DE102013016548B3 - Movable armature of a solenoid valve and solenoid valve equipped with it - Google Patents
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Abstract
Es werden ein beweglichen Anker (2) eines Magnetventils (1) sowie ein mit einem solchen Anker (2) ausgestattetes Magnetventil (1) vorgeschlagen. Der bewegliche Anker (2) enthält einen zumindest partiell ferromagnetischen Ankerkörper (19), der mit mindestens einem einstückigen, aus einem Elastomermaterial bestehenden Dicht- und Federkörper (14, 15) bestückt ist. Dieser Dicht- und Federkörper (14, 15) vereinigt in sich ein zum Zusammenwirken mit einem Ventilsitz (12, 13) vorgesehenes Dichtelement (16) sowie Federmittel (18), die das Dichtelement (16) ständig an einen am Ankerkörper (19) ausgebildeten Anschlag (22) andrücken. Die Federmittel (18) ermöglichen eine Längenkompensation des Dichtelementes (16) im Falle eines Quellens, wobei der einstückige Aufbau des Dicht- und Federkörpers (14, 15) herstellungs- und montagetechnische Vorteile hat.A movable armature (2) of a solenoid valve (1) and a solenoid valve (1) equipped with such an armature (2) are proposed. The movable armature (2) contains an at least partially ferromagnetic anchor body (19), which is equipped with at least one integral, made of an elastomeric material sealing and spring body (14, 15). This sealing and spring body (14, 15) combined in a for cooperation with a valve seat (12, 13) provided sealing element (16) and spring means (18) which the sealing element (16) constantly formed on one of the anchor body (19) Press stop (22). The spring means (18) allow a length compensation of the sealing element (16) in the case of swelling, wherein the one-piece construction of the sealing and spring body (14, 15) has manufacturing and assembly technical advantages.
Description
Die Erfindung betrifft einen beweglichen Anker eines Magnetventils, mit einem zumindest partiell ferromagnetischen Ankerkörper, mit mindestens einem in dem Ankerkörper angeordneten, aus einem Elastomermaterial bestehenden Dichtelement, das in einer Betriebsstellung des Ankers unter Abdichtung an einen Ventilsitz des Magnetventils andrückbar ist, und mit zwischen dem Dichtelement und dem Ankerkörper wirkenden, das Dichtelement gegen einen am Ankerkörper angeordneten Anschlag andrückenden Federmitteln.The invention relates to a movable armature of a solenoid valve, with an at least partially ferromagnetic anchor body, with at least one arranged in the anchor body, consisting of an elastomeric sealing element which is pressed in an operating position of the armature under sealing to a valve seat of the solenoid valve, and with between the Sealing element and the anchor body acting, the sealing element against a stop arranged on the anchor body abutment spring means.
Die Erfindung betrifft ferner ein Magnetventil, mit mindestens einem Ventilsitz und mit einer Elektromagneteinrichtung, der ein beweglicher Anker zugeordnet ist, der einen zumindest partiell ferromagnetischen Ankerkörper aufweist, in dem ein aus einem Elastomermaterial bestehendes Dichtelement angeordnet ist, das in einer Betriebsstellung des Ankers unter Abdichtung an einen Ventilsitz des Magnetventils andrückbar ist, wobei zwischen dem Dichtelement und dem Ankerkörper das Dichtelement gegen einen am Ankerkörper angeordneten Anschlag andrückende Federmittel wirksam sind.The invention further relates to a solenoid valve, with at least one valve seat and with a solenoid device, which is associated with a movable armature having an at least partially ferromagnetic anchor body in which an existing elastomeric sealing element is arranged in an operating position of the armature under seal can be pressed against a valve seat of the solenoid valve, wherein between the sealing element and the anchor body, the sealing element against a stop arranged on the anchor body abutting spring means are effective.
Ein aus der
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen zu treffen, die der Problematik des Quellens von aus Elastomermaterial bestehenden Komponenten des beweglichen Ankers eines Magnetventils entgegentreten.The object of the invention is to take measures which counteract the problem of swelling elastomeric components of the movable armature of a solenoid valve.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem beweglichen Anker der eingangs genannten Art vorgesehen, dass auch die Federmittel aus einem Elastomermaterial bestehen und gemeinsam mit dem Dichtelement zu einem aus Elastomermaterial bestehenden einstückigen Dicht- und Federkörper zusammengefasst sind.To achieve this object, it is provided in a movable armature of the type mentioned that the spring means are made of an elastomeric material and combined together with the sealing element to a one-piece elastomeric material sealing and spring body.
Die Aufgabe wird sowohl bei einem beweglichen Anker als auch bei einem Magnetventil der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass auch die Federmittel aus einem Elastomermaterial bestehen und gemeinsam mit dem Dichtelement zu einem aus Elastomermaterial bestehenden einstückigen Dicht- und Federkörper zusammengefasst sind.The object is achieved in both a movable armature and a solenoid valve of the type mentioned above in that the spring means are made of an elastomeric material and are combined together with the sealing element to a one-piece elastomeric material sealing and spring body.
Die das Dichtelement mit dem Ankerkörper verspannenden Federmittel erlauben dem aus Elastomermaterial bestehenden Dichtelement eine auf ein Quellen zurückzuführende Volumenvergrößerung, ohne den Ankerhub und mithin den in einer von einem Ventilsitz abgehobenen Stellung freigebbaren Kanalquerschnitt eines Fluidkanals zu beeinträchtigen. Die durch eine Quellung bedingte Längenänderung des Dichtelementes wird durch die Federmittel kompensiert, die entsprechend nachgeben. Die für die Dichtwirkung erforderliche Relativposition zwischen dem Dichtelement und dem Ankerkörper wird dabei nicht beeinträchtigt, weil der Ankerkörper nach wie vor durch die Federmittel an den am Ankerkörper angeordneten Anschlag angedrückt wird. Besonders vorteilhaft bei der Erfindung ist die einstückige Ausgestaltung des Dichtelementes und der Federmittel, die Bestandteile eines aus Elastomermaterial bestehenden einstückigen kombinierten Dicht- und Federkörper sind. Auf diese Weise sind die Herstellung und die Montage des Ankers erheblich vereinfacht. Der Dicht- und Federkörper kann als Baueinheit in einem einheitlichen Fertigungsvorgang hergestellt und ebenfalls als Baueinheit in einem einheitlichen Montagevorgang mit dem Ankerkörper zu dem Anker vereinigt werden. Die integrierte Bauweise des Dicht- und Federkörpers ermöglicht auch die Realisierung sehr kleiner Abmessungen, was die Verwendung selbst bei sehr klein bauenden Magnetventilen mit sehr klein bauenden Ankertypen gestattet. Die Erfindung kann beispielsweise in Verbindung mit als Stabanker oder als Plattenanker oder als Klappanker ausgebildeten Ankern realisiert werden. Besonders auch bei Plattenankern erweist sich die kompakte Baugröße des Dicht- und Federkörpers als vorteilhaft, da der Ankerkörper eines Plattenankers in der Regel sehr flach baut und somit nur wenig Einbauraum für einen Dicht- und Federkörper zur Verfügung steht. The spring means which clamps the sealing element with the anchor body allow the sealing element made of elastomeric material to increase the volume to be attributed to swelling, without impairing the armature stroke and consequently the channel cross-section of a fluid channel that can be released in a position lifted from a valve seat. The conditional by a swelling change in length of the sealing element is compensated by the spring means, which yield accordingly. The required relative to the sealing effect relative position between the sealing element and the anchor body is not affected, because the anchor body is still pressed by the spring means on the arranged on the anchor body stop. Particularly advantageous in the invention is the one-piece design of the sealing element and the spring means which are components of an integral elastomeric material combined sealing and spring body. In this way, the manufacture and assembly of the armature are considerably simplified. The sealing and spring body can be manufactured as a unit in a single manufacturing process and also combined as a unit in a single assembly process with the anchor body to the anchor. The integrated design of the sealing and spring body also allows the realization of very small dimensions, which allows the use even with very small-sized solenoid valves with very small-sized anchor types. The invention can be realized, for example, in conjunction with anchors designed as bar anchors or as panel anchors or as hinged anchors. Especially with plate anchors, the compact size of the sealing and spring body proves to be advantageous because the anchor body of a plate anchor usually builds very shallow and thus there is little installation space for a sealing and spring body available.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.Advantageous developments of the invention will become apparent from the dependent claims.
Der einstückige Dicht- und Federkörper weist zweckmäßigerweise eine Längsachse auf, wobei an dem Dichtelement eine Dichtfläche ausgebildet ist, die in Achsrichtung der genannten Längsachse orientiert ist und die dazu dient, zum Absperren einer Kanalverbindung des Magnetventils an einen Ventilsitz des Magnetventils angedrückt zu werden. Die in den Dicht- und Federkörper integrierten Federmittel sind auch in der Achsrichtung der genannten Längsachse wirksam.The one-piece sealing and spring body expediently has a longitudinal axis, wherein a sealing surface is formed on the sealing element, which is oriented in the axial direction of said longitudinal axis and which serves to be pressed against a valve seat of the solenoid valve for shutting off a channel connection of the solenoid valve. The spring means integrated into the sealing and spring body are also effective in the axial direction of said longitudinal axis.
Das in dem Dicht- und Federkörper integrierte Dichtelement hat zweckmäßigerweise in der Achsrichtung der Längsachse des Dicht- und Federkörpers eine geringere Elastizität als die ebenfalls in den Dicht- und Federkörper integrierten Federmittel. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass die Federmittel aufgrund ihrer größeren Elastizität gezielt nachgeben können, wenn das Dichtelement aufgrund einer Quellung und seiner Abstützung an dem Anschlag des Ankerkörpers eine Längung erfährt.The integrated in the sealing and spring body sealing element has expediently in the axial direction of the longitudinal axis of the sealing and spring body has a lower elasticity than the spring means also integrated into the sealing and spring body spring means. In this way it is ensured that the spring means can give targeted due to their greater elasticity when the sealing element undergoes an elongation due to swelling and its support to the stop of the anchor body.
Die Federmittel sind insbesondere so ausgebildet, dass sie in der Achsrichtung der Längsachse des Dicht- und Federkörpers kragenförmig von dem Dichtelement wegragen. Insbesondere in diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, wenn die Federmittel hülsenförmig oder ringförmig strukturiert sind. Es besteht auch die Möglichkeit, die Federmittel so auszubilden, dass sie unter Bildung einzelner Federabschnitte segmentiert sind. Beispielsweise können die Federmittel rings um die Längsachse des Dicht- und Federkörpers herum segmentiert sein und aus einzelnen, in der Umfangsrichtung mit Abstand zueinander angeordneten Federsegmenten bestehen, die einstückig mit dem Dichtelement ausgebildet sind, um den einstückigen Dicht- und Federkörper zu bilden.The spring means are in particular designed so that they project in the axial direction of the longitudinal axis of the sealing and spring body like a collar of the sealing element. In particular, in this context, it is advantageous if the spring means are structured sleeve-shaped or annular. It is also possible, the spring means in such a way that they are segmented to form individual spring sections. For example, the spring means can be segmented around the longitudinal axis of the sealing and spring body and consist of individual, in the circumferential direction with spaced-apart spring segments, which are integrally formed with the sealing element to form the one-piece sealing and spring body.
Das Dichtelement besteht zweckmäßigerweise aus Vollmaterial. Auf diese Weise verfügt es über eine besonders hohe Steifigkeit im Vergleich zu dem weniger steifen, die Federmittel bildenden Abschnitt des Dicht- und Federkörpers.The sealing element is suitably made of solid material. In this way, it has a particularly high rigidity compared to the less stiff, the spring means forming portion of the sealing and spring body.
Je nach Ausgestaltung kann der Ankerkörper mit nur einem oder mit mehreren voneinander unabhängigen Dicht- und Federkörpern ausgestattet sein. Mehrere Dicht- und Federkörper sind insbesondere so in dem Ankerkörper angeordnet, dass sie mit unterschiedlichen Ventilsitzen eines Magnetventils kooperieren können, insbesondere abwechselnd derart, dass jeweils einer der Dicht- und Federkörper unter Abdichtung an einem Ventilsitz anliegt, während der jeweils andere Dicht- und Federkörper von dem ihm zugeordneten Ventilsitz abgehoben ist.Depending on the configuration, the anchor body may be equipped with only one or more independent sealing and spring bodies. A plurality of sealing and spring bodies are arranged in particular in the anchor body, that they can cooperate with different valve seats of a solenoid valve, in particular alternately such that each one of the sealing and spring body rests sealingly against a valve seat, while the respective other sealing and spring body is lifted from the associated valve seat.
Zugunsten einer einfachen Montage ist der Dicht- und Federkörper zweckmäßigerweise in einer sacklochartigen Ausnehmung des Ankerkörpers aufgenommen und wird durch den mit dem Dichtelement kooperierenden Anschlag in der Ausnehmung gehalten. Bevorzugt handelt es sich bei dem Anschlag um mindestens einen an dem Ankerkörper angeordneten und eine Öffnung der Ausnehmung begrenzenden Radialvorsprung, bei dem es sich vorzugweise um einen ringförmigen Vorsprung handelt.In favor of a simple assembly of the sealing and spring body is suitably received in a blind hole-like recess of the anchor body and is held by the cooperating with the sealing element stop in the recess. Preferably, the stop is at least one arranged on the anchor body and an opening of the recess defining radial projection, which is preferably an annular projection.
Bei einer besonders einfachen Ausgestaltung ist der Ankerkörper einteilig ausgebildet. Darüber hinaus besteht aber auch die vorteilhafte Möglichkeit eines mehrteiligen Aufbaus des Ankerkörpers, insbesondere derart, dass er einen die Ausnehmung zur Aufnahme eines Dicht- und Federkörpers definierenden Hauptkörper aufweist und darüber hinaus einen separaten Anschlagkörper, der den mit dem Dichtelement kooperierenden Anschlag definiert und der auf geeignete Weise an dem Hauptkörper befestigt ist.In a particularly simple embodiment, the anchor body is integrally formed. In addition, however, there is also the advantageous possibility of a multi-part construction of the anchor body, in particular such that it has a recess for receiving a sealing and spring body defining the main body and beyond a separate stop body which defines the cooperating with the sealing element stop and on suitable manner is attached to the main body.
Der Hauptkörper kann mit mehreren Anschlagkörpern versehen sein, um gleichzeitig mehrere Dicht- und Federkörper festzuhalten. Es besteht aber auch die Möglichkeit, den Hauptkörper mit zwei Dicht- und Federkörpern auszustatten, von denen nur einer mittels eines separaten Anschlagkörpers fixiert wird, während der andere Dicht- und Federkörper durch einen einstückig mit dem Hauptkörper ausgebildeten Anschlag gehalten wird. The main body may be provided with a plurality of stopper bodies to simultaneously hold a plurality of sealing and spring body. But it is also possible to equip the main body with two sealing and spring bodies, of which only one is fixed by means of a separate stop body, while the other sealing and spring body is held by a stop integrally formed with the main body.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. In this show:
Aus der Zeichnung ist ein insgesamt mit Bezugsziffer
Im Folgenden wird in der Regel nur der Begriff „Anker” verwendet, obgleich damit auch die Funktion des Ankers
Der Anker
Das Magnetventil
Die Grundeinheit
Unter den Ventilkanälen
Die Anzahl der durch den Anker
Der Anker
Der Anker
Bei einer Ausgestaltung als 2/2-Wegeventil des Magnetventils
Jedem Ventilsitz
Jeder Dicht- und Federkörper
Außer den beiden einstückigen, gummielastischen Dicht- und Federkörpern
Bei der Umschaltbewegung
Um den Dicht- und Federkörper
Der Dicht- und Federkörper
In vorteilhafter Weise bestehen die Federmittel
Die Federmittel
Vorzugsweise hat der Dicht- und Federkörper
Zur Abstützung bezüglich des Ankerkörpers
In der aus der Zeichnung ersichtlichen ersten Betriebsstellung ist der Anker
In der zweiten Betriebsstellung sind die Verhältnisse gerade umgekehrt. Hier liegt dann der zweite Dicht- und Federkörper
Um die angestrebte Abdichtqualität zu erhalten, wird der Anker
Andererseits sind die Federmittel
Somit wird trotz der Quellung des Dichtelementes
Um die gewünschte Funktionalität zu erhalten, ist das Dichtelement
Beim Ausführungsbeispiel ist das Dichtelement
Die Federmittel
Vorzugsweise sind die Federmittel
Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn die als Hülsen- oder Ringstruktur ausgebildeten Federmittel
Es versteht sich, dass insbesondere die Federmittel
Aufgrund der einstückigen Bauweise können der Dicht- und Federkörper
Alternativ hierzu besteht auch die Möglichkeit, den Anschlag
Vorzugsweise bestehen sowohl der Hauptkörper
Die Grundeinheit
Die Elektromagneteinrichtung
Der erste Ventilsitz
Um die Spulenanordnung
Zweckmäßigerweise sind die magnetische Rückschlusseinrichtung
Zur Montage ist die Betätigungseinheit
In der ersten Betriebsstellung wird also die Haltekraft für den Anker
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