DE2157522A1

DE2157522A1 - Dreiwege-druckluft-magnetventil

Info

Publication number: DE2157522A1
Application number: DE2157522A
Authority: DE
Inventors: Herbert Veh
Original assignee: Elektroteile GmbH Oberuhldingen
Current assignee: ETO Gruppe Technologies GmbH
Priority date: 1971-11-19
Filing date: 1971-11-19
Publication date: 1973-05-30
Also published as: DE2157522B2; US3814133A; DE2157522C3

Description

Elektroteile GmbH., 7772 Oberuhldingen (Bodensee)

Dreiwege-Druckluft-Magnetventil

Die Erfindung betrifft ein Dreiwege-Druckluft-Magnetventil mit zwei gegensinnig betätigbaren Ventilkörpern, mit druckdichtem Ankerraum und mit vom Magnetanker verschiebbaren Betätigungsglied.

Derartige Ventile, die zur Steuerung von Stellkolben aller Art benutzt werden, sind in vielfacher Ausführung bekannt geworden. Zwei verschiedene Gattungen solcher Ventile haben sich durchgesetzt:

Die arn weitesten verbreitete Ausführung besteht aus einem druckdichten Gleichstrom- oder Wechselstrommagneten mit ziehender Arbeitsweise, bei der die Entlüftungsseite im Magneten angeordnet ist. Der Magnetanker trägt die Dichtungs- und Pederelemente sowohl von der Belüftungsseite als auch von der Entlüftungsseite. Eine Handnotbetätigung wird im Luftteil auf der Belüftungsseite mittels eines Exzenterhebels oder ähnlicher Betätigungsglieder ausgeführt. Da die Dichtelemente im Magnetanker untergebracht sind, ist die Fertigung des Magnetankers relativ aufwendig. Bei "der Wechselstromausführung bestehen erhebliche Schwierigkeiten, die notwendige Haltekraft für brummfreies Arbeiten sicherzustellen. Im Magnetkern muß der Ventilsitz für die Entlüftung und der entsprechende Kurzsehlußring untergebracht werden. Die verbleibende Restfläche kann nur für brummfreie Haltekraft ausgenutzt werden und die's bedingt

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eine sorgfältige und brummfreie Fertigung, abgesehen davon, daß die Ankermasse entsprechend groß ist.

Bei der zweiten Gattung von Magnetventilen ist der Betätigungsmagnet nicht druckdicht und in drückender Arbeitsweise ausgeführt. Es handelt sich hier um einen reinen Betätigungsmagneten, der vom Luftteil getrennt ist. Dies ergibt eine einfache und billige Handnotbetätigung, jedoch ist das Dreiwegeluftventil relativ kompliziert aufgebaut. Da der Betätigungsstößel des Luftteiles gegenüber dem Magneten abgedichtet sein muß und weitere dynamische Dichtungen erforderlich sind, müssen viele Einzelbauteile vorgesehen werden und es ist eine hohe Betätigungskraft erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dreiwege-Drucklufp-Magnetventil in kompakter Bauart zu schaffen, das sowohl in Gleich^ ausführung als auch in Wechselstromausführung herstellbar ist und unter Vermeidung der den beiden bekannten Gruppen anhaftenden Nachteile deren Vorteile vereinigt.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem Dreiwege-Druckluft-Magnetventil der eingangs genannten Bauart dadurch gelöst, daß die beiden Ventilkörper in koaxial zueinander angeordneten Ventilhaltern geführt und federnd abgestützt sind und daß auf den einen Ventilhalter das Betätigungsglied des Elektromagneten einwirkt und dieser seine Bewegung auf den anderen Ventilhalter gegen Federkraft überträgt.

Die Bewegungsübertragung von dem einen Ventilhalter auf den anderen erfolgt gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung über an den koaxial zueinander liegenden Ventilhaltern angeordnete Füße, die in Bohrungen des Ventilgehäuses geführt sind (diese Bohrungen stehen nicht mit den Strömungsleitungen in Verbindung), wobei die Füße sich gegeneinander abstützen, so daß bei gleichsinniger Verschiebung das eine Ventil öffnet und das andere Ventil schließt. Da die vorzugsweise als Ventilteller ausgebildeten Ventil-

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körper innerhalb der buchsenförmig ausgebildeten Ventilhalter federnd abgestützt sind, ergibt sich eine Ventilbetätigung unabhängig von der Lage der Ventilhalter. Die beiden Ventilhalter sind voneinander identischer Gestalt und können beispielsweise durch Spritzen oder Pressen aus Kunststoff hergestellt werden. Die Ventilteller bestehen aus ausgestanzten Scheiben aus einem entsprechenden Dichtungsmaterial, beispielsweise einem unter der Bezeichnung "Vulkolan" oder "Perbunan" auf dem Markt befindlichen Material.

Bei den bekannten Ventikonstruktionen, bei denen der Elektromagnet nicht druckdicht ist, wird durch die Ventilbohrung durch einen Stift das Gegenelement betätigt. Dieses Konstruktionsmerkmal bedingt einen relativ großen Querschnitt des abzudichtenden Ventilsitzes, einen großen freien Durchgangsquerschnitt und Querschnitt des Betätigungsstößels. Dies erfordert hohe Betätigungskräfte und einen äxx. entsprechend großen Elektromagneten. Diese Nachteile werden durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Ventilhalters vermieden. Da sich die gegeneinander abstützenden Füße, die sich in fester Abhängigkeit gegenseitig beeinflussen, in ein und demselben Druckraum befinden, brauchen sie nicht gegenseitig abgedichtet zu werden. An die Qualität der Bohrungen, in denen die Füße laufen, brauchen daher keine besondere Ansprüche hinsichtlich der Toleranzen gestellt zu werden. Für die Funktion und Fertigung sind lediglich zwei Maße entscheidend, nämlich der Abstand der beiden Ventilsitze und die Länge der Füße der Ventilhalter. Diese Länge ist ohne Schwierigkeiten im Spritz- oder Preßverfahren einzuhalten. Ebenso ist eine genaue Abstandsanordnung der beiden Ventilsitze fertigungstechnisch sehr einfach.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Sehnittansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Dreiwege-Druckluft-Magnetventils in unerregter Schaltstellung,

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Pig. 2 eine der Fig.l entsprechende Schnittansicht in erregter

Schaltstellung des Magneten,

Fig. j5 einen Schnitt nach der Linie III-III gemäß Fig.2,
Fig. 4 in größerem Maßstab eine Schnittansicht eines Ventilhalters.

Das Ventilgehäuse 10 ist mit drei Druckluftanschlüssen P,R und A versehen, von denen die Anschlüsse P und R wahlweise und abwechselnd mit dem Anschluß A verbindbar sind. Ein solches Druckluftventil kann beispielsweise zur Einstellung eines Betätigungskolbens dienen. Dessen" Betätigungszylinder wird dann mit dem Anschluß A verbunden, während mit dem Anschluß P der Kompressor
oder eine sonstige Druckluftquelle in Verbindung gesetzt wird und der Anschluß R die Entlüftung bewirkt. In der Ruhestellung gemäß Fig. 1 ist die Entlüftungsverbindung zwischen A und R offen, die Verbindung zwischen P und A jedoch abgesperrt.

In der erregten Schaltstellung gemäß Fig.2 ist die Verbindung
zwischen P und A offen, während die Verbindung zwischen A und R geschlossen ist. Beim Auftreten eines Überdrucks kann unter
Kurzschließen des Anschlusses A eine Verbindung zwischen P und R hergestellt werden.

^zwischen dem Anschluß P und A befindet sich eine durch einen Ventilteller 12 absperrbare Düse 14 und zwischen den Anschlüssen A und R eine gleiche von einem Ventilteller 16 absperrbare Düse 18« Die Ventilteller 12 bzw. 16 sind je in einem topfförmig gestalteten Ventilhalter 20 bzw. 21 axial verschiebbar geführt und dieser Ventilhalter ist in Fig.4 in größerem Maßstab dargestellt. Jeder
Ventilhalter besteht aus einem Topf 22 und zwei diametral ansetzenden achsparallel verlaufenden runden Stützfüßen 24, die in Bohrungen 26 des Ventilgehäuses axial vaschieblich angeordnet sind und, wie aus Fig.3 ersichtlich, mit ihren Enden aneinanderliegen. Wie ersichtlich, sind Ventilhalter und die Ventile axial aufeinander

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ausgerichtet. Der Ventilteller 12 wird durch eine Schraubenfeder 28 gegen den mit einer Durchlaßöffnung ausgestatteten Topfgrund des Ventilhalters gedrückt, wobei sich diese Schraubenfeder 28 an einem Gewindestopfen 30 abstützt, der in eine Gewindebohrung des Ventilgehäuses eingeschraubt ist.

Der Ventilteller 1β ist durch eine Druckschraubenfeder 32 gegen den Topfboden vorgespannt und diese Feder stützt sich mit ihrem anderen Ende am Boden einer Kappe 34 auf, die in einer Gehäusebohrung 36 verschieblich ist, die auch den Ventilhalter 21 axial gleitbar führt. Der mit dem Ventilteller 12 zusammenwirkende Ventilhalter 20 ist axial verschieblich in einer Bohrung 38 geführt. Damit der Druck der Federn gleichmäßig auf den Ventilteller verteilt wird, ist zwischen Ventilteller und Feder eine Stahlscheibe " eingefügt.

An das Ventilgehäuse 10 ist das Magnetgehäuse ±50 angesetzt und an die Gehäusebohrung 36 schließt sich eine Bohrung 5I des Magnetgehäuses 50 an. In dieser Bohrung 51 ist ein Betätigungsstößel axial verschieblich geführt, der mit seinem vorderen Ende gegen die Kappe 34 stößt. Auf den Stößel 40 wirkt der Anker 42 des Elektromagneten ein und verschiebt diesen bei Erregung in Richtung des Pfeiles P. Der Raum, in dem der Anker 42 verschieblich ist, steht mit den die Ventilhalter führenden Bohrungen und dem Anschluß A in Verbindung.

Bei Betätigung des Magneten 42 voBchiebt dieser den Stößel 40 in Richtung des Pfeiles P und letzterer verschiebt über die Kappe 34 und den Magnethalter 21 den Magnethalter 20 gegen die Kraft der Feder 28. Die Kraft der Feder 28 ist größer als die Kraft der Feder 3/2, so daß nach Nachlassen der auf den Anker 42 wirkenden ^wagnetkraft die einzelnen Bauteile in die Stellung nach Fig.l zurückkehren.

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Eine Handnotbetätigung des Ventiles ist über den druckdicht im Gehäuse 50 eingesetzten Handknopf 52 möglich.

Die Abdichtungsseite der Ventilhalter ist mit einem konischen Ansatz 53 versehen, um den Strömungswiderstand möglichst klein zu halten.

Die Ventilhalter 20,21 bestehen zweckmäßigerweise aus Kurs tstoff und sind durch Spritzen oder Pressen hergestellt.

Das Ventil arbeitet wie folgt:

In der entregten Stellung des Elektromagneten (Fig.l) drückt die Feder 28 den Ventilteller 12 auf den Ventilsitz und schließt die Düse 14. Gleichzeitig wird der Ventilhalter 20 gemäß Fig.l nach unten vorgespannt und wirkt mit seinen Füßen gegen die Füße des Ventilhalters 21 und schiebt diesen unter Abhebung des Ventiltellers 16 und Zusammenpressung der Feder j52 nach unten und durch die Kraft der Feder 28 ist auch der Anker 42 des Elektromagneten in die aus Fig.l ersichtliche Stellung überführt. Hierbei ist der Anschluß A mit dem Anschluß R verbunden.

Bei Erregung des Elektromagneten wird der Anker 42 in Richtung des Pfeiles P verschoben und die Teile werden In die Stellung nach Fig.2 überführt, in der die Verbindung zwischen den Anschlüssen P und A hergestellt ist. In dieser Stellung drückt die Feder 32 den Ventilteller 16 auf seinen Ventilsitz, so daß die Düse 18 abgeschlossen ist, während der Ventilhalter 20 den Ventilteller 12 gegen die Wirkung seiner Schließfeder 28 formschlüssig abgehoben hat.

Auf diese Weise wird erreicht, daß die Betätigung der Ventilabdichtungsorgane außerhalb der Ventilsitze vorgenommen werden kann.

Patentansprüche

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Claims

- 7 Patent an sprüohe :

} Dreiwege-Druckluft-Magnetventil mit zwei gegensinnig betätigbaren Ventilkörpern, mit druckdichtem Ankerraum rand mit vom Magnetanker verschiebbaren Betätigungsglied, >

dadurch gekennzei chnet ,

daß die beiden Ventilkörper (12,16) in koaxial zueinander angeordneten Ventilhaltern (20,21) geführt und federnd (28,32) abgestützt sind, daß auf den einen Ventilhalter (21) das Betätigungsglied (40) einwirkt und daß dieser Ventilhalter (21) die Schaltbewegung formschlüssig auf den anderen Ventilhalter (20) gegen Federkraft (28) überträgt.
2. Ventil nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß die beiden Ventilhalter(20,21) aus einem topfförmigen die Ventilkörper (12,l6) führenden Abschnitt (22) mit Durchgangsloch und Stützfüßen (24) bestehen, die in achsparallelen Bohrungen des Ventilgehäuses geführt sind.
3. Ventil nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Ventilhalter (21) über eine Kappe (34) an dem BetätlgungsstH3-el (40) abgestützt ist.
4. Ventil nach Anspruch 3»

dadurch gekennzei chnet ,

daß die Ventilfeder (28) des anderen Ventilhalters (20) gehäusefest über einen Schraubstopfen (30) abgestützt ist.
5. Ventil nach den Ansprüchen 3 und 4,
dadurch gekennzeichnet,

daß die gehäusefest abgestützte Ventilfeder (28) stärker ist als die über die Kappe (34) am Betätigungsstößel (40) abgestützte Feder.

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6. Ventil nach den Ansprüchen 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß im Magnetgehäuse (50) koaxial zum Magnetanker (42) ein auf diesen einwirkender Handbetätigungsknopf (52) druckfest eingesetzt ist.
7. Ventil nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilhalter (20,21) mit einer zur Verringerung des Strömungswiderstandes konischen Durchgangsöffnung (53) ausgestattet sind.
8. Ventil nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützfüße (24) der Ventilhalter im Querschnitt kreisförmig ausgebildet und in kreisrunden Bohrungendes Ventilgehäuses geführt sind.
9. Ventil nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die einander identisch ausgebildeten Ventilhalter (20,21) aus Kunststoff gespritzt oder gepreßt sind.