DE3334158C1 - Solenoid valve - Google Patents
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Abstract
Description
Anspruches 1.Claim 1.
Die vom Druck des Mediums abhängig arbeitende Kompensationseinrichtung bewirkt entweder eine Kraftwirkung auf den Schwenkhebel im Sinne einer zusätzlichen Schließ- oder Haltekraft. die den Schwenkhebel in seiner Endstellung zu halten sucht, oder aber auch im Sinne einer Kraft, die den Hebel entgegen der vom Permanentmagnctsystem crzeugten Schließkraft zu bcwegen sucht. Im erstgenanntcn Falle werden Schaltbewegungen als Folge von l)ruckspitzen unterbunden; das Permanentmagnetsystem und ein gegebenenfalls vorhandenes, eine SchließkraFt crzcugendes Federsystem, aber auch das das tJrn.sch'.'ltcn des Magnctventils bcwir- The compensation device that works depending on the pressure of the medium either causes a force on the pivot lever in the sense of an additional Closing or holding force. which seeks to hold the pivot lever in its end position, or also in the sense of a force that pushes the lever against that of the permanent magnet system seeks to remove the generated closing force. In the former case, there are switching movements prevented as a result of l) jerk peaks; the permanent magnet system and an optionally existing spring system that creates a locking force, but also that of the tJrn.sch '.' ltcn of the solenoid valve
kende Elektromagnetsystem können kleiner dimensioniert werden. Im zweiten Falle vermindert die Kompensationseinrichtung die Losreißkraft, was ebenfalls eine Verkleinerung des Elektromagnetsystems erlaubt. In allen Fällen wird die Kompensation durch Kraft- bzw.kende electromagnet systems can be dimensioned smaller. in the In the second case, the compensation device reduces the tear-away force, which is also the case allows a downsizing of the electromagnet system. In all cases the compensation by force resp.
Drchmomentausgleich und nicht durch Druckausgleich erzielt. Dies ist ein Vorteil, weil Druckausgleichssysteme träger und wegen der notwendigen Verbindungskanäle verschmutzungsempfindlich sind.Torque compensation and not achieved by pressure compensation. This is an advantage because pressure equalization systems are more sluggish and because of the necessary connection channels are sensitive to soiling.
Sofern das Magnetventil in beiden Endstellungen seines Schwenkhebels eine Ventil bohrung verschließt oder drosselt, wird es in der Regel vorteilhaft sein, zwei in entgegengesetztem Sinne auf die Schwenkhebel einwirkende Kompensationseinrichtungen vorzusehen. Provided the solenoid valve is in both end positions of its pivot lever If a valve bore closes or throttles, it is usually advantageous be, two compensation devices acting in opposite directions on the pivot lever to be provided.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform greifen ein Federsystem und die beiden Kompensationseinrichtungen am einen Arm des doppelarmig ausgebildeten Schwenkhebels an. Dabei können das Ventilverschlußstück oder die Ventilverschlußstücke diesem und/oder dem anderen Arm zugeordnet sein. In a preferred embodiment, a spring system and the two compensation devices on one arm of the double-armed one Pivot lever. Here, the valve closure piece or the valve closure pieces be assigned to this and / or the other arm.
Sowohl im Hinblick auf eine kostengünstige Fertigung als auch auf eine noch weitergehende Verringerung des Raumbedarfs und der für den Schaltvorgang erforderlichen elektrischen Leistung sind bei einer bevorzugten Ausführungsform die Erregerspule oder -spulen des Elektromagneten auf einem E- oder M-förmigen Kern angeordnet, dessen drei Schenkel je einen Magnetpol bilden, wobei zwischen diese Pole unter Bildung von vier Arbeitsluftspalten die Pole des Ankers eingreifen. Ein derartiger Kern ermöglicht die Verwendung fertiggewickelter Spulen sowie eine symmetrische Gestaltung sowohl des Elektromagnctsystems als auch des Permanentmagnetsystems, was eine Minimierung dieser beiden Systeme erlaubt. Vorzugsweise ist dabei das Magnetventil gemäß Anspruch 5 ausgebildet. Both in terms of inexpensive manufacturing and an even further reduction in the space required and for the switching process required electrical power are in a preferred embodiment the excitation coil or coils of the electromagnet on an E- or M-shaped core arranged, the three legs of which each form a magnetic pole, with between these Poles engage the poles of the armature, forming four working air gaps. A Such a core enables the use of fully wound coils as well as a symmetrical one Design of both the electromagnetic system and the permanent magnet system, which allows these two systems to be minimized. The solenoid valve is preferably in this case formed according to claim 5.
Der Schwenkhebel des erfindungsgemäßen Magnetventils kann, einer Klappe ähnlich, als einarmiger Hebel, aber auch als doppelarmiger Hebel ausgebildet sein. Im letztgenannten Falle läßt sich in konstruktiv einfacher Weise mittels der Merkmale des Anspruches 6 der Zutritt des Mediums zu den Magnetsystemen verhindern. The pivot lever of the solenoid valve according to the invention can, one Similar to the flap, designed as a one-armed lever, but also as a double-armed lever be. In the latter case can be in a structurally simple manner by means of Features of claim 6 prevent the access of the medium to the magnet systems.
Besonders vorteilhaft ist dabei eine Konstruktion gemäß Anspruch 7.A construction according to claim 7 is particularly advantageous.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist jede der vorhandenen Kompensationseinrichtungen durch einen in einer Bohrung geführten Kolben gebildet, der dem Druck des Mediums ausgesetzt ist. Eine einfache und raumsparende Bauweise läßt sich hierbei mit den Merkmalen der Ansprüche 8 und 9 erzielen. Die Bohrungen, in denen die Kolben längsverschiebbar gelagert sind, brauchen nur mit den Ventilkanälen in Verbindung zu stehen, um auf den Schwenkhebel ein dem Druck des Mediums proportionales Drehmoment ausüben zu können. Die Kolben können aber auch durch Balg- oder Membransysteme ersetzt werden, wenn z. B. Dichtung reibung unerwünscht ist. In a preferred embodiment, each of the existing compensation devices formed by a piston guided in a bore, which increases the pressure of the medium is exposed. A simple and space-saving design can be achieved with the Features of claims 8 and 9 achieve. The holes in which the piston can be moved lengthways are stored, only need to be in communication with the valve channels in order to open the pivot lever to exert a torque proportional to the pressure of the medium can. The pistons can also be replaced by bellows or diaphragm systems, if z. B. Seal friction is undesirable.
Die Erfindung ist im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert. Die einzige Figur zeigt einen Längsschnitt des A usführungsbeispiels. The invention is illustrated below with reference to one in the drawing Embodiment explained in detail. The only figure shows a longitudinal section of the exemplary embodiment.
Ein Magnetventil weist einen Magnetkopf 1 auf, der unter Zwischenlage einer Trennfolie 2 mit seiner einen Seite an einem Ventilgehäuse 3 anliegt, das aus zwei Gehäusehälften 3' und 3" zusammengesetzt ist. Nicht dargestellte Schrauben verbinden die Gehäusehälften sowie das Ventilgehäuse 3 mit dem Magnetkopf 1. A solenoid valve has a magnetic head 1, which is interposed a separating film 2 rests with its one side on a valve housing 3, which is composed of two housing halves 3 'and 3 ". Screws not shown connect the housing halves and the valve housing 3 to the magnetic head 1.
Der Magnetkopf 1 enthält einen geblechten E-Kern 4, in den zwei koaxial angeordnete, außerhalb des Kerns gewickelte Erregerspulen 5 eingelegt sind. Der Elektromagnet könnte aber auch nur eine einzige Erregerspule aufweisen. Der Kern 4 befindet sich in einem Kunststoffgehäuse 6, welches nur die an der Trennfolie 2 anliegenden Stirnflächen der beiden äußeren Schenkel sowie des mittleren Schenkels des Kernes 4 freiläßt. Der Raum zwischen diesen Schenkeln und der Trennfolie einerseits sowie den Erregerspulen 5 andererseits ist mit einer Isoliermasse 7 vergossen. Das Kunststoffgehäuse 6 und die Isoliermasse 7 könnten aber auch einen einzigen Preßmasseblock bilden. The magnetic head 1 includes a laminated E-core 4 in which two are coaxial arranged, outside the core wound excitation coils 5 are inserted. The electromagnet but could also have only a single excitation coil. The core 4 is located in a plastic housing 6, which has only the end faces resting on the separating film 2 the two outer legs and the middle leg of the core 4 leaves free. The space between these legs and the separating film on the one hand and the excitation coils 5, on the other hand, is encapsulated with an insulating compound 7. The plastic housing 6 and the insulating compound 7 could also form a single molding compound block.
Wie die Figur zeigt, ist das Ventilgehäuse 3 auf der an der Trennfolie 2 anliegenden Seite mit einer Vertiefung versehen, deren Tiefe im Ausführungsbeispiel etwa 40% der in diese Richtung gemessene Abmessung des Ventilgehäuses beträgt. Außen ist diese Vertiefung, welche einen ersten Raum 8 bildet, durch eine Wand 9 des Ventilgehäuses begrenzt, welche auf die das Kunststoffgehäuse 6 begrenzende Wand ausgerichtet ist und mit dieser außen bündig abschließt. As the figure shows, the valve housing 3 is on the separating film 2 adjacent side provided with a recess, the depth of which in the exemplary embodiment is about 40% of the dimension of the valve housing measured in this direction. Outside is this recess, which forms a first space 8, through a wall 9 of the valve housing limited, which is aligned with the wall delimiting the plastic housing 6 and is flush with this on the outside.
Zur Bildung von drei im ersten Raum liegenden Magnetpolen 10, 11 und 12 des Elektromagneten sind drei massive Leisten aus einem gut magnetisierbaren Material so im Ventilgehäuse 3 an der Wand 9 festgelegt, daß ihre eine Seite vollflächig an der Trennfolie 2 anliegt. To form three magnetic poles 10, 11 located in the first space and 12 of the electromagnet are three massive bars made of a well magnetizable Material so set in the valve housing 3 on the wall 9 that one side of it over the entire surface rests against the separating film 2.
Die den mittleren Magnetpol 10 bildende Leiste hat einen quadratischen Querschnitt. Sie ist, wie die Figur zeigt, an die Abmessungen des mittleren Schenkels des Kernes 4 angepaßt und bildet daher eine querschnittsgleiche Verlängerung des mittleren Schenkels. Im gleichen Maße verlängert die die beiden äußeren Magnetpole 11 und 12 bildenden Leisten, die ebenfalls massiv sind und aus einem gut magnetisierbaren Material bestehen, die beiden äußeren Schenkel. Diese Leisten haben jedoch einen rechteckförmigen Querschnitt, so daß sie zwar nach außen hin bündig mit dem zugeordneten seitlichen Schenkel abschließen, jedoch gegen den mittleren Magnetpol 10 hin sich über den äußeren Schenkel hinaus erstrecken.The bar forming the central magnetic pole 10 is square Cross-section. As the figure shows, it is based on the dimensions of the middle leg of the core 4 adapted and therefore forms an extension of the same cross-section middle thigh. It extends the two outer magnetic poles to the same extent 11 and 12 forming strips, which are also solid and made of a well magnetizable The two outer legs are made of material. However, these ledges have one rectangular cross-section, so that it is flush with the assigned to the outside complete the side legs, but against the central magnetic pole 10 itself extend beyond the outer leg.
Zwischen dem ersten Raum 8 und der von der Trennfolie 2 wegweisenden Außenseite 3 des Ventilgehäuses 3 ist mittig ein zweiter Raum 14 vorgesehen. in den eine von der Außenseite 13 her eindringende Bohrung 15 mündet. Zu beiden Seiten dieser mittig angeordneten Bohrung 15 durchdringen das Ventilgehäuse 3 je in gleichem Abstand von der Bohrung 15 zwei zu letzterer parallele Bohrungen 16 und 17. Diese an der Außenseite 13 beginnenden Bohrungen 16 und 17 münden je in einer zylindrischen Absenkung, in welche eine Dichtung 18 bzw. 19 eingesetzt ist. In beiden Bohrungen ist längsverschiebbar ein Kolben 33 bzw. 34 in Form eines Zylinderstiftes geführt, an dem sowie an der Wandung der Absenkung die zugeordnete Dichtung 18 bzw. 19 dicht anliegt. Die beiden Kolben bilden zusammen mit den sie aufnehmenden Bohrungen je eine Kompensationseinrichtung. Von den beiden Ventilbohrungen 16 und 17 aus erstreckt sich im rechten Winkel zu deren Längsachse je ein Ventilkanal 20 bzw. 21 gegen den zweiten Raum 14, in den sie im Zentrum je eines in diesen Raum ragenden Ventilsitzes 22 bzw. 23 münden. Die beiden gleichachsig angeordneten Ventilbohrungen 20 und 21 bilden zusammen mit einem Teil der beiden Bohrungen 16 und 17 je einen Ventilkanal, über den die Kompensationseinrichtungen vom Medium beaufschlagt werden. Between the first space 8 and the space facing away from the separating film 2 A second space 14 is provided in the center on the outside 3 of the valve housing 3. in a hole 15 penetrating from the outside 13 opens. On both sides this centrally arranged bore 15 penetrate the valve housing 3 in the same way Distance from the hole 15 two holes 16 and 17 parallel to the latter. This Bores 16 and 17 beginning on the outside 13 each open into a cylindrical one Lowering into which a seal 18 or 19 is inserted. In both holes a piston 33 or 34 in the form of a cylinder pin is guided in a longitudinally displaceable manner, on and on the wall of the depression, the associated seal 18 and 19, respectively, tightly is applied. The two pistons, together with the holes they receive, each form a compensation device. Extends from the two valve bores 16 and 17 at right angles to their longitudinal axis each have a valve channel 20 and 21 against the second space 14, in which they each have a valve seat protruding into this space in the center 22 and 23 open. The two coaxially arranged valve bores 20 and 21 together with part of the two bores 16 and 17 each form a valve channel, via which the compensation devices are acted upon by the medium.
Die Trennwand zwischen dem ersten Raum 8 und dem zweiten Raum 14 wird durch zwei gegeneinander vorspringende, jedoch im Abstand voneinander endende Materialpartien des mittig geteilten Ventilgehäuses 3 sowie zwei an diesen Materialpartien anliegenden Platten 37 und 38 gebildet. Letztere sind mit auf die Bohrungen 16 bzw. 17 ausgerichteten Ausnehmungen für den Durchtritt der Kolben 33 bzw. 34 versehen. In den einander zugekehrten Stirnflächen dieser gegeneinander vorspringenden Materialpartien ist je eine ringförmige Trapeznut vorgesehen. Eine in diese beiden Trapeznuten eingreifende, im Querschnitt doppeltrapezförmige Ringdichtung 24 dichtet den ersten Raum 8 gegen den zweiten Raum 14 hin ab, nimmt aber auch eine aus Metall bestehende Leiste 25 auf, welche unmittelbar neben dem Dichtungskörper 24 auf der dem ersten Raum 8 zugekehrten Seite auf zwei gegeneinanderwei senden Schneiden 26 der beiden Platten 37 und 38 gelagert ist, welche ein Schwenklager für einen doppelarmigen Schwenkhebel bilden. Die Leiste 25 erstreckt sich in den zweiten Raum 14 hinein und liegt im Inneren einer an den Dichtungskörper 24 einstückig angeformten Umhüllung, deren freier im Querschnitt leicht trapezförmiger Endabschnitt zwei Ventilverschlußstücke 27 und 28 bildet, mittels deren wahlweise die Ventilsitze 22 bzw. 23, also der erste bzw. der zweite Ventilkanal, verschließbar sind. The partition between the first space 8 and the second space 14 is made up of two protruding against each other, but ending at a distance from each other Material parts of the centrally divided valve housing 3 as well as two Plates 37 and 38 resting against these material parts are formed. The latter are with recesses aligned with the bores 16 and 17 for the passage the piston 33 and 34 respectively. In the facing end faces of this An annular trapezoidal groove is provided for each of the material parts protruding from one another. One that engages in these two trapezoidal grooves and has a double trapezoidal cross-section Ring seal 24 seals the first space 8 from the second space 14, takes but also a strip 25 made of metal, which is located immediately next to the Sealing body 24 on the side facing the first space 8 on two mutually opposite sides send cutting 26 of the two plates 37 and 38 is mounted, which is a pivot bearing for a double-armed swivel lever. The bar 25 extends into the second space 14 and lies inside one of the sealing body 24 in one piece molded envelope, the free end portion of which is slightly trapezoidal in cross section forms two valve closure pieces 27 and 28, by means of which the valve seats can be selected 22 and 23, that is to say the first and the second valve channel, can be closed.
Die in Längsrichtung geteilte Leiste 25 erstreckt sich auch in den ersten Raum 8. Ihre beiden Hälften sind jedoch in geringem Abstand von der Trennwand zunächst rechtwinklig nach außen und dann wieder rechtwinklig im entgegengesetzten Sinne abgewinkelt zur Bildung einer U-förmigen Aufnahme für einen im Querschnitt rechteckförmigen Permanentmagneten 29 und zwei spiegelbildlich gleich ausgebildeten Polschuhkörpern 30, die direkt an den einander gegenüberliegenden Seitenflächen des Permanentmagneten 29 anliegen, sich aber gegen die Trennfolie 2 hin über den Permanentmagneten 29 hinaus erstrecken, zwischen dem und dem mittleren Pol 10 ein Luftspalt ausreichender Größe vorhanden ist. Die U-förmige Aufnahme, welche die aus einem nicht magnetisierbaren Metall bestehende Leiste 25 bildet, wird von einem Kunststoffkörper 31 umfaßt und gegen die Polschuhkörper 30 gedrückt, so daß diese fest mit der Leiste 25 verbunden sind. Der sich von den Schneiden 26 gegen die Trennfolie 2 erstreckende Teil der Leiste 25 sowie der Permanentmagnet 29, die beiden Polschuhkörper 30 und der Kunststoffkörper 31 bilden also den einen Arm des doppelarmigen Schwenkhebels, dessen freies Ende eine gabelartige Form hat. Der andere Arm des doppelarmigen Schwenkhebels wird durch den in den zweiten Raum 14 ragenden Teil der Leiste 25 und dessen Ummantelung gebildet Die beiden über den Permanentmagneten 29 überstehenden Abschnitte 30' der Polschuhkörper 30 greifen unter Bildung von je zwei Arbeitsluftspalten zwischen die Magnetpole 10 und 11 bzw. 10 und 12 ein. Durch die symmetrische Ausbildung und Anordnung sowohl der Magnetpole 10 bis 12 als auch der Polschuhkörper 30 ist sichergestellt, daß die in die Arbeitsluftspalte ragenden Abschnitte der Polschuhkörper 30 in den beiden Endstellungen des doppelarmigen Schwenkhebels am einen der beiden äußeren Magnetpole bzw. am mittleren Magnetpol anliegen. Durch die Bildung von insgesamt vier Arbeitsluftspalten ist sichergestellt, daß die Summe der Arbeitsluftspalte sowohl für den magnetischen Fluß des Elektromagneten als auch für den magnetischen Fluß des Permanentmagneten, der außerhalb des magnetischen Kreises des Elektromagneten liegt, bei einer Bewegung des durch die Abschnitte 30' gebildeten Ankers konstant bleibt. The longitudinally divided bar 25 also extends into the first room 8. Your two halves are, however, a short distance from the partition first at right angles to the outside and then again at right angles in the opposite direction Sense angled to form a U-shaped receptacle for one in cross section rectangular permanent magnets 29 and two identical mirror images Pole shoe bodies 30, which are directly on the opposite side surfaces of the permanent magnet 29, but against the separating film 2 over the Permanent magnets 29 also extend between the and the central pole 10 a There is an air gap of sufficient size. The U-shaped receptacle that the formed from a non-magnetizable metal bar 25 is from a Plastic body 31 includes and pressed against the pole piece 30 so that this are firmly connected to the bar 25. The one from the cutting 26 against the release film 2 extending part of the bar 25 and the permanent magnet 29, the two pole piece bodies 30 and the plastic body 31 thus form one arm of the double-armed pivot lever, the free end of which has a fork-like shape. The other arm of the double-armed swivel lever is through the protruding into the second space 14 part of the bar 25 and its sheathing The two over the permanent magnet 29 protruding sections 30 'of the Pole shoe bodies 30 intervene with the formation of two working air gaps the magnetic poles 10 and 11 and 10 and 12, respectively. Due to the symmetrical training and Arrangement of both the magnetic poles 10 to 12 and the pole shoe bodies 30 is ensured, that the protruding into the working air gaps portions of the pole shoe body 30 in the both end positions of the double-armed pivot lever on one of the two outer ones Magnetic poles or on the middle magnetic pole. By forming a total of four working air gaps ensures that the sum of the working air gaps for both the magnetic flux of the electromagnet and the magnetic Flux of the permanent magnet that is outside the magnetic circuit of the electromagnet is constant when the armature formed by the sections 30 'moves remain.
An einander gegenüberliegenden Stellen des Kunst- stoffkörpers 31 sind an diesen diametral abstehende Querarme 32 angeformt, die je einen auf die Kolben 33 bzw. 34 ausgerichteten, an der am Kolben anliegenden Stirnseile balligen Vorsprung aufweisen. Von den beiden Kompensationseinrichtungen übt diejenige ein Drehmoment auf den doppelarmigen Schwenkhebel auf, die mit einem unter Druck stehenden Ventilkanal in Verbindung steht. Normalerweise ist dies der durch das zugeordnete Ventilschlußstück verschlossene Ventilkanal. le eine vorgespannte Schraubenfeder 35 liegt an der gegen die Trennfolie 2 weisenden Seite jedes Querarmes an diesem gegenüber dem Vorsprung an und greift mit ihrem anderen Ende in eine auf das Ventilverschlußstück ausgerichtete Bohrung der Magnetpole 11 bzw. 12 ein. Je nach der Schwenkrichtung des Schwenkhebels bleibt deshalb, wenn der Schwenkhebel in seine Endlage schwenkt, die eine Ventil bohrung verschlossen, während die andere Ventilbohrung geöffnet wird. At opposite points of the art fabric body 31 are formed on this diametrically protruding transverse arms 32, each one on the Pistons 33 and 34 aligned, spherical on the end cables resting on the piston Have a lead. Of the two compensation devices, only one exercises Torque on the double-armed swivel lever, which is connected to a pressurized Valve channel is in communication. Usually this is the one assigned by the Valve closing piece closed valve channel. le a preloaded coil spring 35 lies on the side of each transverse arm facing the separating film 2 on the latter opposite the projection and engages with its other end in a on the valve closure piece aligned bore of the magnetic poles 11 and 12, respectively. Depending on the pan direction the swivel lever therefore remains when the swivel lever swivels into its end position, one valve hole is closed while the other valve hole is open will.
Ferner sind im Ausführungsbeispiel die beiden äußeren Magnetpole 11 und 12 mit je einer durchgehenden Gewindequerbohrung versehen, in der je eine Schraube 37 aus gut magnetisierbarem Material, die von außen her zugänglich ist, geführt ist. Mit Hilfe dieser Schrauben 37 kann die effektivc Größe der Arbeitsluftspalte justiert werden. Furthermore, the two outer magnetic poles are in the exemplary embodiment 11 and 12 each provided with a continuous threaded transverse bore in which one each Screw 37 made of easily magnetizable material, which is accessible from the outside, is led. With the help of these screws 37, the effective size of the working air gaps adjusted.
Claims (11)
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DE3334158A DE3334158C1 (en) | 1983-09-21 | 1983-09-21 | Solenoid valve |
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DE3334158C1 true DE3334158C1 (en) | 1985-01-17 |
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