DE3416336C2 - Magnetventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Magnetventil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und geht von der DE-OS 23 26 716 aus.

Magnetventile bestehen im wesentlichen aus einem Ventilgehäuse mit einem Ventilsitz und einem Ventilverschlußkörper, welcher mittels eines in einem Ankerführungsrohr geführten Ankers betätigbar ist, sowie einer mit dem Anker zusammenwirkenden Magnetspule.

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.

Das Ankerführungsrohr kann direkt am Ventilgehäuse befestigt sein oder in das Gehäuse der Magnetspule integriert werden.

In beiden Fällen sind zusätzliche Mittel zum Befestigen und Fixieren des Ankerführungsrohres bzw. der Magnetspule am Ventilgehäuse erforderlich.

Ein Ventilgehäuse mit einem Ankerführungsrohr, das einstückig aus Kunststoff hergestellt ist, ist aus der US 3,529,806 bekannt. Außer dem Ventilgehäuse mit Ankerführungsrohr ist in dem entsprechend mit einem Ventilsitz versehenen Ankerführungsrohr ein druckfederbeaufschlagter Anker geführt. Bei der Montage wird nach Einführen des Ankers und der Druckfeder ein Steuerglied mit einer oder mehreren Öffnungen für das Medium vorgesehen. Dadurch sind Montage und Wirkungsweise in ihrer eigenen Art festgelegt.

Ein anderes Elektromagnetventil (DE 32 19 834 A1), das ebenfalls ein einstückiges Ventilgehäuse mit einem Ankerführungsrohr besitzt, nimmt in seinem Inneren den Anker mit einem Schließkörper auf, der mit Rasthaken versehen ist, die in Durchflußöffnungen des Ankerführungsrohres einrasten. Der Anker mit Schließkörper wird in einer Richtung federbeaufschlagt und in der Gegenrichtung mittels des Elektromagneten betätigt. Dieses Elektromagnetventil besteht aus einer größeren Anzahl von Teilen und ist entsprechend aufwendig zu montieren. Im übrigen ist diese Bauart unterschiedlich zu derjenigen mit einem Kopfstück, das dem Anker gegenüberliegt.

Ein anderes Elektromagnetventil mit einem Ventilgehäuse und einem Ankerführungsrohr, die einstückig ausgebildet sind, ist aus der US 3,917,218 bekannt. Dabei besitzt der das Ankerführungsrohr bildende Teil des Ventilgehäuses an seinem Boden, der auf einer Seite die Druckfeder für den Anker abstützt, an der anderen Seite, also außen, mehrere Haken, die in Ausnehmungen des Spulengehäuses für die Elektromagnetspule einrasten. Sofern sich jedoch eine derartige Schnappverbindung außen am Ankerführungsrohr befindet, ist diese zwar einsehbar und kann von außen entriegelt werden, jedoch eignet sich diese Schnappverbindung nicht im Innern bei einem Elektromagnetventil mit Anker und Kopfstück.

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.

Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

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 im Innern ohne Zuhilfenahme von Werkzeugen erfolgen kann. In vorteilhafter Weise werden Kopfstück und Ankerführungsrohr mittels der Schnappverbindung im Innern miteinander verbunden. Nach der Montage der Magnetspule auf dem Ankerführungsrohr wird ein ungewolltes Lösen dieser Schnappverbindung durch die das Ankerführungsrohr und das Kopfstück umschließende Magnetspule verhindert.

Die Verbindung zwischen Ventilgehäuse und Spulengehäuse erfolgt in vorteilhafter Weise ebenfalls mittels einer Schnappverbindung.

Anhand der Zeichnung wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 ein Elektro-Magnetventil im Schnitt, wobei das Ventilgehäuse und das Ankerführungsrohr als eine einstückige Baueinheit ausgebildet sind, und

Fig. 2 einen Querschnitt des Ankerführungsrohrs mit Anker, wobei im Ankerführungsrohr in Längsrichtung des Ankerführungsrohres verlaufende Ausnehmungen zum Durchführen von Druckmittel vorgesehen sind.

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.

Der Druckmitteleingang 21 ist auf seiner dem Ventilgehäuse-Innenraum 23 zugewandten Seite als Einlaßventilsitz 20 ausgebildet. Koaxial zum Einlaßventilsitz 20 ist ein Ankerführungsrohr 26 angeordnet. Das Ventilgehäuse 18 und das Ankerführungsrohr 26 sind als eine einstückige Baueinheit ausgebildet und vorzugsweise als Kunststoffspritzteil hergestellt. Im Ankerführungsrohr 26 ist ein Anker 13 in Richtung der Längsachse des Ankerführungsrohres 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 den Einlaßventilsitz 20. Der an der dem Einlaßventilsitz 20 abgewandten Stirnseite des Ankers 13 angeordnete Dichtkörper 12 bildet zusammen mit einem im freien Endbereich des Ankerführungsrohres 26 befestigten Kopfstück 2 angeordneten Auslaßventilsitz 11 ein zur Atmosphäre hin führendes Auslaßventil.

In der dem Anker 13 zugewandten Wandung des Ankerführungsrohres 26 sind in Richtung der Längsachse des Ankerführungsrohres 26 verlaufende Ausnehmungen 24 angeordnet, die zur Verbindung des als Ventilkammer dienenden Ventilgehäuse-Innenraumes 23 mit dem Auslaßventil dienen. Über die Ausnehmungen 24 ist bei geöffnetem Auslaßventil und geschlossenem Einlaßventil der Verbraucher mit der Atmosphäre verbindbar. Die die Ausnehmungen 24 begrenzenden Erhöhungen 14 des Ankerführungsrohres 26 dienen als Ankerführung.

An dem freien Ende des Ankerführungsrohres 26 ist ein sich radial nach innen erstreckender umlaufender Vorsprung 9 vorgesehen, der in eine entsprechende umlaufende Ausnehmung 8, die in der Mantelfläche des Kopfstückes 2 angeordnet ist, eingreift. Der freie Endbereich des Ankerführungsrohres 26 ist mit in Richtung seiner Längsachse verlaufenden Schlitzen 33, 34 versehen. Der umlaufende Vorsprung 9 des Ankerführungsrohres 26 und die umlaufende Ausnehmung 8 des Kopfstückes 2 wirken auf diese Art und Weise nach Art einer Schnappverbindung zusammen.

Ein zwischen Ankerführungsrohr 26 und Kopfstück 2 in einer Umfangsnut des Kopfstückes 2 angeordneter Dichtring 10, welcher außerhalb des geschlitzten Bereiches des Ankerführungsrohres 26 liegt, verhindert ein unbeabsichtigtes Austreten von Druckmittel aus dem Gehäuse-Innenraum 23.

Auf das Ankerführungsrohr 26 ist eine mit einer als Spulengehäuse 1 dienenden Ummantelung versehene Elektro-Magnetspule aufgeschoben. Die Magnetspule setzt sich aus einem topfförmig ausgebildeten Joch 7, einer im topfförmigen Joch 7 angeordneten Spulenwicklung 6 sowie einem dem Boden des topfförmigen Jochs 7 gegenüber angeordneten Polrohr 15 mit einem sich radial nach außen erstreckenden umlaufenden Vorsprung 16 zusammen. Der Boden des topfförmig ausgebildeten Jochs 7 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 und Kopfstück 2 erheblich. Das Polrohr 15 steht mit dem Joch 7 in Verbindung und hat die Aufgabe, den Übergangswiderstand zwischen Joch 7 und dem Anker 13 möglichst gering zu halten.

Die als Spulengehäuse 1 ausgebildete Ummantelung der Magnetspule weist auf ihrer dem Ventilgehäuse 18 zugewandten Seite einen sich radial nach innen auf das Ankerführungsrohr 26 zu erstreckenden umlaufenden Vorsprung 17a auf. Zwischen dem Ankerführungsrohr 26 und dem umlaufenden Vorsprung 17a ist ein Dichtelement 25 vorgesehen.

Das Spulengehäuse 1 weist auf seiner dem Kopfstück 2 zugewandten Seite eine zentrisch angeordnete Ausnehmung 29 auf, in welche sich das dem Anker 13 angewandte Ende des Kopfstückes 2 hinein erstreckt. Eine an die Ausnehmung 29 anschließende weitere Ausnehmung 30 sowie mehrere kleinere Öffnungen 31 und 32, die mit der Ausnehmung 30 in Verbindung stehen, dämpfen das Geräusch der über das Auslaßventil, einen im Kopfstück 2 vorgesehenen Kanal 3 sowie die Ausnehmung 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.

An der der Elektromagnetspule zugewandten Seite des Ventilgehäuses 18 sind parallel zur Wandung des Spulengehäuses 1 verlaufende Vorsprünge 4 und 27 angeordnet, welche die dem Ventilgehäuse 18 abgewandte Seite des Spulengehäuses 1 bügelartig übergreifen. Die Vorsprünge 4 und 27 bestehen aus elastischem Material, so daß das Ventilgehäuse 18 und die vom Spulengehäuse 1 umgebene Elektro-Magnetspule bei der Montage nach Art einer Schnappverbindung zusammengefügt werden.

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.

Die Herstellung und Montage des im vorstehenden beschriebenen Elektro-Magnetventils erfolgt in der Weise, daß zuerst die Spulenwicklung 6 in das topfförmig ausgebildete Joch 7 eingelegt und das Polrohr 15 auf der den Boden des Jochs 7 abgewandten Seite in die Spulenwicklung 6 eingeschoben wird, und zwar so weit, bis der umlaufende Vorsprung 16 des Polrohres 15 an der Spulenwicklung 6 zur Anlage kommt. Dadurch wird das Polrohr 15 mit dem Joch 7 verbunden. Die aus Spulenwicklung 6, Joch 7 und Polrohr 15 bestehende Elektro-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 26 wird in den freien Endbereich des Ankerführungsrohres 26 das Kopfstück 2 so weit eingeschoben, bis der umlaufende Vorsprung 9 des Ankerführungsrohres 26 in die umlaufende Ausnehmung 8 des Kopfstückes 2 einrastet.

Anschließend wird das Dichtelement 25 auf das Ankerführungsrohr 26 aufgeschoben. Zwecks Verbindens des Ventilgehäuses 18 mit der Elektro-Magnetspule werden die bügelartigen Vorsprünge 4, 27 des Ventilgehäuses 18 nach außen gespreizt und die mit der Ummantelung versehene Elektro-Magnetspule wird auf das Ankerführungsrohr 26 aufgeschoben, und zwar so weit, 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. Spulengehäuse 1 und Ventilgehäuse 18 können jetzt nur noch gelöst werden, wenn die Vorsprünge 4, 27 des Ventilgehäuses 18 wieder gespreizt und die Elektro-Magnetspule vom Ankerführungsrohr 26 abgezogen wird.

Ein unbeabsichtigtes Lösen des Kopfstückes 2 vom Ankerführungsrohr 26 wird dadurch verhindert, daß nach Aufschieben der Elektro-Magnetspule auf das Ankerführungsrohr 26 ein Spreitzen des mit Schlitzen 33, 34 versehenen Teiles des Ankerführungsrohres 26 ausgeschlossen ist.

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.

Es ist auch denkbar, das Ventilgehäuse 18 topfförmig auszubilden, so daß nach Aufschieben der Elektro-Magnetspule auf das mit dem Ventilgehäuse 18 eine einstückige Baueinheit bildende Ankerführungsrohr 14, 26 die Elektro-Magnetspule ganz vom Ventilgehäuse 18 umschlossen wird. Das Ventilgehäuse 18 wird dann von einem Deckel verschlossen, der Kontakte für die Elektro-Magnetspule tragen kann. Bei einer solchen Ausbildung des Ventilgehäuses 18 kann auf ein zusätzliches Spulengehäuse 1 ganz verzichtet werden.

Claims (6)

1. Magnetventil mit einem Ventilgehäuse, mit zumindest einem Ventilsitz für einen Ventilverschlußkörper, der von einem Anker in Richtung auf den Ventilsitz zubewegbar und von einem mit dem Ventilgehäuse verbindbaren Kopfstück wegbewegbar ist, sowie mit einem Ankerführungsrohr, das zumindest teilweise von der Elektromagnetspule umgeben ist und zur Aufnahme des Kopfstückes dient, wobei das Ventilgehäuse und das Ankerführungsrohr als eine einstückige Baueinheit ausgebildet sind, die aus Kunststoff besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Ankerführungsrohr (26) an seinem dem Kopfstück (2) zugewandten freien Endbereich in Längsrichtung verlaufende Schlitze (33, 34) aufweist und daß der geschlitzte Endbereich auf seiner der Mantelfläche des Kopfstückes (2) zugewandten Fläche Vorsprünge (9) und/oder Vertiefungen aufweist, die mit korrespondierenden Ausnehmungen (8) und/oder Erhöhungen des Kopfstücks (2) nach Art einer Schnappverbindung zusammenwirken.

2. Magnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der den Anker (13) führenden Wandung des Ankerführungsrohres (26) wenigstens eine in Richtung der Längsachse des Ankerführungsrohrs (26) verlaufende Ausnehmung (24) vorgesehen ist, über welche ein mit dem Magnetventil verbundener Verbraucher entlüftbar ist.

3. Magnetventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ankerführungsrohr (26) auf seiner dem Anker (13) zugewandten Seite in Längsrichtung des Ankerführungsrohres (26) verlaufende, zur Führung des Ankers (13) dienende Erhöhungen (14) aufweist.

4. Magnetventil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Ventilgehäuse (18) und/oder an einem Spulengehäuse (1) wenigstens ein Vorsprung angeordnet ist, welcher das jeweils andere Gehäuse nach Art einer Schnappverbindung übergreift bzw. in eine entsprechende Ausnehmung des jeweils anderen Gehäuses nach Art einer Schnappverbindung eingreift.

5. Magnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (18) topfförmig ausgebildet ist und daß das Ankerführungsrohr (26) von einem rohrförmigen Vorsprung des Bodens des topfförmig ausgebildeten Ventilgehäuses (18) gebildet ist.

6. Magnetventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das topfförmig ausgebildete Ventilgehäuse (18) so bemessen ist, daß die Spule vom Ventilgehäuse (18) ganz aufgenommen wird.