DE3722009A1

DE3722009A1 - Electromagnetically actuatable 3/2-way valve

Info

Publication number: DE3722009A1
Application number: DE19873722009
Authority: DE
Inventors: Lothar Schiel
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: ITT Automotive Europe GmbH
Priority date: 1987-06-13
Filing date: 1987-07-03
Publication date: 1989-03-30

Abstract

An electromagnetically actuatable 3/2-way valve for selectively connecting an output connection to a first or a second input connection is proposed, the connection being effected via a valve chamber to which the output connection is directly connected and to which the input connections are each connected via a sealing seat which can be shut off or opened by means of a movable valve closing member. The valve also has at least one electromagnet, the housing of which contains a magnet winding as well as a displaceable armature which, upon excitation of the electromagnet, actuates the valve closing member via a valve actuating plunger, a connection being made between the second input connection and the output connection when this valve closing member is in the inoperative position. In order to prevent a temporary lack of vacuum tightness during changeover (connection of all three connections), the invention provides that the valve closing member be formed by a flexible valve member (9) having a sealing face (27) which, when in the inoperative position, is prestressed in the direction of the first sealing seat (16) by means of a compression spring (21), the valve member (9) being provided during actuation with an intermediate position in which the two sealing seats (16, 17) are closed simultaneously. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch betätigbares 3/2-Wegeventil zur wahlweisen Verbindung eines Ausgangsan schlusses mit einem ersten oder einem zweiten Eingangsan schluß, wobei die Verbindung über eine Ventilkammer er folgt, an die der Ausgangsanschluß direkt und die Ein gangsanschlüsse über je einen mittels eines beweglichen Ventilschließkörpers absperrbaren bzw. freigebbaren Dicht sitz angeschlossen sind, sowie mit einem Elektromagneten, in dessen Gehäuse eine Magnetwicklung sowie ein verschieb bar angeordneter Magnetanker vorgesehen sind, der bei Er regung des Elektromagneten über einen Ventilbetätigungs stößel den Ventilschließkörper betätigt, in dessen Ruhe lage eine Verbindung zwischen dem zweiten Eingangsanschluß und dem Ausgangsanschluß besteht.The invention relates to an electromagnetically actuated 3/2-way valve for the optional connection of an outlet with a first or a second input close, the connection via a valve chamber he follows to which the output connection is direct and the on aisle connections each via a movable one Valve closing body lockable or releasable seal are connected, as well as with an electromagnet, a magnetic winding and a slide in its housing bar arranged magnet armature are provided, which at Er excitation of the electromagnet via a valve actuation plunger actuated the valve closing body, at rest was a connection between the second input port and the output connector.

Um bei einem solchen 3/2-Wegeventil auch Anschlüsse ver hältnismäßig großer Querschnitte bei der Verwendung eines Magneten vertretbarer Baugröße zuverlässig schalten zu können, erfolgt gemäß dem Hauptpatent die Betätigung des Ventilschließkörpers mittels eines schwenkbar gelagerten Betätigungshebels, in dessen erstem bzw. zweitem Angriffs punkt der Magnetanker bzw. der Ventilbetätigungsstößel angelenkt sind.To also ver connections with such a 3/2-way valve relatively large cross sections when using a Reliably switch on magnets of reasonable size can operate according to the main patent Valve closing body by means of a pivoted Actuation lever, in its first or second attack point of the magnet armature or the valve actuating tappet are articulated.

Weniger vorteilhaft anzusehen ist bei dem vorbekannten 3/2-Wegeventil, insbesondere bei dessen Einsatz als Umschaltventil einer vakuumunterstützten Antiblockier- Bremsanlage, dessen starke Vakuumundichtheit beim Umschalten, da bei der Bewegung des Ventilschließkörpers die beiden Eingangsanschlüsse und der Ausgangsanschluß kurzzeitig miteinander verbunden sind. Dadurch wird der Volumenbedarf an Vakuum erhöht und die Druckumschalt funktion erheblich beeinträchtigt.It is less advantageous to look at the known one 3/2-way valve, especially when used as Changeover valve of a vacuum-assisted anti-lock Brake system, whose strong vacuum leakage when Switch over as the valve closing body moves the two input ports and the output port are temporarily connected. This will make the Volume requirements for vacuum increased and the pressure changeover function significantly impaired.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektromagnetisch betätigbares 3/2-Wegeventil der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art dahingehend zu verbessern, daß die oben erwähnte kurzzeitige Verbindung der Anschlüsse nicht stattfinden kann.It is therefore an object of the present invention Electromagnetically operated 3/2-way valve in the The preamble of claim 1 indicated type improve that the short-term connection mentioned above the connections cannot take place.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ventilschließkörper durch ein elastisches Ventilglied ge bildet ist, dessen Dichtfläche in Ruhestellung mittels einer Druckfeder in Richtung auf den ersten Dichtsitz zu vorgespannt ist, wobei während der Betätigung eine Zwischenstellung des Ventilgliedes vorgesehen ist, in der die beiden Dichtsitze gleichzeitig geschlossen sind. Durch diese Maßnahme wird eine Überschneidung der Öffnungs stellungen der beiden Dichtsitze weitgehendst vermieden und dadurch die Funktionssicherheit des 3/2-Wegeventils erheblich erhöht. Außerdem wird dadurch eine extrem ge räuscharme Arbeitsweise des erfindungsgemäßen 3/2-Wege ventils erreicht.This object is achieved in that the Valve closing body ge by an elastic valve member is formed, the sealing surface in the rest position by means of a compression spring towards the first sealing seat is biased, a during operation Intermediate position of the valve member is provided in the the two sealing seats are closed at the same time. By this measure will overlap the opening positions of the two sealing seats largely avoided and thereby the functional safety of the 3/2-way valve significantly increased. It is also extremely ge low-noise operation of the 3/2-way according to the invention valve reached.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsge genstandes ist der erste Dichtsitz an einem auf dem Betätigungsstößel befestigten Ventilteller ausgebildet, der mittels einer Rückstellfeder in Richtung auf das Ven tilglied zu vorgespannt ist, wobei der Betätigungsstößel eine axiale Verlängerung aufweist, die in einem Ventilge häuse verschiebbar geführt ist. Dadurch wird eine erheb liche Erhöhung der Funktionssicherheit erreicht da die Gefahr einer Verklemmung des Ventilbetätigungsstößels beim Verschwenken des Betätigungshebels weitgehend vermieden wird.In an advantageous development of the invention is the first seal seat on one on the Actuating plunger attached to the valve plate, which by means of a return spring in the direction of the Ven is too biased, the actuating plunger has an axial extension in a Ventilge housing is slidably guided. This will increase Liche increase in functional safety Risk of jamming of the valve actuating tappet on the Swiveling of the actuating lever largely avoided becomes.

Eine andere vorteilhafte Ausführungsart der Erfindung sieht vor, daß das Ventilglied rotationssymmetrisch aus gebildet und an seinem dem ersten Dichtsitz abgewandten Ende innerhalb des ersten Eingangsanschlusses befestigt ist. Die Befestigung erfolgt dabei mittels einer zylin drischen Anschlaghülse, die gleichzeitig zur Führung des Ventilgliedes dient. Diese Maßnahme ermöglicht eine be sonders kompakte Ausführung des Erfindungsgegenstandes.Another advantageous embodiment of the invention provides that the valve member looks rotationally symmetrical formed and at its facing away from the first sealing seat End attached within the first input port is. The attachment is done by means of a zylin drischen stop sleeve, which at the same time to guide the Serves valve member. This measure enables a be particularly compact design of the subject of the invention.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.An embodiment of the invention is in the drawing is shown schematically and is described below.

Die einzige Figur zeigt das erfindungsgemäße 3/2-Wege ventil im Längsschnitt.The only figure shows the 3/2-way according to the invention valve in longitudinal section.

Das in der Figur dargestellte elektromagnetisch betätig bare 3/2-Wegeventil weist in einem Ventilgehäuse 31 einen ersten Eingangsanschluß 11, einen zweiten Eingangsanschluß 12 sowie einen Ausgangsanschluß 10, deren Anordnung bei der gezeigten Ausführung vorzugsweise so getroffen ist, daß die Symmetrieachsen 32, 34 der beiden Eingangs anschlüsse 11, 12 senkrecht zueinander stehen, wobei die Achse 33 des Ausgangsanschlusses 10 mit der Symmetrieachse 32 des ersten Eingangsanschlusses 11 einen rechten Winkel einschließt. Alle drei Anschlüsse 10, 11, 12 weisen vor zugsweise gleich große Querschnittsflächen auf. Den Über gang der drei Anschlüsse 10, 11, 12 ineinander bildet eine Ventilkammer 20, in der sich sowohl ein erster ring förmiger Dichtsitz 16 und ein zweiter ringförmiger Dicht sitz 17 als auch ein mit den beiden Dichtsitzen 16, 17 zusammenwirkender Ventilschließkörper befinden. Während der zweite Dichtsitz 17 im Ventilgehäuse 31 ausgeformt ist, ist der erste Dichtsitz 16 an einem Ventilteller 6 ausgebildet, der auf einem Betätigungsstößel 8 unver schiebbar angeordnet ist, dessen Verlängerung 28 in einer im Ventilgehäuse 31 vorgesehenen Führung 13 geführt ist. Der Ventilschließkörper wird durch ein elastisches rotationssymmetrisches Ventilglied 9 gebildet, das an einem Ende innerhalb des ersten Eingangsanschlusses 11 befestigt ist, während sein anderes Ende eine Dichtfläche 27 bildet, die mittels einer Druckfeder 21 gegen den ersten Dichtsitz 16 gedrückt wird. Der Ventilteller 6 wird mittels einer Rückstellfeder 19 nach unten gegen die Dichtfläche 27 gedrückt. Das Ventilglied 9 wird dabei mittels einer Anschlaghülse 22 befestigt, die gleichzeitig zu dessen Führung und Anschlag in Ruhestellung dient. Das andere Ende der Rückstellfeder 19 stützt sich an einer im Ventilgehäuse 31 ausgebildeten Abstützfläche 29 ab, während das der Dichtfläche 27 abgewandte Ende der Druck feder 21 an einer radialen Ringfläche 35 der Anschlaghülse 22 zur Anlage kommt. Der zur Betätigung der Ventil anordnung vorgesehene Ventilbetätigungsstößel 8 ist in einem zweiten Angriffspunkt 26 eines Betätigungshebels 18 schwenkbar angelenkt, der seinerseits von einem Elektro magneten 30 betätigt wird. The electromagnetically operated 3/2-way valve shown in the figure has a first input connection 11 , a second input connection 12 and an output connection 10 in a valve housing 31 , the arrangement of which in the embodiment shown is preferably such that the axes of symmetry 32 , 34 of the the two input connections 11 , 12 are perpendicular to one another, the axis 33 of the output connection 10 including a right angle with the axis of symmetry 32 of the first input connection 11 . All three connections 10 , 11 , 12 preferably have cross-sectional areas of the same size. The transition of the three connections 10 , 11 , 12 into one another forms a valve chamber 20 in which there are both a first ring-shaped sealing seat 16 and a second ring-shaped sealing seat 17 and also a valve-closure member interacting with the two sealing seats 16 , 17 . While the second sealing seat 17 is formed in the valve housing 31 , the first sealing seat 16 is formed on a valve plate 6 , which is non-slidably arranged on an actuating plunger 8 , the extension 28 of which is guided in a guide 13 provided in the valve housing 31 . The valve closing body is formed by an elastic, rotationally symmetrical valve member 9 , which is fastened at one end within the first input connection 11 , while its other end forms a sealing surface 27 , which is pressed against the first sealing seat 16 by means of a compression spring 21 . The valve disk 6 is pressed down against the sealing surface 27 by means of a return spring 19 . The valve member 9 is fastened by means of a stop sleeve 22 , which simultaneously serves to guide and stop it in the rest position. The other end of the return spring 19 is supported on a support surface 29 formed in the valve housing 31 , while the end of the compression spring 21 facing away from the sealing surface 27 comes to rest against a radial annular surface 35 of the stop sleeve 22 . The provided for actuating the valve arrangement valve actuating plunger 8 is pivotally articulated in a second point of application 26 of an actuating lever 18 , which in turn is actuated by an electric magnet 30 .

Der Elektromagnet 30 ist dabei durch ein mittels eines Deckels 15 verschlossenes Gehäuse 1 gebildet, in dessen Innenraum ein Magnetwicklungsträger 2 mit einer darauf aufgewickelten Magnetwicklung 3 angeordnet ist, die mittels Kontaktfahnen 7 an eine geeignete Spannungsquelle angeschlossen wird. Die Magnetwicklung 3 dient zum Verschieben eines Magnetankers 4, der in einer Führungs hülse 14 geführt und mit einem Betätigungselement 5 kraft- und formschlüssig verbunden ist. Das Betätigungs element 5 ist dabei in einem ersten Angriffspunkt 25 des Betätigungshebels 18 angelenkt, der an einem gehäusefesten Drehpunkt 24 schwenkbar gelagert ist, wobei die beiden Angriffspunkte 25, 26 vorzugsweise als Langlöcher ausge bildet sein können. Der Hub h des Magnetankers 4 wird durch eine im Gehäuse 1 ausgebildete radiale Anschlag fläche 23 begrenzt.The electromagnet 30 is formed by a housing 1 closed by a cover 15 , in the interior of which a magnetic winding support 2 is arranged with a magnetic winding 3 wound thereon, which is connected by means of contact tabs 7 to a suitable voltage source. The magnet winding 3 serves to move a magnet armature 4 , which is guided in a guide sleeve 14 and is non-positively and positively connected to an actuating element 5 . The actuating element 5 is articulated in a first point of attack 25 of the operating lever 18 which is pivotally mounted on a pivot point 24 fixed to the housing, the two points of attack 25, 26 preferably being able to be formed as elongated holes. The stroke h of the armature 4 is limited by a radial stop surface 23 formed in the housing 1 .

Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen elektromagnetisch betätigbaren 3/2-Wegeventils ist folgende:The operation of the electromagnetic according to the invention actuable 3/2-way valve is as follows:

Bei nicht erregtem Elektromagneten 30 befindet sich das Ventilglied 9 infolge der Wirkung der Rückstellfeder 19 in der in der Zeichnung gezeigten Ruhestellung, so daß eine Verbindung zwischen dem zweiten Eingangsanschluß 12 und dem Ausgangsanschluß 10 besteht. Wird nun an die Magnetwicklung 3 eine Spannung angelegt, so wirkt auf den Magnetanker 4 eine Magnetkraft, die größer sein muß als die von der Rückstellfeder 19 unter Berücksichtigung der Hebelübersetzung aufgebrachte Rückstellkraft. Unter der Wirkung der Magnetkraft bewegt sich der Magnetanker 4 in der Zeichnung nach oben und zieht das Betätigungselement 5 mit. Dadurch wird der Betätigungshebel 18 nach oben ver schwenkt, so daß auch der Betätigungsstößel 8 mit dem Ventilteller 6 sich nach oben bewegen. Dieser Bewegung folgt unmittelbar auch die unter Vorspannung stehende Dichtfläche 27 des Ventilschließgliedes 9, so daß der erste Dichtsitz 16 während der Anfangsphase des Umschalt vorganges geschlossen bleibt. In einer daran anschließen den Zwischenstellung wird auch der zweite Dichtsitz 17 verschlossen, wonach im Verlauf einer weiteren Bewegung der erste Dichtsitz 16 von der Dichtfläche 27 abgehoben wird. Damit wird das Umschalten des erfindungsgemäßen 3/2-Wegeventils beendet und eine Verbindung zwischen dem ersten Eingangsanschluß 11 und dem Ausgangsanschluß 10 hergestellt. Beim Abschalten der auf die Magnetwicklung 3 wirkenden Spannung läuft der beschriebene Vorgang in umgekehrter Reihenfolge ab. When the electromagnet 30 is not energized, the valve member 9 is in the rest position shown in the drawing as a result of the action of the return spring 19 , so that there is a connection between the second input connection 12 and the output connection 10 . Is now applied to the solenoid coil 3 a voltage which acts on the armature 4, a magnetic force, which must be greater than the force applied by the return spring 19 in consideration of the leverage restoring force. Under the action of the magnetic force, the magnet armature 4 moves upwards in the drawing and pulls the actuating element 5 with it. Characterized the actuating lever 18 pivots ver up, so that the actuating plunger 8 with the valve plate 6 move upwards. This movement immediately follows the prestressed sealing surface 27 of the valve closing member 9 , so that the first sealing seat 16 remains closed during the initial phase of the switching process. In a subsequent intermediate position, the second sealing seat 17 is also closed, after which the first sealing seat 16 is lifted off the sealing surface 27 in the course of a further movement. This ends the switching of the 3/2-way valve according to the invention and establishes a connection between the first input connection 11 and the output connection 10 . When the voltage acting on the magnetic winding 3 is switched off, the process described proceeds in the reverse order.

BezugszeichenlisteReference symbol list

1 Gehäuse
2 Wicklungsträger
3 Magnetwicklung
4 Magnetanker
5 Betätigungselement
6 Ventilteller
7 Kontaktfahne
8 Betätigungsstößel
9 Ventilglied
10 Ausgangsanschluß
11 1. Eingangsanschluß
12 2. Eingangsanschluß
13 Führung
14 Führungshülse
15 Deckel
16 1. Dichtsitz
17 2. Dichtsitz
18 Betätigungshebel
19 Rückstellfeder
20 Kammer
21 Druckfeder
22 Anschlaghülse
23 Anschlagfläche
24 Drehpunkt
25 Angriffspunkt
26 Angriffspunkt
27 Dichtfläche
28 Verlängerung
29 Abstützfläche
30 Elektromagnet
31 Ventilgehäuse
32 Symmetrieachse
33 Achse
34 Symmetrieachse
35 Ringfläche 1 housing
2 winding carriers
3 magnetic winding
4 magnetic anchors
5 actuating element
6 valve plates
7 contact flag
8 actuating plungers
9 valve member
10 output connector
11 1. Input connector
12 2. Input connection
13 leadership
14 guide sleeve
15 lids
16 1st sealing seat
17 2nd sealing seat
18 operating lever
19 return spring
20 chamber
21 compression spring
22 stop sleeve
23 stop surface
24 pivot point
25 point of attack
26 point of attack
27 sealing surface
28 extension
29 support surface
30 electromagnet
31 valve housing
32 axis of symmetry
33 axis
34 axis of symmetry
35 ring surface

Claims

1. Electromagnetically actuated 3/2-way valve for the optional connection of an output connection to a first or a second input connection, where the connection is made via a valve chamber, to which the output connection is made directly and the input connections are each connected to or shut off by means of a movable valve closing body. releasable sealing seat are connected, and with at least one electromagnet, in the housing of which a magnet winding and a displaceably arranged magnet armature are provided, which actuates the valve closing body when the electromagnet is excited via a valve actuating plunger, in the rest position of which a connection between the second input connection and the output connection is, according to patent. . . (Patent application 37 19 785.1) characterized in that the valve closing body is formed by an elastic valve member ( 9 ), the sealing surface ( 27 ) in the rest position by means of a compression spring ( 21 ) in the direction of the first sealing seat ( 16 ) is biased, whereby during operation, an intermediate position of the valve member ( 9 ) is easily seen, in which the two sealing seats ( 16 , 17 ) are closed at the same time.

2. Electromagnetically actuated 3/2-way valve according to claim 1, characterized in that the first sealing seat ( 16 ) on a on the actuating plunger ( 8 ) attached valve plate ( 6 ) is formed, which by means of a return spring ( 19 ) in the direction is biased towards the valve member ( 9 ).

3. Electromagnetically actuated 3/2-way valve according to claim 1 or 2, characterized in that the actuating plunger ( 8 ) has an axial extension ( 28 ) which is displaceably guided in a valve housing ( 31 ).

4. Electromagnetically actuated 3/2-way valve according to one of the preceding claims 1 to 3, characterized in that the return spring ( 19 ) between the valve plate ( 6 ) and a support surface ( 29 ) formed in the valve housing ( 31 ) is arranged, and the Extension ( 28 ) surrounds.

5. Electromagnetically actuated 3/2-way valve according to one of the preceding claims, characterized in that the valve member ( 9 ) is rotationally symmetrical and attached to its end facing away from the first sealing seat ( 16 ) within the first input port ( 11 ).

6. Electromagnetically actuated 3/2-way valve according to claim 5, characterized in that the fastening of the valve member ( 9 ) by means of a cylindrical stop sleeve ( 22 ) which simultaneously serves to guide it.

7. Electromagnetically actuated 3/2-way valve according to claim 6, characterized in that the sealing surface ( 27 ) of the valve member ( 9 ) is supported in front of exciting compression spring ( 21 ) on the stop sleeve ( 22 ).