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Magnetventil
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Die Erfindung betrifft ein Magnetventil gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
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Magnetventile bestehen im wesentlichen aus einem Ventilgehäuse mit
einem Ventilsitz und Ventilverschlußkörper, welcher mittels eines in einem Ankerführungsrohr
geführten Ankers betätigbar ist, sowie einer mit dem Anker zusammen-
wirkenden
Magnetspule.
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Bei Mehrwege-Magnetventilen sind im allgemeinen zwei einander gegenüberliegende
Ventilsitze vorgesehen, zwischen denen der mit an seinen Stirnseiten angeordneten
Dichtkörpern versehene Anker hin- und herbewegbar ist. Einer der beiden Ventilsitze
ist in einem das freie Ende des Ankerführungsrohres abschließenden Kopfstück angeordnet.
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Das Ankerführungsrohr kann direkt am Ventilgehäuse befestigt sein
oder in das Gehäuse der Magnetspule integriert werden.
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In beiden Fällen sind zusätzliche Mittel zum Befestigen und Fixieren
des Ankerführungsrohres bzw. der Magnetspule am Ventilgehäuse erforderlich.
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Im erstgenannten Fall wird die Magnetspule mittels einer Rändelmutter,
die auf das Kopfstück des Ankerführungsrohres geschraubt wird, auf dem Ventilgehäuse
befestigt.
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Die Verbindung zwischen dem Ankerführungsrohr und dem Kopfstück sowie
dem Ankerführungsrohr und dem Ventilgehäuse muß sehr fest sein, damit sich das Kopfstück
bzw. das Ankerführungsrohr beim Anziehen der Rändelmutter nicht mitdrehen kann.
Der Werkstoff für das Ankerführungsrohr muß zudem von sehr hoher Güte sein, um eine
unerwünschte Längenänderung des Ankerführungsrohres beim Anziehen der Rändelmutter
zu verhindern.
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Im zweiten Fall ist es erforderlich, die mit dem integrierten Ankerführungsrohr
versehene Magnetspule zum Ventilsitz des Ventilgehäuses genau auszurichten, in dieser
Lage zu fixieren und die Magnetspule mit zusätzlichen Befestigungsmitteln mit dem
Ventilgehäuse zu verbinden.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Magnetventil
der eingangs genannten Art zu schaffen, welches einfach im Aufbau ist und sich leicht
montieren läßt.
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Diese Aufgabe wird mit der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung
gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen angegeben.
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Die Erfindung bietet insbesondere den Vorteil, ein Magnetventil zu
erhalten, welches gegenüber den bekannten Magnetventilen weniger Einzelteile aufweist
und bei welchem die Verbindung von Ventilgehäuse und Magnetspule ohne Zuhilfenahme
von Werkzeugen erfolgen kann. Auf einen gesonderten Wicklungsträger für die Spulenwicklung
kann verzichtet werden, wenn gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform
des Erfindungsgegenstandes das Joch topfförmig ausgebildet und an seinem einen Ende
auf einen dem Durchmesser des Kopfstückes angenäherten Durchmesser eingezogen ist,
so daß die Spulenwicklung im topfförmigen Joch gehalten wird. Der Übergangswiderstand
zum Kopfstück (Kern) wird durch diese Maßnahme sehr gering gehalten. In vorteilhafter
Weise werden Kopfstück und Ankerführungsrohr mittels einer Schnappverbindung miteinander
verbunden.
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Nach der Montage der Magnetspule auf dem Ankerführungsrohr wird ein
ungewolltes Lösen dieser Schnappverbindung durch die das Ankerführungsrohr und das
Kopfstück umschließende Magnetspule verhindert.
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Die Verbindung zwischen Ventilgehäuse und Spulengehäuse erfolgt in
vorteilhafter Weise ebenfalls mittels einer Schnappverbindung.
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Anhand der Zeichnung wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung naher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 ein Magnetventil im Schnitt, wobei das Ventilgehäuse
und das Ankerführungsrohr als eine einstückige Baueinheit ausgebildet sind und Fig.
2 ein Ankerführungsrohr mit Anker, wobei im Ankerführungsrohr in Längsrichtung des
Ankerführungsrohres verlaufende Ausnehmungen zum Durchführen von Druckmittel vorgesehen
sind.
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Das in Fig. 1 dargestellte Magnetventil weist ein Ventilgehäuse 18
mit einem Druckmitteleingang 21 und einem Druckmittelausgang 22 auf. Der Druckmitteleingang
21 ist mit einer Druckmittelquelle verbunden und der Druckmittelausgang 22 steht
mit einem Verbraucher in Verbindung.
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Der Druckmitteleingang 21 ist auf seiner dem Ventilgehäuseinneren
23 zugewandten Seite als Einlaßventilsitz 20 ausgebildet. Koaxial zum Einlaßventilsitz
20 ist ein Ankerführungsrohr 14, 26 angeordnet. Das Ventilgehäuse 18 und das Ankerführungsrohr
14, 26 sind als eine einstückige Baueinheit ausgebildet und vorzugsweise als Kunststoffspritzteil
hergestellt. Im Ankerführungsrohr 14, 26 ist ein Anker 13 in Richtung der Längsachse
des Ankerführungsrohres 14, 26 verschiebbar angeordnet. Der Anker 13 trägt an seinen
beiden Stirnseiten je einen Dichtkörper 19 bzw. 12. Der Einlaßventilsitz 20 bildet
zusammen mit dem ihm zugewandten Dichtkörper 19 ein Einlaßventil 20, 19. Der an
der dem Einlaßventil 20, 19 abgewandten Stirnseite des Ankers 13 angeordnete Dichtkörper
12 bildet zusammen mit einem im freien Endbereich des Ankerführungsrohres 13 befestigten
Kopfstück
2 angeordneten Auslaßventilsitz 11 ein zur Atmosphäre hin führendes Auslaßventil
11, 12.
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In der dem Anker 13 zugwandten Wandung des Ankerführungsrohres 14,
26 sind in Richtung der Längsachse des Ankerführungsrohres 14, 26 verlaufende Ausnehmungen
24 angeordnet, die zur Verbindung des als Ventilkammer dienenden Ventilgehäuseinnenraumes
23 mit dem Auslaßventil 11, 12 dienen. Über die Ausnehmungen 24 ist bei geöffnetem
Auslaßventil 11, 12 und geschlossenem Einlaßventil 20, 19 der Verbraucher mit der
Atmosphäre verbindbar. Die die Ausnehmungen 24 begrenzenden Erhöhungen 14 des Ankerführungsrohres
14, 26 dienen als Ankerführung.
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An dem freien Ende des Ankerführungsrohres 14, 26 ist ein sich radial
nach innen erstreckender umlaufender Vorsprung 9 vorgesehen, der in eine entsprechende
umlaufende Ausnehmung 8, die in der Mantelfäche des Kopfstückes 2 angeordnet ist,
eingreift. Der freie Endbereich des Ankerführungsrohres 14, 26 ist mit in Richtung
seiner Längsachse verlaufenden Schlitzen 33, 34 versehen. Der umlaufende Vorsprung
9 des Ankerführungsrohres 14, 26 und die umlaufende Ausnehmung 8 des Kopfstückes
2 wirken auf diese Art und Weise nach Art einer Schnappverbindung zusammen.
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Ein zwischen Ankerführungsrohr 14, 26 und Kopfstück 2 in einer Umfangsnut
des Kopfstückes 2 angeordneter Dichtring 10, welcher außerhalb des geschlitzten
Bereiches des Ankerführungsrohres 14, 26 liegt, verhindert ein unbeabsichtigtes
Austreten von Druckmittel aus dem Gehäuseinnenraum 23.
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Auf das Ankerführungsrohr 14, 26 ist eine mit einer als Spulengehäuse
1, 17 dienenden Ummantelung versehene
Magnetspule aufgeschoben.
Die Magnetspule setzt sich aus einem topfförmig ausgebildeten Joch 7, 5, einer im
topfförmigen Joch 7, 5 angeordneten Spulenwicklung 6, sowie einem dem Boden des
topfförmigen Jochs 7, 5 gegenüber angeordneten Polrohr 15 mit einem sich radial
nach außen erstreckenden umlaufenden Vorsprung 16 zusammen.
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Der Boden des topfförmig ausgebildeten Jochs 7, 5 weist eine Einziehung
5 auf, durch welche eine Öffnung im Boden gebildet wird, deren Querschnitt dem Querschnitt
des Kopfstückes 2 entspricht. Durch diese Maßnahme reduziert sich der Übergangswiderstand
zwischen Joch 7, 5 und Kopfstück 2 erheblich. Das Polrohr 15, 16 steht mit dem Joch
7, 5 in Verbindung und hat die Aufgabe, den Übergangswiderstand zwischen Joch 7,
5 und Anker 13 möglichst gering zu halten.
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Die als Spulengehäuse 1, 17 ausgebildete Ummantelung der Magnetspule
weist auf ihrer dem Ventilgehäuse 18 zugewandten Seite einen sich radial nach innen
auf das Ankerführungsrohr ;4, 26 zu erstreckenden umlaufenden Vorsprung 17 auf.
Zwischen dem Ankerführungsrohr 14, 26 und dem umlaufenden Vorsprung 17 ist ein Dichtelement
25 vorgesehen.
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Das Spulengehäuse 1 weist auf seiner dem Kopfstück 2 zugewandten Seite
eine zentrisch angeordnete Ausnehmung 29 auf, in welche sich das dem Anker abgewandte
Ende des Kopfstückes 2 hinein erstreckt. Eine an die Ausnehmung 29 anschließende
weitere Ausnehmung 30 sowie mehrere kleinere Öffnungen 31, 32, die mit der Ausnehmung
30 in Verbindung stehen, dämpfen das Geräusch der über das Auslaßventil 11, 12 einen
im Kopfstück 2 vorgesehen Kanal 3 sowie die Kammer 30 zur Atmosphäre hin strömenden
Druckluft. Eine gute Geräuschdämpfung wird auch erzielt, wenn
sich
an die Ausnehmung 29 ein spiralförmig ausgebildeter Entlüftungskanal anschließt.
Zwischen der Wandung der Ausnehmung 29 und dem Kopfstück 2 ist in einer umlaufenden
Ausnehmung der Mantelfläche des Kopfstückes 2 ein Dichtelement 28 angeordnet.
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An der der Magnetspule zugewandten Seite des Ventilgehäuses 18 sind
parallel zur Wandung des Spulgehäuses 1 verlaufende Vorsprünge 4, 27 angeordnet,
welche die dem Ventilgehäuse 18 abgewandte Seite des Spulengehäuses 1 bügelartig
übergreifen. Die Vorsprünge 4, 27 bestehen aus elastischem Material, so daß das
Ventilgehäuse 18 und die vom Spulengehäuse 1 umgebene Magnetspule bei der Montage
nach Art einer Schnappverbindung zusammengefügt werden.
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Es ist auch denkbar, am Spulengehäuse Schnapphaken vorzusehen, die
mit entsprechenden Ausnehmungen im Ventilgehäuse nach Art einer Schnappverbindung
zusammenwirken.
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In Fig. 2 ist im Schnitt das Ankerführungsrohr 26 dargestellt, welches
in Richtung seiner Längsachse verlaufende Ausnehmungen 24 aufweist, die die Funktion
von Druckmittelkanälen haben. Die die Ausnehmungen 24 begrenzenden Erhöhungen 14
dienen zur Führung des Ankers 13.
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Die Herstellung und Montage des im vorstehenden beschriebenen Magnetventils
erfolgt in der Weise, daß zuerst die Spulenwicklung 6 in das topfförmig ausgebildete
Joch 7, 5 eingelegt und das Polrohr auf der den Boden des Jochs 7, 5 abgewandten
Seite in die Spulenwicklung 6 eingeschoben wird, und zwar soweit, bis der umlaufende
Vorsprung 16 des Polrohres 15 an der Spulenwicklung 6 zur Anlage kommt. Dadurch
wird das Polrohr 15, 16 mit dem Joch 7, 5 verbunden. Die aus Spulenwicklung 6, Joch
7, 5 und Pohl-
rohr 15, 16 bestehende Magnetspule wird mit einer
Kunststoffmasse umspritzt, welche dann das Spulengehäuse 1 bildet. Die Spritzform
für das Spulengehäuse 1 kann so ausgebildet sein, daß beim Spritzvorgang ein spiralförmiger
Entlüftungskanal entsteht. Nach Einbringen des Ankers 13 in das Ankerführungsrohr
14, 26 wird in den freien Endbereich des Ankerführungsrohres 14, 26 das Kopfstück
2 soweit eingeschoben, bis der umlaufende Vorsprung 9 des Ankerführungsrohres 14,
26 in die umlaufende Ausnehmung 8 des Kopfstückes 2 einrastet.
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Anschließend wird der Dichtring 25 auf das Ankerführungsrohr 14, 26
aufgeschoben. Zwecks Verbindens des Ventilgehäuses 18 mit der Magnetspule werden
die bügelartigen Vorsprünge 4, 27 des Ventilgehäuses 18 nach außen gespreizt und
die mit der Ummantelung versehene Magnetspule wird auf das Ankerführungsrohr 14,
26 aufgeschoben, und zwar soweit, bis der ringförmige Vorsprung 17 des Spulengehäuses
1 an der dem Spulengehäuse 1 zugewandten Stirnseite des Ventilgehäuses 18 zur Anlage
kommt und die bügelartigen Vorsprünge 4, 27 des Ventilgehäuses 18 das Spulengehäuse
1 übergreifen.
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Spulengehäuse 1 und Ventilgehäuse 18 können jetzt nur noch gelöst
werden, wenn die Vorsprünge 4, 27 des Ventilgehäuses 18 wieder gespreizt und die
Magnetspule vom Ankerführungsrohr 14, 26 abgezogen wird.
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Ein unbeabsichtigtes Lösen des Kopfstückes 2 vom Ankerführungsrohr
14, 26 wird dadurch verhindert, daß nach Aufschieben der Magnetspule auf das Ankerführungsrohr
14, 26 ein Spreitzen des gescchlitzten Teiles 23, 34 des Ankerführungsrohres 14,
26 ausgeschlossen ist.
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Dadurch, daß wenigstens im Bereich der bügelartigen Vorsprünge 4,
27 des Ventilgehäuses 18 die Mantelfläche des
Spulengehäuses 1
abgeflacht ist, ist eine unbeabsichtigte Verdrehbewegung zwischen Spulengehäuse
1 und Ventilgehäuse 18 ausgeschlossen.
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Es ist auch denkbar, das Ventilgehäuse topfförmig auszubilden, so
daß nach Aufschieben der Magnetspule auf das mit dem Ventilgehäuse eine einstückige
Baueinheit bildende Ankerführungsrohr die Magnetspule ganz vom Ventilgehäuse umschlossen
wird. Das Ventilgehäuse wird dann von einem Deckel verschlossen, der Kontakte für
die Magnetspule tragen kann. Bei einer solchen Ausbildung des Ventilgehäuses kann
auf ein zusätzliches Spulengehäuse ganz verzichtet werden.
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