DE2821507C2 - Electromagnetically operated valve - Google Patents

Electromagnetically operated valve

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DE2821507C2 DE19782821507 DE2821507A DE2821507C2 DE 2821507 C2 DE2821507 C2 DE 2821507C2 DE 19782821507 DE19782821507 DE 19782821507 DE 2821507 A DE2821507 A DE 2821507A DE 2821507 C2 DE2821507 C2 DE 2821507C2
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    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
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Description

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch betätigbares Ventil, insbesondere Kunststoffventil, mit einem Gehäuse, einem Ventilsitz und einem Ventilkolben, der durch den Anker eines Elektromagneten betätigbar ist, welcher zwei mittels eines Schalters in Reihe schaltbare Wicklungen aufweist.The invention relates to an electromagnetically actuated valve, in particular a plastic valve, with a Housing, a valve seat and a valve piston which can be actuated by the armature of an electromagnet, which has two windings that can be connected in series by means of a switch.

Ventile, deren Ventilteller oder Ventilko!ben elektromagnetisch betätigbar oder steuerbar sind, sind bekannt. Es ist ferner bekannt, die Spulen der Elektromagnete solcher Ventile z. B. aus zwei Wicklungen aufzubauen, die in Reihe schaltbar sind, wobei zum Schalten des Ventilkolbens eine Wicklung erregt wird, während zum Halten des Ventilkolbens in einer gegebenen Schaltstellung die zweite Wicklung in Reihe hinzugeschaltet wird, um den Haltestrom und damit die Leistungsaufnahme zu senken.Valves whose valve plates or valve pistons can be actuated or controlled electromagnetically are known. It is also known that the coils of the electromagnets of such valves z. B. build up from two windings, which can be connected in series, with a winding being energized for switching the valve piston while the second winding is connected in series to hold the valve piston in a given switching position to reduce the holding current and thus the power consumption.

Hierdurch wird einerseits Energie eingespart und andererseits die durch den Elektromagneten erzeugte Eigenwärme reduziert, was insbesondere für Kunststoffventile von Bedeutung ist.This saves energy on the one hand and on the other hand the inherent heat generated by the electromagnet is reduced, which is particularly important for plastic valves matters.

Zum Zuschalten und Abschalten der weiteren Wicklung der Spule des Elektromagneten wird gewöhnlich ein Schalter verwendet, der am Gehäuse angebracht ist und mit Hilfe geeigneter Gestänge betätigt wird, wenn der Anker des Elektromagneten den Ventilkolben in seine Halteposition gebracht hat. Dies ist jedoch konstruktiv und hinsichtlich des für den Schalter erforderlichen Raumes eine sehr aufwendige Ausführung.To connect and disconnect the further winding of the coil of the electromagnet is usually a switch is used, which is attached to the housing and is operated with the aid of suitable linkages when the armature of the electromagnet has brought the valve piston into its holding position. However, this is constructive and a very expensive design in terms of the space required for the switch.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem Ventil der eingangs genannten Art die Ausbildung und Anordnung des Schalters für den Elektromagneten konstruktiv und platzmäßig einfacher zu gestalten. The invention is therefore based on the object of training a valve of the type mentioned at the beginning and to make the arrangement of the switch for the electromagnet structurally and space-wise simpler.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der Anker des Elektromagneten mit einer Aussparung versehen und der Schalter zum Schalten der Wicklungen in dieser Aussparung angeordnet und am Anker befestigt istAccording to the invention, this is achieved in that the armature of the electromagnet with a recess provided and the switch for switching the windings is arranged in this recess and on the armature is attached

Die Aussparung kann zweckmäÖigerweise in Form eines Schlitzes an dem zur Betätigungsseite entgegengesetzten Ende des Ankers ausgebildet sein, sie kann aber auch etwa im Mittelbereich des Ankers liegen oder gegebenenfalls auch im Bereich der Betätigungsseite angeordnet sein.The recess can expediently in the form a slot at the opposite end of the armature to the actuation side, it can but also lie approximately in the middle area of the armature or possibly also in the area of the actuation side be arranged.

Vorteilhafterweise wird der Schalter infolge der Bewegung des Ankers durch Anschlag eines Schalterelementes an einem gehäusefesten Teil umgeschaltetThe switch is advantageously activated as a result of the movement of the armature by the impact of a switch element switched on a part fixed to the housing

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird an Hand der einzigen Figur der Zeichnung erläutert, die im Schnitt ein durch einen Elektromagneten betätigbares Ventil zeigtAn example embodiment of the invention is explained with reference to the single figure of the drawing, which shows in section a valve operable by an electromagnet

In der Zeichnung ist ein Ventil 10 dargestellt mit einem Gehäuse 12, das z. B. aus Kunststoff besteht und einen Zulauf 14 sowie einen Ablauf 16 aufweist In dem Gehäuse ist ein Ventilsitz 18 ausgebildet mit dem ein Ventilteller 20 zusammenwirkt der einen axialen, durchgehenden Kanal 22 besitzt der an seinem vom Ventilsitz 18 abgewandten Ende in einem Ventilsitz 24 endigt, mit dem ein Ventilkolben 26 zusammenwirktIn the drawing, a valve 10 is shown with a housing 12 which, for. B. consists of plastic and has an inlet 14 and an outlet 16. In the housing, a valve seat 18 is formed with the one Valve plate 20 cooperates with one axial, continuous channel 22 which has at its from the valve seat 18 ends away from the end in a valve seat 24, with which a valve piston 26 cooperates

Auf den Ventilteller 20 ist eine Büchse 28 geschraubt und zwischen der Büchse 28 und dem Ventilteller 20 ist der innere Rand einer flexiblen Membran 30 dicht eingespannt und gehalten, deren äußerer Rand im Gehäuse 12, das zweiteilig ausgebildet ist, dicht eingespannt und gehalten istA bushing 28 is screwed onto the valve disk 20 and is between the bushing 28 and the valve disk 20 the inner edge of a flexible membrane 30 tightly clamped and held, its outer edge in the housing 12, which is designed in two parts, is tightly clamped and held

Die Membran 30 trennt den Zufuhranschluß 14 von einer Ventilkammer 32, die letztere ist jedoch mit dem Zufuhranschluß 14 über einen Überströmkanal 34, der im Gehäuse 12 ausgebildet ist, verbunden.The membrane 30 separates the supply port 14 from a valve chamber 32, but the latter is with the Feed connection 14 is connected via an overflow channel 34 which is formed in the housing 12.

Mit dem Ventilkclben 26 ist gelenkig ein Arm 36 eines auf einem Zapfen 72 schwenkbar gelagerten Winkelhebels 38 verbunden, dessen anderer Arm 40 mit dem Anker 44 eines Elektromagneten 68 gekoppelt ist.An arm 36 of an angle lever pivotably mounted on a pin 72 is articulated with the valve plug 26 38 connected, the other arm 40 of which is coupled to the armature 44 of an electromagnet 68.

Der Arm 40 des Winkelhebels 38 wird durch eine Druckfeder 42 im Uhrzeigersinn, d. h. in Schließrichtung des Ventilkolbens 26 beaufschlagt. Durch den Anker 44 des Elektromagneten 68 hingegen wird der Arm 40 des Winkelhebels 38 im Gegenuhrzeigersinn, d. h. in Öffnungsrichtung des Ventilkolbens 26 beaufschlagt. Der Anker 44 ist bei der dargestellten Ausführungsform mit einem Zapfen 48 versehen, der mit einem Gegenzapfen 50 zusammenwirkt, der geeignet mit dem Arm 40 des Winkelhebels 38 verbunden ist.The arm 40 of the angle lever 38 is clockwise by a compression spring 42, i. H. in the closing direction of the valve piston 26 is applied. By the armature 44 of the electromagnet 68, however, the arm 40 of the Angle lever 38 counterclockwise, d. H. acted upon in the opening direction of the valve piston 26. Of the In the embodiment shown, armature 44 is provided with a pin 48 which has a counter pin 50 cooperates, which is suitably connected to the arm 40 of the angle lever 38.

Die Spule 46 des Elektromagneten 68, der über nicht näher bezeichnete Anschlüsse elektrische Energie zuführbar ist, besteht aus zwei Wicklungen, die im einzelnen nicht näher dargestellt sind, die jedoch mit Hilfe eines Schalters 54, der über ein Kabel 52 mit den beiden Wicklungen verbunden ist, in Reihe schaltbar sind.The coil 46 of the electromagnet 68, which can be supplied with electrical energy via connections which are not designated in any more detail is, consists of two windings, which are not shown in detail, but with the help a switch 54, which is connected to the two windings via a cable 52, can be connected in series.

Der Anker 44 ist an seinem zur Betätigungsseite, d. h. zum Zapfen 48, gegenüberliegenden Ende mit einer Aussparung, im vorliegenden Falle mit einem Schlitz 56 versehen, der sich von der freien Stirnfläche 74 des Ankers aus ausreichend tief erstreckt, um den Mikroschalter 54 unterzubringen.The armature 44 is on its to the actuation side, i. H. to the pin 48, opposite end with a Recess, in the present case provided with a slot 56, which extends from the free end face 74 of the armature extends deep enough to accommodate microswitch 54.

Der Schlitz 56 kann — radial gesehen — symmetrisch zur Mittelachse des Ankers verlaufen und er erstreckt sich zweckmäßigerweise über dessen gesamte Dicke bzw. dessen gesamten Durchmesser.The slot 56 can - viewed radially - run symmetrically to the central axis of the armature and it extends expediently over its entire thickness or its entire diameter.

Die Aussparung braucht aber nicht schlitzförmig ausgebildet zu sein, noch braucht sich der Schlitz symmetrisch zur Mittelachse des Ankers erstrecken. Beispielsweise kann der Anker auch an einer Seite eine Ausfrä-However, the recess does not need to be designed in the shape of a slot, nor does the slot need to be symmetrical extend to the central axis of the anchor. For example, the anchor can also have a milled out on one side.

sung haben, die Platz zum Befestigen des Schalters 54 bietet.solution that provides space for mounting the switch 54.

Es ist ferner nicht erforderlich, daß der Schlitz bzw. die Aussparung 56 am in der Zeichnung ODeren Ende des Ankers ausgebildet ist, sie kann auch im Mittelbereich 58 oder im Bedarfsfall auch im unteren Bereich 76 des Ankers ausgebildet sein.It is also not necessary that the slot or the recess 56 at the end in the drawing of the armature, it can also be in the central region 58 or, if necessary, in the lower region 76 of the anchor.

In diesem Fall würde dann das Kabel 52 nicht nach oben stirnseitig aus der Spule 46 herausgeführt, wie dargestellt, sondern etwa radial nach innen, wobei in diesem Fall die Wand 78 der Spule mit einem entsprechenden Schlitz ausgebildet wird. Gegebenenfalls müssen dann außerdem die Ankerführungsbüchse 64 und der Gegenanker 80 mit einem Schlitz für die Durchführung des Kabels 52 ausgestattet werden.In this case, the cable 52 would not be led out of the coil 46 upwards at the end, as shown. but roughly radially inwards, being in this If the wall 78 of the coil is formed with a corresponding slot. You may have to then also the anchor guide sleeve 64 and the counter anchor 80 with a slot for the implementation of the cable 52 are equipped.

Der Schalter 54 ist mit einem Schaltelement, z. B. einem Schaltstift 60 versehen, der axial verschiebbar ist und durch einen schwenkbar am Schalter 54 befestigten Hebel 62 beaufschlagbar ist, sobald der Hebel 62 an der Ankerführungsbüchse 64 anläuft wenn der Anker 44 in Schaltstellung umgeschaltet wird.The switch 54 is provided with a switching element, e.g. B. a Switching pin 60 is provided, which is axially displaceable and fastened to the switch 54 so as to be pivotable by a Lever 62 can be acted upon as soon as the lever 62 hits the armature guide bushing 64 when the armature 44 is in Switch position is switched.

Durch die Befestigung des Schalters 54 am bzw. im Anker 44 wird Platz eingespart, der für andere, gegebenenfalls erforderliche Elemente zur Verfügung steht. Wird das Kabel 52 nicht, wie dargestellt, stirnseitig aus der Spule 46 herausgeführt, sondern radial nach innen, was nicht dargestellt ist, so steht auch der Raum 66 noch für andere Zwecke zur Verfügung. Infolge der Betätigung des Schalters 54 mit Hilfe des an der Ankerführungsbüchse 64 anlaufenden Hebels 62 wird ein besGU-deres Gestänge zum Schalten des Schalters 54 überflüssig. By attaching the switch 54 on or in the armature 44, space is saved, which for others, if necessary required elements is available. If the cable 52 is not, as shown, from the end face the coil 46, but radially inward, which is not shown, so the space 66 is still there available for other purposes. As a result of the actuation of the switch 54 with the aid of the on the armature guide bushing 64 approaching lever 62, a special linkage for switching the switch 54 is superfluous.

Das Ventil arbeitet folgendermaßen:The valve works as follows:

In der dargestellten Stellung des Ventiles ist der Ventilsitz 18 geschlossen. Auf beiden Seiten der Membran 30, d. h. dem Zulauf 14 und in der Ventilkammer 32, herrscht der Zulaufdruck, da die beiden Kammern über den Überströmkanal 34 miteinander in Verbindung stehen. Der Raum, in dem sich der Winkelhebel 38 befindet, ist gegen die Ventilkammer 32 mit Hilfe einer Manscheue 70 dicht abgeschlossen.In the illustrated position of the valve, the valve seat 18 is closed. On both sides of the membrane 30, d. H. the inlet 14 and in the valve chamber 32, the inlet pressure prevails, since the two chambers over the overflow channel 34 are in communication with one another. The room in which the angle lever 38 is located is sealed against the valve chamber 32 with the aid of a sleeve 70.

Der Elektromagnet 68 ist ausgeschaltet, der Anker 44 befindet sich in seiner Ruhestellung und der Winkelhebel 38 wird durch die Druckfeder 42, wie bereits erwähnt, im Uhrzeigersinn beaufschlagt und dadurch der Ventilkolben 26 gegen seinen Ventilsitz 24 angedrückt, wodurch dieser geschlossen wird.The electromagnet 68 is switched off, the armature 44 is in its rest position and the angle lever 38 is acted upon clockwise by the compression spring 42, as already mentioned, and thereby the Valve piston 26 is pressed against its valve seat 24, whereby it is closed.

Da über und unter der Membran 30 derseloe Druck herrscht, wird der Ventilteller 20 infolge der Flächendifferenz gegen seinen Ventilsitz 18 angedrückt und dadurch das Ventil geschlossen.Since there is the same pressure above and below the membrane 30, the valve disk 20 is due to the difference in area pressed against its valve seat 18, thereby closing the valve.

Wird nun der Elektromagnet 68 betätigt, d. h. seine Spule 46 erregt, so wird der Anker 44 in seine Schaltstellung umgeschaltet, in welcher er gegen die Kraft der Feder 42 den Winkelhebel 38 beaufschlagt und ihn im Uhrzeigersinn so weit schwenkt, daß der Ventilkolben 26 seinen Ventilsitz 24 öffnet. Hierauf kann aus der Ventilkammer 32 Druckmittel durch den Kanal 22 zum Ablauf 16 strömen, in welchem sich ein entsprechender Gegendruck aufbaut, so daß das Hauptventil, d. h. der Ventilteller 20 öffnet.If the electromagnet 68 is now actuated, d. H. its coil 46 energized, the armature 44 is in its switching position switched, in which he acts against the force of the spring 42, the angle lever 38 and him in Pivots clockwise so far that the valve piston 26 opens its valve seat 24. Then can from the valve chamber 32 pressure medium flow through the channel 22 to the outlet 16, in which there is a corresponding Back pressure builds up so that the main valve, d. H. the valve disk 20 opens.

Zur Betätigung des Ankers 44 wird nur eine der beiden Wicklungen der Spule 46 erregt, nachdem jedoch der Schaltvorgang ausgeführt worden ist und der Ventilkolben 26 geöffnet hat, ist zum Halten des Ventilkolbens nur eine geringere Kraft und damit eine geringere Energiezufuhr zur Spule 46 erforderlich.To operate the armature 44, only one of the two windings of the coil 46 is energized, but after the switching operation has been carried out and the valve piston 26 has opened is to hold the valve piston only a lower force and thus a lower energy supply to the coil 46 is required.

Um dies zu erreichen, wird die zweite Wicklung hinzugeschaltet To achieve this, the second winding is switched on

Dies erfolgt automatisch, da der Schalter 54, der wie bereits erwähnt, fest am Anker 44 angebracht ist, bei der Abwärtsbewegung des Ankers automatisch umgeschaltet wird, wodurch die zweite Wicklung in dem Augenblick, in dem dies erforderlich und geeignet ist hinzugeschaltet wird.This takes place automatically, since the switch 54, which, as already mentioned, is firmly attached to the armature 44, in the Downward movement of the armature is automatically switched, whereby the second winding at the moment in which this is necessary and suitable.

Wie bereits angedeutet erfolgt diese Umschaltung dadurch, daß bei der Abwärtsbewegung des Ankers 46, d. h. wenn er in seine Schaltstellung geschaltet wird, der Hebel 62 an der Ankerführungsbüchse 64 anstößt und dadurch geschwenkt wird, wodurch er den Schaltstift 60 verschiebt, der seinerseits die Umschaltung im Schalter 54 bewirkt Solange die Spule 46 erregt ist bleibt der Magnet 44 in seiner Schaltposition, die in der Zeichnung nicht gezeigt ist wobei beide Wicklungen der Spule nunmehr hintereinandergeschaltet sind, wodurch die Energieaufnahme der Spule sinkt und die Verlustwärme reduziert wird, so daß die Temperatur niedriger gehalten werden kann, was insbesondere für Kunststoffventile von Bedeutung ist.As already indicated, this switchover takes place in that during the downward movement of the armature 46, d. H. when it is switched into its switching position, the lever 62 abuts the armature guide bushing 64 and is thereby pivoted, whereby it moves the switching pin 60, which in turn controls the switching in the switch As long as the coil 46 is excited, the magnet 44 remains in its switching position, which is shown in the drawing is not shown wherein both windings of the coil are now connected in series, whereby the Energy consumption of the coil drops and the heat loss is reduced, so that the temperature is kept lower can be, which is particularly important for plastic valves.

Wenn die Spule 46 entregt wird, wird der Anker 44 durch die Feder 42 wieder in die in der Figur dargestellten Ruheposition zurückgedrückt, der Hebel 62 kommt von der Ankerführungsbüchse 64 frei und nimmt wieder die in der Figur gezeigte Position ein, in welcher die zweite Wicklung nicht zugeschaltet ist.When the coil 46 is de-energized, the armature 44 is returned to the position shown in the figure by the spring 42 Rest position pushed back, the lever 62 comes free from the armature guide bushing 64 and takes again the position shown in the figure, in which the second winding is not connected.

Durch diese Umschaltung wird der Ventilsitz 24 geschlossen, so daß sich in der Ventilkammer 32 wieder der Zulaufdruck aufbaut, durch den der Ventilteller 20 gegen seinen Ventilsitz 18 angedrückt und dadurch das Ventil wieder geschlossen wird.As a result of this switchover, the valve seat 24 is closed, so that it is in the valve chamber 32 again the inlet pressure builds up, by which the valve disk 20 is pressed against its valve seat 18 and thereby the Valve is closed again.

Die Konstruktion führt zu einer beträchtlichen Einsparung an Platz, da der Schalter 54 am oder innerhalb des Magneten 44 untergebracht ist. Da der Schalter ferner an der Bewegung des Magneten teilnimmt, ist kein besonderes Gestänge erforderlich, um die Bewegung des Magneten zum Zwecke der Umschaltung des Schalters auf diesen zu übertragen.The construction results in a considerable saving in space because the switch 54 is on or within of the magnet 44 is housed. Since the switch also takes part in the movement of the magnet, is no special linkage required to move the magnet for the purpose of switching the Transfer switch to this.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (5)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Elektromagnetisch betätigbares Ventil, insbesondere Kunststoffventil, mit einem Gehäuse, einem Ventilsitz und einem Ventilkolben, der durch den Anker eines Elektromagneten betätigbar ist, welcher zwei mittels eines Schalters in Reihe schaltbare Wicklungen aufweist, dadurch gekennzeichne t, daß der Anker (44) des Elektromagneten (68) mit einer Aussparung (56) versehen und der Schalter (54) zum Schalten der Wicklungen in dieser Aussparung (54) angeordnet und am Anker (44) befestigt ist.1. Electromagnetically actuated valve, in particular a plastic valve, with a housing, a Valve seat and a valve piston which can be actuated by the armature of an electromagnet, which has two windings that can be switched in series by means of a switch, thereby marked t that the armature (44) of the electromagnet (68) is provided with a recess (56) and the Switch (54) for switching the windings is arranged in this recess (54) and attached to the armature (44) is. 2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung in Form eines Schlitzes (56) an dem zur Betätigungsseite entgegengesetzten Ende des Ankers (44) ausgebildet is_2. Valve according to claim 1, characterized in that the recess in the form of a slot (56) formed on the end of the armature (44) opposite the actuation side is_ 3. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung im Mittelbereich (58) des Ankers (44) ausgebildet ist3. Valve according to claim 1, characterized in that the recess in the central region (58) of the Armature (44) is formed 4. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung im betätigungsseitigen Bereich (76) des Ankers (44) ausgebildet ist4. Valve according to claim 1, characterized in that the recess in the area on the actuation side (76) of the armature (44) is formed 5. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüehe, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (54) infolge der Bewegung des Ankers (44) durch Anschlag eines Schaltelementes (62) an einem gehäusefesten Teil (64) umschaltbar ist5. Valve according to one of the preceding claims, characterized in that the switch (54) as a result of the movement of the armature (44) by a stop a switching element (62) on a part (64) fixed to the housing is switchable 3030th
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