DE9218988U1

DE9218988U1 - Elektromagnetventil

Info

Publication number: DE9218988U1
Application number: DE9218988U
Authority: DE
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1992-12-23
Filing date: 1992-12-23
Publication date: 1996-11-07
Anticipated expiration: 2002-12-24

Description

Mannesmann flktiengeselLschaft

Mannesmannufer 2 30 121

4000 Düsseldorf

Elektromagnetventil

Beschreibung

Es ist bekannt, ein Elektromagnetventil mit einer Stromzuführung für eine Elektromagnetspule, die in einem Magnetjoch angeordnet ist, auszurüsten und mit einem zentrischen, von der Elektromagnetspule umgebenen, in Mittellängsrichtung festen und einem beweglichen Magnetankerabschnitt zu versehen, wobei die sich gegenüberliegenden Stirnflächen der beiden Magnetankerabschnxtte stumpf, d.h. parallelverlaufend und zur Mittellängsachsrichtung senkrecht verlaufend ausgebildet sind, wobei ferner über die Stromstärke in der Elektromagnetspule zumindest ein flrbeitspunkt der Hubkraftkennlinie des beweglichen Magnetankerabschnitts festlegbar ist und der bewegliche Magnetankerabschnitt mit dem der stumpfen Stirnfläche abgewandten Magnetankerabschnitt-Ende, das ein Dichtungselement trägt, mit einem Dichtungssitz eines Druckanschlusses zusammenwirkend zu gestalten CDE-23 26 716).

Ein solches Elektromagnetventil bildet jedoch lediglich ein sog.

Schaltventil, das in zwei Endstellungen schaltbar ist, nämlich entweder in die Schließstellung oder in die Offenstellung.

Die flbänderung eines Elektromagnetventils von einem Schaltventil zu einem Stetigventil setzt eine vollkommene Neukonstruktion voraus, wobei solche Stetigventile mit Proportionalmagneten, die in Teilbereichen eine waagerechte Kraft-Hub-Kennlinie durchlaufen und gegen eine Feder mit geradliniger Kennlinie arbeiten, aufwendig und teuer sind. Nachteilig sind insbesondere die relativ hohen Kosten, die sich aus besonders geformten flnkern und flnkergegenstücken sowie elektronischen Schaltkreisen ergeben.

Der im flnspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Elektromagnetventil zu schaffen, das konstruktiv ein Schaltmagnetventil darstellt, das jedoch als stetigwirkendes Elektromagnetventil arbeiten kann und das besonders kostengünstig herstellbar ist.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daG ohne großen konstruktiven aufwand, d.h. ohne flbänderung des Magnetankers, die kostenintensiv wäre, ein StetigventiL mit einfachsten Mitteln geschaffen wird, bei dem die Federkennlinie an die Hubkraftkennlinie des Magnetsystems angepaßt werden kann. Ein solches Elektromagnetventil kann kostengünstig hergestellt werden, ist unaufwendig und bedarf räumlich keiner vergrößerter Rbmessungen. Vorteilhaft ist weiterhin, daB ein solches ursprüngliches Schaltventil spannungslos geöffnet werden kann und dementsprechend in hydraulische bzw. pneumatische Schaltungen leicht eingefügt werden kann.

Eine vorteilhafte flusgestaltung der Erfindung ist im Rnspruch 2 angegeben. Die Weiterbildung des Rnspruches 2 sieht vor, daG der Druckleitungsanschluß und ein Rrbeitsleitungsanschluß in querrichtung

zur MitteUängsachsrichtung seitlich an einem unter dem beweglichen Magnetankerabschnitt angeordneten Gehäuseteil vorgesehen sind. Hierdurch kann die an und für sich gegebene Bauhöhe eines Schaltmagnetventils eingehalten werden, ohne einen entsprechenden Raumverlust hinnehmen zu müssen.

Weiterhin ist vorteilhaft, daß in dem zwischen dem festen und dem beweglichen Magnetankerabschnitt gebildeten Luftspalt ein gebogener und/oder mit bogenförmigen Biegeabschnitten versehener Federkörper eingelegt ist, der in seiner Federkennlinie an die Hubkraftkennlinie des Magnetsystems anpaßbar ist. Dieser Luftspalt kann durch Zusammendrücken des Federkörpers entsprechend einer minimalen Dicke des Federkörpers verändert werden.

Hierbei ist ferner vorteilhaft, daß der Federkörper als Scheibe ausgebildet ist.

Eine solche Scheibe kann entweder gewölbt oder gewellt geformt sein, wobei je nach dem entsprechend unterschiedliche Federkennlinien erzeugt werden können.

Eine Weiterentwicklung der Erfindung besteht außerdem darin, daß die Scheibe sternförmig mit mehreren Sternzacken geformt ist, wobei jeder Sternzacken im radialen Verlauf bogenförmig geformt ist. Bei dieser Gestaltungsweise lassen sich die erzeugten Biegekräfte in den einzelnen Sternzacken sehr genau berechnen, so daß die Federkennlinie entsprechend festgelegt werden kann.

Plusführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

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Fig. 1 einen axialen Querschnitt durch das Elektromagnetventil,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung einer Einzelheit X gemäß Fig. 1,

Fig. 3 einen erfindungsgemäOen Federkörper in einer ersten Rusführungsform,

Fig. 3a einen Schnitt R - B gemäß gemäß Fig. 3,

Fig. 4 einen Federkörper in alternativer flusführungsform und

Fig. 4a einen Teilschnitt C-D gemäß Fig. 4.

Das Elektromagnetventil ist mit einer Stromzuführung 1 für eine Elektromagnetspute 2 ausgestattet. Die Elektromagnetspule 2 ist in einem Magnetjoch 3 angeordnet und mit einem zentrischen, von der Etektromagnetspule 2 umgebenen, in einer Mittellängsachsrichtung 4 festen Magnetankerabschnitt 5 und einen beweglichen Magnetankerabschnitt 6 versehen. Die sich gegenüberliegenden Stirnflächen 5a des festen Magnetankerabschnitts 5 und 6a des beweglichen Magnetankerabschnitts liegen sich stumpf, d.h. parallelverleufend und zur Mittellängsachsrichtung 4 senkrecht vertaufend gegenüber. Ein zur stumpfen Stirnfläche 6a des beweglichen Magnetankerabschnittes 6 abgewandtes Magnetankerabschnitt-Ende 7 trägt ein Dichtungselement &dgr;, das mit einem Dichtungssitz 9 eines Druckleitungsanschlusses 10 zusammenwirkt.

In der Elektromagnetspule 2 kann über die Stromstärke ein Rrbeitspunkt einer Hubkraftkennlinie 14 des beweglichen Magnetankerabschnittes 6 eingestellt werden, wobei im allgemeinen bei dem bis jetzt beschriebenen Elektromagnetventil ein einziger flrbeitspunkt 15 vorhanden ist.

Um nunmehr das beschriebene ElektromagnetschaltventiL in ein Stetigventil abzuändern, ist vorgesehen, daß in dem zwischen dem-Testen Magnetankerabschnitt 5 und dem beweglichen Magnetankerabschnitt 6 gebildeten Luftspalt 11 ein gebogener oder mit bogenförmigen Biegeabschnitten versehener Federkörper 12 eingelegt und entsprechend vorgespannt ist, der in seiner Federkennlinie 13 an die Hubkraftkennlinie 14 des Magnetsystems angepaßt werden kann. Dadurch sind mehrere flrbeitspunkte 15 Cvgl. Fig. 5) über die Stromstärke einstellbar.

Ein Druckleitungsanschluß 10 (PD und ein flrbeitsleitungsanschluß 16 Cf)) ist ferner in Querrichtung 17 zur Mittellängsachsrichtung 4 seitlich an einem unter dem beweglichen Magnetankerabschnitt 6 angeordneten Gehäuseteil 18 vorgesehen.

Gemäß den Figuren 3, 3a, 4 und 4a sind flusführungsformen des Federkörpers 12 dargestellt. 5o ist gemäB Fig. 3 der Federkörper 12 als (Teil-) Scheibe 12a ausgebildet und sternförmig mit mehreren Sternzacken 19 versehen, die CFig. 3a) von einem Zentrum 20 ausgehend jeweils bei einer Dicke 21 durch einen Radius R10 im radialen Verlauf 19a gebogen sind bis auf eine Höhe 22, nach der sich die in Fig. 5 gezeichnete Federkennlinie 13 ergibt.

Eine alternative Rusführungsform besitzt eine (außen volle) Scheibe 12a, aus der dreiseitig ausgestanzte Lappen 23 (Fig. 4) mit um 90 Grad jeweils versetzter Stanzlage gebildet sind. Jeder der Lappen 23 ist von seiner Grundlinie 24 aus wiederum bei einer Dicke 21 auf die Höhe 22 gebogen, wobei im flusführungsbeispiel ein Radius R4 angesetzt ist, um eine bestimmte Federkennlinie 13 zu erzeugen.

Es kann eine Vielzahl von unterschiedlichen Sternzacken 19 oder Lappen

• · 4 ► · ·

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23 gebildet werden, die aus einem federnden Werkstoff gefertigt sind und somit jeweils spezifische Federkennlinien 13 erzeugen.

In Fig. 5 ist auflerdem gezeigt, daß die Federkennlinie 13 des Federkörpers 12 ähnlich progressiv eingestellt ist wie die Hubkraftkennlinie 14, insgesamt jedoch steiler, wobei beide Kennlinien 13 und 14 bei einem kleinsten Luftspalt 11 ihren Höchstwert annehmen. Mit dem beschriebenen Elektromagnetantrieb können beliebige flrbeitspunkte 15 als Schnittpunkte zwischen der Federkennlinie 13 und der Hubkraftkennlinie 14 je nach der gewählten Stromstärke eingestellt werden, wobei in Wirklichkeit ein Schaltventil für zwei Schaltstellungen in ein stetigwirkendes Elektromagnetventil durch Hinzufügen des Federkörpers 12 umgerüstet worden ist.

BezüQ5zeichenliste

1	Stromzuführung
2	Elektromagnetspule
3	Magnetjoch
4	Mittel Iängsachsrichtung
5	fester Magnetankerabschnitt
5a	Stirnfläche
6	beweglicher Magnetankerabschnitt
Sa	Stirnfläche"
7	Magnetankerabschnitt-Ende
&dgr;	Dichtungselement
9	Dichtungssitz
10	Druckleitungsanschluß (PD
11	Luftspalt
12	Federkörper
12a	(Teil-) Scheibe
13	Federkennlinie
14	Hubkraftkennlinie
15	flrbeitspunkt
16	flrbeitsleitungsanschluß
17	Querrichtung
18	Gehäuseteil
19	Sternzacken
19a	radialer Verlauf
20	Zentrum
21	Dicke
22	Höhe
23	Lappen
24	Grundlinie

Claims

Elektromagnetventil ■^P---hsprüche

1. Elektromagnetventil mit einer Stromzuführung für eine Elektromagnetspule, die in einem Magnetjoch angeordnet ist und mit einem zentrischen, von der Elektromagnetspule umgebenen, in Mittellängsachsrichtung festen und einen beweglichen Magnetankerabschnitt versehen ist, wobei die sich gegenüberliegenden Stirnflächen der beiden Magnetankerabschnitte stumpf, d.h. parallelverlaufend und zur Mittellängsachsrichtung senkrecht verlaufend ausgebildet sind, wobei ferner über die Stromstärke in der Etektromagnetspule zumindest ein flrbeitspunkt der Hubkraftkennlinie des beweglichen Magnetankerabschnitts festlegbar ist und der bewegliche Magnetankerabschnitt mit dem der stumpfen Stirnfläche abgewandten Magnetankerabschnitt-Ende, das ein Dichtungselement trägt, mit einem Dichtungssitz eines Druckteitungsanschlusses zusammenwirkt,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Federkennlinie (13) des Federkörpers C12) ähnlich progressiv eingestellt ist wie die Hubkraftkennline (14), insgesamt jedoch steiler, wobei beide Kennlinien (13,14) bei einem kleinsten Luftspalt (11) ihren Höchstwert annehmen.

2. Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der DruckleitungsanschluG (PD und ein Prbeitsleitungsanschluß Cfl) in Querrichtung (17) zur Mittellängsachsrichtung (4) seitlich an einem unter dem beweglichen Magnetankerabschnitt (6) angeordneten Gehäuseteil (18) vorgesehen sind.

3. Elektromagnetventil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zwischen dem festen C5) und dem beweglichen Magnetankerabschnitt (6) gebildeten Luftspalt (11) ein gebogener und/oder mit bogenförmigen Biegeabschnitten versehener Federkörper (12) eingelegt ist, der in seiner Federkennlinie (13) an die Hubkraftkennlinie (14) des Magnetsystems anpaßbar ist.

4. Elektromagnetventil nach einem der flnsprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daO der Federkörper (12) als Scheibe (12a) ausgebildet ist.

5. Elektromagnetventil nach einem der Rnsprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (12a) gewölbt geformt ist.

6. Elektromagnetventil nach einem der Rnsprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (12a) gewellt geformt ist.

7. Elektromagnetventil nach einem der Rnsprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (12a) sternförmig mit mehreren Sternzacken (19) geformt ist, wobei jeder Sternzacken (19) im radialen Verlauf (19a) bogenförmig geformt ist.