DE2540751C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Mehrweg-Magnetventil der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.

Es sind zur Vakuumsteuerung oder zur Steuerung eines sich unter Druck befindlichen Strömungsmediums Magnetventile be­ kannt (DE-AS 12 39 537), bei denen ein Elektromagnet über einen beweglichen Anker das Öffnen und Schließen von Kanälen steuert. Hierbei weist der Anker an ihm ausgebildete Dichtungen auf, die eine entsprechende Form aufweisen, um das Verschließen der Öff­ nungen von Kanälen zu ermöglichen.

Es ist weiterhin ein Mehrweg-Magnetventil der eingangs genannten Art bekannt (DE-GM 19 63 666), bei denen der von dem Elektromagneten angetriebene bewegliche Anker die Be­ wegung eines Verschlußstückes steuert. Der bewegliche Anker wirkt hierbei über Stoßstifte auf ein scheibenförmig ausgebildetes Verschlußstück ein, das die Verbin­ dung der einzelnen Kanäle miteinander steuert. Die Abmessungen derrtiger bekannter Mehrweg-Magnetventile sind jedoch relativ groß und es sind in vielen Fällen Einstelleinrichtungen zur genauen Festlegung der Ruhe- und Betriebsposition des beweg­ lichen Ankers erforderlich. Daher eignen sich die bekannten Mehrweg-Magnetventile nicht ohne weiteres für eine Miniaturi­ sierung, insbesondere auch deshalb nicht, weil sie zum Teil eine relativ große Anzahl von Bauteilen aufweisen, die mitein­ ander verbunden werden müssen. Diese bekannten Mehrweg-Magnet­ ventile erfordern damit aufwendige Einstell- und Zu­ sammenbauarbeiten. Weiterhin münden die verschiedenen Kanäle zumeist in verschiedene Flächen des Ventilteils, so daß eine Aneinanderreihung derartiger Mehrweg-Magnetventile nicht möglich ist. Der Miniaturisierung steht weiterhin das Problem entgegen, daß die Magnetkräfte und damit der Elektromagnet um so kleiner sein kann, je genauer der Luftspalt zwischen dem festen und dem beweglichen Anker einstellbar ist. Diese Ein­ stellung ist jedoch bei den bekannten Mehrweg-Magnetventilen nicht ohne zusätzliche Einstelleinrichtungen möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mehrweg-Magnet­ ventil der eingangs genannten Art zu schaffen, das unter Ver­ wendung einer geringen Anzahl von Bauteilen und unter Fortfall komplizierter Einstellarbeiten eine Miniaturisierung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patent­ anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Mehrweg-Magnetven­ tils ist eine sehr weitgehende Miniaturisierung möglich, da alle Kanäle in ein- und derselben Außenseite des Ventilteils münden und keine Einstelleinrichtungen und Einstellschritte erforder­ lich sind, da durch das Zusammenpressen der Elektromagnet-Bau­ gruppe ein bestimmtes festes exaktes Maß zwischen der Grund­ fläche des Magnetgehäuses und dem Pol des festen Ankers erziel­ bar ist. Die Magnetspulenbaugruppe bildet damit eine in sich ge­ schlossene Einheit, die auf einfache Weise mit dem Ventilkörper verbindbar ist, ohne daß zusätzliche Maßnahmen für einen Tole­ ranzausgleich hinsichtlich des Luftspaltes und des Hubes des beweglichen Ankers erforderlich sind.

Es ist zwar bereits aus der eingangs genannten DE-AS 12 39 537 bekannt, zum Toleranzausgleich der Abmessungen eines Spulenkör­ pers und des diesen umgebenden Magnetgehäuses eine federelastische Schicht zwischen dem Spulenträger und dem Magnetgehäuse vorzu­ sehen, doch steht hierbei nicht die Festlegung des Hubs des beweglichen Ankers im Vordergrund, sondern es wird zum Zweck des Toleranzausgleichs eine elastische Vorspannung und Halterung des Spulenträgers in dem Magnetgehäuse erzeugt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt einer Ausführungsform eines Mehrweg- Magnetventils, wobei in der rechten Hälfte das Mehrweg- Magnetventil in nicht erregtem Zustand und in der linken Hälfte im erregten Zustand dargestellt ist,

Fig. 2 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht der Ausführungsform des Mehrweg-Magnetventils nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Ausführungsform des Mehrweg- Magnetventils nach Fig. 1,

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 nach Fig. 1,

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie 5-5 nach Fig. 2 und

Fig. 6 eine teilweise geschnittene Ansicht einer Ausführungsform des Verschlußstückes in größerem Maßstab.

Die in den Fig. 1-5 dargestellte Ausführungsform des Mehrweg- Magnetventils umfaßt eine Elektromagnet-Baugruppe A und einen Ventilteil B. Der Ventilteil B weist eine ebene Oberfläche auf, in die drei Kanäle münden, nämlich ein Einlaß-Kanal, ein zum Verbraucher führender Kanal und ein Rücklauf-Kanal. Ein scheibenförmiges Verschlußstück 4 ist frei beweglich, d. h. mit Spiel in einer im Ventilteil B vorgesehenen Aussparung gelagert und wirkt auf die Kanäle 1-3 ein, wie dies weiter unten näher erläutert wird. Die Aussparung 5 weist im Querschnitt betrachtet zwei diametral entgegengesetzt angeordnete Kanäle auf, um das Vorbeiströmen der Flüssigkeit zu ermöglichen.

Ein beweglicher Anker 18 übt unter dem Einfluß einer Rückführ­ feder 7 über Stoßstifte 8 eine Kraft auf das Verschlußstück 4 aus, wobei die Rückführfeder 7 das Verschlußstück 4 senkrecht in bezug auf den Einlaßkanal 1 und die Stoßstifte 8 mit Spiel in den im Ventilteil B enthaltenen Kanälen 9 bewegt (Fig. 4).

Die Elektromagnet-Baugruppe A weist ein Magnetgehäuse 10 auf, das auf einer Fläche 11 des Ventilteils B aufliegt. Ein Spulen­ träger 13 mit einer Wicklung 14 ist im Inneren des Magnetge­ häuses 10 befestigt, wobei zwischen der axialen Innenfläche des Magnetgehäuses 10 und der diesem zugewandten Fläche des Spulen­ trägers 13 eine Schicht 15 aus weichem Material vorgesehen ist. Der bewegliche Anker 18 ist im Inneren des Spulenträgers 13 geführt, wobei die Rückstellfeder 7 an einer Schulter 12 auf­ liegt (Fig. 2).

Der feste Anker 19 ist ebenfalls im Inneren des Spulenträgers 13 angeordnet. Der Hub des beweglichen Ankers 18 ist auf der rechten Seite in Fig. 1 mit der Bezugsziffer 20 be­ zeichnet.

Bei einer weiteren in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform ist das Verschlußstück 4 mit einer ringförmigen Scheibe 17 aus magnetischem Material versehen.

Die Öffnungen der Kanäle 1, 2, 3 können mit Hilfe dieses Ver­ schlußstückes 4 dicht abgeschlossen werden.

Das vorstehend beschriebene Mehrweg-Magnetventil arbeitet fol­ gendermaßen:

Im nicht erregten Zustand übt der bewegliche Anker 18 unter dem Einfluß der Rückführfeder 7 eine Kraft auf das Verschlußstück 4 aus, wodurch dieses Verschlußstück 4 gegen die Öffnung des Ein­ laßkanals 1 gepreßt wird, um diesen Kanal abzuschließen und da­ durch den Eintritt von unter Druck stehendem Strömungsmedium zu verhindern. Dagegen kann die Flüssigkeit unbehindert durch den zum Verbraucher führenden Kanal 2 bzw. den Rücklauf-Kanal 3 strömen.

In erregtem Zustand des Mehrweg-Magnetventils wird der beweg­ liche Anker 18 zum festen Anker 19 hin bewegt, mit dem Ergebnis, daß das Verschlußstück nicht mehr vom beweglichen Anker 18 be­ einflußt wird. Dagegen wird nun das Verschlußstück 4 unter dem Einfluß des Strömungsmitteldruckes in der Aussparung des Ventil­ teils nach oben bewegt, wodurch die Öffnung des Rücklauf-Kanals 3 von dem Verschlußstück 4 verschlossen wird. Durch die Kanäle 1 und 2 kann das Strömungsmedium bei dieser Stellung des Ver­ schlußstückes unbehindert strömen. Bei einer anderen nicht dar­ gestellten Ausführungsform kann eine eine geringere Federkraft als die Rückführfeder 7 aufweisende Feder in der Aussparung des Ventilteils zwischen dem Verschlußstück 4 und dem Sitz 1 ange­ ordnet werden, wobei diese Feder das Verschlußstück 4 nach oben bewegt, wenn sich das Mehrweg-Magnetventil im erregten Zustand befindet, wodurch die Öffnung des Rücklauf-Kanals 3 geschlossen wird, ohne daß das Vorhandensein eines Strömungsmitteldruckes notwendig wäre.

Die in der Aussparung vorhandenen Kanäle 6 (Fig. 5) ermöglichen ein unbehindertes Strömen des Strömungsmediums, wobei diese Ka­ näle entweder wie dargestellt in der Wand der Aussparung 5 oder an dem Verschlußstück 4 vorhanden sein können.

Die Betätigung des Verschlußstückes 4 in einer Richtung erfolgt also mit Hilfe eines durch den Einlaß-Kanal 1 strömenden Druck­ strömungsmediums und einer ringförmigen Scheibe 17 aus magneti­ schem Material, wenn der bewegliche Anker 18 unter dem Einfluß eines Magnetfeldes gegen den festen Anker 19 bewegt wird. Diese Bewegung kann unabhängig vom Vorhandensein eines Strömungs­ mitteldruckes erfolgen, wenn, wie oben beschrieben, in der Aus­ sparung eine Feder angeordnet wird.

In der anderen Richtung, die ein Schließen der Öffnung des Ein­ laß-Kanals 1 bewirkt, erfolgt die Verschiebung des Verschluß­ stückes 4 unter dem Einfluß der Rückführfeder 7, deren Kraft die entweder starr oder lose mit dem beweglichen Anker 18 verbunde­ nen Stoßstifte 8 beeinflußt, so daß diese in die Kanäle 9 einge­ zogen werden.

Bei der beschriebenen Ausführungsform des Mehrweg-Magnetventils bildet der Ventilteil B ein unabhängiges Element, welches von einer elektromagnetischen Baugruppe der vorstehend beschriebenen Art betätigt wird.

Die Elektromagnet-Baugruppe wird im Ventilteil B durch Einfüh­ ren des Magnetgehäuses 10 in diesen Ventilteil angeordnet, wo­ durch ein gegenseitiges axiales Ausrichten der beiden Bestand­ teile erreicht wird. Dieses Magnetgehäuse 10 ruht auf einer sich im Inneren des Ventilteils B befindlichen Schulter 11 und die gegenseitige Befestigung dieser beiden Baugruppen kann durch Leimen, Pressen oder andere Verfahren erfolgen.

Wie dies insbesondere aus Fig. 2 zu erkennen ist, ist bei der dargestellten Ausführungsform die Innenfläche des Spulenträgers 13 abgedichtet und sie dient als Führung für den beweglichen Anker der Elektromagnet-Baugruppe, wobei der Spulenträger eine Schulter 12 aufweist, die eine Anschlagfläche für die Rückführ­ feder des beweglichen Ankers 18 bildet. Die Flansche des Spulen­ trägers 13 sind so ausgebildet, daß sie das axiale Fluchten dieses Spulenträgers und des Magnetgehäuses 10 gewährleisten.

Weiterhin bewirkt die Schicht 15 aus weichem Material, daß die gesamte Baugruppe derart zusammendrückbar und fixierbar ist, daß sich ein bestimmtes festes exaktes Maß zwischen der Grund­ fläche des Magnetgehäuses 10 und dem Pol 16 des festen Ankers 19 ergibt, ohne daß zusätzliche Einstelleinrichtungen erforderlich sind. Nach der Einstellung kann die Magnetspulenbaugruppe so fixiert werden, daß der Abstand zwischen dem Pol 16 des festen Ankers 19 und der Grundfläche 11 des Magnetgehäuses 10 kon­ stant bleibt.

Claims (5)

1. Mehrweg-Magnetventil zusammengesetzt aus einem Elektromagneten, der einen festen Anker und einen durch eine Rückführfeder in seine Ruhelage vorge­ spannten beweglichen Anker aufweist, und einen da­ von unabhängigen getrennten Ventilteil, in dem ein rundes scheibenförmiges Verschlußstück frei beweg­ lich geführt ist und über in Kanälen geführte Stoß­ stifte in Abhängigkeit von der Bewegung des beweg­ lichen Ankers betätigbar ist, wobei die Verbindung zwischen einem zum Verbraucher führenden Kanal und einem Einlaß-Kanal nur in der Ruhelage des bewegli­ chen Ankers unterbrochen ist und die Verbindung zwi­ schen dem Verbraucher-Kanal und einem Rücklauf-Ka­ nal nur in der Arbeitslage, d. h. bei erregtem Elek­ tromagneten, unterbrochen ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß

• a) alle drei Kanäle (1, 2, 3) in ein und derselben Außenseite des Ventilteils münden, und
• b) bei der aus Spulenträger (13), Wicklung (14), festem Anker (19) und Magnetgehäuse (10) bestehenden, in sich abgeschlossenen Baugruppe zwischen der axialen Innenfläche des Magnetge­ häuses (10) und der diesem zugewandten Fläche des Spulenträgers (13) eine Schicht (15) aus weichem Material vorgesehen ist, so daß beim Zusammenpressen der Baugruppe sich ein bestimm­ tes festes exaktes Maß zwischen der Grundfläche des Magnetgehäuses und dem Pol (16) des festen Ankers (19) ergibt.

2. Mehrweg-Magnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschluß­ stück (4) eine ringförmige Scheibe (17) aus mag­ netischem Material aufweist, und daß diese Schei­ be und dadurch das Verschlußstück in der Arbeits­ lage vom beweglichen Anker (18) des Elektromagne­ ten angezogen und dabei die Verbindung zum Rücklauf- Kanal (3) geschlossen wird.

3. Mehrweg-Magnetventil nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der Elek­ tromagnet (A) und der Ventilteil (B) mit Hilfe des Ge­ häuses (10) des Elektromagneten axial fluchtend an­ geordnet sind und daß das Gehäuse (10) des Magne­ ten in den Ventilkörper (B) eingreift und mit seiner Grundfläche auf diesem aufliegt.

4. Mehrweg-Magnetventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßstifte (8) mit dem beweglichen Anker (18) starr verbunden sind.

5. Mehrweg-Magnetventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführfeder (7) an dem dem Verschlußstück (4) benachbarten Ende des beweglichen Ankers (18) und um dieses Ende herum angeordnet ist und sich auf einer Schulter (12) der Innenfläche des Spulenträ­ gers (13) abstützt, wobei ein Teil dieser Innenflä­ che dem starren und beweglichen Anker als Führung dient.