DE3310996C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Magnetventil mit zwei Ventilsitzen, einem Magnetanker, der mit einem zentralen Durchflußkanal ver­ sehen ist, in welchem ein mit beiden Ventilsitzen zusammenwir­ kendes, aus einem elastischen Material bestehendes langgestreck­ tes Ventilelement angeordnet ist.

Bei einem Magnetventil der vorgenannten Art (DE-GM 82 12 371) wird durch das Ven­ tilelement sowohl die Verbindung zwischen einem Zulaufanschluß und einem Arbeitsanschluß, als auch die Verbindung zwischen dem letzteren und einem Rücklauf- oder Entlüftungsanschluß gesteuert. Wenn der Arbeitsanschluß mit dem Entlüftungsanschluß in Verbin­ dung steht, strömt das Druckmittel zwischen dem Magnetanker und dem Ventilelement hindurch zum Entlüftungsanschluß.

Das langgestreckt ausgebildete Ventilelement besteht aus einem elastischen Kunststoffmaterial, oder auch aus einem Kautschuk­ material, wie z. B. Perbunan oder Viton.

Es wurde nun gefunden, daß bei einem solchen Ventilelement im Laufe des Betriebs Längenänderungen auftreten können, die eine Veränderung des Hubweges des Magnetankers zur Folge haben.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Magnetven­ til der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß Längenände­ rungen des Ventilelementes im Betrieb vermieden werden.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß das Ventil­ element zur Längenstabilisierung mit einer Seele aus einem formstabilen Material versehen ist.

Die aus Metall bestehende Seele ist zweckmäßigerweise in das Ventilelement eingespritzt und sie kann aus einem Stift oder einem Draht be­ stehen, der an seinem Umfang zur besseren Verankerung zweck­ mäßigerweise mit Rillen oder einem Gewinde versehen ist.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Metallseele in Form eines U-förmig gebogenen Metallbandes ausgebildet sein, wobei vorzugsweise die Enden des Metallbandes aus dem Ventilelement radial herausgeführt, zum Magnetanker hin hakenförmig umgebogen sind und in eine an dessen Außenseite ausgebildete Nut eingreifen.

Die hakenförmig umgebogenen Enden des Metallbandes sind vorteilhafter­ weise mit einer Auflagefläche für eine den Magnetanker beaufschlagende Rückstellfeder versehen.

Um den Durchfluß des Druckmittels zwischen dem Ventilelement und dem Magnetanker so wenig wie möglich zu behindern, sind die Enden des Metallbandes zwischen der Austrittsstelle aus dem Ventilelement und den umgebogenen Haken vorteilhafterweise mit einem im Winkel abge­ kröpften Abschnitt ausgestattet.

Zweckmäßigerweise besteht das Ventilelement aus einem langgestreckten Schaft mit daran integral angeformten radialen Armen, die in eine Ring­ nut des Magnetankers eingreifen.

Gemäß einer vorteilhaften Abwandlung des Ventilelementes besteht dieses nur noch aus einem langgestreckten prismatischen Schaft mit quadratischem Querschnitt.

Vorzugsweise ist jeder der Arme aus einem radialen Steg und einem sich an diesen anschließenden axialen Ansatz gebildet, wobei zwischen den Ansätzen und dem Schaft ein Zwischenraum für die Durchströmung des Druckmittels gebildet ist.

Die Seele kann zweckmäßigerweise auch aus Kunststoff, Keramik oder Holz bestehen.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 im Schnitt schematisch ein Magnetventil,

Fig. 2 in Schrägansicht ein Ventilelement, das im Ventil nach Fig. 1 verwendet wird,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch das Ventilelement nach Fig. 2,

Fig. 4 im Schnitt eine abgewandelte Ausführungsform des Ventil­ elements,

Fig. 5 das Ventilelement nach Fig. 4 in Schrägansicht,

Fig. 6 im Schnitt eine weitere Ausführungsform des Ventilelements.

Fig. 1 zeigt ein Magnetventil 10 mit einem Gehäuse 12, einer Magnetspule 14 und einem Magnetanker 16, der in einer Magnetschlußhülse 18 axial geführt und verschiebbar ist.

Im Gehäuse 12 sind zwei Ventilsitze 20 und 22 ausgebildet, die durch ein Ventilelement 24 betätigt werden. Der Ventilsitz 20 stellt hierbei die Verbindung von einem Zulaufanschluß 58 zu einem Arbeitsanschluß 60 her, während der Ventilsitz 22 die Verbindung vom Arbeitsanschluß 60 zu einem Rücklaufanschluß oder Entlüftungsanschluß 62 herstellt.

Das Ventilelement 24 besteht aus einem elastischen Kunststoffmaterial oder einem Kautschukmaterial, wie z. B. Perbunan oder Viton, und es ist in einer zentralen Längsbohrung des Magnetankers 16 angeordnet und im Magnetanker gehalten.

Das Ventilelement 24 besteht, wie insbesondere die Fig. 2 und 3 zeigen, aus einem langgestreckten, in der dargestellten Ausführungsform prisma­ tischen Schaft 26, an dessen in der Zeichnung unterem Ende beispiels­ weise vier radiale Arme 28 integral angeformt sind, von denen jeder aus einem radialen Steg und einem sich an diesen anschließenden axialen Bund oder Ansatz 32 gebildet ist. Zwischen den einzelnen Armen sind Ausnehmungen 34 gebildet, durch welche, wie noch erläutert wird, das Druckmittel durchfließen kann.

Der Querschnitt des Schaftes 26 ist quadratisch, wobei das Übereckmaß, d. h. die Länge der Diagonale dem Durchmesser der Bohrung des Magnet­ ankers 16 entspricht.

In der Schaltstellung nach Fig. 1 ist der Ventilsitz 20 geschlossen, der Ventilsitz 22 dagegen geöffnet, d. h. das Druckmittel kann vom Arbeitsan­ schluß 60 durch die Ausnehmungen 34 zwischen den Armen 28 des Ventil­ elementes 24 und danach durch einen Spalt 36 zwischen dem Magnetanker 16 und dem Ventilelement 34 zum und durch den geöffneten Ventilsitz 22 und danach zum Entlüftungsanschluß 62 strömen.

Wenn das Übereckmaß des Schaftes 26 des Ventilelements 24 gerade dem Innendurchmesser des Magnetankers 16 entspricht, so werden zwischen dem letzteren und dem Schaft 26 vier solcher axialer Spalte 36 ge­ bildet.

Um nun eine Längenänderung des Ventilelementes 24 im Laufe des Betriebes zu vermeiden, ist dieses mit einer axial verlaufenden Metallseele 38 versehen, die z. B. aus einem Stift oder einem Draht bestehen kann, der an seinem Außenumfang, wie insbesondere Fig. 3 zeigt, zur besseren Ver­ ankerung im Material des Ventilelementes 24 mit Rillen oder einem Gewinde ausgestattet ist. Die Metallseele 38 kann in das Ventil­ element 24 eingespritzt sein.

Wie Fig. 1 zeigt, ist das Ventilelement 24 im Magnetanker 16 mittels seiner Arme 28 gehalten, deren Ansätze 32 in eine Ringnut 40 (Schlitze oder Sacklöcher) des Magnet­ ankers 16 eingreifen bzw. infolge der Elastizität des Materials in diese Ringnut 40 einschnappen, wobei zwischen den Ansätzen 32 und dem Schaft 26 genügend Zwischenraum für das Druckmittel vorhanden ist.

Der Magnetanker 16 ist ständig durch eine Druckfeder 44 beaufschlagt, die zwischen einem Bund 42 des Magnetankers und einem Bund der Magnet­ schlußhülse 18 angeordnet ist.

In der in Fig. 1 dargestellten Position ist die Magnetspule 14 entregt, so daß der Magnetanker 16 und damit auch das Ventilelement 24 durch die Druckfeder 44 gegen den Ventilsitz 20 angedrückt und dieser geschlossen wird. Wird die Magnetspule 14 erregt, so wird der Magnetanker gegen die Kraft der Druckfeder 44 nach oben in Fig. 1 gezogen, wodurch der Ventilsitz 22 geschlossen und der Ventilsitz 20 geöffnet wird.

Durch die Anordnung einer Metallseele im Ventilelement 24 wird eine exakte Länge des letzteren gewährleistet und eine gleichbleibende Hubgröße zwischen den beiden Ventilsitzen 20 und 22 erreicht.

Durch geeignete Dimensionierung der Stege 30 des Ventilelementes, insbesondere ihrer Höhe H (Fig. 3) kann das Ventilelement an die beim Öffnen und Schließen der Ventilsitze auftretenden dynamischen Belastungen angepaßt und insbesondere die Masse des Magnetankers 16 beim Auftreffen des Ventilelementes 24 auf den jeweiligen Ventilsitz elastisch abgefedert werden, was eine lange Lebensdauer, auch bei hoher Schalthäufigkeit, ermöglicht.

Bei Betrieb mit Wechselspannung muß bekanntlich der Magnetanker zum Anliegen am Gehäuse bzw. an einem anderen entsprechenden Metallteil kommen, damit keine Brummgeräusche auftreten. Außerdem muß aber auch das Ventilelement auf dem jeweiligen Ventilsitz aufsitzen. Durch entsprechende Auslegung, insbesondere der axialen Höhe H der Stege 30 des Ventilelementes 24 wird erreicht, daß sowohl der Magnetanker am Gehäuse anliegt, als auch das Ventilelement gegen den jeweiligen Ventilsitz angedrückt wird.

Fig. 4 zeigt eine Abwandlung des Ventilelementes und des Magnetankers.

Bei diesem Ventilelement 25 nach Fig. 4 ist die Metallseele aus einem etwa U-förmig abgebogenen Metallband 46 gebildet, dessen in der Figur untere Enden 48 quer zur Längsrichtung des Schaftes 26 des Ventilelementes und einander diametral gegenüberliegend aus dem Schaft 26 herausgeführt sind.

Diese Enden sind dann, wie insbesondere auch Fig. 5 zeigt, nach oben zum Magnetanker 17 hin hakenförmig umgebogen, wobei Haken 50 gebildet werden, deren Stirnenden 64 wieder aufeinander und auf das Ventilelement 25 zu gerichtet sind.

Die Stirnenden 64 der Haken 50 greifen, wie Fig. 4 zeigt, in eine am Außenumfang des Magnetankers 17 ausgebildete Ringnut 52 ein und sind in dieser geeignet verankert, z. B. eingeklemmt. Anstelle der Ringnut 52 können auch zwei Schlitze oder zwei entsprechende Sack­ bohrungen treten, in welche die Stirnenden 64 eingreifen.

Mit Hilfe der Haken 50 ist somit das Ventilelement 25 mit dem Anker 17 verbunden, dessen in der Figur untere Stirnfläche gerade die Enden 48 berührt oder vorzugsweise etwas gegen diese Enden 48 angedrückt wird, was mittels geeigneter Vorspannung der Haken 50 erreicht wird.

Von besonderem Vorteil bei dieser Ausführungsform ist es, daß das Ventilelement 25 in Form eines einfachen prismatischen Körpers, z. B. eines Stabes mit quadratischem Querschnitt (ggf. auch mit Kreis­ querschnitt) ausgebildet werden kann und die Arme 28 der Ausführungs­ form nach Fig. 1 wegfallen. Aber auch die Form des Magnetankers 17 ist beträchtlich einfacher. Er ist rohrförmig und kann daher aus Rohrmaterial hergestellt werden, wobei es nur erforderlich ist, an seinem Außenumfang die Nut 52 (oder Schlitze bzw. Sacklöcher) anzu­ bringen. Die Ringnut 40 der Ausführungsform nach Fig. 1 fällt weg, aber auch der dortige Bund 42, da die beiden Haken 50 je eine Auf­ lagefläche 54 für die Druckfeder 44 aufweisen, deren eines Ende sich auf diesen Auflageflächen 54 abstützt, womit über die Verbindung der Haken 50 mit dem Magnetanker 17 der letztere ständig durch die Druck­ feder 44 beaufschlagt wird.

Als Material für das Metallband 46 eignet sich Stahl, wobei die Arme 48 so dimensioniert werden, daß, ebenso wie bei den Stegen 30 der Aus­ führungsform nach Fig. 1, ein ausreichender elastischer Federweg vor­ handen ist, damit sowohl der Magnetanker am Gehäuse anliegt, als auch das Ventilelement 25 gegen den jeweiligen Ventilsitz angedrückt wird.

Fig. 6 zeigt eine Abwandlung der Ausführungsform nach Fig. 4.

Die Enden 48 des Metallbandes 46 sind hier zwischen der Austritts­ stelle aus dem Ventilelement 25 und den Haken 50 mit einem abge­ kröpften Abschnitt 56 versehen, der von den Armen 48 aus in einem Winkel von etwa 45° nach außen und oben (bezogen auf Fig. 6) ver­ läuft und dann in den horizontalen unteren Schenkel der Haken 50 übergeht. Durch diese abgekröpften Abschnitte 56 wird der Abstand der Enden 48 des Metallbandes 46 zur unteren Stirnfläche 66 des Magnetankers 17 vergrößert, wodurch die Umströmung der Enden 48 durch das Druckmittel (das vom Arbeitsanschluß 60 zum Entlüftungs­ anschluß 62 strömt) verbessert und damit der Strömungswiderstand der Enden 48 des Metallbandes 46 reduziert wird.

Die Seele 38, 46 kann außer aus Metall auch aus anderen geeignet formstabilen Materialien bestehen, wie z. B. Kunststoffen, insbesondere Duroplasten, Keramik oder Holz.

Claims (12)

1. Magnetventil mit zwei Ventilsitzen, einem Magnetanker, der mit einem zentralen Durchgangskanal versehen ist, in welchem ein mit beiden Ventilsitzen zusammenwirkendes, aus einem elastischen Material bestehendes, langgestrecktes Ventilelement angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (24, 25) zur Längenstabilisierung mit einer Seele (38, 46) aus einem formstabilen Material versehen ist.

2. Magnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Metall bestehende Seele (38, 46) in das Ventilelement (24, 25) eingespritzt ist.

3. Magnetventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallseele (38) aus einem Stift oder einem Draht gebildet ist.

4. Magnetventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallseele (38) an ihrem Umfang zur besseren Verankerung mit Rillen oder einem Gewinde versehen ist.

5. Magnetventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallseele (46) in Form eines U-förmig gebogenen Bandes ausgebildet ist.

6. Magnetventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (48) des Bandes (46) aus dem Ventilelement (25) radial herausgeführt, zum Magnetanker (17) hin hakenförmig umgebogen sind und in eine an dessen Außenumfang ausgebildete Nut (52) eingreifen.

7. Magnetventil nach Anspruch 6, wobei der Magnetanker durch eine Druckfeder beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die umgebogenen Haken (50) des Bandes (46) eine Auflagefläche (54) zur Abstützung der Druckfeder (44) aufweisen.

8. Magnetventil nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (48) des Bandes (46) zwischen der Austrittsstelle aus dem Ventilelement (25) und den Haken (50) einen im Winkel abgekröpften Abschnitt (56) aufweisen.

9. Magnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (24) aus einem Schaft (26) mit integral an diesem angeformten radialen Armen (28) gebildet ist, die in eine Ring­ nut (40) des Magnetankers (16) eingreifen.

10. Magnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (25) aus einem prismatischen Schaft (26) mit quadratischem Querschnitt gebildet ist.

11. Magnetventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Arme (28) aus einem radialen Steg und einem sich an diesen anschließenden axialen Ansatz (32) gebildet ist, wobei zwischen den Ansätzen (32) und dem Schaft (26) ein Zwischenraum für die Durch­ strömung eines Druckmittels gebildet ist.

12. Magnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seele (38, 46) aus Kunststoff, Keramik oder Holz besteht.