DE4036587A1

DE4036587A1 - Magnetic valve for heat transfer circuit of vehicle - has disc with diametrically opposed permanent magnet poles, rotated by electromagnets against opposition of restoring spring

Info

Publication number: DE4036587A1
Application number: DE19904036587
Authority: DE
Inventors: Horst Schramm
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1990-11-16
Filing date: 1990-11-16
Publication date: 1992-05-21
Anticipated expiration: 2010-11-17
Also published as: DE4036587C2

Abstract

A permanently magnetised rotary disc (2) is mounted on a central axis (4) in a housing (1) between two external electromagnets (3), and has two diametrically opposed sectoral cutouts which correspond to similarly shaped ports (6) in a blocking plate (7). The valve is closed by 90 deg. rotation of the disc (2) which obstructs the flow (8) of the hot current. The edges of the ports (6) are closed by seals (10). A spiral spring restores the disc (2) to the closed position when the electromagnets (3) are de-energised. ADVANTAGE - Rotary disc valve is operated by electromagnets in simplified manner.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil für den Wärmeträger kreislauf einer Fahrzeugheizung, mit einem in einem Ge häuse angeordneten Drehschieber. Bei einem derartigen, beispielsweise aus der DE 30 47 949 C2 bekannten Ventil erfolgt die Betätigung des Drehschiebers über einen Stellhebel, an dem beispielsweise ein Gestänge oder ein Bowdenzug angreifen kann. Eine derartige Betätigung ist jedoch aufwendig, insbesondere dann, wenn eine elektromo torische oder elektromagnetische Ventilbetätigung möglich sein soll.The invention relates to a valve for the heat transfer medium circuit of a vehicle heater, with one in one Ge Rotary valve arranged in the housing. With such a for example valve known from DE 30 47 949 C2 the rotary valve is actuated via a Setting lever on which, for example, a linkage or a Can attack the Bowden cable. Such actuation is however expensive, especially when an elektromo Toric or electromagnetic valve actuation possible should be.

Bekannt sind weiterhin elektromagnetisch betätigte Ven tile für den Wärmeträgerkreislauf einer Fahrzeugheizung, deren Ventilkörper bzw. Ventilkegel in axialer Richtung, d. h. in Ventildurchströmrichtung bewegt werden. Ein der artiges Magnetventil zeigt beispielsweise die DE 36 10 122 A1. Auch derartige Ventile bauen relativ aufwendig und besitzen darüber hinaus einen unverhältnismäßig hohen Strömungswiderstand. Zudem sind Schaltgeräusche, die durch das Aufsetzen des Ventilkörpers bzw. Ventilkegels auf einem Dichtsitz hervorgerufen werden, unvermeidbar. Drehschieberventile sind hierin den Axialventilen deut lich überlegen.Electromagnetically actuated Ven are also known tile for the heat transfer circuit of a vehicle heater, whose valve body or valve cone in the axial direction, d. H. be moved in the direction of valve flow. One of the Like solenoid valve shows for example DE 36 10 122 A1. Valves of this type are also relatively expensive to build and also have a disproportionately high Flow resistance. There are also switching noises by fitting the valve body or valve cone caused on a sealing seat, inevitable. Rotary slide valves are here the axial valves superior.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein gegenüber dem bekannten Stand der Technik in vereinfachter Weise elektromagne tisch ansteuerbares Drehschieberventil aufzuzeigen.The object of the invention is a compared to the known State of the art in a simplified manner electromagnetic Show controllable rotary slide valve.

Gelöst wird diese Aufgabe, indem der Drehschieber dreh fest mit einem Permanentmagneten verbunden ist, der mit zumindest einem außerhalb des Gehäuses angeordneten Elek tromagneten zusammenwirkt. Vorteilhafte Aus- und Weiter bildungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.This task is solved by turning the rotary valve is firmly connected to a permanent magnet which with at least one Elek arranged outside the housing tromagnet cooperates. Advantageous expansion and further Formations of the invention describe the dependent claims.

Der Drehschieber eines erfindungsgemäßen Ventiles für den Wärmeträgerkreislauf einer Fahrzeugheizung wird somit di rekt von einem außerhalb des den Drehschieber aufnehmen den Ventilgehäuses angeordneten Elektromagneten betätigt. Selbstverständlich kann zum Schutz des Elektromagneten ein weiteres, diesen sowie den Drehschieber und das dem Drehschieber zugeordnete Gehäuse einschließendes Gehäuse vorgesehen sein. Bei einem erfindungsgemäßen Ventil sind somit keine aufwendigen Betätigungshebel, Gestänge, Bow denzüge oder dgl. zur Betätigung des Drehschiebers erfor derlich. Hierdurch wird der Bauaufwand minimiert.The rotary valve of a valve according to the invention for the Heat transfer circuit of a vehicle heater is thus di right from outside the pick up the rotary valve the valve housing arranged electromagnet actuated. Of course, can be used to protect the electromagnet another, this and the rotary valve and that Housing including housing associated with rotary slide valve be provided. In a valve according to the invention therefore no elaborate operating levers, rods, bow cables or the like. Required to operate the rotary valve such. This minimizes the construction effort.

Besonders kompakt baut ein erfindungsgemäßes Ventil, wenn der Permanentmagnet selbst als Drehschieber ausgebildet ist. Bevorzugt weist der Permanentmagnet zwei diametral gegenüberliegende Pole auf, die mit zumindest zwei einan der diametral gegenüberliegenden Elektromagneten zusam menwirken. Werden durch Anlegen von Gleichspannung die Elektromagnete dann solchermaßen erregt, daß sie die Pole des Permanentmagneten abstoßen, so wird der Drehschieber beispielsweise in die Position "Ventil offen" bewegt. Bei einer Entregung der Elektromagneten hingegen werden die Pole des Permanentmagneten von den Eisenkernen der nichterregten Elektromagneten angezogen, so daß der Dreh schieber nunmehr in die Position "Ventil geschlossen" be wegt wird. Eine der erstgenannten Erregung der Elektro magneten entgegengerichtete Erregung unterstützt diesen Effekt.A valve according to the invention is particularly compact if the permanent magnet itself is designed as a rotary valve is. The permanent magnet preferably has two diametrals opposite poles on that with at least two on the diametrically opposite electromagnet together men affect. Are the by applying DC voltage Electromagnets are then excited in such a way that they have the poles repel the permanent magnet, so the rotary valve for example moved to the "valve open" position. At de-excitation of the electromagnets, however, will Pole of the permanent magnet from the iron cores of the energized electromagnets so that the rotation now slide into the "valve closed" position is moved. One of the first mentioned excitement of electro Magnetic opposite excitation supports this Effect.

Es ist jedoch auch möglich, die Bewegung des Drehschie bers bzw. Permanentmagneten in eine Richtung durch ein Federelement, so beispielsweise eine Spiralfeder, zu initiieren. Um Endpositionen ("Ventil offen" bzw. "Ventil geschlossen") exakt festlegen zu können, können weiterhin entsprechende, mit dem Drehschieber oder dem Permanent magneten zusammenwirkende Anschläge vorgesehen sein. Allerdings funktioniert ein erfindungsgemäßes Ventil auch ohne derartige Anschläge, was als besonderer Vorteil im Hinblick auf die oben bereits angesprochene Geräuschent wicklung herausgestellt werden kann.However, it is also possible to move the rotary shooter bers or permanent magnets in one direction Spring element, such as a spiral spring, too initiate. To end positions ("valve open" or "valve closed ") can still be specified corresponding, with the rotary valve or the permanent magnets cooperating stops can be provided. However, a valve according to the invention also works without such attacks, which is a particular advantage in With regard to the noise already mentioned above development can be highlighted.

Es ist auch möglich, die Position des Permanentmagneten bzw. des Drehschiebers mittels mehrerer, winkelig zuein ander versetzter Elektromagneten festzulegen. Der jeweils erregte Elektromagnet bestimmt dann die Position des Per manentmagneten. Neben der Festlegung der Positionen "Ventil offen" und "Ventil geschlossen" lassen sich damit auch bestimmte Zwischenstellungen ansteuern.It is also possible to change the position of the permanent magnet or the rotary valve by means of several, at an angle to each other other staggered electromagnet. The each excited electromagnet then determines the position of the per magnet. In addition to defining positions It can be used to open and close the valve also control certain intermediate positions.

Vorteilhafte Ausbildungen des Drehschiebers bzw. der zwi schen dem Drehschieber und dem Gehäuse vorhandenen Dicht flächen beschreiben die Ansprüche 7 bis 10. Diese sowie weitere Vorteile werden auch aus der folgenden Beschrei bung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, das in Prin zipskizzen (Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt, Fig. 2 einen Querschnitt, Fig. 3 das Detail X aus Fig. 1) dargestellt ist, ersichtlich.Advantageous designs of the rotary slide valve or the sealing surfaces between the rotary slide valve and the housing describe the claims 7 to 10. These and other advantages are also described in the following description of a preferred embodiment, which is in principle sketches ( Fig. 1 shows a longitudinal section , Fig. 2 shows a cross-section, Fig. 3 shows the detail X from FIG. 1), can be seen.

Ein Ventil für den Wärmeträgerkreislauf einer Fahrzeug heizung besteht u. a. aus einem Gehäuse 1, in dem zugleich der Wärmeträger geführt wird, einem permanent magnetisch ausgebildeten Drehschieber 2, sowie zwei außerhalb des Gehäuses 1 im Bereich des Drehschiebers 2 angeordneten Elektromagneten 3. Der Drehschieber 2 ist um eine beliebig abgestützte Drehachse 4 drehbar gelagert und weist den aus Fig. 2 ersichtlichen Querschnitt auf. Demnach ist der Drehschieber 2 aus einem Kreisquerschnitt herausgearbeitet, der mit zwei annähernd kreissektorför migen, seitlichen, einander diametral gegenüberliegenden Durchbrechungen 5 versehen wurde. Diese Durchbrechungen 5 können mit gleichartig gestalteten, einander ebenfalls diametral gegenüberliegenden Durchtrittsöffnungen 6 in einer im Gehäuse 1 angeordneten Sperrplatte 7 korrespon dieren. Befindet sich der Drehschieber 2 in der gezeigten Position, so kann der Wärmeträgerstrom gemäß Pfeilrich tung 8 das Ventil passieren. Wird hingegen der Drehschie ber gemäß Pfeilrichtung 9 um 90° verdreht, so kommen die Durchbrechungen 5 des Drehschiebers über dem geschlosse nen Teil der Sperrplatte 7 zum Liegen, so daß das Ventil geschlossen ist.A valve for the heat transfer circuit of a vehicle heater consists, among other things, of a housing 1 , in which the heat transfer medium is also guided, a permanently magnetically designed rotary valve 2 , and two electromagnets 3 arranged outside the housing 1 in the region of the rotary valve 2 . The rotary valve 2 is rotatably supported about an arbitrarily supported axis of rotation 4 and has the cross section shown in FIG. 2. Accordingly, the rotary valve 2 is worked out from a circular cross section, which was provided with two approximately Kreissektorför shaped, lateral, diametrically opposite openings 5 . These openings 5 can correspon dieren with similarly designed, also diametrically opposite passage openings 6 in a locking plate 7 arranged in the housing 1 . If the rotary slide valve 2 is in the position shown, the heat carrier flow according to the direction of arrow 8 can pass the valve. On the other hand, if the rotary valve is rotated by 90 ° according to arrow direction 9 , the openings 5 of the rotary valve come to rest over the closed part of the locking plate 7 , so that the valve is closed.

Zur Abdichtung zwischen der Stirnseite des Drehschiebers sowie der Sperrplatte 7 sind die Ränder der Durchtritts öffnungen 6 der Sperrplatte 7 mit Dichtelementen 10 aus gekleidet. Während bei der gezeigten Anordnung der Dreh schieber mit seiner Stirnseite 11 bei Verdrehung in bzw. gegen Pfeilrichtung 9 stets auf den Dichtelementen 10 reibt, ist auch eine Anordnung möglich, bei der die Stirnseite 11 mit der Drehachse 4 einen Winkel ungleich 90° einschließt, so daß ein Kontakt zwischen den Dicht elementen 10 sowie der Stirnseite 11 lediglich dann auf tritt, wenn sich der Drehschieber in der Position "Ventil geschlossen" befindet. Der gleiche Effekt läßt sich er zielen, wenn die Dichtelemente 10 bzw. die Sperrplatte 7 eine gegenüber der Drehachse 4 entsprechend geneigte Ebene beschreiben. Alternativ kann - wie das in Fig. 3 dargestellte Detail X aus Fig. 1 zeigt - die eine ge neigte Stirnfläche aufweisende Drehachse 4 auf einer ge genüber der Drehachse geneigten Rampe 15 aufliegen, wo durch der Drehschieber 2 bei einer Drehbewegung aus der geschlossenen Position geringfügig angehoben wird und so mit nicht mehr auf den Dichtelementen 10 aufliegt. Um da bei stets einen Kontakt zwischen der Stirnseite der Drehachse 4 sowie der Rampe 15 der Sperrplatte 7 zu ge währleisten, kann ein entsprechendes Federelement (nicht gezeigt) vorgesehen sein.To seal between the end face of the rotary valve and the locking plate 7 , the edges of the passage openings 6 of the locking plate 7 are lined with sealing elements 10 . While in the arrangement shown the rotary slide always rubs on the sealing elements 10 with its end face 11 upon rotation in or against the direction of arrow 9 , an arrangement is also possible in which the end face 11 includes an angle unequal to 90 ° with the axis of rotation 4 , so that a contact between the sealing elements 10 and the end face 11 occurs only when the rotary valve is in the "valve closed" position. The same effect can be achieved if the sealing elements 10 or the locking plate 7 describe a plane that is correspondingly inclined with respect to the axis of rotation 4 . Alternatively, as the detail X from FIG. 1 shown in FIG. 3 shows, the axis of rotation 4 having an inclined end face rests on a ramp 15 inclined relative to the axis of rotation, where the rotary slide 2 slightly rotates from the closed position during a rotary movement is raised and thus no longer rests on the sealing elements 10 . In order to ensure that there is always contact between the end face of the axis of rotation 4 and the ramp 15 of the locking plate 7 , a corresponding spring element (not shown) can be provided.

An der Stirnseite 11 ist der Drehschieber 2 mit einer Aussparung 12 versehen, in der eine am Drehschieber 2 an greifende und sich dabei an der Sperrplatte 7 abstützende Spiralfeder 13 angeordnet ist. Diese trachtet beispiels weise, den Drehschieber 2 in die figürlich dargestellte Position zu bewegen.On the front side 11 of the rotary valve 2 is provided with a recess 12 , in which a on the rotary valve 2 to and is supported on the locking plate 7 supporting coil spring 13 is arranged. This tries, for example, to move the rotary valve 2 into the position shown in the figure.

Die Wirkungsweise des Ventils für den Wärmeträgerkreis lauf einer Fahrzeugheizung ist wie folgt:
Bei nicht erregten Elektromagneten 3 befindet sich der Drehschieber - gehalten durch die Kraft der Spiralfeder 13 - in der gezeigten Position. In stromlosem Zustand ist somit das Ventil für den Durchtritt des Wärmeträgers of fen. Werden hingegen die Elektromagneten 3 entsprechend erregt, so werden die einander diametral gegenüberliegen den Pole 14 des permanentmagnetischen Drehschiebers 2 von den Elektromagneten 3 angezogen. Der Drehschieber 2 wird somit gemäß Pfeilrichtung 9 um 90° verdreht und gelangt somit in die Position "Ventil geschlossen". Eine nachfol gende Entregung der Elektromagneten 3 hingegen bewegt den Drehschieber 2 unter Einfluß der Spiralfeder 13 zurück in die gezeigte Position.The operation of the valve for the heat transfer circuit of a vehicle heater is as follows:
When the electromagnet 3 is not energized, the rotary slide valve - held by the force of the spiral spring 13 - is in the position shown. In the de-energized state, the valve for the passage of the heat transfer medium is thus open. On the other hand, if the electromagnets 3 are energized accordingly, the diametrically opposite poles 14 of the permanent-magnet rotary valve 2 are attracted by the electromagnets 3 . The rotary valve 2 is thus rotated by 90 ° in the direction of arrow 9 and thus moves to the "valve closed" position. A subsequent de-excitation of the electromagnet 3, however, moves the rotary valve 2 under the influence of the coil spring 13 back into the position shown.

Das dargestellte Ventil zeichnet sich durch einfache und kompakte Bauweise aus und ist darüber hinaus in seiner Betätigung äußerst unproblematisch. Aufgrund der Möglich keit einer nahezu geradlinigen Durchströmung gemäß Pfeil richtung 8 ist auch der Strömungswiderstand dieses Venti les äußerst gering. Detaillierte konstruktive Ausfüh rungsformen können von den gezeigten Prinzipskizzen dabei durchaus abweichen, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.The valve shown is characterized by a simple and compact design and is also extremely unproblematic in its operation. Due to the possibility of an almost rectilinear flow according to the direction of arrow 8 , the flow resistance of this venti les is extremely low. Detailed constructive embodiments can deviate from the schematic diagrams shown without departing from the content of the claims.

Claims

1. Valve for the heat transfer circuit of a vehicle heater, with a rotary valve ( 2 ) arranged in a housing ( 1 ), characterized in that the rotary valve ( 2 ) is connected in a rotationally fixed manner to a permanent magnet which is connected to at least one outside the housing ( 1 ) arranged electromagnet ( 3 ) interacts.

2. Valve according to claim 1, characterized in that the rotary slide ( 2 ) is designed as a permanent magnet.

3. Valve according to claim 1 or 2, characterized in that the permanent magnet has two diametrically opposite poles ( 14 ) which cooperate with at least two diametrically opposed electromagnets ( 3 ).

4. Valve according to one of claims 1 to 3, characterized by a rotary valve ( 2 ) in a the electromagnet ( 3 ) facing or away from moving position moving spring element ( 13 ).

5. Valve according to one of claims 1 to 4, characterized by at least one stop for an end position of the rotary valve.

6. Valve according to one of claims 1 to 5, characterized by several, angled to each other staggered and separately controllable elec tromagnets.

7. Valve according to one of claims 1 to 6, characterized in that the rotary valve ( 2 ) has a substantially circular cross-section with two approximately Kreissegment- or kreissektorörmi gene, lateral, diametrically opposite the openings ( 5 ).

8. Valve according to one of claims 1 to 7, characterized in that sealing elements ( 10 ) between the end's ( 11 ) of the rotary valve ( 2 ) and the housing (( 1 ) or a locking plate ( 7 )) are arranged.

9. Valve according to claim 8, characterized in that the sealing elements ( 10 ) or the cooperating with the sealing elements end face ( 11 ) of the rotary valve ( 2 ) write a plane be with the axis of rotation ( 4 ) of the rotary valve ( 2 ) one Includes angles not equal to 90 °.

10. Valve according to claim 8, characterized in that the axis of rotation ( 4 ) rests with its inclined end face on a likewise inclined to the axis of rotation ramp ( 15 ).