DE69709473T2

DE69709473T2 - Allgemeines Magnetabsperrventil

Info

Publication number: DE69709473T2
Application number: DE69709473T
Authority: DE
Inventors: Gluf, Jr.
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1996-03-15
Filing date: 1997-03-12
Publication date: 2002-09-19
Anticipated expiration: 2017-03-13
Also published as: US5669406A; ES2169826T3; DE69709473D1; CA2199861C; CA2199861A1; EP0795706A1; EP0795706B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ganz allgemein Magnetventile. Insbesondere betrifft die Erfindung eine EIN/AUS-Magnetventilanordnung, die einen großen Anteil an universellen Komponenten verwendet, die für den Zusammenbau entweder eines im Ruhezustand offenen elektromagnetischen Ventils oder eines im Ruhezustand geschlossenen elektromagnetischen Ventils geeignet sind und nur eine minimale Anzahl von nicht austauschbaren Komponenten erfordert, um ein normalerweise geschlossenes elektromagnetisches Ventil in ein im Ruhezustand offenes elektromagnetisches Ventil vice versa zu verwandeln.
Magnetventile werden im Allgemeinen in Fluidsystemen (d. h. hydraulischen und pneumatischen Systemen) verwendet, um den Druck und/oder den Fluidstrom zu regeln/steuern. Bekanntlich sind die vielfältigen schaltbaren elektromagnetischen Ventile des Typs "ETN/AUS" entweder als im Ruhezustand geschlossene oder als im Ruhezustand offene Ventile konstruiert. Außerdem sind in herkömmlichen EIN/AUS-Magnetventilen konstruktionsgemäß typischerweise keine austauschbaren Komponenten vorgesehen, die sich für den universellen Einbau sowohl in die Versionen eines im Ruhezustand geschlossenen als auch eines im Ruhezustand offene Magnetventils eignen. Folglich mussten die Hersteller von Magnetventilen bisher jeweils eigene Komponenten für die im Ruhezustand geschlossenen und die im Ruhezustand offenen Magnetventile herstellen und lagern. Ein Beispiel eines manuell zu betätigenden EIN/AUS-Magnetventils ist in der FR-A 1 159 483 geoffenbart.
Für die herkömmliche Herstellung nicht austauschbarer Komponenten für im Ruhezustand geschlossene Magnetventile und für im Ruhezustand offene Magnetventile sind im Allgemeinen jeweils gesonderte Maschinen und Gesenke erforderlich, wodurch sich die Gesamtkosten der Herstellung und des Zusammenbaus der Magnetventile erhöhen. Darüber hinaus hat der Aufwand an zusätzlichem Lagerraum für die Vorhaltung von Magnetventilkomponenten sowohl für die im Ruhezustand geschlossenen als auch die im Ruhezustand offenen Ventile eine erhebliche Steigerung der Vermarktungskosten in diesem unter starken Wettbewerbsdruck stehenden Marktsegment zur Folge. Es besteht daher für die Magnetventiltechnik ein Bedarf nach einer "universellen" Magnetventilanordnung, deren Komponenten sich größtenteils austauschbar für den Zusammenbau sowohl eines im Ruhezustand offenen Magnetventils als auch eines im Ruhezustand geschlossen Magnetventils eignen.
Die US-A 4 063 568 offenbart ein Magnetventil mit Komponenten, die sowohl für den Zusammenbau von im Ruhezustand geschlossenen als auch von im Ruhezustand offenen Magnetventilen verwendet werden können. Das Ventil weist einen hülsenförmigen Ventilkörper auf, der an dem Elektromagneten befestigt ist und passend gestaltet ist, um zwei identische, scheibenförmige Sockel aufzunehmen, die an ihrem unteren Ende mit mittigen Bohrungen versehen sind, die Sitze bilden, die durch Schließelemente geschlossen werden. Die Sockel sind mit ringförmigen Dichtungen ausgestattet, die den Ventilkörper in drei Kammern unterteilen, nämlich eine Einlasskammer, die das unter Druck gesetzte Fluid aufnimmt, eine Auslasskammer, die in strömungsmäßiger Verbindung mit dem Ausgangselement steht, und eine Rückflusskammer für die Rückführung des Fluids aus dem Ausgangselement in das System. Der Einbau der Sockel kann entweder mit deren Unter- seiten gegeneinander gerichtet erfolgen, um ein im Ruhezustand offenes Ventil zu bilden, oder mit entgegengesetzt gerichteten Unterseiten durchgeführt werden, um ein im Ruhezustand geschlossenes Ventil zu schaffen. Da die drehbaren Sockel nicht nur die Ventilsitze tragen, sondern auch druckdicht gegen die Innenwand des Ventilkörpers abdichten müssen, sind bei der Herstellung beträchtliche Anforderungen an die Maßgenauigkeit sowie die Sorgfalt beim Zusammenbau des Ventils gestellt. Aus der WO-A 8103687 ist ein rasch ansprechendes 3-Wege-Magnetventil mit in gewissem Maße ähnlichem Aufbau bekannt, das separate Abschnitte verwendet, die in dem zusammengesetzten Ventil mittels Presspassung aneinandergefügt werden.
Demgemäß ist es eine Aufgabe der Erfindung eine universelle EIN/AUS-Magnetventilanordnung zu schaffen, die einen Satz von gemeinsamen Komponenten aufweist, der sich für den Bau entweder eines im Ruhezustand offenen Magnetventils oder eines im Ruhezustand geschlossenen Magnetventils eignet und einen verhältnismäßig einfachen Aufbau aufweist, um eine wirtschaftliche Massenfertigung zu ermöglichen.
Diese und andere Aufgaben der Erfindung werden durch die kennzeichnenden Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 bis 4 erreicht.
Insbesondere schafft die Erfindung eine in ihrer Gesamtheit als EIN/AUS-Magnetventilanordnung bezeichnete Gruppe von Komponenten, zu denen ein Satz von "universellen" Komponenten, der sich in eine Grundanordnung einbauen lässt, sowie ein Satz von nicht gemeinsamen, d. h. "speziellen" Komponenten gehören, die wahlweise in die Grundanordnung eingebaut werden, um jeweils ein im Ruhezustand offenes Magnetventil oder ein im Ruhezustand geschlossenes Magnetventil zu schaffen. Zu der Grundanordnung gehören eine Magnetspule mit einer Spulenwicklung und einem Magnetanker, der dazu eingerichtet ist, sich abhängig von einer elektrischen Erregung der Spulenwicklung aus einer ersten Stellung in eine zweite Stellung zu bewegen, ein an der Magnetspule befestigter Ventilgrundkörper, der einen Einlasskanal, eine Fluidkammer, einen ersten Durchflusskanal zwischen dem Einlasskanal und der Fluidkammer, eine Steuerkammer und einen zweiten Durchflusskanal zwischen der Fluidkammer und der Steuerkammer definiert, und ein erstes Ventilelement. Zu dem Satz von speziellen Komponenten, der für die Verwendung in der Grundanordnung eingerichtet ist, gehören ein erster Stößel, ein zweiter Stößel, ein zweites Ventilelement und ein Ventilbetätigungsglied. In dem im Ruhezustand offenen Magnetventil ist der erste Stößel an dem Magnetanker befestigt und berührt das erste Ventilelement, das innerhalb der Fluidkammer angeordnet ist. Demgemäß führt die Bewegung des Magnetankers aus der ersten Stellung in die zweite Stellung dazu, dass sich das erste Ventilelement aus einer normalerweise offenen Stellung, in der der Fluidstrom zwischen dem Einlasskanal und der Fluidkammer möglich ist, in eine geschlossene Stellung bewegt, in der der Fluidstrom zwischen dem Einlasskanal und der Fluidkammer unterbunden ist. In dem im Ruhezustand geschlossenen Magnetventil ist der zweite Stößel an dem Magnetanker befestigt und berührt das innerhalb der Steuerkammer angeordnete, erste Ventilelement, das zweite Ventilelement ist in dem Einlasskanal und das Ventilbetätigungsglied in der Fluidkammer gelagert, wobei letzteres einen das erste Ventilelement berührenden, ersten Vorsprung und einen das zweite Ventilelement berührenden zweiten VorTEXT FEHLT
Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht eines im Ruhezustand geschlossenen Magnetventils, das auf den Komponenten der universellen EIN/AUS-Magnetventilanordnung gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung aufgebaut ist;
Fig. 4 stellt eine Untersicht des in Fig. 3 gezeigten, im Ruhezustand geschlossenen Magnetventils dar und zeigt die für den Querschnitt in Fig. 3 gezogene Schnittlinie B-B; und
Fig. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ventilbetätigungsgliedbauteils, das erfindungsgemäß in dem im Ruhezustand geschlossenen Magnetventil verwendet wird.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Ganz allgemein betrifft die Erfindung eine Anordnung von Komponenten, die nachstehend in ihrer Gesamtheit mit EIN/AUS-Magnetventilanordnung 10 bezeichnet wird, die einen Satz von gemeinsamen (d. h. "universellen") Komponenten und einen Satz von nicht gemeinsamen (d. h. "speziellen") Komponenten umfasst, die sich in ein im Ruhezustand offenes Magnetventil 11 oder ein im Ruhezustand geschlossenes Magnetventil 11' einbauen lassen. Fig. 1 und 2 veranschaulichen die universellen und die speziellen Komponenten, die dem im Ruhezustand offenen Magnetventil 11 zugeordnet sind. Im Gegensatz dazu veranschaulichen Fig. 3 und 4 die universellen und die speziellen Komponenten, die dem im Ruhezustand geschlossenen Magnetventil 11' zugeordnet sind. Wegen des weitgehend ähnlichen Aufbaus der Magnetventile 11 und 11' sind die universellen Komponenten im folgenden mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

GRUNDAUFBAU

Insbesondere aus Fig. 1 und 3 ist nun die EIN/AUS-Magnetventilanordnung 10 mit einem Satz von universellen Komponenten zu ersehen, die sich zu einer Grundanordnung 12 zusammensetzen lassen, die dem im Ruhezustand offenen Magnetventil 11 und dem im Ruhezustand geschlossenen Magnetventil 11' gemein sind. Im Wesentlichen besteht die Grundanordnung 12 aus einer Magnetspule 14 und einem Ventilkörper 16. Der Ventilkörper 16 ist eine zweiteilige Anordnung, die einen Grundkörper 18 und ein Nasenelement 20 enthält. Der Grundkörper 18 weist einen ringförmigen, abgestuften Befestigungsflansch 22 auf, der passend gestaltet ist, um einen entsprechenden, auf dem Nasenelement 20 ausgebildeten, ringförmigen, abgestuften Befestigungsflansch 24 aufzunehmen. Geeignete Mittel (z. B. Schweißen, Befestigungselemente, etc.) dienen der Befestigung der Befestigungsflansche 22 und 24 aneinander und sorgen für eine fluiddichte Abdichtung zwischen dem Körper 18 und dem Nasenelement 20. Der Grundkörper 18 ist ferner einstückig ausgebildet mit einem nach oben ragenden, rohrförmigen Spulenkörper 26, einer zentralen Steuerkammer 28, einem Durchflusskanal 30, der durch ein Stirnsegment 32 hindurch ausgebildet und mit der Steuerkammer 28 strömungsmäßig verbunden ist, und ersten und zweiten Kugelsitzen 34 bzw. 36, die durch abgeschrägte Randflächen definiert sind, die an den entgegengesetzten Enden des Durchflusskanals 30 vorhanden sind.
Zu dem Nasenelement 20 gehören ein erster rohrförmiger Abschnitt 38, der eine Fluidkammer 40 definiert, ein zweiter rohrförmiger Abschnitt 42, der einen Einlasskanal 44 definiert, und ein den ersten rohrförmigen Abschnitt 38 und den zweiten rohrförmigen Abschnitt 42 verbindender Zwischenwandabschnitt 46 mit einem Durchflusskanal 48, der eine strömungsmäßige Verbindung zwischen dem Einlasskanal 44 und der Fluidkammer 40 herstellt. Es ist klar, dass der Einlasskanal 44 passend gestaltet ist, um an eine beliebige, geeignete Einlass- oder Zufuhrleitung eines Fluid- gesteuerten Systems angeschlossen zu werden. Das Nasenelement 20 ist ferner mit einem ersten und zweiten Ventilsitz 50 bzw. 52, die durch abgeschrägte Randflächen an den entgegengesetzten Enden des Durchflusskanals 48 ausgebildet sind, sowie mit einem Paar Auslassanschlüssen 54 ausgestattet, die mit der Fluidkammer 40 verbunden sind. Die Auslassanschlüsse 54 sind in ähnlicher Weise für den Anschluss an eine beliebige passende Auslass-, Ausstoß-, oder Rückflussleitung des Fluid-gesteuerten Systems geeignet ausgeführt. Darüber hinaus sind auf den entgegengesetzten Seiten der Fluidkammer 40 ein Paar Führungsfinger 56 vorgesehen, die dazu dienen, bei dem im Ruhezustand offenen Magnetventil 11 eine Ventilkugel 58 bzw. bei dem im Ruhezustand geschlossenen Magnetventil 11' ein Vetilbetätigungslglied 60 zu lagern, die jeweils zentrisch in der Fluidkammer 40 beweglich sind. Die beiden Führungsfinger 56 sind, wie zu sehen, bogenförmig und deren freie Enden fluchten im Wesentlichen mit einem Rand eines der Auslassanschlüsse 54. Die Führungsfinger 56 können einstückig als Vorsprünge ausgebildet sein, die aus der innenliegenden Wand des ersten rohrförmigen Abschnitts 38 des Nasenelements 20 in die Fluidkammer 40 ragen, oder alternativ in Form von Vorsprüngen eines in der Kammer 40 befestigten separaten, gabelförmigen Bauteils vorliegen.
Wie erwähnt, gehört zu der Grundanordnung 12 des EIN/AUS-Magnetventils 10 die Magnetspule 14, die eine Spulenwicklung 62 umfasst, die einen Spulenkörper 26 zwischen einer radialen Fläche 64 auf dem Körper 18 und einem radialen Endflansch 66 des Spulenkörpers 26 umgibt. Die Enden der Spulenwicklung 62 sind an (nicht gezeigte) laschenförmige Kontakte angeschlossen, die ihrerseits mit einer räumlich entfernt angeordneten, elektrischen Spannungsquelle verbunden sind, mit deren Hilfe sich ein elektrisches Signal erzeugen lässt, um die Spulenwicklung 62 wahlweise zu erregen. Im Inneren einer länglichen, mittigen Öffnung 70 des Spulenkörpers 26 ist ein Magnetanker 68 angeordnet. Der Magnetanker 68 umfasst mehrere, sich in Längsrichtung erstreckende radiale Flügel 72, die sich von diesem aus radial nach außen erstrecken, und eine mittige Bohrung 74, die in einer ersten Stirnseite des Magnetankers 68 ausgebildet ist. Eine Kappe 76 ist vorgesehen, um eine zweite Stirnseite des Magnetankers 68 zu umhüllen. Die Kappe 76 weist einen radialen Flansch 78 auf, der in einem nach außen hin abgestuften Abschnitt 80 des Spulenkörpers 26 zu liegen kommt und durch einen umgefalzten Flanschabschnitt 82 eines becherförmigen Gehäuses 84 an Ort und Stelle gehalten wird, dessen übriger Abschnitt die Spulenwicklung 62 umgibt. Das entgegengesetzte Ende des Gehäuses 84 ist an dem Grundkörper 18 befestigt. Zwischen dem abgestuften Abschnitt 80 des Spulenkörpers 26 und dem radialen Flansch 78 der Kappe 76· ist ein dazwischen eingefügter Dichtungsring 86 zu sehen, der dazu dient, das Eindringen von Schmutz zu verhindern. Schließlich ist eine mit einer mittigen Bohrung 90 versehene, magnetisch leitende Scheibe 88 zwischen dem Körper 18 und dem Magnetanker 68 angeordnet. Eine Erregung der Spulenwicklung 62 ruft eine magnetische Anziehungskraft hervor hervor, die auf den Magnetanker 68 wirkt und diesen veranlasst, sich hin zu einer magnetisch leitenden Scheibe 88 zu bewegen. Diese Wirkung erfolgt aufgrund einer magnetischen Leitung oder eines Magnetflusswegs, längs dem magnetische Felder von dem Gehäuse 66 aus über den radialen Hubluftspalt hinweg zu dem Magnetanker 68 (und) über den Luftspalt zu der magnetisch leitenden Scheibe 88 übertragen werden. Auf diese Weise definieren die oben beschriebenen Komponenten die Grundanordnung 12 des EIN/AUS-Magnetventils 10 gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Grundanordnung 12 des EIN/AUS-Magnetventils 10 ist ohne Weiteres für die Verwendung eines Satzes von speziellen Komponenten geeignet, die entweder für den Zusammenbau eines im Ruhezustand offenen Magnetventils 11 oder eines im Ruhezustand geschlossenen Magnetventils 11' dienen, wie im folgenden mit Bezug auf Fig. 1-2 bzw. 3-4 beschrieben.

IM RUHEZUSTAND OFFENES MAGNETVENTIL

In dem im Ruhezustand offenen Magnetventil 11, wie es in Fig. 1 und 2 dargestellt ist, sind die oben erwähnten universellen Komponenten der Grundanordnung 12 mit einer speziellen Komponente, nämlich mit einem Stößel 92, der in Ruhestellung das Ventil offen lässt (N. O.-Stößel), kombiniert. Der N. O.-Stößel 92 weist ein erstes Endsegment 94 auf, das in der mittigen Bohrung 74 des Magnetankers 68 befestigt ist. Der N. O.-Stößel 92 weist ferner ein mittleres Segment 96 mit erweitertem Durchmesser auf, das verschieblich in einer mittigen Bohrung 90 der magnetisch leitenden Scheibe 88 zu liegen kommt und mit der Bohrung einen abdichtenden Sitz bildet. Schließlich weist der N. O.-Stößel 92 ein zweites Endsegment 98 mit vermindertem Durchmesser auf, das in Längsrichtung aus dem mittleren Segment 96 ragt und eine Ventilkugel 58 berührt, die in der Fluidkammer 40 zwischen einem ersten Kugelsitz 34 des Körpers 18 und einem zweiten Ventilsitz 52 des Nasenelements 20 beweglich angeordnet ist. Wie bereits erwähnt, sind die gekrümmten Abschnitte der auslaufenden Enden der Führungsfinger 56 in einer Weise ausgerichtet, um die Ventilkugel 58 in der Fluidkammer 40 zwischen einer Stellung, in der sie mit dem ersten Kugelsitz 34 in Eingriff steht, oder einer Stellung, in der sie mit dem zweiten Ventilsitz 52 in Eingriff steht, beweglich zu führen.
Eine mit dem Bezugszeichen 100 bezeichnete Mittelachse des im Ruhezustand offenen Magnetventils 11 ist in Fig. 1 eingetragen, wobei die verschieblichen Komponenten des Magnetventils 11 auf der linken Seite der Achse 100 in der Stellung des nicht betätigten, "im Ruhezustand offenen" Ventils gezeigt sind und rechts von der Achse 100 in der Stellung des betätigten, "geschlossen" Ventils dargestellt sind. Insbesondere ist in der linken Halbsicht in Fig. 1 die im Ruhezustand offene Konfiguration des EIN/AUS-Magnetventils 10 mit der Magnetspule 14 in einem stromlosen Zustand gezeigt, bei dem der Magnetanker 68 und der N. O.-Stößel 92 in einer "Offen"-Position des Ventils angeordnet sind, und zwar so, dass die Ventilkugel 58 von dem zweiten Ventilsitz 52 des Nasenelements 20 abgehoben ist und auf diese Weise ein Strömen von Fluid durch den Einlasskanal 44 in die Fluidkammer 40 hinein und aus den Auslassanschlüssen 54 heraus zulässt. Wenn sich die Magnetspule 14 in ihrem stromlosen Zustand befindet, wird die Ventilkugel 58 aufgrund des Fluiddrucks, der auf die Ventilkugel 58 in dem Durchflusskanal 48 wirkt, kraftvoll gegen den ersten Kugelsitz 34 des Grundkörpers 18 gedrückt. Demzufolge dichtet die Ventilkugel 58 den Durchflusskanal 30 ab, um ein Eintreten von Fluid in die Steuerkammer 28 zu verhindern. Wenn die Magnetspule 14 hingegen durch Anlegen einer elektrischen Signalspannung an die Spulenwicklung 62 des EIN/AUS- Magnetventils 10 erregt wird, bewirken die erzeugten magnetischen Felder, dass der Magnetanker 68 und der N. O.-Stößel 92 in eine "Schließ"-Stellung des Ventils bewegt werden, wie es die rechte Halbsicht in Fig. 1 zeigt. Während sich der N. O.-Stößel 92 in die Stellung bewegt, in der das Ventil geschlossen ist, drückt sein zweites Endsegment 98 die Ventilkugel 58 gegen den zweiten Ventilsitz 52 des Nasenelements 20 und unterbricht dadurch den aus dem Einlasskanal 44 in die Fluidkammer 40 eintretenden Fluidstrom.
Beim Zusammenbau des im Ruhezustand offenen Magnetventils 11 ist es nötig, die Ventilkugel 58 zwischen den Führungsfingern 56 des Nasenelements 20 in die Fluidkammer 40 einzusetzen, bevor der Flansch 24 des Nasenelements 20 mit dem Flansch 22 des Grundkörpers 18 zusammengefügt wird. Ferner wird das erste Endsegment 94 des N. O.-Stößels 92 in die mittige Bohrung 74 des Magnetankers 68 eingeführt. Der N. O.-Stößel 92 und der Magnetanker 68 werden daraufhin in den rohrförmigen Abschnitt 70 des Spulenkörpers 26 eingeführt, und zwar so, dass das mittlere Segment 96 des N. O.- Stößels 92 in der mittigen Bohrung 90 der magnetisch leitenden Scheibe 88 und der Steuerkammer 28 des Körpers 18 zu liegen kommt. Die Kappe 76 wird anschließend über das Ende des Magnetankers 68 gestülpt, so dass der radiale Flansch 78 gegen den abgestuften Abschnitt 80 des Spulenkörpers 26 ansteht. Das Gehäuse 84 wird anschließend über die Spulenwicklung 62 geschoben und an dem Körper 18 befestigt. Falls das Gehäuse 84 bereits vorher auf der Spulenwicklung 62 montiert ist, um diese einzuhüllen, kann alternativ der Flanschabschnitt 82 des Gehäuses 84 daran anschließend hineingetrieben werden, um den Kappenflansch 78 einzuschließen.

IM RUHEZUSTAND GESCHLOSSENES MAGNETVENTIL

Gemäß Fig. 3 und 4 werden nun die speziellen Komponenten beschrieben, die in Verbindung mit der oben beschriebenen Grundanordnung 12 verwendet werden, um das im Ruhezustand geschlossene Magnetventil 11' zu erzeugen. In Fig. 3 ist die Grundanordnung 12 des EIN/AUS-Magnetventils 10 in Verbindung mit den speziellen Komponenten gezeigt, zu denen ein im Ruhezustand schließender oder N.C.-Stößel 102, ein Ventilbetätigungsglied 60, eine zweite Ventilkugel 58' und ein Haltering 120 gehören. In einem Vergleich von Fig. 3 mit Fig. 1 zeigt sich, dass der N.C.-Stößel 102 dem N. O.- Stößel 92 weitgehend ähnelt, jedoch ist der N.C.-Stößel 102 um das zweite Endsegment 98 gekürzt. Der N.C.-Stößel 102 als solcher weist ein erstes Endsegment 104, das in der mittigen Bohrung 74 des Magnetankers 68 befestigt ist, sowie ein zweites Endsegment 106 mit größerem Durchmesser auf, das in der mittigen Bohrung 90 der magnetisch leitenden Scheibe 88 gleitend verschieblich gelagert ist. Das Stirnende des N.C.-Stößels 102 berührt die Ventilkugel 58, die in dieser Anordnung in der Steuerkammer 28 des Körpers 18 beweglich in Bezug auf den zweiten Kugelsitz 36 angeordnet ist. Der Ventilbetätigungsglied 60 ist in der Fluidkammer 40 gleitend angeordnet und wird zwischen den gegenüberliegenden Paaren von Führungsfingern 56 an Ort und Stelle gehalten. Das Ventilbetätigungsglied 60 weist ein Paar sich in Längsrichtung erstreckender Stützarme 110 auf, die an den entgegengesetzten Enden einer Querverbindung 112 ausgebildet sind und benachbart zu der Außenwandung der Fluidkammer 40 zu liegen kommen. Das Ventilbetätigungsglied 60 ist ferner mit einem ersten oder oberen Vorsprung 114 ausgebildet, der sich durch den Durchflusskanal 30 hindurch erstreckt und die in der Steuerkammer 28 in dem Körper 18 angeordnete Ventilkugel 58 berührt. Weiter weist das Ventilbetätigungsglied 60 einen zweiten Vorsprung 116 auf, der sich durch den Durchflusskanal 48 erstreckt und eine zweite Ventilkugel 58' berührt, die in dem Einlasskanal 44 angeordnet ist. Die zweite Kugel 58' ist in Bezug auf den ersten Ventilsitz 50 des Nasenelements 20 beweglich. Die Haltescheibe 120 stellt ein ringförmiges Element dar, das vorgesehen ist, um die zweite Ventilkugel 58' in dem Einlasskanal 44 zu halten.
In Fig. 3 ist eine Mittelachse 100' in der Weise eingezeichnet, dass die linke Teilansicht den stromlosen Zustand der Magnetspule 14 in dem im Ruhezustand geschlossenen Magnetventil 11' veranschaulicht. Im stromlosen Zustand befinden sich der Magnetanker 68 und der N.C.-Stößel 102 in einer "Schließ"-Stellung des Ventils, wobei der Magnetanker 68 von der magnetisch leitenden Scheibe 88 weggerückt ist. Wenn sich der Magnetanker 68 und der N.C.-Stößel 102 in der Stellung befinden, in der das Ventil geschlossen ist, wirkt der Fluid-Druck in dem Einlasskanal 44 auf die zweite Ventilkugel 58', die ihrerseits bewirkt, dass der auf dem Aktuator 60 vorhandene Vorsprung 114 die Ventilkugel 58 in einer von dem zweiten Kugelsitz 36 des Grundelements 18 abgehobenen Stellung hält und so dafür sorgt, dass das Ventilbetätigungsglied 60 in seiner der Schließposition zugeordneten Ruhestellung verharrt. Wenn sich das Ventilbetätigungsglied 60 in seiner in Ruhestellung geschlossenen Stellung befindet, lehnt sich die zweite Ventilkugel 58' gegen den ersten Ventilsitz 50 des Nasenelements 20 an und trennt auf diese Weise die strömungsmäßige Verbindung zwischen dem Einlasskanal 44 und der Fluidkammer 40.
In der rechten Teilansicht in Fig. 3 ist die Magnetspule 14 der EIN/AUS-Magnetventilanordnung 10 in dem bestromten Zustand gezeigt, in dem der Magnetanker 68 und der N.C.-Stößel 102 gegen die magnetisch leitende Scheibe 84 in eine geöffnete Ventilstellung bewegt werden. Während der N.C.-Stößel 102 sich in seine geöffnete Ventilstellung bewegt, drückt er die Ventilkugel 58 gegen den zweiten Kugelsitz 36 des Körpers 18 und schließt dadurch den Durchflusskanal 30. Während die Ventilkugel 58 gegen den zweiten Kugelsitz 36 des Körpers 18 gedrückt wird, gleitet das Ventilbetätigungsglied 60 zwangsläufig in seine Ventilöffnungsstellung nach unten, hebt dadurch die zweite Ventilkugel 58' von dem ersten Ventilsitz 50 ab und erlaubt auf diese Weise dem Fluid durch den Einlasskanal 44 in die Fluidkammer 40 hinein und durch die Auslasskanäle 54 hinaus zu strömen.
Für den Zusammenbau des im Ruhezustand geschlossenen Magnetventils 11' ist es erforderlich, dass die Ventilkugel 58 in die Steuerkammer 28 des Körpers 18 eingesetzt wird, bevor die magnetisch leitende Scheibe 88 darin angeordnet wird. Anschließend wird das erste Stirnsegment 104 des N.C.-Stößels 102 in die mittige Bohrung 74 des Magnetankers 68 eingesetzt. Der N.C.-Stößel 102 und der Magnetanker 68 werden sodann in den Spulenkörper 26 eingesetzt, und zwar so, dass das zweite Stirnsegment 106 des N.C.-Stößels 102 in der mittigen Bohrung 90 der magnetisch leitenden Scheibe 88 zu liegen kommt. Die Kappe 76 wird dann über das Ende des Magnetankers 68 gestülpt, so dass der radiale Flansch 78 gegen den abgestuften Abschnitt 80 des Spulenkörpers 26 anliegt. Das Gehäuse 84 wird anschließend über die stationäre Spule 62 geschoben. Vor dem Zusammenfügen des Nasenelements 20 mit dem Grundelement 18 wird das Ventilbetätigungsglied 60 zwischen die Führungsfinger 56 in die Fluidkammer 40 eingeführt. Im Anschluss daran wird das Nasenelement 20 in den Körper 18 eingefügt, die zweite Ventilkugel 58' in dem Einlasskanal 44 des Nasenelements 20 platziert und die Haltescheibe 120 eingesetzt. Optional können Mittel für den Halt der zweiten Kugel 58' in dem zylindrischen Einlasskanal 44 vorgesehen sein. Beispielsweise kann der äußere Rand des zylindrischen Einlasskanals 44 tiefgezogen werden, um seinen Durchmesser im Vergleich zu demjenigen der zweiten Ventilkugel 58' zu verkleinern.
Wie aus obiger Beschreibung hervorgeht, ist eine EIN/AUS-Magnetventilanordnung 10 mit einer Grundanordnung 12 geschaffen, die gemeinsame oder "universelle" Elemente enthält, die für den Zusammenbau entweder eines im Ruhezustand offenen Magnetventils 11 oder eines im Ruhezustand geschlossen Magnetventils 11' verwendet werden können. Ferner ist im Falle der EIN/AUS-Magnetventilanordnung 10 der Austausch einer minimalen Anzahl von speziellen Komponenten erforderlich, um eine im Ruhezustand geschlossene oder eine im Ruhezustand offene Anordnung zu erhalten. Die gemeinsame Verwendung der universellen Komponenten der EIN/AUS-Magnetventilanordnung 10 ermöglicht es dem Hersteller den Gesamtaufwand an Maschinen und Arbeitsaufwand zu reduzieren, der für die Herstellung von zweierlei Magnetventilen, die jeweils im Ruhezustand offen bzw. geschlossen sind, erforderlich ist. Darüber hinaus wird der benötigte Lagerraum für die Vorhaltung von Ventilvorrichtungskomponenten ganz erheblich verringert, da es für den Hersteller nicht mehr nötig ist, Magnetventilkomponenten für Magnetventile zu lagern, die für den offenen bzw. geschlossenen Ruhezustand unterschiedlich aufgebaut sind. Darüber hinaus ist lediglich eine Sorte von Ventilkugeln vorzuhalten, da die Ventilkugeln 58 und 58' vorzugsweise denselben Durchmesser aufweisen.
Der Zusammenbau sowohl des im Ruhezustand offenen Magnetventils 11 als auch des im Ruhezustand geschlossenen Magnetventils 11' gestaltet sich erfindungsgemäß sehr einfach. Zwar unterscheidet sich die Reihenfolge in der die Komponenten zusammengesetzt werden, jedoch sind für die Befestigung der Komponenten aneinander keine unterschiedlichen Werkzeugmaschinen erforderlich. Es ist offensichtlich, dass sich die so beschriebene Erfindung auf vielfältige Weise abwandeln lässt. Derartige Abwandlungen sind nicht als Abweichungen von dem Gegenstand der Erfindung zu erachten und sämtliche für den Fachmann naheliegenden Modifikationen sind im Rahmen des Gegenstands der nachfolgenden Patentansprüche als äquivalent anzusehen.

Claims

1. Ein-/ausschaltbare Magnetventilanordnung (10) zu der gehören:

eine Grundanordnung (12), die eine Magnetspule (14) mit einer Spulenwicklung und einem Magnetanker (68), der dazu eingerichtet ist, um in Abhängigkeit von einer elektrischen Bestromung der Spulenwicklung (14) aus einer ersten Stellung in eine zweite Stellung bewegt zu werden, einen einen Einlasskanal (44) definierenden Ventilkörper (16), der an der Magnetspule (14) befestigt ist, und ein erstes Ventilelement (58) enthält; und

ein Satz von Komponenten, die dazu vorgesehen sind mit der Grundanordnung (12) verwendet zu werden, um wahlweise ein im Ruhezustand offenes elektromagnetisches Ventil (11) oder ein im Ruhezustand geschlossenes elektromagnetisches Ventil (11') zu schaffen, wobei zu dem Satz ein erster Stößel (94), ein zweiter Stößel (102), ein zweites Ventilelement (58') und ein Ventilbetätigungsglied (60) gehören und wobei bei dem im Ruhezustand offenen elektromagnetischen Ventil der erste Stößel (94) mit dem Magnetanker (68) verbunden ist sowie mit dem innerhalb einer Fluidkammer (40) angeordneten ersten Ventilelement (58) in Eingriff steht, in der Art, dass eine Bewegung des Magnetankers (68) aus der ersten Stellung in die zweite Stellung, bewirkt, dass das erste Ventilelement (58) aus einer im Ruhezustand offenen Stellung, in der der Fluidstrom zwischen dem Einlasskanal (44) und der Fluidkammer (40) über einen ersten Durchflusskanal (48) zugelassen ist, in eine Schließstellung bewegt wird, in der der Fluidstrom zwischen dem Einlasskanal (44) und der Fluidkammer (40) unterbunden ist, während bei dem im Ruhezustand geschlossenen elektromagnetischen Ventil der zweite Stößel (102) mit dem Magnetanker (68) verbunden ist und mit dem ersten Ventilelement (58) in Eingriff steht,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Fluidkammer (40), eine Steuerkammer (28) sowie der erste und ein zweiter Durchflusskanal (48 und 30) zwischen dem Einlasskanal (44) und der Fluidkammer (40) bzw. zwischen der Fluidkammer (40) und der Steuerkammer (28) in dem Ventilkörper (16) ausgebildet sind, und

dass bei dem im Ruhezustand geschlossenen elektromagnetischen Ventil das erste Ventilelement (58) innerhalb der Steuerkammer (28) angeordnet ist, das zweite Ventilelement (58') in dem Einlasskanal (44) und das Ventilbetätigungsglied (60) in der Fluidkammer (40) gehalten wird und einen das mit dem ersten Ventilelement (58) in Eingriff stehenden ersten Vorsprung (114) und einen mit dem zweiten Ventilelement (58') in Eingriff stehenden zweiten Vorsprung (116) aufweist, derart, dass eine Bewegung des Magnetankers (68) aus der ersten Stellung in die zweite Stellung bewirkt, dass das zweite Ventilelement (58') aus einer im Ruhezustand geschlossenen Stellung, in der der Fluidstrom aus dem Einlasskanal (44) hin zu der Fluidkammer (40) unterbunden ist, in eine offene Stellung bewegt wird, in der der Fluidstrom aus dem Einlasskanal (44) hin zu der Fluidkammer (40) zugelassen ist.

2. Ein-/ausschaltbare Magnetventilanordnung (10) zu der gehören:

ein erster Satz von Komponenten, der sich in eine Grundanordnung (12) einbauen lässt, um entweder für ein im Ruhezustand offenes elektromagnetisches Ventil (11) oder ein im Ruhezustand geschlossenes elektromagnetisches Ventil (11') universell verwendet zu werden, wobei zu dem ersten Satz eine Magnetspule (14), die eine Spulenwicklung und einen Magnetanker (68) umfasst, der dazu eingerichtet ist, um in Abhängigkeit von einer elektrischen Bestromung der Spulenwicklung sich aus einer ersten Stellung in eine zweite Stellung zu bewegen, ein Ventilkörper (16), der an der Magnetspule (14) befestigt ist und einen Einlasskanal (44) definiert, und ein erstes Ventilelement (58) gehören, und

ein zweiter Satz von Komponenten, die für die Verwendung in der Grundanordnung (12) eingerichtet sind und zu denen ein erster Stößel (94), ein zweiter Stößel (102), ein zweites Ventilelement (58') und ein Ventilbetätigungsglied (60) gehören, wobei bei dem im Ruhezustand offenen elektromagnetischen Ventil der erste Stößel (94) mit dem Magnetanker (68) verbunden ist und mit dem in einer Fluidkammer (40) angeordneten ersten Ventilelement (58) derart in Eingriff steht, dass eine Bewegung des Magnetankers (68) aus der ersten Stellung in die zweite Stellung bewirkt, dass das erste Ventilelement (58) aus einer im Ruhezustand offenen Stellung, in der der Fluidstrom zwischen dem Einlasskanal (44) und der Fluidkammer (40) über einen ersten Durchflusskanal (48) zugelassen ist, in eine Schließstellung bewegt wird, in der der Fluidstrom zwischen dem Einlasskanal (44) und der Fluidkammer (40) unterbunden ist, während bei dem im Ruhezustand geschlossenen elektromagnetischen Ventil der zweite Stößel (102) mit dem Magnetanker (68) verbunden ist und mit dem ersten Ventilelement (58) in Eingriff steht,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Fluidkammer (40), eine Steuerkammer (28) und der erste und ein zweiter Durchflusskanal (48 und 30) zwischen dem Einlasskanal (44) und der Fluidkammer (40) bzw. zwischen der Fluidkammer (40) und der Steuerkammer (28) in dem Ventilkörper (16) ausgebildet sind, und dass

dass bei dem im Ruhezustand -geschlossenen elektromagnetischen Ventil das erste Ventilelement (58) innerhalb der Steuerkammer (28) angeordnet ist, das zweite Ventilelement (58') in dem Einlasskanal (44) und das Ventilbetätigungsglied (60) in der Fluidkammer (40) gehalten wird und einen mit dem ersten Ventilelement (58) in Eingriff stehenden ersten Vorsprung (114) und einen mit dem zweiten Ventilelement (58') in Eingriff stehenden zweiten Vorsprung (116) aufweist, derart, dass eine Bewegung des Magnetankers (68) aus der ersten Stellung in die zweite Stellung bewirkt, dass das zweite Ventilelement (58') aus einer im Ruhezustand geschlossenen Stellung, in der der Fluidstrom aus dem Einlasskanal (44) hin zu der Fluidkammer (40) unterbunden ist, in eine offene Stellung bewegt wird, in der der Fluidstrom aus dem Einlasskanal (44) hin zu der Fluidkammer (40) zugelassen ist.

3. Konvertierbares ein/ausschaltbares elektromagnetisches Ventil (10) zu dem gehören:

eine Magnetspule (14) mit einer Spulenwicklung und einem Magnetanker (68), der dazu eingerichtet ist, um in Abhängigkeit von einer elektrischen Bestromung der Spulenwicklung aus einer ersten Stellung in eine zweite Stellung bewegt zu werden;

ein Ventilkörper (16), der an der Magnetspule (14) befestigt ist und einen Einlasskanal (44) definiert,

ein erstes Ventilelement (58);

ein erster Stößel (94);

ein zweiter Stößel (102);

ein zweites Ventilelement (58'); und

ein Ventilbetätigungsglied (60);

wobei das ein-/ausschaltbare Magnetventil (10) sich sowohl in ein im Ruhezustand offenes elektromagnetisches Ventil (11) als auch ein im Ruhezustand geschlossenes Ventil (11') konvertieren lässt, wobei im Falle des im Ruhezustand offenen elektromagnetischen Ventils (11) der erste Stößel (94) mit dem Magnetanker (68) verbunden ist und sich durch eine Steuerkammer (28) und einen zwischen der Steuerkammer (28) und einer Fluidkammer (40) befindlichen zweiten Durchflusskanal (30) erstreckt, um mit dem ersten Ventilelement (58) in Eingriff zu kommen, das innerhalb der Fluidkammer (40) derart angeordnet ist, dass eine Bewegung des Magnetankers (68) aus der ersten Stellung in die zweite Stellung bewirkt, dass der erste Stößel (94) das erste Ventilelement (58) aus einer im Ruhezustand offenen Stellung, die über einen ersten Durchflusskanal (48) eine strömungsmäßige Verbindung zwischen dem Einlasskanal (44) und der Fluidkammer (40) zulässt, in eine geschlossene Stellung bewegt wird, in der ein Fluidstrom zwischen dem Einlasskanal (44) und der Fluidkammer (40) unterbunden ist; und

im Falle des im Ruhezustand geschlossenen elektromagnetischen Ventils (11') der zweite Stößel (102) an dem Magnetanker (68) befestigt ist und mit dem ersten Ventilelement (58) in Eingriff steht,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Fluidkammer (40), die Steuerkammer (28) sowie der erste und der zweite Durchflusskanal (48 und 30), die sich zwischen dem Einlasskanal (44) und der Fluidkammer (40) bzw. zwischen der Fluidkammer (40) und der Steuerkammer (28) befinden, in dem Ventilkörper (16) ausgebildet sind, und dass in dem im Ruhezustand geschlossenen elektromagnetischen Ventil (11') das erste Ventilelement (58) in der Steuerkammer (28) angeordnet ist, das zweite Ventilelement (58') in dem Einlasskanal (44) und das Ventilbetätigungsglied (60) in der Fluidkammer (40) gehalten werden und erste Mittel (116), die sich durch den ersten Durchflusskanal (48) hindurch erstrecken, um mit dem zweiten Ventilelement (58') in Einzugriff zu kommen, und zweite Mittel (114) aufweist, die sich durch den zweiten Durchflusskanal (30) hindurch erstrecken, um mit dem ersten Ventilelement (58) in Einzugriff zu kommen, und zwar so, dass eine Bewegung des Magnetankers (68) aus der ersten Stellung in die zweite Stellung, bewirkt, dass sich das zweite Ventilelement (58') aus einer im Ruhezustand geschlossenen Stellung, in der das zweite Ventilelement (58') verhindert, dass das Fluid aus dem Einlasskanal (44) in die Fluidkammer (40) strömt, in eine offene Stellung bewegt wird, in der das zweite Ventilelement (58') in eine Stellung gelangt, in der es dem Fluid möglich ist, aus dem Einlasskanal (44) in die Fluidkammer (40) zu strömen.

4. Universelles, ein-/ausschaltbares elektromagnetisches Ventil (10), zu dem gehören:

eine Spule (14);

ein in der Spule (14) angeordneter Magnetanker (68);

ein mit der Spule (14) verbundener Grundkörper (16),

wobei sich die universelle, ein-/ausschaltbare Solenoidventilanordnung konvertieren lässt, und zwar von einem im Ruhezustand offenen Magnetventil (11) mit einem ersten Stößel (92), der mit dem Magnetanker (68) verbunden ist und sich verschieben lässt, um mit einer zwischen einem ersten Kugelsitz (34) und einem zweiten Ventilsitz (48) angeordneten Ventilkugel (58) in Eingriff zu kommen, in ein im Ruhezustand geschlossenes elektromagnetisches Ventil (11') mit einem zweiten Stößel (102), der mit dem Magnetanker (68) verbunden ist und mit einer Ventilkugel (58) in Eingriff steht, die einem zweiten Kugelsitz (36) und einem Kugelbetätigungsglied (60) zugeordnet ist, das verschieblich ist, um mit der Ventilkugel (58), die dem zweiten Sitz (36) zugeordnet ist, und einer zweiten Ventilkugel (58'), die dem ersten Ventilsitz (50) zugeordnet ist, in Eingriff zu gelangen, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (16) mit dem ersten und zweiten Kugelsitz (34, 36) versehen ist;

und dass ein mit dem ersten und zweiten Ventilsitz (50, 48) versehenes Nasenelement (20) mit dem Grundkörper (16) verbunden ist, und dass bei dem im Ruhezustand geschlossenen Magnetventil (11') das Kugelbetätigungsglied (60) zwischen dem Grundkörper (16) und dem Nasenelement (20) angeordnet ist.