DE4135993C2 - Magnetventil in Baukastenbauweise - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Magnetventile mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.

Es sind Magnetventile bekannt, bei welchen ein Ventilteil und ein Magnetteil des Ventils voneinander getrennt werden können. Derartige Konstruktionen sind beispielsweise aus der US-PS 44 96 133 und der US-PS 47 11 269 bekannt. Diese bekannten Ventile haben eine genau festgelegte Konstruktion, die nur eine bestimmte Montage und Herstellung erlaubt. Wenn das Ventil montiert ist, sind keine Änderungen in der Art der Montage und der daraus hervorgehenden Zusammensetzungen des Ventils sowie dessen Funktionsweise ermöglicht.

In der gattungsbildenden EP 02 03 453 B1 ist ein Elektromagnet- Ventil offenbart, bei dem in einem Gehäuse des Ventils eine Spule angeordnet ist, die einen mittigen Durchgang aufweist. Oberhalb der Spule ist eine Flanschhülse und unterhalb der Spule eine Polscheibe angeordnet. Zusätzlich ist das Gehäuse an der Oberseite durch einen Isolierdeckel verschlossen. In Durchgängen von Polscheibe und Flanschhülse ist ein Stößel bewegbar, der in einem zylinderförmig ausgebildeten Anker befestigt ist. Dieser weist an seinen beiden Stirnseiten zylindrische Ausnehmungen auf. Bei einer Bauart des Elektromagnet-Ventils ist eine Druckfeder in der zylindrischen Ausnehmung zwischen Anker und Flanschhülse angeordnet. Die Druckfeder beaufschlagt den Anker und den an diesen befestigten Stößel in Richtung eines kugelförmigen Ventilkörpers, dem zwei Ventilsitze zugeordnet sind. Der Ventilkörper ist auf einer scheibenförmigen Feder gelagert, die auf den Ventilkörper in Richtung des Stößels einwirkt.

Bei einer anderen Bauart sind Polscheibe und Flanschhülse vertauscht angeordnet. Zusätzlich ist der Anker verdreht, so daß sein Flansch der Polscheibe zugewandt ist. Das Gehäuse des Elektromagneten, Spule, Isolierdeckel, Ventilgehäuse und Stößel sind bei beiden Bauarten gleich angeordnet.

Aus der DE 29 28 86 11 A1 ist ein umstellbares Elektromagnet- Ventil bekannt. Ist das Elektromagnet-Ventil normalerweise geschlossen, weist es einen Anker auf, der entlang eines Ankerführungsrohres bewegbar ist. Eine Druckfeder ist zwischen dem oberen Ende des Ankers und dem geschlossenen, oberen Endes des Elektromagneten angeordnet. Das untere Ende des Ankers ruht auf einem Stößel. Dieser ist in einer Buchse eingeführt. Mit einem unteren Ende ist der Stößel in Anlage mit einem Schließkörper, der einen Kanal öffnet bzw. schließt. Die Federkonstante der Feder ist größer als die einer Ventilfeder, so daß das Ventil normalerweiise geschlossen ist.

Sind Elektromagnet und Anker um 180° verdreht angeordnet, ist der Anker in Anlage mit dem geschlossenen, oberen Ende des Elektromagneten. Am unteren Ende ist er mit einem Federglied in Anlage. Dieses ist zwischen dem Anker und dem Stößel eingesetzt. Für das normalerweise geöffnete Ventil muß ein längerer Stößel als für das normalerweise geschlossene Ventil verwendet werden.

Nachteilig bei dem gattungsgemäßen Elektromagnet-Ventil ist, das zum Vertauschen von Flanschhülse und Polscheibe sowohl der Isolierdeckel als auch das Ventilgehäuse vom Gehäuse gelöst werden müssen. Danach erfolgt die Vertauschung von Flanschhülse und Polscheibe, wobei diese genau relativ zum Gehäuse ausgerichtet werden müssen, um ein Anschlußstück der Spule und Halteklauen des Isolierdeckels aufzunehmen. Zusätzlich muß separat der Anker umgedreht werden, wobei der Stößel aus dem Ankerteil entfernt werden muß, um den Stößel umgekehrt im Ankerteil einzubauen. Dadurch ist die Umwandlung zwischen den beiden Bauarten sowohl zeitaufwendig als auch arbeitsintensiv. Zusätzlich muß an ein korrektes Vertauschen aller Teile wie Flanschhülse, Polscheibe und Anker gedacht werden, wobei diese Teile genau zum Gehäuse ausgerichtet werden müssen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ausgehend von dem vorbekannten Elektromagnet-Ventil ein einfaches, leicht herstellbares Magnetventil zu schaffen, daß schnell und einfach zur Herstellung der jeweils ausgewählten Bauart des Elektromagnet- Ventils montierbar ist.

Zur Lösung der Aufgabe weist das Magnetventil zusätzlich zu den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 dessen kennzeichnende Merkmale auf.

Gemäß der Erfindung werden Anker und Spule als eine Einheit relativ zu dem Ventilteil umgedreht. Das jeweils dem Ventilteil zugeordnete Ende der Welle dient zum Absperren bzw. Durchlassen eines Flüssigkeitsstromes. Das Ventilteil weist eine dem Ventilsitz zugeordnete, als Verschlußstück dienende bewegbare Einrichtung auf, in die jeweils eines der gleich ausgebildeten Enden des Ankerschaftes kuppelbar eingreift. Gemäß der Erfindung wird in einfacher Weise der gesamte Einsatz im Gehäuse umgedreht und wieder in dem Gehäuse angeordnet. Eine genaue Ausrichtung einzelner Teile ist nicht erforderlich. Ebensowenig muß zwischen umdrehbaren Teilen und nicht umdrehbaren Teilen unterschieden werden. Dadurch wird die Umwandlung von einer Bauart in die andere erheblich vereinfacht. Das Magnetventil besteht nur aus wenigen Teilen und ist schnell und einfach bei der jeweilig ausgewählten Bauart montierbar.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Magnetventils gemäß Anspruch 1 ergeben sich durch die Merkmale der Unteransprüche.

Im folgenden werden vorteilhafte Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels des Magnetventils mit normalerweise geschlossener Stellung;

Fig. 2 einen Längsschnitt des Ventils nach Fig. 1 mit normalerweise geöffneter Stellung;

Fig. 3 einen Längsschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels des Magnetventils in normalerweise geschlossener Stellung und mit einem Schalter;

Fig. 4 einen Längsschnitt des Ventils nach Fig. 3 in normalerweise geöffneter Stellung; und

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung einer einem Bestandteil eines Ventilteils bildenden Ventilmembran.

Bei allen nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen weist das Magnetventil drei Grund-Baugruppen auf. Zwei dieser Grund- Baugruppen sind bei den Ausführungsbeispielen identisch und werden durch den Magnetteil 12 und den Ventilteil 14 ausgebildet. Der Magnetteil 12 weist ein Gehäuse mit im wesentlichen zylindrischer Form auf, wobei das Gehäuse an dem einen Ende geöffnet ist und an dem gegenüberliegenden Ende mit einer Abschlußwand 18 versehen ist. In fixierter Lage ist innerhalb des Gehäuses 16 ein Spulenjoch 20 befestigt, welches seinerseits innerhalb einer elektrischen Spule 22 angeordnet ist, die um einen Spulenkern 24 gewickelt ist. Der Magnetteil 12 ist darüber hinaus mit einem bewegbaren Anker versehen, welcher einen Schaft 26 und eine Scheibe 28 aufweist, welche den Schaft umschließt. Der Schaft 26 erstreckt sich verschiebbar durch die Mitte des Jochs 20, wobei die Scheibe 28 an dem Schaft 26 befestigt ist, um gemeinsam mit diesem Schaft bewegt werden zu können. Eine als Vorspanneinrichtung dienende Spiralfeder 30 erstreckt sich um den Schaft 26 herum und ist in Druckkontakt zwischen dem Joch 20 und der Scheibe 28 angeordnet, so daß die Scheibe 28 durch die von der Spiralfeder erzeugte Vorspannkraft von dem Joch 20 und der Spule 22 weggetrieben wird. In der Nähe von jedem der Enden des Schaftes 26 ist diese mit einer Ringnut 32 versehen. Eine flexible Dämpfungsscheibe 31 umschließt den Schaft 26 und ist zwischen der Scheibe 28 und der Feder 30 angeordnet. Für die weitere Beschreibung wird der Magnetteil 12 derart beschrieben, daß dieser eine Unter-Baugruppe 33 mit den Elementen Joch 20, Spule 22, Spulenkern 24, Schaft 26, Scheibe 28, Feder 30 und Dämpfungsscheibe 31 aufweist.

Der Ventilteil 14 weist ein Gehäuse 34 mit einer Einlaßöffnung 36 und einer Auslaßöffnung 38 auf. Der Ventilteil 14 kann mit einer beliebigen Anzahl von Ein- und Auslaßöffnungen versehen sein. Demgemäß kann der Ventilteil zwei Öffnungen aufweisen, wie in der Zeichnung dargestellt ist, oder mit drei oder mehr Öffnungen je nach gewünschter Verwendung des Magnetventils versehen sein. Die Einlaßöffnung 36 des Ventilteils endet im Inneren des Gehäuses 34 des Ventilteils in einem Ventilsitz 40. Weil das dargestellte Magnetventil ein Absperr-Membranventil ist, ist der Ventilteil 14 mit einer Membran 42 versehen, die aus biegsamem Gummi- oder Kunststoffwerkstoff hergestellt ist. Auf der dem Ventilsitz 40 zugewandten Seite der Membran ist diese mit einem Ventil-Verschließteil 44 versehen, der eine im wesentlichen steife Konstruktion darstellt; auf der gegenüberliegenden Seite der Membran 42 ist diese mit einem Halteteil 46 versehen, welcher ebenfalls eine im wesentlichen steife Konstruktion darstellt. Der Halteteil 46, der am besten aus Fig. 5 zu erkennen ist, ist mit einer Mehrzahl von am Innendurchmesser angeordneten Vorsprüngen 48 versehen.

Nachdem vorstehend die Grund-Baugruppen des Magnetteils 12 und des Ventilteils 14 erläutert wurden, wird nachfolgend jedes der Ausführungsbeispiele detailliert in seinem zusammenmontiertem Zustand erläutert. Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2, welche ein regelmäßig geschlossenes Magnetventil 10 darstellen, weist eine Unter-Baugruppe 33 des Magnetteils 12 auf, welcher mit der Scheibe 28 versehen ist, die an der Abschlußwand 18 des Gehäuses 16 des Magnetteils angeordnet ist. Das Schaftende 50 ist mit dem von der Membran 42 des Ventilteils 14 getragenen Halteteil 46 verbunden. Der Ventilteil 14 ist, beispielsweise mittels eines Klebers oder mittels Ultraschallschweißen, mit seinem Gehäuse 34 mit dem Gehäuse 16 des Magnetteils verbunden, wobei die Membran 42 zwischen der Abschlußwand 18 des Gehäuses 16 und einer Schulter 51 des Gehäuses 34 des Ventilteils 14 in einem angepreßten Zustand eingepaßt ist. Wenn die Scheibe 28 gegen die Abschlußwand 18 aufliegt, ist der Verschließteil 44 durch eine Feder 30 in abdichtendem Kontakt gegen den Ventilsitz 40 des Ventilteils angepreßt, wodurch das Strömen von Flüssigkeit zwischen den Öffnungen 36 und 38 unterbunden wird.

Durch Erregen der Spule 22 durch Anschließen an eine elektrische Energiequelle bewegt sich der Schaft 26 und die damit verbundene Scheibe 28 wie in den Figuren dargestellt ist relativ zu dem Joch 20 und dem Gehäuse 16 des Magnetteils nach oben, wodurch der Verschließteil 44 von dem Ventilsitz 40 abgehoben wird, um eine Flüssigkeits-Strömungsverbindung zwischen den Öffnungen 36 und 38 zu schaffen. Die von der Scheibe 28 getragene Dämpfungsscheibe 31 kann gegen das Joch 20 angepreßt werden und dabei eine Dämpfung bereitstellen, wenn die Scheibe 28 gegen das Joch bewegt und angepreßt wird, wodurch das Ventil leiser arbeitet. Wird die Spule 22 nicht mehr erregt, drückt die Feder 30 die Scheibe 28 und den Schaft 26 in der Darstellung nach den Figuren nach unten, wodurch der Ventil-Verschließteil 44 wieder mit dem Ventilsitz 40 zur Anlage kommt und die Öffnungen 36 und 38 gegeneinander absperrt. Ein Kappenteil 52 bildet eine dritte Grund-Baugruppe des Ventils und verschließt das geöffnete Ende des Gehäuses 16 des Magnetteils und ist an dem Gehäuse entweder durch Kleben oder Ultraschallschweißen befestigt.

In der dargestellten Ausführungsform ist der Kappenteil 52, das Gehäuse 16 des Magnetteils 12 und das Gehäuse 34 des Ventilteils 14 aus nichtmetallischem Kunststoffwerkstoff. Das Joch 20 und die Scheibe 28 sind aus eisenhaltigen Werkstoffen. Der Schaft 26 als Bestandteil des Ankers kann in dem magnetischen Fluß angeordnet sein, ist jedoch in der Regel nicht in dem magnetischen Fluß angeordnet.

Das in den Fig. 3 und 4 dargestellte Ventil 10′ ist mit dem gleichen Ventilteil 14 und Magnetteil 12 versehen, wie dies anhand der Fig. 1 und 2 dargestellt wurde, jedoch stellt das Ventil 10′ ein regelmäßig geöffnetes Ventil dar. Dies wird dadurch erreicht, daß die Unter-Baugruppe 33 in einer anderen Orientierung innerhalb des Gehäuses 16 des Magnetteils eingebaut ist, so daß die Scheibe 28 der Unter-Baugruppe des Kappenteils benachbart ist. In den Fig. 3 und 4 ist ein Kappenteil 52′ dargestellt, der einen Betätigungsschalter 54 aufweist. Für die Ausführungsform des Ventils 10′ nach den Fig. 3 und 4 könnte aber auch der für die Ausführungsform des Ventils 10 gemäß den Fig. 1 und 2 verwendete Kappenteil 52 verwendet werden. Bei dem Ventil 10′ ist das gegenüberliegende Schaftende 56 mit dem von der Membran getragenen Halteteil 46 verbunden. Durch Erregen der Spule 22 des Ventils 10′ wird die mit dem Schaft 26 verbundene Scheibe 28 in der Darstellung gemäß den Figuren in bezug auf das Joch 20 und das Gehäuse 16 des Magnetteils in vertikaler Richtung nach unten bewegt, um den Verschließteil 44 mit dem Ventilsitz 40 in Kontakt zu bringen und so die Öffnungen 36 und 38 gegeneinander abzusperren, wodurch der Flüssigkeitsstrom zwischen den Öffnungen abgesperrt wird. Nach Beendigung der Erregung der Spule 22 drückt die Feder 30 die Scheibe 28 in Kontakt mit dem Kappenteil 52′, wodurch der Verschließteil von dem Ventilsitz 40 abgehoben und entfernt wird. Das gegenüberliegende Schaftende 50 kontaktiert die Schaltnase des Schalters 54, wodurch der Schalter während der vertikalen Bewegung des Ventils in die Öffnungs- oder Schließstellung betätigt wird. In dieser Weise kann der Schalter 54 zum Identifizieren der jeweiligen Ventilstellung benutzt werden.

Bei beiden Ausführungsformen der Ventile 10 und 10′ kann die Funktionsweise der Ventile durch einfaches Umdrehen der Unter- Baugruppe 33 innerhalb des Gehäuses 16 geändert werden. Auf diese Weise kann ohne einen Einsatz von vielen unterschiedlichen Teilen die Funktionsweise der Ventile einfach und schnell von dem Hersteller gemäß den Spezifikationen der Runden angepaßt werden, je nach dem ob ein regelmäßig offenes Ventil oder ein regelmäßig geschlossenes Ventil gefragt ist.

Der Schaft 26 des Magnetteils 12 des Ventils ist mit der Membran 42 durch Einschnappen in ein Schnappschloß des von der Membran 42 getragenen Halteteils 46 verbunden. Die Stirnseiten der beiden Schaftenden 50, 56 sind abgerundet, um das Einsetzen des Schaftendes in den in dem Halteteil 46 ausgebildeten Hohlraum 58 zu erleichtern. Wenn die Schaftenden 50, 56 in den Halteteil 46 eingesetzt werden, werden die Vorsprünge 48 leicht gebogen, um die Einsetzbewegung des Schaftes zuzulassen, und greifen dann in die entsprechende Nut 32 ein, wovon an jedem Schaftende eine ausgebildet ist.

Claims (6)

1. Magnetventil (1)

• - mit einem Ventilteil (14), das eine durch einen Ventilsitz getrennte Einlaß- und Auslaßöffnung (36, 38) für den Flüssigkeitsstrom aufweist,
• - mit einem Magnetteil (12), das einen bewegbaren Anker (26, 28) sowie eine elektromagnetische Spule (22) zum Erzeugen von magnetischem Fluß durch den Anker hindurch bei Erregen der Spule aufweist,
• - wobei der Anker (26, 28) auf einem sich durch die Spule (22) hindurcherstreckenden Schaft (26) mit zwei vorstehenden Enden befestigt ist und bei erregter Spule in eine Richtung der Spule bewegbar ist, und bei nicht erregter Spule durch eine Vorspanneinrichtung (30) in entgegengesetzter Richtung bewegbar ist, und
• - der Anker (26, 28) relativ zu dem Ventilteil (14) umgedreht und so in zwei entgegengesetzten Orientierungen angeordnet werden kann,

dadurch gekennzeichnet,
daß am Ventilteil (14) eine dem Ventilsatz zugeordnete, als Verschlußstück dienende bewegbare Einrichtung (42, 44, 46) vorgesehen ist, in die jeweils eines der gleich ausgebildeten Enden des Ankerschaftes kuppelbar eingreift.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegbare Einrichtung des Ventilteils eine flexible Membran (42) aufweist, die ihrerseits einen Halteteil (46) trägt, und der Magnetteil (12) ein Gehäuse (16) mit einer Abschlußwand (18) mit einer darin vorgesehenen Öffnung aufweist, die das jeweils ausgewählte Schaftende durchsetzt, wobei die Membran (42) die Öffnung der Abschlußwand abdichtend überspannt und das jeweilige Schaftende an dem Halteteil (46) befestigt ist.

3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweilige Schaftende an dem Halteteil (46) durch Einschnappen befestigt ist.

4. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kappenteil (52) das der Abschlußwand (18) gegenüberliegende offene Ende des Gehäuses (16) überspannt.

5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kappenteil (52) einen Schalter (54) trägt, der durch das der bewegbaren Einrichtung (42, 44, 46) abgewandte Ende des Ankerschaftes (46) beaufschlagbar ist.