DE8913163U1

DE8913163U1 - Elektromagnetisch betätigbares 3/2-Wege-Ventil zur Steuerung eines pneumatischen Mediums, insbesondere für Kraftfahrzeuge

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Publication number: DE8913163U1
Application number: DE8913163U
Authority: DE
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 1989-11-07
Filing date: 1989-11-07
Publication date: 1990-01-11
Anticipated expiration: 1999-11-08

Description

Beschreibung

Elektromagnetisch betätigbares 3/2-Uege-Venti I zur Steuerung eines pneumatischen Mediums, insbesondere für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch betätigbares 3/2-Wege-VentiI zur Steuerung eines pneumatischen Mediums, insbesondere für Kraftfahrzeuge, sit einen V*?rsorgungsansch luß und zwei Arbeitsanschlüssen, mit zwei Venti I körpern und zwei gegenüberliegenden Ventilsitzen, .&ngr;, &idiagr; t einer Magnets^u ?&ldquor;- mit ^inem Hubanker, der verschi eb Li ch in der Magnetspule angeordnet is*. u?;J der eine Bohrung aufweist, un-i mit einer Jen Hub a'"^. ar in Richtung adf einen Ventilsitz belastenden Schraubendruckfeder.

Derartige elektromagnetisch betätigbare 3/2-Wege-Venti Ie werden, insbesondere in Kraftfahrzeugen, zur Steuerung eines pneumatischen Mediums, insbesondere Luft, das unter Druck oder Unterdruck steht, verwendet. Verwendungsmöglichkeiten sind, z. B. im Kraftfahrzeug, die Steuerung pneumatischer ZentraIverrieglelungen oder anderer pneumatisch betätigter Verbraucher.

Aus den Unterlagen des deutschen Gebrauchsmusters 6 82 12 371.3 ist ein derartiges 3/2-Wege-Venti I vorbekannt,, das elektromagnetisch betätigbar ist. [/as dortige 3/2-Wege-VentiI weist einen Versorgungs- und zwei Arbeitsanschlüsse auf. Zwei gegenüberliegende Ventilsitze können wechselweise durch zwei Ventilkörper verschlossen werden. Die Ventilköper sind an einem Hubanker angeordnet, der verschieb Iich in einer Magnetspule angeordnet ist und bei einem Stromfluß durch die Magnetspule aufgrund der Magnetwirkung auf den Hubanker betätigbar ist. Durch eine Schraubendruckfeder wird der Hubanker im nicht stromdurchf lossenen Zustand der Magnetspule in Richtung auf einen Ventilsitz belastet. Der Hubanker dieses 5/E-wege-Ventiis weist eine durchgehende Bohrung auf, die dazu dient, den Mediumstrom durch das Innere des Hubankers

von der ein«?n Seite des Hubankers auf die andere Seite des Hubankers zu Leiten. Die VentiLkörper sind derart ausgebildet, daß seitlich an den VentiI körpern vorbei das Medium in die Bohrung des Hubankers einströmen kann.

tiäo vorbekanrit e S/Z-Wege-Ver*. i I weist jedoch Nachteile auf. Durch die Anordnung einer durchgehenden Bohrung im Hubcnker zur StrömungsLeitung des Mediums durch den Hubanker hindurch, muß der Hubanker und -Jamit das gesamte vorbekannte 3/2-Wege-VentiI ein vergleichsweise großes Bauvolumen aufweisen. Weiterhin sind zur Befestigung der Ventilkörper am Hubanker aufwendige Maßnahmen, wie z. B. UmbördeLungen an den Enden des Hubankers erforderlich. Zur elastischen Abstützung der Ventilkörper auf den Ventilsitzen ist im Inneren der Hubankerbohrung eine weitere Schraubendruckfeder erforderlich. Die letztQenannten Maßnahmen machen das vorbekannte 3/2-Wege-VentiI kompliziert und kostenaufwendig.

Die Erfindung hat die Aufgabe, ein elektromagnetisch betätigbares 3/2-Wege-VentiI zur Steuerung eines pneumatischen Mediums zu schaffen, das einfach und kostengünstig aufgebaut ist, das ein kleines Bauvolumen beansprucht und eine sichere Schließwirkung beim Verschließen der Ventilsitze durch die Ventilkörper ermög licht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Hubanker an seinem Außenumfang mediumleitende Kanäle aufweist, daß die Bohrung als Sackbohrung ausgebildet ist, daß in der Sackbohrung ein verschiebtieher Einsatz angeordnet ist, der einen Ventilkörper trägt, und daß die Schraubendruckfeder im Inneren der fackbohrung angeordnet ist und sich an dem Einsatz abstützt.

Dadurch, daß der Hubanker an seinem Außenumfang medi um Ieitende Kanäle aufweist, ist es anders als beim Vörbekännien nicht erforderlich, ohn das zu steuernde nedium durch das Innere des Hubankers geführt wird. Dadurch kann

die Bohrung als Sackbohrung ausgebildet werden. In der Sackbohrung ist erfindungsgemäß ein verseh&iacgr;eb I ieher Einsatz angeordnet, der einen der beiden Ventilkörper trägt. Die Schraubendruckfeder ist ebenfalls im Inneren der Sackbohrunc angeordnet und stützt sich derart an dem Einsatz ab, daß durch die Schraubendruckfeder nicht nur der Einsatz in Richtung auf den Abschluß der Sackbohrung des Hubankers, sondern auch der Hubanker in Richtung auf einen Ventilsitz belastet wird.

Hit den erfindungsgemäß vorgesehenen Maßnahmen ist es möglich, daß erfindungsgemäße 3/2-Wege-Venti I gegenüber dem Vorbekannten kleiner auszubilden, da der Hubankerdurchmesser gegenüber dem Vorbekannten verringert werden kann, weil das Medium nicht durch den Hubanker geleitet wird. Zudem ist die Schraubendruckfeder im Inneren der Sackbohrung des H ti bankers angeordnet, so daß mit dieser Maßnahme auch zusätzlich Bauhöhe des e r f i ndungsgemäßen 3/ 2-Wege-Ven t i I s gegenüber deir Vorbekannten eingespart werden kann.

Anders als beim Vorbekannten ist bei dem erfindungsgemäßen 3/2-Wege-VentiI statt zweier Schraubendruckfedern nur eine Schraubendruckfeder erforderlich, was das erfindungsgemäße 3/2-Wege-Venti I gegenüber dem Vorbekannten einfacher und kostengünstiger macht. Die erfindungsgemäß vorgesehene eine Schraubendruckfeder dient sowohl zur Belastung des Hubankers in Richtung auf einen Ventilsitz als auch zur sicheren Anlage des am Hubanker befestigten Ventilkörpers auf dem Ventilsitz, so daß eine sichere Schließwirkung des erfindungsgemäßen 3/2-Wege-Venti I s erreicht wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen 3/2-Wege-VentiIs gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Um den Hubanker besonders einfach und kostengünstig auszubilden, ist es besonders vorteilhaft, wenn der Hubanker an seinem Außenumfang einer· im wesentlichen kreisförmigen

Querschnitt aufweist und wenn die Kanäle insbesondere zwei gegenüberliegende Abflachungen des Hubankers sind. Durch den im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt des Hubankers an seinem Außenumfang wird auch eine gute magnetische Ankopplung des Hubankers an den Hubmagneten erreicht.

Um eine sichere Oichtwirkung auch bei Anlage des VentiIkörpers des Einsatzes an dem entsprechenden Ventilsitz zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, wenn der Ansatz zumindest als Ventilkörper eine elastische Umhüllung, insbesondere aus einem Elastomer, aufweist.

Aus dem gleichen Grunde kann der Hubanker an seiner der Sackbohrung gegenüberliegenden Seite eine insbesondere knopfförmige Ausformung aufweisen, die von einem als zweiten Ventilkörper dienenden topfförmigen Teil aus elastischem Material, insbesondere aus einem Elastomer, umhüllt ist. Der entsprechende Ventilkörper kann dann durch einfaches Aufknöpfen auf das knopfförmige Teil des Hubankers am Hubanker befestigt werden.

Zur weiteren Verbesserung der magnetischen Ankopplung des Hubankers an die Magnetspule ist es vorteilhaft, wenn der Hubanker einen umlaufenden Vorsprung aufweist, der mit einer umlaufenden Schulter eines Magnetkerns zusammenwirkt. Dadurch wird die magnetf lußIeitende Fläche zwischen Hubanker und Magnetspule weiter vergrößert. Aus dem gleichen Grund kann man auch vorsehen, daß der Hubanker eine umlaufende Schulter aufweist, die mit einem umlaufenden Vorsprung des Magnetkerns zusammenwirkt.

Um eine gute Verschieblichkeit des Einsatzes in der Bohrung zu gewährleisten, und zugleich eine gute Abstützung der Schraubendruckfeder an dem Einsatz und eine gute Führung der Schraubendruckfeder um den Einsatz herum zu ermöglichen, ist es besonders vorteilhaft, wenn der Einsatz eine keulenförmige Gestalt aufweist, wenn die Schraubendruckfeder

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sich an dem Keulenkopf abstützt und wenn der Venti I körper am verjüngten Teil der Keule angeordnet ist.

Um eine möglichst unbehinderte Verschiebung des Ankers gegenüber der Magnetspule zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, wenn zwischen Anker und Magnetspule ein Rohr angeordnet ist, das möglichst glattflächig ausgebildet ist. Das Rohr kann insbesondere ein nicht magnetisches Metallrohr sein.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen 3/2-Wege-VentiIs ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt ein erfindungsgemäßes

elektromagnetisch betätigbares 3/2-Wege-VentiI zur Steuerung eines pneumatischen Mediums in einem teilweisen Schnitt durch die Mittelachse.

In der Figur umschließt ein im wesentlichen U-förmig

gestaltetes Magnetjoch (1), z. B. aus Eisen, einen

Magnetspu lenkörper (2) aus Kunststoffmateria I, auf dem eine Magnetspule (3) aufgewickelt ist, deren als elektrische Anschlüsse wirkende Spulenenden mit elektrischen AnschLußstiften (4) leitend verbunden sind, die gemeinsam

mit entsprechenden Fortsätzen an dem Magnetjoch (1) z. B. in eine in der Figur nicht dargestellte elektrische

Leiterplatte eingesetzt werden können.

An dem Magnetjoch (1) ist durch Vernietung ein im wesentlichen eiserner Magnetkern (5) befestigt, der eine Hohlbohrung (13) aufweist, die einen dritten Ventilstutzen (24), der als erster Arbeitsanschluß dient, mit einem ersten Ventilsitz (12), der in dem Magnetkern angeformt ist, pneumatisch leitend verbincfet. Der Magnetkern ist an seinem Außenumfang von einem metallischen Rohr (6) umfaßt, des das gesamte Spuleninnere durchsetzt. Zur Abdichtung des

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Rohrinneren gegenüber dem pneumatischen Medium ist tine erste Weichstoffdichtung (17) vorgesehen, die als O-Ringdichtung zwischen dem Magnetkern (5) und dem Rohr (j) angeordnet ist.

In dem Rohr (6) verschieblich ist ein Hubanker (7) aus metallischem Material angeordnet, der ein Sackloch oder eine Sackbohrung (8) aufweist, in dem wiederum ve rschieb I ich ein

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keulenförmig gestaltet, wobei der verjüngte Teil der Keule eine elastische Umhüllung (9), insbesondere aus

Kunst st offma teria I , aufweist, deren magnetkernseitiges Ende

als erster VentiIkörper (11) dient. An der kopfahn Iichen

Verdickung des Einsatzes (10) stützt sich eine Schrauben Jruckfeder (16) ab, die andererseits sich an einer

umlaufenden Nut des Magnetkerns (5) abstützt.

Als mediumleitende Kanäle weist der Hubanker (7), der einen im wesentlichen kreisförmigen Außenumfjng aufweist, eine Abflachung (14) auf, der in der Figur nicht ersichtlich eine weitere gleichgestaltete Abflachung gegenüberliegt. Im Bereich der Abflachung (14) ist eine Bohrung (15) vorgesehen.

Am Hubanker (7) ist eine knopfförmige Ausformung (27) insbesondere einstückig angeformt, die einen zweiten Ventilkörper (18) aus elastischem Kunste cc . fmateria I trägt, der auf einfache Art und Weise auf die knopfförmige Ausformung (27) aufgeknöpft ist. Diesem zweiten Ventilkörper (18) gegenüber liegt ein zweiter Ventilsitz (22), der einstückig mit einem Ventilstück (19) aus Kunst stoffmateria I gestaltet ist. Durch eine Bohrung ist der zweite Ventilsitz (22) mit einem ersten Ventilstutzen (20) strömungs lei tend verbunden, der als zweiter Arbeitsanschluß dient. Zwischen dem ventilstück (19) aus Kunst stoffmater!a I und dem Außenuiiif ang des Rohrs (6) ist eine zweite Weichstoffdichtung (23), die als O-Ring ausgebildet ist, zur mediumdichten

Abdichtung des Innenraums des erfindungsgemäßen 3/2-Wege-VentiIs vorgesehen.

Ein zweiter höhLgebohrter Ventilstutzen (21) ist, in der Figur nicht ersichtlich, strömungslei tend mit dem Innenraum des erfindungsgemäßen 3/2-Wege-VentiIs verbunden und dient als Versorgungsanschluß.

Der Hubanker (7) weist an seiner dem Magnetkern (5) zugewandten Seite einen umlaufenden Vorsprung (25) auf, der im st romdurchf lossene'i Zustand der Magnetspule und damit im angezogenen Zustand des Hubankers (7) in eine umlaufende Schulter (26) des Magnetkerns (5) eingreift. In der Figur ist das erfindungsgemäße 3/2-Wege-VentiI gegenüber dem Original etwa 5-fach vergrößert dargestellt.

Das erfindungsgemäße 3/2-Weg<i-Venti I gemäß der Figur funktioniert folgendermaßen:

In der Figur ist das Ventil im nicht stromdurchf lossenen Zustand der Magnetspule (3) dargestellt. In diesem Fall wirkt keine Magnetkraft auf den Hubanker (7), so daß durch die Schraubendruckfeder (16) der Einsatz (10) in der Figur nach links gedrückt wird. Dadurch ist der erste Ventilkörper (11) von dem ersten Ventilsitz (12) abgehoben. Zugleich wird durch die Schraubendruckfeder (16) über den Einsatz (10) der Hubanker (7) in der Figur nach links gepreßt, so daß über die knopfförmige Ausformung (27) der zweite Ventilkörper (18) mediumdicht auf den zweiten Ventilsitz (22) aufliegt.

In diesem Fall ist also die strömungsleitende Verbindung zwischen dem zweiten VentiIstutzen (21) bzw. dem Versorgungsanschluß und dem ersten Ventilstutzen (EO) bzw. dem zweiten Arbeitsanschluß unterbrochen. Dagegen liegt eine strömungsIeitende Verbindung zwischen dem zweiten VentiI stutzen (21) über das Innere des erfindungsgemäßen 3/2-Uano-Vent &iacgr; L s an der» Hubsnker (7) vorbei über d':e Abflachungen (14) am ersten Ventilsitz (12) vorbei durch die

Hohlbohrung (13) im Magnetkern (5) ?.um dritten Venti Istutzen (24) bzw. dem ersten ArbeitsanschLuß vor.

Wird nun die Magnetspule (3) vom Strom durchflossen, so wird durch die Magnetvirkung der Magnetspule (3) der Hubanker (7) und damit der Einsatz (10) entgegen der Kraitwirkung der Schraubendruckfsde- (16) in der Figur nach rechts bewegt Ms der erste Ventilkörper (11) auf dem ersten Ventilsitz (12) aufliegt. Dadurch wird die vorher bestehende und be; hHebene st rovings leitende Verbindung zwischen dem zweiten Ventilstutzen (21) und desi dritten Ventilstutzen (24) unterbrochen. Zugleich wird durch die Bewegung des Hubanksr-i (7) in der Figur nach rechts der zweite Ventilkörper (18) von dem zweiten Ventilsitz (22) abgehoben, so daß die strömungsleitende Verbindung zwischen dem zweiten Ventilstutzen (21) und dem ersten Ventilstutzen (20) hergestellt wird.

Durch die Ausbildung beider Ventilkörper (18 und 11) als WeichstoffventiIkörper ist eine gute Abdichtung der Ventilsitze (12) und (22) abhängig von der Stellung des Hubankers (7) im Rohr (6) sichergestellt. Durch die besondere konstruktive Ausgestaltung von Hubanker (7), Einsatz (10) und den Angriffspunkt der Schraubendruckfeder (16) an dem Einsatz (10) kann das erfindungsgemäße 3/2-Wege-VentiI einfach montiert werden. Zudem ist durch diese Maßnahmen sowohl der Einsatz (10) als auch der Hubanker (7) mit einer einzigen Schraubendruckfeder (16) federbe lastet.

Claims

Ansprüche:

1. Elektromagnetisch betätigbares 3/2-Wege-VentiI zur Steuerung eines pneumatischen Mediums, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Versorgungsanschluß und zwei ÄrbeitsanschLüssen, mit zuei Venti Ikörper&eegr; und zwei gegenüberliegenden Ventilsitzen, mit einer Magnetspule, mit einem Hubanker, der verschiebi&tgr;cfc in üar Magnetspule angeordnet ist und der eine Bohrung aufweist und mit einer den Hubanker in Richtung auf einen Ventilsi^i be lastetender« Schraubendruckf eder, dadurch gekennzsi chnet _e cad ■': ·. r Hubank«r (7) an seinem Außenumfang medi umle ""■ ende Kanäle aufweist, daß die "Ehrung a i. s Sackbohrung (8) ;·-sgebi Idet ist, daß in der SackbohiMJng (8) ein verse^r;^Mieher Einsatz (10) angeordnet ist, der einen Ventilkörper (11) trägt und daß die fchrajbendruckfeder (16) im Inneren der Sackbohrung (8) angeordnet ist und sich an dem Einsatz (10) abstützt.

2. Elektromagnetisch betätigbares 3/2-Wege-VentiL nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubanker (7) an seinem Außenumfang einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweist und daß die Kanäle insbesondere zwei gegenüberliegende Abflachungen (14) des Hubankers sind.

3. Elektromagnetisch betätigbares 3/2-Wege-VentiI nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (10) zumindest als Ventilkörper (11) eine elastische Umhüllung (9), insbesondere aus einem Elastomer, aufweist.

4. Elektromagnetisch betätigbares 3/2-Wege-VentiI nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubanker (7) an seinem der Sackbohrung (8) gegenüberliegenden Ende eine insbesondere knopfförmige Ausformung (27) aufweist, die von einem als zweiter Ventilkörper dienenden topfförmigen Teil (18) aus elastischem Material, insbesondere aus einem Elastomer, umhüllt ist.

5. Elektromagnetisch betätigbares 3/2-Wege-VentiI nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubanker (7) einen umlaufenden Vorsprung (25) aufweist, der mit einer umlaufenden Schulter (26) eines Magnetkerns (5) zusammenwi r kt.

6. Elektromagnetisch betätigbares 3/2 Wege-Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubanker (7) eine umlaufende Schulter aufweist, die mit einem umlaufenden Vorsprung eines Magnetkerns (5) zusammenwi rkt.

7. Elektromagnetisch betätigbrres 3/2-Wege-Venti I

nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (10) eine keulenförmige Gestalt aufweist, daß die Schraubendruckfeder (16) s^ch an dem Keulenkopf abstützt und daß der Ventilkörper (11) am verjüngten Teil der Keule angeordnet ist.

8. Elektromagnetisch betätigbares 3/2-Wege-VentiI nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Anker (7) und Magnetspule (2) pin Rohr (6), insbesondere aus nicht magnetischem Metall, angeordnet ist.