DE2842382C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem elektromagnetisch betätigbaren Steuerventil nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon ein elektromagnetisch betätigbares Steuerventil bekannt (US-PS 28 60 850), bei dem sich aufgrund von zwei großen Luftspalten zwi­ schen Anker und Kern sowie Anker und einer am Ventilgehäuse gelager­ ten Scheibe ein schlechter Wirkungsgrad und eine hohe elektrische Leistungsaufnahme ergibt. Bei einem anderen bekannten elektromagne­ tisch betätigbaren Steuerventil (DD-PS 6 579, CH-PS 5 29 311) ist zwischen der wicklung und dem Ventilgehäuse eine auf den Anker wir­ kende Druckfeder angeordnet, die sich am Ventilgehäuse abstützt. Be­ kannt sind ebenfalls Steuerventile (US-PS 34 22 850, US-PS 37 26 315), deren Anker mit einem elastischen Element verbunden sind und mit je zwei Ventilsitzen zusammenarbeiten. Ebenfalls bekannt ist ein Steuerventil (DE-AS 11 00 132), bei dem der Spulenkörper mit Zapfen versehen ist, durch die die Anschlußdrähte der Wicklung ge­ führt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuerventil der ein­ gangs genannten Art derart zu verbessern, daß ein optimaler magneti­ scher Wirkungsgrad erreichbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein elektromagnetisch betä­ tigbares Steuerventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Haupt­ anspruchs gelöst. Ein derartiges Steuerventil hat den Vorteil, daß aufgrund nur eines Luftspaltes ein optimaler magnetischer Wirkungs­ grad erreichbar ist, der eine verringerte elektrische Leistungsauf­ nahme zur Folge hat. Gerade im Dauerbetrieb eines elektromagnetisch betätigbaren Steuerventils ist die geringe elektrische Leistungsauf­ nahme wegen der Auslegung der Endstufen in der Ansteuerelektronik und wegen des damit verbundenen geringeren Wärmestaus von großer Be­ deutung.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor­ teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Steuerventils möglich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschrei­ bung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch ein elektromagnetisch betätigbares Steuerventil,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine weitere Ansicht eines elektromagnetisch betätigbaren Steuerventils.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten elektromagnetisch betä­ tigbaren Steuerventil ist in ein Ventilgehäuse 1 aus mag­ netisch leitendem Material ein rohrförmig ausgebildeter Kern 2 eingenietet. Der Kern 2 weist einen aus dem Ven­ tilgehäuse 1 herausragenden Anschlußstutzen 3 und einen den Kern durchdringenden Strömungskanal 4 auf. Innerhalb des Ventilgehäuses 1 ist der Kern 2 von einem Spulenkör­ per 6 umgeben, auf dem eine Wicklung 7 aufgebracht ist. Der Kern 2 ragt mit einem als erster Ventilsitz 8 ausge­ bildeten Absatz aus dem Spulenkörper heraus, der ringför­ mig ausgebildet von einer abgesetzten Planfläche 9 des Kerns 2 umgeben ist. Über den ersten Ventilsitz 8 mündet der Strömungskanal 4 des Kerns 2 in das Innere des Ven­ tilgehäuses 1. Dem Kern 2 gegenüberliegend ist ein plat­ tenförmig ausgebildeter Anker 11 angeordnet, der über Führungsbohrungen 12 durch mit dem Spulenkörper 6 verbun­ dene Zapfen 13 in axialer Richtung des Ventils geführt wird. Koaxial zum Spulenkörper 6 ist eine zwischen dem Spulenkörper 6 und dem Ventilgehäuse 1 angeordnete Druck­ feder 14 vorgesehen, die sich einerseits am Boden des Ventilgehäuses 1 und andererseits am Anker 11 abstützt. Der Anker 11 weist im Bereich des ersten Ventilsitzes eine Öffnung 15 auf, in die der ringförmige erste Ventil­ sitz 8 ragt und die auf der dem ersten Ventilsitz 8 abge­ wandten Seite des Ankers durch ein mit dem Anker 11 ver­ bundenes elastisches Element 16, z. B. ein Flachgummiteil überdeckt wird. Auf seiner dem Spulenkörper 6 abgewandten Seite ist das Ventilgehäuse 1 mit einem beispielsweise aus Kunststoff bestehenden Deckelteil 18 verschlossen. Im Deckelteil 18 ist dem elastischen Element 16 des An­ kers 11 zugewandt ein zweiter Ventilsitz 19 angeordnet, der mit einem zweiten Strömungskanal 20 in einem Anschluß­ stutzen 21 des Deckelteils 18 verbunden ist. Es kann er­ forderlich sein, daß der zweite Ventilsitz 19 exzentrisch zur Ventilachse angeordnet sein muß, wodurch die Gefahr eines Kippens des Ankers 11 um den zweiten Ventilsitz 19 besteht. Um ein derartiges Kippen zu verhindern, sind im Deckelteil 18 Abstütznasen 23 (Fig. 2) vorgesehen. Im Ausführungsbeispiel sind drei Zapfen 13 vorgesehen, wobei zwei der Zapfen 13 mit einer Längs­ nut 24 versehen sind, durch die jeweils ein Anschlußdraht 25 zu je einem Steckkontakt 26 im Deckelteil 18 geführt ist. Die Anschlußdrähte 25 sind mit den Steckkontakten 26 verlötet. Über die Steckkontakte 26 kann das Steuerventil an den elektrischen Steuerkreis angeschlossen werden. Das Deckelteil 18 kann noch mit einem weiteren Anschlußstutzen 28 (Fig. 3) versehen sein, der über einen Strömungskanal ebenfalls mit dem zwischen Anker 11 und Deckelteil 18 ge­ bildeten Raum 29 in Verbindung steht.

Die Wirkungsweise des beschriebenen Steuerventils ist fol­ gende: Bei nicht erregter Magnetwicklung 7 wird durch die Druckfeder 14 der Anker 11 mit seinem elastischen Element 16 gegen den zweiten Ventilsitz 19 gepreßt, der hierdurch verschlossen wird. In diesem Zustand besteht eine Strö­ mungsverbindung zwischen dem Anschlußstutzen 28 und dem Anschlußstutzen 3. Bei Erregung der Magnetwicklung 7 wird der Anker 11 in Richtung zum Kern 2 hin angezogen und liegt nahezu an der Planfläche 9 des Kerns 2 an. Die Dicke der Ankerplatte 11 ist so gewählt, daß der erste Ventilsitz 8, der durch die Öffnung 15 ragt wenige zehntel Millimeter, z. B. 0,2 mm geringer ist, als die Höhe des ringförmigen Ventilsitzes 8, so daß bei erregter Magnetwicklung 7 der erste Ventilsitz 8 die Öffnung 15 durchragt und von dem die Öffnung 15 abdeckenden elastischen Element 16 ver­ schlossen wird. Bei erregter Magnetwicklung 7 ist somit der erste Ventilsitz 8 verschlossen und der zweite Ven­ tilsitz 19 geöffnet, so daß zwischen den Anschlußstutzen 21 und 28 des Steuerventils eine Strömungsverbindung be­ steht. Aufgrund der Anordnung der magnetisch leitenden Druckfeder 14 ist durch das Magnetfeld nur der eine zwischen Kern 2 und Anker 11 gebildete Luftspalt zu überwinden. Hierdurch ergibt sich ein optimaler magnetischer Wirkungs­ grad und damit verbunden eine geringstmögliche elektri­ sche Leistungsaufnahme. Das Steuerventil kann beispielsweise in pneumatischen Druckleitungen Ver­ wendung finden, die zur Ansteuerung von Stellgliedern dienen. Derartige Stellglieder, z. B. Luftklappen, finden im Bereich der Kraftfahrzeug-Heizung und bei -Klimaanlagen Verwendung.

Claims (4)

1. Elektromagnetisch betätigbares Steuerventil mit einem innerhalb des Ventilgehäuses angeordneten, eine auf einem Spulenkörper aufge­ brachte Wicklung tragenden magnetisch leitenden Kern und einem unter Bildung eines Luftspaltes diesem gegenüberliegend angeordneten und durch eine koaxial zur Wicklung liegende Druckfeder beaufschlagten, hubbeweglichen und plattenförmigen Anker, der mit mindestens einem festen Ventilsitz zusammenwirkt, wobei der Kern mit dem aus magne­ tisch leitendem Material gefertigten Ventilgehäuse verbunden und auf der dem Anker zugewandten Stirnseite einen ersten Ventilsitz trägt, der mit einem Fluidanschluß in Verbindung steht, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Druckfeder (14) magnetisch leitend ist und sich mit ihrem einen Ende am Ventilgehäuse (1) abstützend, zwischen Wick­ lung (7) und Ventilgehäuse (1) angeordnet ist.

2. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (11) auf seiner einem zweiten Ventilsitz (19) zugewandten Seite mit einem elastischen Element (16) ver­ bunden ist und im Bereich des ersten Ventilsitzes (8) eine den Anker (11) durchdringende Öffnung (15) aufweist, in die der erste Ventilsitz (8) ragt, wobei bei strom­ durchflossener Wicklung (7) der Anker (11) soweit zum Kern (2) bewegbar ist, daß das die Öffnung (15) des An­ kers (11) überdeckende elastische Element (16) den er­ sten Ventilsitz (8) schließt und den zweiten Ventilsitz (19) öffnet.

3. Steuerventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (11) auf ihn durchdringenden und mit dem Spulenkörper (6) verbundenen Zapfen (13) geführt ist.

4. Steuerventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Zapfen (13) mit einer Längsnut (24) versehen ist, durch die die Anschlußdrähte (25) der Wicklung (7) zu elektrischen Steckkontakten (26) geführt sind.