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Die
Erfindung betrifft ein Hydraulikventil, insbesondere für Reinigungsmaschinen,
das enthält
ein
Ventilgehäuse,
in dem zwischen einem Eingangsanschluss und einem Ausgangsanschluss
für die Flüssigkeit
ein Sitz eines Hauptventils ausgebildet ist, der normalerweise durch
einen Membranverschluss verschlossen ist, welcher mit einer engen Bohrung
versehen ist, die den Durchtritt der Flüssigkeit von dem Eingangsanschluss
zu einer nach dem erwähnten
Verschlussorgan angeordneten Steuerkammer ermöglicht,
ein Magnetsteuerventil,
zu dem ein Ventilsitz gehört, der
zwischen der erwähnten
Steuerkammer und einem Auslasskanal ausgebildet ist, welcher mit
dem Ausgangsanschluss verbunden ist, und durch ein zweites Verschlussorgan
normalerweise verschlossen ist, das in der erwähnten Steuerkammer beweglich
ist und mit einem Teil aus magnetischem Material ver bunden ist,
das durch die Erregung einer Spule verschiebbar ist und dadurch
die Öffnung
des Magnetsteuerventils bewirkt, wobei die Spule einen Magnetkreis
erzeugt, der sich zumindest teilweise in unmittelbarer Nachbarschaft
zu dem erwähnten
beweglichen Teil erstreckt.
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Aus
der FR 1380281 ist ein pilotgesteuertes Ventil bekannt, welches
umfasst: einen Ventilkörper mit
einem Ventilsitz, einem zu dem Ventilsitz hinführenden Einlass, einen von
dem Ventilsitz wegführenden
Auslass, eine durch den Ventilkörper
gelagerte Membran, welche derart angeordnet ist, dass sie mit dem
Ventilsitz zusammenwirkt, um eine Strömung zwischen dem Einlass und
dem Auslass zu unterbrechen, eine in dem Ventilkörper über der Membran ausgebildete
Kammer, eine Zusatzöffnung
in der Membran, um von dem Einlass aus bei im Wesentlichen dem Einlassdruck
Fluid in die Kammer einzuleiten, um die Membran auf dem Ventilsitz
zu schließen, sowie
einen Steuerkanal in dem Ventilkörper,
welcher von der Kammer zu dem Auslass führt, um Fluid von der Kammer
abzulassen, um der Membran ein Öffnen
zu gestatten, wobei der Kanal darin einen Pilot-Steueranschluss aufweist. Ein Mittel
zum Öffnen und
Schließen
dieses Anschlusses, um dadurch den Betrieb der Membran relativ zum
Ventilsitz zu steuern, umfasst einen Steuerhohlraum, welcher in
dem Ventilkörper
ausgebildet ist, eine Solenoidspule, welche dem Hohlraum benachbart,
jedoch außerhalb desselben
angeordnet ist, einen länglichen
klappenartigen Anker, welcher in dem Steuerhohlraum derart angeordnet
ist, dass er eine elastische Scheibe zum Schließen des Anschlusses aktiviert,
sowie eine Blattfeder, welche an einem Ende durch das Ventil gelagert
ist und den Anker an einem Ende lagert, wobei der Anker mit dem
Anschluss an einem benachbarten Ende desselben in Eingriff ist und
einen Versatzabschnitt aufweist, welche von dem Anschluss entfernt
angeordnet ist. Der Versatzabschnitt ist dem Dach des Hohlraums
und der Feder unmittelbar benachbart angeordnet, welche Feder an
dem Versatzabschnitt vorbei verläuft,
so dass sie mit dem Anker in Eingriff ist, wobei die Feder im Normalzustand
den Anker in Eingriff mit dem Anschluss vorspannt, um diesen zu
schließen.
Weiterhin ist die Spule derart angeordnet, dass sie den Anker bei
Bestromung von dem Anschluss weg verstellt, um dadurch den Anschluss
zu öffnen
und den Fluiddruck über
der Membran des Ventils ablässt.
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Aus
der Druckschrift GB 2179426A ist eine Pilot-unterstützte Solenoidanordnung
bekannt, welche ein in den Schließzustand vorgespanntes Pilotventil
umfasst, das über
eine Totgangverbindung mit dem Anker eines Solenoids verbunden ist,
um einen Pilot-Ablasskanal zu steuern. Der Anker ist mit dem Hauptventil
durch eine Lüftfeder
verbunden. Der Pilot-Ablasskanal ist unbeweglich in dem Ventilgehäuse vorgesehen,
um eine Vibration des Hauptventils beim Schließen zu unterdrücken. Im
Betrieb bewirkt eine Bestromung des Solenoids, dass der Anker versucht,
das Hauptventil zu öffnen.
Falls dies durch Überdruck
in einer Druckkammer hinter dem Ventil verhindert wird dehnt eine
fortgesetzte Bewegung des Ankers eine Feder und bewirkt, dass der
Ankerrand das Pilotventil von seinem Sitz aus anhebt, wodurch der
Druck durch den Pilot-Ablasskanal hindurch verringert wird, um der
Feder zu ermöglichen, dass
Hauptventil zu öffnen.
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Schließlich ist
aus der JP 60065978A ein Gas-Unterbrechungsventil bekannt, mit einem Drei-Wege-Solenoidventil,
welches abhängig
von einem äußeren Signal,
wie etwa einem Alarmsignal, um eine Lagerwelle verschwenkt werden
kann. Das Drei-Wege-Solenoidventil ist integral mit einem Ventilkörper ausgebildet,
welcher durch eine Membran in eine obere und eine untere Kammer
unterteilt ist.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hydraulikventil
der eingangs beschriebenen Art bereitzustellen, welches bei geringen
Kosten hergestellt werden kann, und welches trotz der kostengünstigen
Herstellungsweise einen sicheren Durchlass bzw. eine sichere Unterbrechung
einer Strömung
zwischen Einlass und Auslass des Ventils gewährleistet.
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Diese
Aufgabe wird bei dem Eingangs genannten Hydraulikventil dadurch
erreicht, dass der Magnetkreis einen festen Magnetkern enthält, der
im Inneren der Spule angeordnet und mit zwei Polschuhen verbunden
ist, deren jeweilige Enden an dem vorerwähnten beweglichen Teil anliegen
und in einer zur Bewegungsrichtung des beweglichen Teils im wesentlichen
senkrechten Ebene einander zugewandt gegenüberliegen,
wobei zwischen
den erwähnten
Enden der Polschuhe und der Steuerkammer eine dünne elektrisch isolierende
Schichte eingefügt
ist und
das bewegliche Teil sich überwiegend in einer im wesentlichen
zu den erwähnten
Enden der Polschuhe des Magnetkreises parallelen Ebene erstreckt.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden
ausführlichen
Beschreibung hervor, in der anhand der beigefügten Zeichnung in der ein erfindungsgemäßes servogesteuertes
Hydraulikventil im Schnitt dargestellt ist, ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung näher
erläutert wird.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiels
enthält
ein Hydraulikventil 1 ein Ventilgehäuse 2 beispielsweise
aus Kunststoff mit einem Eingangsanschluss 3 und einem
Ausgangsanschluss 4 für
die Flüssigkeit.
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Zwischen
diesen Anschlüssen
ist im Ventilgehäuse 2 ein
Sitz 5 eines Hauptventils vorhanden, der normalerweise
durch ein als Membran ausgebildetes Verschlussorgan 6 verschlossen
ist, dessen Umfangsbereich 7 zwischen einer ringförmigen innenliegenden
Schulter 8 des Ventilgehäuses 2 und dem unteren
Ende eines Formteils 9 eingespannt ist, das im Inneren
eines rohrförmigen
Fortsatzes 10 des Ventilgehäuses 2 angeordnet
ist.
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In
dem außerhalb
des Ventilsitzes 5 befindlichen Teil des Verschlussorgans 6 ist
eine enge Bohrung 11 vorgesehen, die den Durchtritt der
vom Eingangsanschluss kommenden Flüssigkeit zu einer nach diesem
Verschlussorgan gelegenen Steuerkammer 12 ermöglicht.
Die Steuerkammer 12 befindet sich insbesondere im Inneren
des rohrförmigen Fortsatzes 10 des
Ventilgehäuses 2.
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Das
Verschlussorgan 6 liegt normalerweise an dem Sitz 5 des
Hauptventils an, so dass das Ventil 1 insgesamt zur Art
der normalerweise geschlossenen Ventile gehört.
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Das
Formteil 9 ist in der Steuerkammer 12 angeordnet.
Dieses Formteil ist im wesentlichen zylindrisch und rohrförmig ausgebildet
und weist eine in Querrichtung verlaufende. Zwischenwand 13 auf,
in der sich eine Mittelbohrung 14 befindet. In diesem Formteil
und insbesondere in seiner in Querrichtung verlaufenden Zwischenwand 13 ist
oben ein Ventilsitz 15 ausgebildet, und zwar um das obere
Ende einer Durchgangsbohrung 16 herum, die mit einem in Längsrichtung
verlaufenden Kanal 17 in Verbindung steht, der am Umfang
des Formteils 9 vorgesehen ist. Das untere Ende dieses
Kanals 17 liegt einer Durchgangsöffnung 18 gegenüber und
steht mit dieser in Verbindung, wobei die Durchgangsöffnung 18 in
einer Wand des Ventilgehäuses 2 vorgesehen
ist und unten in den dem Sitz 5 des Hauptventils nachgeschalteten
Ausgangsanschluss 4 mündet.
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In
der Steuerkammer 12 ist im Inneren des Formteils 9 und
oberhalb der Querwand 13 dieses Formteils ein aus magnetischem
Material bestehendes Teil 19 angeordnet, das ein Verschlussorgan 20 trägt, welches
mit dem Ventilsitz 15 zusammenwirkt.
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Über dem
oberen Ende des rohrförmigen Fortsatzes 10 des
Ventilgehäuses 2 und über dem entsprechenden
oberen Ende des Formteils 9 ist eine elektrisch isolierende
Schicht 21 angebracht, die zweckmäßigerweise aus einer Vielzahl
von dünnen Blättern aus
elektrisch isolierendem Material, beispielsweise Mylar (Handelsmarke
für eine
Polyesterfolie), besteht. Diese Schicht weist insgesamt eine sehr
geringe Dicke auf, beispielsweise 0,15 mm.
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Oberhalb
der isolierenden Trennschicht 21 ist eine Steuerspule 22 angeordnet,
die in einem isolierenden Gehäuse 23 gekapselt
ist, das beispielsweise aus Kunstharz besteht. In diesem Gehäuse 23 ist
eine axiale mittige Durchgangsöffnung 24 ausgebildet,
in der ein fester Magnetkern 25 angeordnet ist.
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Die
Enden des Kerns 25 stehen aus der Spule 22 und
aus deren Gehäuse
vor und sind mit entsprechenden, im wesentlichen L-förmigen Polschuhen 26 und 27 verbunden.
Diese Polschuhe weisen Enden 26a bzw. 27a auf,
die sich so oberhalb der Isolierschicht 21 erstrecken,
dass sie einander zugewandt sind und einander gegenüberliegen
in einer Ebene, die im wesentlichen rechtwinklig zur Bewegungsrichtung
des beweglichen Teils 19 und des dazugehörigen Verschlussorgans 20 verläuft.
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Eine
Schraubenfeder 28 ist zwischen der Isolierschicht 21 und
dem Verschlussorgan 20 angeordnet, um letzteres an den
Sitz 15 anzudrücken.
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Das
bewegliche Teil 19 erstreckt sich überwiegend in einer zu den
Enden 26a und 27a der Polschuhe 26 und 27 im
wesentlichen parallelen Ebene, und zwar in geringem Abstand von
der Isolierschicht 21. Dieser Abstand liegt beispielsweise
in der Größenordnung
von 0,3–0,5
mm.
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Der
Ventilsitz 15, das dazugehörige Verschlussorgan 20,
das bewegliche Teil 19, die Spule 22, der Kern 25 und
die dazugehörigen
Polschuhe 26 und 27 bilden in ihrer Gesamtheit
ein Steuerventil für die
Servosteuerung des Öffnens
des Hauptventils, zu dem der Ventilsitz 5 und der entsprechende
Membranverschluss 6 gehören.
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Bei
der geschilderten Ausführungsform
sind die Spule 22 und der dazugehörige feste Kern 25 so angeordnet,
dass ihre Achse im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung
des beweglichen Teils 19 und des dazugehörigen Verschlussorgans 20 ausgerichtet
ist.
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Die
Achse des Sitzes 15 des Magnetsteuerventils verläuft im wesentlichen
parallel und versetzt zur Achse des Sitzes 5 des Hauptventils.
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Auch
das Magnetsteuerventil gehört
zu den normalerweise geschlossenen Ventilen, da bei entregter Spule 22 die
Feder 28 bewirkt, dass das Verschlussorgan 20 stets
gegen den Sitz 15 gedrückt wird.
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Das
vorbeschriebene Ventil kann beispielsweise als Ventil für die Überwachung
der Wassereinleitung aus dem Wasserver sorgungsnetz in eine Reinigungsmaschine,
wie etwa eine Waschmaschine oder eine Geschirrspülmaschine, eingesetzt werden.
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Der
Eingangsanschluss ist beim Gebrauch mit dem Wasserversorgungsnetz
verbunden, von dem er das Druckwasser erhält. Durch die enge Bohrung 11 des
als Membran ausgebildeten Verschlussorgans 6 gelangt das
Druckwasser von dem Eingangsanschluss 3 in die Steuerkammer 12.
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In
der Ruhelage liegt das Verschlussorgan 6 an dem Ventilsitz 5 an,
und auch das Verschlussorgan 20 schließt gegen den Ventilsitz ab.
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Wenn
Wasser in die mit dem Ausgangsanschluss 4 des Ventils verbundene
Reinigungsmaschine eingespeist werden soll, wird die Spule 22 erregt.
Infolge des durch diese Spule fließenden Stroms entsteht in dem
Kern 25, in den dazugehörigen
Polschuhen 26 und 27 und in dem beweglichen Teil 19,
das gegen die Wirkung der Feder 28 in Richtung auf diese
Polschuhe angezogen wird, ein magnetischer Fluss. Das Verschlussorgan 20 entfernt sich
auf diese Weise von dem Ventilsitz 15, und das in der Steuerkammer 12 enthaltene
Druckwasser fließt
durch die Auslasskanäle 16 und 18 zum
Ausgangsanschluss 4 ab. Durch diesen Abfluss ergibt sich
ein Druckabfall in der Steuerkammer 12, so dass der Druck über dem
Membranverschluss 6 geringer wird als der Druck, der auf
die Unterseite dieses Verschlussorgans von dem in den Eingangsanschluss 3 eingeleiteten
Druckwasser ausgeübt
wird. Das als Membran ausgebildete Verschlussorgan 6 wird
also angehoben, so dass es sich von dem Sitz 5 des Hauptventils
entfernt und auf diese Weise den Durchtritt des Wassers von dem
Eingangsanschluss 3 zu dem Ausgangsanschluss 4 ermöglicht.
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Wird
die Spule 22 entregt, so bringt die Druckfeder 28 das
Verschlussorgan 20 wieder in die Lage, in der es den Ventilsitz 15 abschließt. In der Steuerkammer 12 sammelt
sich wiederum Druckwasser an, und nach kurzer Zeit bewirkt der auf
die obere Oberfläche
des als Membran ausgebildeten Verschlussorgans 6 einwirkende
Druck, dass dieses neuerlich gegen den Sitz 5 des Hauptventils
gedrückt wird.
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Der
Wasserstrom vom Eingangsanschluss 3 zum Ausgangsanschluss 4 wird
auf diese Weise unterbrochen.
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Bei
gleichbleibendem Erfindungsgedanken können selbstverständlich die
Ausführungsformen und
die Einzelheiten der Verwirklichung weitgehend von dem beschriebenen
und dargestellten Ausführungsbeispiel
abweichen.
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Das
Ventil (1) enthält
ein Ventilgehäuse
(2), in dem zwischen einem Eingangsanschluss (3)
und einem Ausgangsanschluss (4) ein Hauptventilsitz (5) ausgebildet
ist, der normalerweise durch ein als Membran ausgebildetes Verschlussorgan
(6) verschlossen ist. Mit dem Ventil (1) ist ein
Magnetsteuerventil verbunden, das einen zweiten Ventilsitz (15) enthält, der
zwischen einer Steuerkammer (12) und einem mit dem Ausgangsanschluss
(4) in Verbindung stehenden Auslasskanal (16–18)
ausgebildet und normalerweise durch ein zweites Verschlussorgan (20)
verschlossen ist, das in der Steuerkammer (12) beweglich
ist und mit einem magnetischen Teil (19) zusammenwirkt,
das durch die Erregung einer Spule (22) beweglich ist,
zu der ein Magnetkreis (25, 26, 27) gehört, der
sich wenigstens teilweise in der Nachbarschaft dieses beweglichen
Teils (19) erstreckt. Der Magnetkreis enthält einen
festen Kern (25) und zwei Polschuhe (26, 27)
mit jeweiligen Enden (26a, 27a), die an dem beweglichen
Teil (19) anliegen und in einer Ebene einander gegenüberliegen,
die im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung dieses beweglichen
Teils (19) verläuft.
Zwischen den Enden (26a, 27a) der Polschuhe (26, 27)
ist eine dünne elektrisch
leitende Schicht (21) eingefügt. Das bewegliche Teil (19)
erstreckt sich überwiegend
in einer zu diesen Enden (26a, 27a) der Polschuhe
(26, 27) parallelen Ebene.