumindest dem zweiten Innendurchmesser. Daher können beide Anker durch die Montageöffnung in der vormontierten Magnetschlusshülse montiert werden.
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Zwischen den beiden Ankern ist in der Magnetschlusshülse ein Luftspalt vorgesehen, der frei ist von magnetisierbaren Teilen. Von der Magnetschlusshülse ragen radial nach innen keine Teile weg, die zwischen die beiden Anker eingreifen. Der Luftspalt dient als freier Verschiebebereich in der Magnetschlusshülse, in den die beiden Anker abhängig von ihrer axialen Lage eingreifen können. Als Luftspalt ist der zylindrische Bereich zu verstehen, der in Axialrichtung durch die beiden einander zugewandten Stirnflächen der Anker begrenzt wird und somit einen Durchmesser entsprechend der kleineren der beiden Stirnflächen aufweist. Da zwischen den beiden Ankern keine festen Teile vorgesehen sind, wird die Montage der beiden Anker von einer gemeinsamen Axialseite der Magnetschlusshülse her nicht behindert.
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Die beiden Anker sind in Axialrichtung der Magnetschlusshülse im Bereich des Luftspalts axial voneinander beabstandet ohne dass sich magnetisierbare oder magnetische Teile der beiden Anker überlappen. Insbesondere weist der erste Anker eine zentrale Ausnehmung auf, durch den eine Ankerstange des zweiten Ankers hindurchragt. Die Ankerstange ist vorzugsweise aus nicht magnetisierbarem Material hergestellt, so dass keine metallischen Partikel anhaften und die Ankerstange in der zentralen Ausnehmung des ersten Ankers verklemmen können. Vorzugsweise ist der Durchmesser der beiden Anker voneinander verschieden, wobei insbesondere der erste Anker einen größeren Durchmesser aufweist, als der die Ankerstange aufweisende zweite Anker. Dadurch ist die Montierbarkeit von der Axialseite her, die dem ersten Anker mit dem größeren Durchmesser zugeordnet ist, weiter vereinfacht. Der Aufnahmebereich der Magnetschlusshülse kann angrenzend an den Luftspalt eine Ringschulter aufweisen, in deren Bereich sich der Innendurchmesser der Magnetschlusshülse ändert und an den jeweiligen Anker angepasst ist.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist jedes der Ventilglieder über ein elastisches Schließmittel, insbesondere eine Feder, in seine jeweilige Schließstellung vorgespannt, in der das Ventilglied auf dem zugeordneten Ventilsitz dichtend aufliegt. Entgegen der Federkraft kann der jeweilige Magnetantrieb das Ventilglied vom Ventilsitz wegbewegen. Das erste Schließmittel stützt sich zwischen einem Ventilgehäuse und dem ersten Ventilglied ab. Das zweite Schließmittel beaufschlagt das zweite Ventilglied nur mittelbar. Das zweite Schließmittel beaufschlagt den zweiten Anker und stützt sich insbesondere an der Magnetschlusshülse ab. Die beiden Ventilglieder sind daher völlig unabhängig voneinander durch die beiden Schließmittel in die Schließstellung vorgespannt.
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Die Magnetschlusshülse besteht teilweise aus magnetisierbarem Material. Sie weist vorzugsweise einen oder zwei axiale Bereiche auf, die aus nicht magnetisierbarem Material hergestellt sind. Durch diese nicht magnetisierbaren axialen Bereiche der Magnetschlusshülse kann ein gewünschter Feldlinienverlauf vom Magneten eines Magnetantriebs zum jeweiligen Anker erreicht werden. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die nicht magnetisierbaren axialen Bereiche durch Ringe gebildet, die mit dem axial benachbarten magnetisierbaren Teilen der Magnetschlusshülse unlösbar befestigt sind, vorzugsweise durch Schweißen. Das dem Ventilglied entgegengesetzte Betätigungsende eines Ankers ist in der Schließstellung des zugeordneten Ventilglieds in Axialrichtung gesehen benachbart auf gleicher Höhe zum nicht magnetisierbaren Axialabschnitt der Magnetschlusshülse angeordnet. Vorzugsweise kann an diesem Betätigungsende des Ankers eine ringförmige Aussparung am Außenumfang des Ankers vorhanden sein. Diese Aussparung dient zur Beeinflussung der Kraft-Weg-Kennlinie des Magnetantriebs.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen und der Beschreibung. Die Beschreibung beschränkt sich auf wesentliche Merkmale der Erfindung. Die Zeichnung ist ergänzend heranzuziehen. Es zeigen:
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1 ein Ausführungsbeispiel eines Magnetventils im Längsschnitt, wobei die beiden Ventilglieder ihre Schließstellung einnehmen und
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2 die Magnetschlusshülse mit den Ankern sowie die Ventilglieder des Magnetventils nach 1 in einem weiteren Längsschnitt, wobei die Ventilglieder ihre Offenstellung einnehmen.
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1 zeigt einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines Magnetventils 10. Das Magnetventil 10 verfügt über ein Ventilgehäuse 11, in dem ein erster Ventilantrieb 12 sowie ein zweiter Ventilantrieb 13 angeordnet sind. Das Ventilgehäuse 11 weist eine zylindrische Außenhülse 14 auf, die an beiden Axialseiten von jeweils einem plattenförmigen Deckel 15 verschlossen ist. Im Inneren der Hülse sind in Axialrichtung A mit Abstand zueinander zwei Trennwände 16 angeordnet. Jede Trennwand 16 begrenzt gemeinsam mit einem Deckel 15 einen Aufnahmeraum 17 für einen Elektromagneten 18 des ersten Magnetantriebs 12 bzw. des zweiten Magnetantriebs 13. Die Elektromagnete 18 weisen eine ringförmige Spulenwicklung auf, die koaxial zur Längsachse L des Magnetventils 10 angeordnet sind. Das Ventilgehäuse 11 besteht aus magnetisierbarem Material.
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Entlang einer Längsachse L ist im Ventilgehäuse 11 eine zylindrische Durchgangsöffnung 20 vorhanden, die sowohl die beiden Deckel 15, als auch die beiden Trennwände 16 durchsetzt. In dieser zylindrischen Durchgangsöffnung 20 ist eine Magnetschlusshülse 21 angeordnet. Die Magnetschlusshülse 21 erstreckt sich beim Ausführungsbeispiel in Axialrichtung A koaxial zur Längsachse L durch das gesamte Ventilgehäuse 11. Die Magnetschlusshülse 21 ist fest mit dem Ventilgehäuse 11 verbunden. Ihr offenes Ende ist einem vom ersten Magnetantrieb 12 betätigten ersten Ventilglied 23 sowie einem vom zweiten Magnetantrieb 13 betätigten zweiten Ventilglied 24 zugeordnet. Das offene Ende der Magnetschlusshülse 21 dient als Montageöffnung 22.
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An diese Montageöffnung 22 schließt sich ein erster zylindrischer Axialabschnitt 27 der Magnetschlusshülse 21, der einen ersten Innendurchmesser D1 aufweist.
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Der erste Axialabschnitt 27 ist von einem ersten hülsenförmigen Teil 29 gebildet, das die Montageöffnung 22 aufweist. An dem der Montagöffnung 22 entgegengesetzten Ende ist das erste hülsenförmige Teil 29 mit einem nicht magnetisierbaren ersten Ring 28 fest verbunden und vorzugsweise verschweißt. Die Schweißverbindung ist beim Ausführungsbeispiel durch Laserschweißen hergestellt. Der Außendurchmesser des ersten Rings 28 entspricht dem Außendurchmesser des ersten hülsenförmigen Teils 29 zumindest in dem Bereich, der mit dem ersten Ring 28 verbunden ist. Die Wandstärke des ersten Rings 28 ist kleiner als die des ersten Axialabschnitts 27 und beträgt beispielsweise lediglich 40% bis 60% der Wandstärke des ersten Axialabschnitts 27.
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Der erste Ring 28 ist ferner mit einem zweiten hülsenförmigen Teil 30 fest verbunden. Das zweite hülsenförmige Teil 30 bildet einen zweiten Axialabschnitt 31 der Magnetschlusshülse 21. Der zweite Innendurchmesser D2 des zweiten Axialabschnitts 31 ist kleiner als der erste Innendurchmesser D1 des ersten Axialabschnitts 27. Dadurch ist an dem den ersten Ring 28 zugeordneten Ende des zweiten Axialabschnitts 31 eine erste Ringstufe 32 ausgebildet. Die Ringfläche der ersten Ringstufe 32 weist im Wesentlichen in Axialrichtung A und umschließt die Längsachse L koaxial.
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Beim Ausführungsbeispiel ist an der Innenseite des zweiten hülsenförmigen Teils 30 unmittelbar im Anschluss an die Ringstufe 32 eine erste Fase 33 vorgesehen, durch die sich der Innendurchmesser des zweiten hülsenförmigen Teils 30 gegenüber dem zweiten Innendurchmesser D2 konisch aufweitet. Mit axialem Abstand weist das zweite hülsenförmige Teil 30 eine zweite Fase 34 auf, über die sich der Innendurchmesser des zweiten hülsenförmigen Teils wieder auf den zweiten Innendurchmesser D2 reduziert. Der zweite Axialabschnitt 31 weist an der die Ringstufe 32 begrenzenden Kante 35 den zweiten Innendurchmesser D2 auf. Durch die beiden Fasen 33, 34 und im Bereich dazwischen ist der Innendurchmesser erweitert.
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Das zweite hülsenförmige Teil 30 ist über einen zweiten Ring 39 aus nicht magnetisierbarem Material mit einer Endkappe 40 der Magnetschlusshülse 21 verbunden. Wie der erste Ring 28 ist auch der zweite Ring 39 einerseits mit dem zweiten hülsenförmigen Teil 30 und andererseits mit der Endkappe 40 fest verbunden, insbesondere durch Laserschweißen. Die beiden Ringe 28, 39 sind vorzugsweise identisch ausgebildet. An der dem zweiten hülsenförmigen Teil 30 zugewandten Stirnfläche ist eine zweite Ringstufe 41 ausgebildet, die die Längsachse L koaxial umgibt. An der von der zweiten Ringstufe 41 und der Innenfläche der Endkappe 40 gebildeten Kante 42 weist die Magnetschlusshülse 21 einen dritten Innendurchmesser D3 auf, der kleiner ist als der zweite Innendurchmesser D2 des zweiten Axialabschnitts 31. An die Kante 42 der Endkappe 40 schließt sich eine weitere, dritte Fase 43 an, wodurch sich der Innendurchmesser ausgehend vom dritten Innendurchmesser D3 aufweitet. Mit Abstand zur dritten Fase 43 verjüngt sich der Innenraum in der Endkappe 40 konisch mit zunächst einem ersten Konuswinkel und anschließend einem zweiten Konuswinkel. Im Anschluss an diese abgestufte konische Verjüngung ist eine ringförmige, in Axialrichtung A weisende Abstützfläche 44 vorhanden. Die Abstützfläche 44 umschließt eine Axialbohrung 45 in der Endkappe 40.
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Die Magnetschlusshülse 21 ist mithin mehrteilig aufgebaut. Der Außendurchmesser der Magnetschlusshülse 21 ist in dem den beiden Magnetantrieben 12, 13 zugeordneten Bereich innerhalb des Ventilgehäuses 11 konstant. Die Magnetschlusshülse 21 weist eine Endkappe 40, ein erstes hülsenförmiges Teil 29 sowie ein zweites hülsenförmiges Teil 30 aus magnetisierbarem Material auf. Die magnetisierbaren Teile 29, 30, 40 der Magnetschlusshülse 21 sind jeweils über einen zwischengeschalteten nicht magnetisierbaren Ring 28, 39 miteinander verbunden. Abgesehen von den Ringstufen 32, 41 ragen keine Teile der Magnetschlusshülse 21 radial nach innen.
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Die Magnetschlusshülse 21 sitzt in der Durchgangsöffnung 20 des Ventilgehäuses 11. Sie liegt sowohl an den Deckeln 15, als auch an den Trennwänden 16 des Ventilgehäuses 11 an. Die Magnetschlusshülse 21 ist dabei so angeordnet, dass die Montageöffnung 22 außerhalb des Ventilgehäuses 11 vorgesehen ist. Das erste hülsenförmige Teil 29 sowie der erste Ring 28 verlaufen durch den Aufnahmeraum 17, so dass der Magnet 18 des ersten Magnetantriebs 12 koaxial zum ersten hülsenförmigen Teil 29 und dem ersten Ring 28 angeordnet ist. In etwa bündig schließt die benachbart zum ersten Magnetantrieb 12 vorgesehene Trennwand 16 mit dem zweiten hülsenförmigen Teil 30 bzw. der ersten Ringstufe 32 ab. Der Aufnahmeraum 17 für den Magneten 18 des ersten Magnetantriebs 12 endet daher in Axialrichtung A gesehen unmittelbar im Anschluss an den ersten Ring 28.
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Der zweite Ring 39 befindet sich im Aufnahmeraum 17 für den Magneten 18 des zweiten Magnetantriebs 13. Er schließt unmittelbar an den mit der Endkappe 40 in Kontakt stehenden Deckel 15 an. Die zweite Ringstufe 42 befindet sich mithin in Axialrichtung A gesehen in etwa auf Höhe der den Aufnahmeraum 17 begrenzenden Fläche des Deckels 15, wobei sie beim Ausführungsbeispiel etwas vom Deckel 15 versetzt vorgesehen ist.
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Der erste Magnetantrieb 12 weist einen ersten Anker 48 auf, dessen Außendurchmesser abgesehen vom erforderlichen Spiel dem ersten Innendurchmesser D1 des ersten zylindrischen Abschnitts 27 der Magnetschlusshülse 21 entspricht. Der erste Anker 48 ragt durch die Montageöffnung 22 aus der Magnetschlusshülse 21 heraus und trägt an diesem äußeren Ende 49 das erste Ventilglied 23. Das erste Ventilglied 23 ist topfförmig ausgestaltet und mit einem Topfboden 50 am ersten Anker 48 befestigt. An der dem Topfboden 50 entgegengesetzten Kante weist das erste Ventilglied 23 einen Dichtring 51 auf, mit dem es in seiner Schließstellung am zugeordneten, nicht dargestellten Ventilsitz anliegt. An der Außenseite des ersten Ventilglieds 23 ist ein Ringflansch 52 vorhanden, der eine dem Ventilgehäuse 11 zugewandte Anlagefläche zur Verfügung stellt. Auf diese Anlagefläche stützt sich ein von einer ersten Schraubenfeder 53 gebildetes erstes elastisches Schließmittel ab. Die erste Schraubenfeder 53 stützt sich andererseits am Ventilgehäuse 11 und beispielsgemäß dem benachbart zur Montageöffnung 22 vorgesehenen Deckel 15 ab und drückt das erste Ventilglied 23 vom Ventilgehäuse 11 weg. Auf diese Weise wird das erste Ventilglied 23 durch die erste Schraubenfeder 53 in seine Schließstellung vorgespannt. Die Schließstellung des ersten Ventilglieds 23 ist in 1 dargestellt.
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An seinem dem äußeren Ende 49 entgegengesetzten Betätigungsende 54 weist der erste Anker 48 im Bereich seines Außenumfangs eine ringförmige Aussparung 55 auf, die in der Schließstellung des ersten Ventilglieds 23 in Axialrichtung A auf Höhe des ersten Rings 28 angeordnet ist. In dieser Position befindet sich das Betätigungsende 54 des ersten Ankers 48 in Axialrichtung A auf Höhe der Kante 35, die an den ersten Ringflansch 32 der Magnetschlusshülse 21 angrenzt.
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Die Länge der Aussparung 55 gemessenen Axialrichtung A ist zumindest so groß, wie die Länge des ersten Axialrings 28. Im Bereich der Aussparung 55 weist der erste Anker 48 einen Außendurchmesser auf, der in maximal dem zweiten Innendurchmesser D2 des zweiten Axialabschnitts 31 der Magnetschlusshülse 21 entspricht.
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Durch die Aussparung 55 ist im Übergangsbereich vom Außendurchmesser D1 auf den Außendurchmesser D2 eine ringförmige Anschlagfläche 56 am ersten Anker 48 gebildet. Unmittelbar im Anschluss an diese Anschlagfläche 56 weist die Aussparung 55 einen ringsumlaufenden Einstich 57 auf der auch als Bremsrille bezeichnet werden könnte. Dadurch wird die Kraft-Weg-Kennlinie des ersten Magnetantriebs 12 so beeinflusst, dass der Impuls beim Anschlag der Anschlagfläche 56 des ersten Ankers 48 gegen die erste Ringstufe 32 reduziert ist.
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Der erste Anker 48 wird von einer zentralen Ausnehmung 59 vollständig durchsetzt. Die zentrale Ausnehmung 59 verläuft entlang der Längsachse L in Axialrichtung A. Im Anschluss an das Betätigungsende 54 des ersten Ankers 48 hat die zentrale Ausnehmung 59 einen sich zum Betätigungsende 54 hin trichterförmig aufweitenden Endbereich. Im Anschluss daran ist der Durchmesser der zentralen Ausnehmung 59 durch mehrere aufeinander folgende zylindrische oder konische Stufen gebildet. In dem Bereich, indem die zentrale Ausnehmung 59 im äußeren Ende 49 des ersten Ankers 48 verläuft, ist eine Dichtungsanordnung 60 aus beispielsgemäß zwei axial aufeinander folgenden Ringdichtungen vorgesehen.
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Der zweite Magnetantrieb 13 verfügt über einen zweiten Anker 64, der ähnlich aufgebaut ist wie der erste Anker 48. Die beiden Anker 48, 64 sind durch die Magnetschlusshülse 21 in Axialrichtung A bewegbar geführt gelagert. Hierfür können an den der Magnetschlusshülse 21 zugeordneten Außenflächen der Anker 48 bzw. 64 Lagereinrichtungen 65 vorhanden sein, um die Reibung zwischen den Ankern 48, 64 und der Magnetschlusshülse 21 zu verringern. Bei der Lagereinrichtung kann es sich um Gleit- und/oder Wälzlager handeln, wobei beim dargestellten Ausführungsbeispiel Gleitlager vorgesehen sind.
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Auf der dem ersten Anker 48 zugewandten Seite ist mit dem zweiten Anker 64 eine Ankerstange 66 verbunden, die den ersten Anker 48 vollständig durchsetzt. Die Ankerstange 66 ist koaxial zur Längsachse L vorgehen und ragt durch die zentrale Ausnehmung 59 hindurch bis in das topfförmige erste Ventilglied 23 hinein. An diesem im ersten Ventilglied 23 angeordneten Ende sitzt an der Ankerstange 66 das zweite Ventilglied 24, das beim Ausführungsbeispiel ebenfalls eine topfförmige Gestalt hat. Koaxial zum Dichtring 51 des ersten Ventilglieds 23 weist das zweite Ventilglied 24 ebenfalls einen Dichtring 76 auf. Die Ankerstange 66 besteht beim Ausführungsbeispiel aus nicht magnetisierbarem Material. Zur Befestigung mit dem zweiten Anker 64 ist sie in einem Sackloch 68 des zweiten Ankers 64 insbesondere durch Schrumpfpassung befestigt.
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Der Außendurchmesser des zweiten Ankers 64 entspricht in etwa dem zweiten Innendurchmesser D2 des zweiten Axialabschnitts 31 der Magnetschlusshülse 21. An seinem der Ankerstange 66 entgegengesetzten Betätigungsende 69 ist der Außendurchmesser des zweiten Ankers 64 durch eine ringförmige Aussparung 70 reduziert, wie dies auch beim ersten Anker 48 durch die Aussparung 55 der Fall ist. Der Außendurchmesser des zweiten Ankers 64 reduziert sich dabei von einem dem zweiten Innendurchmesser D2 des zweiten Axialabschnitts 31 entsprechenden Wert auf einen maximal dem dritten Innendurchmesser D3 der zweiten Ringstufe 41 entsprechenden Wert. Am zweiten Anker 64 ist durch die Aussparung 70 eine Anschlagfläche 71 gebildet, die in Axialrichtung A zur zweiten Ringstufe 41 hin weist. Wie beim ersten Anker 48 ist auch beim zweiten Anker 64 im Anschluss an die Anschlagfläche 71 ein ringsumlaufender Einstich 73 vorhanden. Der Durchmesser der beiden Anker 48, 64 ist in dem durch die jeweilige Aussparung 55 bzw. 70 definierten Endabschnitt an der Stelle am geringsten, an der sich der Einstich 57 bzw. 73 befindet.
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In der Magnetschlusshülse 21 und beispielsgemäß in der Endkappe 40 ist eine zweite Schraubenfeder 72 angeordnet, die ein zweites elastisches Schließmittel darstellt. Die zweite Schraubenfeder 72 stützt sich am Betätigungsende 69 des zweiten Ankers 64 und andererseits an der Abstützfläche 44 der Endkappe 40 ab. Durch die zweite Schraubenfeder 72 ist das zweite Ventilglied 24 in seine Schließstellung vorgespannt. Hierfür drückt die zweite Schraubenfeder 72 den zweiten Anker 64 von der Abstützfläche 44 weg und über den zweiten Anker 64 und die Ankerstange 66 das zweite Ventilglied 64 auf den nicht dargestellten zugeordneten Ventilsitz.
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In der Schließstellung des zweiten Ventilgliedes 24 befindet sich das Betätigungsende 69 des zweiten Ankers 64 in Axialrichtung A gesehen auf der Höhe der zweiten Ringfläche 41. Die Aussparung 70 ist dadurch radial innen neben dem zweiten Ring 39 angeordnet. Wie beim ersten Anker 48 ist die Länge der Aussparung 70 des zweiten Ankers 64 in Axialrichtung A zumindest so groß wie die Länge des zweiten Rings 39.
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Die beiden Anker 48, 64 sind in der Magnetschlusshülse 21 in Axialrichtung A mit Abstand zueinander angeordnet. Zwischen den beiden Ankern 48, 64 ist ein Luftspalt 74 gebildet. Im Bereich zwischen der Montageöffnung 22 und der zweiten Ringstufe 41 entspricht der Innendurchmesser der Magnetschlusshülse 21 zumindest dem Wert des zweiten Innendurchmessers D2. Insbesondere greifen in den Luftspalt 74 zwischen die einander zugewandten Stirnflächen der Anker 48, 64 keine Teile der Magnetschlusshülse 21 ein. Der Luftspalt 74 ist außerdem frei von magnetisierbaren Bestandteilen.
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Für die Montage kann zunächst die Magnetschlusshülse 21 fertig vormontiert werden. Hierfür werden das erste hülsenförmige Teil 29, das zweite hülsenförmige Teil 30 und die Endkappe 40 über jeweils einen Ring 28 bzw. 39 miteinander verbunden. Anschließend kann die Magnetschlusshülse 21 in das Ventilgehäuse 11 eingebaut werden. In die fertige Magnetschlusshülse 21 werden dann die zweite Schraubenfeder 72, der zweite Anker 64 mit der Ankerstange 66 sowie der erste Anker 48 durch die Montageöffnung 22 eingeführt. Die Montage sowie die Wartung sind daher über eine gemeinsame Seite durch die Montageöffnung 22 möglich.
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Das erfindungsgemäße Magnetventil 10 arbeitet wie folgt:
Es sei angenommen, dass sich die beiden Ventilglieder 23, 24 in ihrer jeweiligen Schließstellung befinden und am zugeordneten Ventilsitz dichtend anliegen. Die beiden Anker 48, 64 nehmen dabei die in 1 dargestellte Relativlage gegenüber der Magnetschlusshülse 21 ein. Zur Öffnung des Ventils werden die beiden Magnete 18 des ersten und zweiten Magnetantriebs 12, 13 bestromt. Beim ersten Magnetantrieb 12 entsteht dabei ein Magnetfeld, dass durch die Trennwand 16, das daran anliegende Ende des zweiten hülsenförmigen Teils 30, die ersten Ringstufe 32, durch den ersten Anker 48, den Deckel 15 zurück zum Magneten 18 verläuft. Der erste Ring 28 sorgt dabei dafür, dass die Feldlinien im Bereich der Aussparung 55 des ersten Ankers 48 nicht überwiegend radial zur Längsachse L verlaufen, sondern überwiegend in Axialrichtung A verlaufende Anteile aufweisen, wodurch der erste Anker 48 gegen die Federkraft der ersten Schraubenfeder 53 in Axialrichtung A bewegt wird. Entsprechend verläuft das Magnetfeld des zweiten Magnetantriebs 13 durch den Deckel 15, den daran anliegenden Abschnitt der Endkappe 40, den zweiten Anker 64, durch die Trennwand 16 zurück zum Magneten 18. Auch hier schirmt der nicht magnetisierbare Ring 39 das Magnetfeld ab und verhindert das Ausbilden von hauptsächlich radial zur Längsachse L verlaufenden Magnetfeldlinien im Bereich der Aussparung 70 des zweiten Ankers 64. Der zweite Anker 64 wird in Axialrichtung A gegen die Federkraft der zweiten Schraubenfeder 72 verschoben.
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Während der Bewegung der beiden Anker 48, 64 gegen die Kraft der jeweils zugeordneten Feder 53, 72 nähert sich die jeweilige Anschlagfläche 56 bzw. 71 der zugeordneten Ringstufe 32, 41 an. Die Aussparung 55 bzw. 70 und insbesondere der Einstich 57 bzw. 73 sorgt dabei jeweils dafür, dass der Kraftanstieg bei dieser Bewegung abgemildert wird, um den Impuls beim Auftreffen der Anschlagfläche 56 bzw. 71 auf die zugeordnete Ringstufe 32 bzw. 41 zu reduzieren. Dadurch wir die Belastung der Magnetschlusshülse 21 verringert und eine Geräuschdämpfung erreicht. Die vollständige Offenstellung des Magnetventils 10 bzw. der Ventilglieder 23, 24 ist erreicht, wenn die Anschlagflächen 56 bzw. 71 an der jeweils zugeordneten Ringstufe 32 bzw. 41 anliegen. Diese Stellung ist in 2 gezeigt.
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Die Erfindung betrifft ein Magnetventil 10 mit zwei unabhängig betätigbaren Magnetantrieben 12, 13. Jedem Magnetantrieb 12, 13 ist ein separates Ventilglied 23, 24 zugeordnet. Der erste Magnetantrieb 12 weist einen in einem ersten Axialabschnitt 27 der Magnetschlusshülse 21 axial verschiebbar geführten ersten Anker 48 auf. Der zweite Magnetantrieb 13 weist einen zweiten Anker 64 auf, der in einem zweiten Axialabschnitt 31 der Magnetschlusshülse 21 geführt ist. Die beiden Anker 48, 64 sind in Axialrichtung A mit Abstand zueinander in der Magnetschlusshülse 21 angeordnet. Der erste Axialabschnitt 27 weist einen ersten Innendurchmesser D1 auf. Der zweite Axialabschnitt weist einen geringeren zweiten Innendurchmesser D2 auf. Zwischen den beiden Axialabschnitten 27, 31 ist eine erste Ringstufe 32 gebildet. Das dem zweiten Axialabschnitt 31 abgewandte Ende des ersten Axialabschnitts 27 bildet eine Montageöffnung 22 der Magnetschlusshülse 21. Ausgehend von der Montageöffnung 22 entspricht der Innendurchmesser der Magnetschlusshülse 21 bis zu dem der Montageöffnung 22 entgegengesetzten Ende des zweiten Axialabschnitts 31 zumindest dem zweiten Innendurchmesser D2 des zweiten Axialabschnitts 31.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Magnetventil
- 11
- Ventilgehäuse
- 12
- erster Magnetantrieb
- 13
- zweiter Magnetantrieb
- 14
- Außenhülse
- 15
- Deckel
- 16
- Trennwand
- 17
- Aufnahmeraum
- 18
- Magnet
- 20
- Durchgangsöffnung
- 21
- Magnetschlusshülse
- 22
- offenes Ende/Montageöffnung
- 23
- erstes Ventilglied
- 24
- zweites Ventilglied
- 27
- erster Axialabschnitt v. 21
- 28
- erster Ring
- 29
- erstes hülsenförmiges Teil
- 30
- zweites hülsenförmiges Teil
- 31
- zweiter Axialabschnitt
- 32
- erste Ringstufe
- 33
- erste Fase
- 34
- zweite Fase
- 35
- Kante
- 39
- zweiter Ring
- 40
- Endakappe
- 41
- zweite Ringstufe
- 42
- Kante
- 43
- dritte Fase
- 44
- Abstützfläche
- 48
- erster Anker
- 49
- äußeres Ende
- 50
- Topfboden
- 51
- Dichtring
- 52
- Ringflansch
- 53
- erste Schraubenfeder
- 54
- Betätigungsende v. 48
- 55
- Aussparung v. 48
- 56
- Anschlagfläche v. 48
- 57
- Einstich
- 59
- zentrale Ausnehmung
- 60
- Dichtungsanordnung
- 64
- zweiter Anker
- 65
- Lagereinrichtung
- 66
- Ankerstange
- 67
- Dichtring
- 68
- Sackloch v. 64
- 69
- Betätigungsende v. 64
- 70
- Aussparung v. 64
- 71
- Anschlagfläche v. 64
- 72
- Schraubenfeder
- 73
- Einstich
- 74
- Luftspalt
- A
- Axialrichtung
- L
- Längsachse
- D1
- erster Innendurchmesser
- D2
- zweiter Innendurchmesser
- D3
- dritter Innendurchmesser
