DE7213052U

DE7213052U - Magnetventil

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Publication number: DE7213052U
Application number: DE7213052U
Authority: DE
Original assignee: Automobiles Peugeot SA; Regie Nationale des Usines Renault
Current assignee: Automobiles Peugeot SA; Regie Nationale des Usines Renault
Priority date: 1971-04-09
Filing date: 1972-04-07
Publication date: 1976-01-15
Also published as: US3738386A; DE2216774A1; GB1366200A; IT950978B; FR2133174A5

Description

Regie Nationale des Usines Renault
ujid Automobiles Peugeot

/ Magnetventil

Die Neuerung betrifft ein Magnetventil zum Steuern der Durchlaßöffnung zwischen einer Strömungsmitteleinlaß- und mindestens einer Strömungsmittelauslaßleitung.

Für das Steuern von Strömungsmittelleitungen sind bei hohen hydraulischen Leistungen große Magnetventile erforderlich, für deren betätigung größere Stromstärken benötigt werden, die komplizierte
elektronische Schaltungen für die Stromversorgung erforderlich

machen.

Um dem zu begegnen, ist bereits die Verwendung von Schiebermagnetventilen vorgeschlagen worden. Solche Schiebermagnetventile haben aber wiederum den Nachteil, daß der Schieber sehr genau bearbeitet und mit sehr geringem Spiel in Bohrungen geführt werden muß, um ein reibungsfreies Arbeiten des Ventils zu gewährleisten. Außerdem ist wegen der beträchtlichen Kassen, die beim Schalten zu bewegen sind, ihre Ansprechzeit lang.

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aus der US-PS 2 705 608 ist ein Magnetventil bekannt geworden, das <;ich die I^uckkraft des Strömungsmittels zur Durchführung des
Schaltungsvorgangs nutzbar macht. Dieses Magnetventil besitzt einen Venbilkörpsr, der Siib dcsi Hand cincc claoticch verformbaren S"ußes
am Ventilgehäuse festgelegt ist und mit einem mittleren verstärkten, im wesentlichen nicht verformbaren Teil mit der Strömungsmittel-Durchlaßöffnung zusammenwirkt. Der Ventilkörper grenzt eine Druckkammer ab, die über einen ersten Kanal mit der Strömungsmittel-Einlaßleitung und über einen Auslaßkanal mit der Strömungsmittel-Auslaßleitung in Verbindung steht. Während sich der erste Kanal durch den verformbaren Fuß des Ventilkörpers erstreckt, durchquert der
Auslaßkanal den mittleren verstärkten Teil des Ventilkörpers.

Die druckkammerseitige Mündungsöffnung des Auslaßkanals bildet den Ventilsitz eines elektromagnetisch betätigten Hilfsventils. Mit

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einem in einer rohrförmigen Verlängerung der domartig ausgebildeten Druckkammer beweglichen Magnetanker verbunden ist. Die rohrförmige Verlängerung ist von einer Magnetwicklung umgeben.

Bei nichterregter Magnetwicklung ist das Hilfsventil geöffnet, so
daß sich in der Druckkammer kein Druck aufbauen kann und somit der Ventilkörper die Durchlaßöffnung zwischen Strömongsmitteleinlaß-
und Strömungsmittelauslaßlextung freigibt. Bei erregter Magnetwicklung drückt der Magnetanker die Ventilspitze über eine Feder gegen den Ventilsitz, so daß der Auslaßkanal im Ventilkörper geschlossen ist und die Druckkammer über den ersten Kanal unter den Druck des
einströmenden Strömungsmittels gesetzt wird. Der· Ventilkörper legt sich damit gegen die Durchlaßöffnung, um die Verbindung zwischen
Strömungsmitteleinlaß- und Strömungsmittelauslaßlextung zu schließen.

Das Magnetventil nach der US-PS 2 705 608 kommt zwar mit geringen BetätigungsstzOmstärken aus, es eignet sich jedoch kaum zum
Schalten hoher hydraulischer Leistungen. Dies liegt insbesondere

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daran, daß der elastische Ventilkörper bei hohen hydraulischen Drücken starker Beanspruchung unterläge, die sicherlich dessen Zerstörung zur Folge hätte. Außerdem dürfte die domartig ausgebildete Druckkammer mit rohrförmiger Verlängerung kaum hohen LlTfjKjjL c* ü. x J-ö^yij.ci.1 χ/j? "ü. Cn. Θ ü WxG-GX' σ X/ cxlSXi · cjkX iiXVvcxxJLLJL^j.j. ibu U> v^ii-i. XÜ1O_L XvJIi. » daß der in seinem mittleren Teil scheibenförmig ausgebildete Ventilkörper eine scharfe Strömungsumlenkung erzwingt, die eine Wirkungsgradverringerung zur Folge hat. Auch der Aufbau des bekannten Magnetventils ist wegen der Vielzahl zueinander beweglicher Teile aufwendig und störanfällig.

Die US-PS 5 355 145 beschreibt ein Magnetventil, das sich zwar für hohe hydraulische Drücke, jedoch nicht zum Schalten hoher hydraulischer Leistungen eignet. Dieses Magnetventil besteht aus einem Elektromagneten, dessen Kern zur Schaffung eines Strö mungsmitteldurchgangs durchbohrt ist. Die Mündung des Strömungs mitteldurchgangs ist als Ventilsitz ausgebildet, der mit einer magnetisierbarer! Venti!kugel zusammenwirkt. Die Ventilkugel ist in einer begrenzten Kammer mit einem ,-" .-.'.'rriungsmittelauslafi frei beweglich. Bei Erregen des Elektromagneten legt sich die Ventil kugel gegen den Ventilsitz, um den Strömungsmitteldurchgang abzuschließen.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Magnetventil zu schaffen, das sich bei kompaktem Aufbau und einfacher Stromversorgung zum Schalten hoher hydraulischer Leistungen eignet.

Diese Aufgabe wird nach der* feuerung dadurch gelöst, daß a) der Ventilkoerper mit einem aus der Ebene des elastisch verformbaren Fußes vorspringenden Teil mit der Durchlaßöffnung zusammenwirkt,

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b) sich der Ventilkörper in der Uffnungsstellung der Durchlaß-Öffnung an der ihm gegenüberliegenden Wandung der Druckkammer abstützt,

c) die Druckkammer koaxial mit einem den Kern eines Elektromagneten durchsetzenden Aualaßkanäl verbunden ist, und

d) daß die Mündung des Auslaßkanals einen Ventilsitz für eine Ventilkugel des Hilfsventils bildet, welche Ventilkugel

in einer Kammer mit Austrittsöffnungen zu einem drucklosen Raum frei beweglich ist.

Das erfindungsgemäße Magnetventil ist von einfachem Aufbau, da es aus nur wenigen Teilen besteht, die zudem nicht die Einhaltung besonderer Fertigungstoleranzen erfordern, Die Stromversorgung ist einfach und unkompliziert, da durch die Verwendung des Kugel-Hilfsventils die Betätigungsstromstärken gering sind. Das erfindungsgemäße Magnetventil eignet sich schließlich zum Schalten hoher hydraulischer Leistungen, da die auf den elastischen Ventilkörper einwirkende Druckkraft unabhängig von der Höhe des Stromungsmitteldrucks begrenzt ist. Die Druckkammer ist druckfest, da sie im wesentlichen von dem massiven Magnetkern umgrenzt ist. In der Öffnungsstellung des Magnetventils ist ein großer Durchgangsquerschnitt vorhanden und nur eine geringe Strömungsuml.enku.ng erforderlich, was darauf zurückzuführen ist, daß der mittlere, mit der Durchlaßöffnung zusammenwirkende Teil des Ventilkörpers vom Fußteil hutartig vorspringt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 einen schematischen Axialschnitt eines erfindungsgemäßen Zweiwege-Magnetventils in dessen Schließstellung;

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Fig. 2 einen scheiuatisehen Axialschnitt eines erfindungsgemaßen Di^eiwege-Nagnetvent ils; und

Fig. 3 einen schematisehen Axialschnitt einer abgewandelten Ausführungsform eines erfindungsgemaßen Dreiwege-Magnetventils.

Das in Fig. 1 dargestellte Magnetventil umfaßt ein Gehäuse 1 und einen Magnetkern 2, der von einer Spule 3 umgeben ist. Der Magnetkern 2 weist einen mittigen Kanal M- auf, dessen Mündung 5 einen Ventilsitz für eine kleine Ventilkugel 6 bildet, die mit einer Kugel 7 zusammenwirkt. Die beiden Kugeln können sich in einer Kammer 8 bewegen, die durch den Magnetkern 2 und eine auf letzterem befestigte Kappe 9 begrenzt wird. Die Kammer 8 weist an ihrem Umfang angeordnete Austrittsöffnungen 10 für das Strömungsmittel auf. ^in elastischer Ventilkörper 11 aus Kunststoff oder Gummi ist mit dem Rand seines Fusses 12 zwischen dem Bund 13» 14- einer Wandung und den eingezogenen Rändern 15» 16 des Gehäuses 1 festgelegt. Der Ventilkörper 11 weist einen mittigen Kanal 17 auf, der in Verlängerung des Kanals 4- angeordnet ist und in eine Kammer 30 mündet. Der Kanal 17 ist versteift, so daß er sich in seinem mittleren Teil nicht verformen kann und vor allem seine Mündung 31 stets offen bleibt. Eine Druckmittel-Einlaßleitung 18 mündet in Höhe einer Öffnung ?.O in eine Auslaßleitung 19» wobei die Öffnung 20 durch den Ventilkörper 11 verschließbar ist.

Das vorstehend beschriebene Magnetventil arbeitet in zwei Takten:

Durch Erregen der Spule 3 wird der Ventilkörper in seine in Fig. 1 dargestellte Schließstellung gebracht. Dabei

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wird die Kugel 7 vom Magnetkern 2 angezogen und drückt die kleine Kugel 6 gegen die Mündung 5· Das aus der Einlaßleitung 18 in den Kanal 17, die Kammer 30 und den Kanal 4-eintretende Strömungsmittel kann nicht in die Kammer 8 gelangen. Dadurch baut sich, insbesondere in der Kammer ein Gegendruck auf, welcher auf den Fuß 12 des Ventilkörpers wirkt, der sich verformt, wobei er sich gegen die öffnung 20 legt und sie verschließt.

Das öffnen des "Ventils erfolgt, sobald die Spule 3 stromlos wird. In diesem Augenblick ist die Mündung 5 nicht mehr durch die kleine Kugel 6 verschlossen, so daß das Druckmittel die Kugel 7 und die kleine Kugel 6 zum Boden der Kammer 8 hin drückt. Das Druckmittel tritt sodann durcb die am Umfang angeordneten öffnungen 10 aus und kann in einem, in der Zeichnung nicht dargestellten, Auffangbehälter wieder gesammelt werden. Der Druck in der Kammer 30 sinkt und der Ventilkörper 11 verformt sich unter dem Druck des zuströmenden Druckmittels, wobei ein Teil des Ventilkörperfußes 12 in die Kammer 30 eindringt, so daß der vorspringende Teil des Ventilkörpers 11 von der öffnung 20 abheben kann. Der Ventilkörper 11 nimmt nun die gestrichelt gezeichnete Lage ein und das Druckmittel kann aus der Einlaßleitung 18 in Richtung der Pfeile f und f„ ungehindert in die Leitung 19 gelangen.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Dreiweg-Magnetventil sind gleiche Teile mit den gleichen Be^ugsziffern bezeichnet, die auch bei dem Zweiweg-Magnetventil der Fig. 1 verwendet wurden.

Das Druckmittel tritt durch die Leitung 22 in die Kammer 23 ein. Der Ventilkörper 11 ist durch einen Schaft 24-verlängert, der an seinem Ende eine Kugel 25 trägt, welche zum Verschließen der Mündung 26 der Einlaßleitung 22

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dient. Eine Leitung 28 verbindet die Leitung 22 mit der Kammer 30. Es ist zu beachten, daß in der dargestellten Ausführungsform das Volumen der Kammer 30 durch. Einfügen einer Dichtung 29 zwischen den Rändern 15, 16 des Gehäuses 1 und dem Ventilkörperfuß 12 vergrößert worden ist.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Magnetventil ist der Schaft 24 des Ventilkörpers 11, welcher voll oder hohl ausgebildet sein kann, durch einen hohlen Schaft 24' ersetzt, der den Ventilkörper 11 durchsetzt und in die Leitung 22 -mündet. Dieser Schaft 24' weist eine Mündung 32 auf, welche die Leitung 22 unmittelbar mit der Kammer verbindet, wodurch die in Fig. 2 dargestellte Leitung überflüssig wird.

Das Dreiweg-Magnetventil arbeitet in zwei Phasen:

In einer ersten Phase, in welcher die Spule 3 stromdurchflossen und damit &:'e Mündung 5, wie vorstehend beschrieben, durch die Kugel 6 geschlossen ist, schließt der Ventilkörper 11 unter der Wirkung des in der Kammer 30 herrschenden Druckes die öffnung 20. Das durch die Leitung 22 in Richtung des Pfeiles f zugeführte Druckmittel tritt durch die öffnung 26 in die Kammer 23 ein und gelangt, wie durch den Pfeil f^ angedeutet, in die Leitung 27.

In einer zweiten Phase, in welcher die Spule 3 stromlos und damit die Mündung 5 geöffnet ist, strömt das Druckmittel, das im Kanal 4 unter Druck stand, ungehindert durch die am Umfang der Kappe 9 angeordneten öffnungen 10 ab, wobei der Druck in der Kammer 30 sinkt und der Fuß 12 des Ventilkörpers 11 die gestrichelt dargestellte Ruhelage einnimmt, so daß die öffnung 20 freigegeben wird, während die Mündung 26 durch die Kugel 25 geschlossen wird, die

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durch die rückläufige Bewegung des Ventilkorpers raitger""·- men wird. Das Druckmittel kann somit nicht mehr in die Leitung 27 gelangen, sondern strömt in die Leitung 19 > wie durch den Pfeil f- angedeutet.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung beispielsweiser Ausführungsformen ersichtlich ist, weisen die Magnetventile gemäß der Erfindung den Vorteil eines einf, ohen Aufbaues auf und arbeiten praktisch reibungsfrei durch einfache Verformung eines elastischen Ventilkörpers. Für ihren Betrieb sind nur geringe Stromstärken erforderlich. Sj ■ sind sowohl wirtschaftlich als auch vorteilhaft im Betrieb.

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Claims

amtliches Aktenzeichen 11. 8. 1975 G 72 13 Ο52.Ο G.Lb/N R 8727 Regie Nationale des Usines Renault und Automobiles Peugeot Schutzansprüche

1. Magnetventil zum Steuern der Durchlaßöffnung zwischen einer Strömungsmitteleinlaß- und mindestens einer Strömungsmittelauslaßleitung, mit einem Ventilkörper, der mit dem Rand eines elastisch verformbaren Fußes am Ventilgehäuse festgelegt ist und mit einem mittleren verstärkten, im wesentlichen nicht verformbaren Teil mit der Durchlaßöffnung zusammenwirkt, wobei der VentilkJrper eine Druckkammer abgrenzt, die über einen Kanal mit der Einlaßleitung in Verbindung steht und über einen durch ein elektromagnetisch betätigtes Hilfsventil gesteuerten Auslaß druckentlastbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß

a) der Ventilkörper (11) mit einem aus der Ebene des elastisch verformbaren Fußes (12) vorspringenden Teil mit der Durchlaßöffnung (20) zusammenwirkt,

b) sich der Ventilkörper (11) in der Öffnungsstellung der Durchlaßtffnung (20) an der ihm gegenüberliegenden Wandung der Druckkammer (30) abstützt,

c) die Druckkammer koaxial mit einem don Kern (2) eines Elektromagneten (3) durchsetzenden Auslaßkanal (A-) verbunden ist, und

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d) daß die Mündung (5) des Auslaßkanals einen Ventilsitz ' für eine Ventilkugel (6) des Hilfsventils bildet, -^l ehe Ventilkugel in einer Kammer (8) .Axt Äustrittsöffnungen (10) zu einem drucklosen Raum frei beweglich ist.

2. Magnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsventil zwei Kugeln (6, 7) umfaßt, von denen eine kleinere Kugel (6) unter dem "Oruck der anderen, aus magnetischem Material bestehenden Kugel (7) den Auslaßkanal (4-) verschließt.

3· Magnetventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Ventilkörper (11) in seinem vorspringenden Teil von einem die Einlaßleitung (18, 22) mit der Druckkammer (30) verbindenden axialen Kanal (17, 24-') durchsetzt ist, der so versteift ist, daß seine Mündung stets offen bleibt.

4-. Magnetventil nach Anspruch 1 oder 2, mit zwei Auslaßleitungen, dadurch gekennzeichnet , daß der Ventilkörper (11/ einen Schaft (24, 2A-¹) trägt, an dessen Ende eine Kugel (25) befestigt ist, welche eine Verbindungsöffnung (26) zwischen der Einlaßleitung (22) und den Auslaßlei Zungen (19, 27) schließt, wenn der Ventilkörper (11) sich in Öffnungsstellung befindet.

5- Magnetventil nach Anspruch 4-, dadurch gekennze ichn e t , daß der Schaft (24-) voll ausgebildet ist und eine außerhalb des Ventilkörpers (11) liegende Leitung (28) die Einlaßleitung mit der Druckkammer (30) verbindet.

6. Magnetventil nach Anspruch 4·, dadurch gekennze \ c h net , daß der Schaft (24-') hohl ist, den Ventilkfrper (11) durchsetzt und eine Mündung (32) aufweirt, wodurch, die Einlaßleitung (22) mit der Druckkammer (30) verbunden ist.

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