WO1997015771A1 - Solenoid valve with a lift armature - Google Patents

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WO1997015771A1
WO1997015771A1 PCT/EP1996/004625 EP9604625W WO9715771A1 WO 1997015771 A1 WO1997015771 A1 WO 1997015771A1 EP 9604625 W EP9604625 W EP 9604625W WO 9715771 A1 WO9715771 A1 WO 9715771A1
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WO
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solenoid valve
valve according
bellows
flange
tappet
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PCT/EP1996/004625
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German (de)
French (fr)
Inventor
Werner DÖHLA
Werner Schieweck
Original Assignee
Rapa Rausch & Pausch Elektrotechnische Spezialfabrik Gmbh
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F16K31/0644—One-way valve
    • F16K31/0655—Lift valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
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    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F16K31/0644—One-way valve
    • F16K31/0672—One-way valve the valve member being a diaphragm
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K41/00—Spindle sealings
    • F16K41/10—Spindle sealings with diaphragm, e.g. shaped as bellows or tube
    • F16K41/103—Spindle sealings with diaphragm, e.g. shaped as bellows or tube the diaphragm and the closure member being integrated in one member

Definitions

  • the invention relates to a solenoid valve with a lifting armature according to the preamble of the claims, which is particularly suitable for use in medical devices.
  • Two-way valves which switch the flow of aggressive media.
  • a valve chamber is closed off from a magnet actuating a tappet by means of a bellows which has a plurality of folds and also surrounds the tappet.
  • the bellows is provided on the one hand with a disk arranged between the magnetic body and the valve body and on the other hand is firmly connected to a sealing cap.
  • sealing parts made of different materials (bellows and flange made of PTFE, sealing body and O-ring made of elastomer) for keeping aggressive media away from the tappet and sealing to the outside, so that the production of these two-way valves is associated with a considerable effort. There is also a risk of leaks between the parts.
  • the multi-fold bellows must be sufficiently stiff so that under the existing pressure conditions bellows and tappet do not rub against each other when the tappet is moved; but it must also be sufficiently flexible so that the driving force of the plunger is kept sufficiently low.
  • a two-way angle seat valve for regulating the flow of aggressive media is already known, in which a multi-fold bellows is simultaneously designed as a seat seal. To prevent friction between the bellows and the tappet, additional support means must be provided. Apart from the fact that angle valves are not applicable in every case, multiple bellows are more difficult and lengthy to clean or disinfect.
  • the invention is therefore based on the object of providing a solenoid valve with a lifting armature which, compared to the prior art, enables simplification and material savings in manufacture, which permits a reduction in size and with which an increase in cleanliness and process stability in use can be achieved is. According to the invention, this object is achieved by the characterizing features of patent claim 1.
  • the bellows, flange and sealing body do not only consist of one piece, but the flange in the area of the contact surface on the valve body is arranged coaxially to the plunger, partially acting, constricting or assigned pressing means which act together with a sealing ring provided on the edge of the flange.
  • the bellows has only a few folds, preferably only one fold.
  • Natural or synthetic rubber or a rubber-like plastic that is resistant to aggressive media is used as the elastomer.
  • the constricting means can consist in a bulge of the contact surface directed towards the magnetic body, which bulge or only partially covers the contact surface.
  • the support plate In order to absorb the deformation of the sealing ring when the assembly pressure is acting, the support plate has a corresponding free space in the profile.
  • the support plate is advantageously made of sheet metal and clamped between the magnetic body and the valve body.
  • Around the tappet, it has a conical and / or cylindrical connection piece which projects into the valve space and at least supports the first fold of the bellows with its cylindrical part; if the bellows consists of only one fold, only that part of the fold sits on the cylindrical part of the connecting piece, which is adjacent to the support plate and the tappet.
  • the free tappet end advantageously has an enlarged diameter and a tapered rear surface, the bellows having a surface corresponding to the tapered rear surface.
  • the bellows has a smaller wall thickness than that in at least one of its areas, which are concentric with the tappet, in the vicinity of the tappet remaining bellows.
  • the bellows advantageously has a greater wall thickness only in the areas away from the tappet. In any case, complex support means are avoided as well as lengthy and unsafe cleaning processes when changing the flowing media.
  • a narrow ring surface concentric with the tappet serves as the seat for the sealing body.
  • the invention ensures a pressure-independent function that only needs one fold in the bellows and requires little effort to move the tappet, because the fold is essentially made of thin-walled material with low rigidity and also with a tightness at a pressure of 3 bar can be.
  • the magnetic valve according to the invention is particularly suitable for use in dialysis machines.
  • Fig. 1 shows a valve according to the invention with a bellows, which has two folds
  • Fig. 2 shows a valve with a single-bellows and resilient
  • FIG. 3 Clamping between magnetic body and valve body and Fig. 3 is an enlarged section of a valve with a profiled support plate.
  • FIG. 1 shows a magnetic valve 3 consisting of magnetic body 1 and valve body 2, the magnetic body 1 of which has an electrical connector 4.
  • a plunger 11 is rigidly connected, which is surrounded by a flexible bellows 12 made of elastic material, which is designed at the free end of the plunger 11 as a sealing body 13 and at the end facing the magnet 6 as a flange 14 with a sealing ring 15 is made of an elastomer and is pressed against a plate 16.
  • the plunger 11 projects with the bellows 12 surrounding it into a valve chamber 17 of the valve body or valve 2, which has inflow and outflow openings 18 for pressurized, aggressive media, an annular seat 19, manufacturing-related recesses 20 and constrictions 21.
  • the Ventilkö ⁇ er 2 has a contact surface 29 concentric to the axis XX of the entire arrangement, which is inclined with respect to this axis such that the boundary wall of the valve chamber 17 with the contact surface 29 includes an acute angle along a cutting edge concentric to the axis XX or one to the magnetic body 1 directed truncated cone forms.
  • the magnetic body 1 has bendings 22 that are resilient on the valve body side and that can be inserted into the constrictions 21 and ensure a firm contact between the magnetic body 1 and the valve body 2.
  • the bellows 12 has two folds 121, 122, which do not touch the plunger 11 in any position at their locations 24 in the vicinity of the plunger 11 and whose wall thickness is smaller at these locations than at the other locations, particularly at those remote from the plunger 11 lying places.
  • the approaches of the folds on the one hand on the Dichtungsgro ⁇ er 13 and on the other hand on the flange 14 are on a diameter which is greater than the diameter of the plunger 11, so that a friction between the plunger 11 and the bellows 12 obstructing the movement of the plunger 11 and signs of wear do not take place on the bellows 12, which can lead to leaks.
  • the solenoid valve 3 is in the closed position; the connection of the inlet and outlet openings 18 on both sides is interrupted in that the seal body 13 is pressed against the annular seat 19 by the spring 10 acting on the armature 8.
  • a current flows through the coil 5
  • the magnet 6 is excited, pulls the lifting armature 8 against the action of the spring 10 in accordance with the gap 23 and thereby opens the valve 3 so that it is exposed to a medium (liquid, Gas) can be flowed through in a direction of a double arrow 25.
  • Fig. 2 differs from Fig. 1 essentially in that the bellows 12 has only one fold, that the connections of the bellows 12 to the plunger 11 and the plate 16 are designed differently and that electrical leads 26 are guided laterally to the magnetic body 1. Because there is only one fold with a larger fold thickness only in its area 31 which is remote from the plunger 11, the probability of undesired contact between the bellows 12 and the plunger 11 is practically no longer present.
  • the plate 16 is replaced by a disc 34, which is preferably provided with six resilient bends 35, which snap into three recesses 36, 37 on the magnetic body 1 and on the valve body 2; only one bend and associated recess is visible in FIG. 2.
  • a screw connection of both parts can also be provided with the aid of a union nut.
  • a conical contact surface 29 for the flange 14 with the sealing ring 15 is again provided on the valve body 2 facing the magnet body 1.
  • a bend 27 of the plate 16 in the vicinity of the plunger 11 penetrated by it, a frustoconical rear formation 28 of the end 30 of the plunger 11 and a reduction in the diameter of the plunger 11 from the end 30 in the direction of the lifting armature 8, which on its side facing the magnet 6 Side is provided with a buffer ring 32, also prevent the undesired contact of bellows 12 and plunger 11.
  • Fig. 3 similar to Fig. 1, includes a magnetic body 1 in a housing 38, a coil carrier 39, a coil 5, a guide tube 40 for a lifting armature 8 and a plunger 11.
  • a Ventiloir ⁇ er 2 is fixed by a flange 41 connected to the magnetic body 1 and thus simultaneously clamps one end of the guide tube 40 and a sheet metal 42 provided with a profile between the two.
  • the Ventilgro ⁇ er 2 has a valve chamber 17 and, facing the Magnetkö ⁇ er 1, a contact surface 29 which has an annular bulge 43 on the upper boundary edge of the valve chamber 17.
  • the flange 14 which is profiled in the same way as the sheet 42, and the sealing ring 15 of a bellows 12 with only one fold, the greatest thickness of which is in the region 31.
  • the flange 14 has its smallest thickness in profile over the bulge 43.
  • the profile of the sheet metal 42 permits an annular free space 44, which the sealing ring 15 fills when the flange piece 41 is pressed against the valve body 2 and when the two are fastened to one another, that is to say during assembly.
  • the sheet 42 is practically inelastic and consists of 0.3 mm thick steel.
  • the plunger 11 is, similar to the one shown in FIG. 2, firmly connected to the lifting armature 8 and movable with the aid of a magnet 6 against the pressure of the spring 10.
  • the plunger 11 again has a larger diameter at its free end 30 and a frustoconical rear design 28.
  • the bellows 12 surrounds this end 30 with appropriate shaping and is supported with its thin-walled parts 24, which are close to the plunger 11, against the cone surface 28 and the Nozzle 45.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Magnetically Actuated Valves (AREA)

Abstract

The invention concerns a solenoid valve with a lift armature (8). The solenoid valve is actuated by a push-rod as a function of the current-carrying or currentless state of an electromagnet, the push-rod being surrounded by bellows (12) in the valve chamber. In order to simplify production of the valve and render its use more economical, the bellows is formed integrally with a flange (14) and a sealing member (13). Satisfactory sealing and flexibility of the bellows, which preferably has only one fold, is attained if the bellows is made of an elastomer.

Description

Magnetventil mit einem HubankerSolenoid valve with a lifting armature
Die Erfindung betrifft ein Magnetventil mit einem Hubanker gemäß der Gattung der Patentansprüche, das zur Verwendung in medizinischen Geräten besonders geeignet ist.The invention relates to a solenoid valve with a lifting armature according to the preamble of the claims, which is particularly suitable for use in medical devices.
Es sind Zweiwegeventile bekannt, die den Durchfluß von aggressiven Medien schalten. Bei diesen ist ein Ventilraum gegenüber einem einen Stößel betätigenden Magneten mit Hilfe eines mehrere Falten aufweisenden Balges verschlossen, der auch den Stößel umgibt. Der Balg ist einerseits mit einer zwischen Magnetkörper und Ventilköφer angeordneten Scheibe versehen und andererseits mit einer Dichtkappe fest verbunden. Damit existieren drei verschließende Teile aus unterschiedlichen Materialien (Faltenbalg und Flansch aus PTFE, Dichtkörper und O-Ring aus Elastomer) zum Fernhalten von aggressiven Medien vom Stößel und Abdichten nach außen, so daß die Fertigung dieser Zweiwegventile mit einem erheblichen Aufwand verbunden ist. Außerdem besteht die Gefahr von Leckstellen zwischen den Teilen. Der mehrfaltige Balg muß genügend steif sein, damit unter den bestehenden Druckverhältnissen Balg und Stößel beim Bewegen des Stößels sich nicht aneinander reiben; er muß aber auch hinreichend flexibel sein, damit die Antriebskraft des Stößels genügend gering gehalten wird. Darüber hinaus ist bereits ein Zweiweg-Schrägsitzventil zur Regelung des Durchflusses von aggressiven Medien bekannt, bei dem ein mehrfaltiger Balg gleichzeitig als Sitzdichtung ausgebildet ist. Zur Vermeidung von Reibung zwischen Balg und Stößel müssen zusätzliche Stützmittel vorgesehen sein. Abgesehen davon, daß Schrägventile nicht in jedem Fall anwendbar sind, sind mehrfaltige Bälge schwieriger und langwieriger zu säubern bzw. zu desinfizieren.Two-way valves are known which switch the flow of aggressive media. In these, a valve chamber is closed off from a magnet actuating a tappet by means of a bellows which has a plurality of folds and also surrounds the tappet. The bellows is provided on the one hand with a disk arranged between the magnetic body and the valve body and on the other hand is firmly connected to a sealing cap. So there are three sealing parts made of different materials (bellows and flange made of PTFE, sealing body and O-ring made of elastomer) for keeping aggressive media away from the tappet and sealing to the outside, so that the production of these two-way valves is associated with a considerable effort. There is also a risk of leaks between the parts. The multi-fold bellows must be sufficiently stiff so that under the existing pressure conditions bellows and tappet do not rub against each other when the tappet is moved; but it must also be sufficiently flexible so that the driving force of the plunger is kept sufficiently low. In addition, a two-way angle seat valve for regulating the flow of aggressive media is already known, in which a multi-fold bellows is simultaneously designed as a seat seal. To prevent friction between the bellows and the tappet, additional support means must be provided. Apart from the fact that angle valves are not applicable in every case, multiple bellows are more difficult and lengthy to clean or disinfect.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Magnetventil mit einem Hubanker zu schaffen, das gegenüber dem Stand der Technik eine Vereinfachung und Materialeinsparung bei der Herstellung ermöglicht, das eine Verringerung der Baugröße zuläßt und mit dem eine Erhöhung der Sauberkeit und Prozeßstabilität bei der Anwendung erreichbar ist. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Zur Gewährleistung einer ausreichenden Dichtheit zwischen dem Magnetkörper, einschließlich Stößel, und dem Ventilköφer bestehen Faltenbalg, Flansch und Dichtungsköφer nicht nur aus einem Stück, sondern es sind dem Flansch auch im Bereich der am Ventilköφer befindlichen Anlagefläche koaxial zum Stößel angeordnete, partiell wirkende, einschnürende bzw. pressende Mittel zugeordnet, die zusammen mit einem am Rande des Flansches vorgesehenen Dichtring wirken. Darüber hinaus weist der Faltenbalg nur wenige Falten, vorzugsweise nur eine Falte auf. Als Elastomer dient natürlicher oder synthetischer Kautschuk oder ein gummiähnlicher Kunststoff, der gegen aggressive Medien beständig ist. Günstigerweise können die einschnürenden Mittel in einer zum Magnetköφer gerichteten Aufwölbung der Anlagefläche bestehen, die die Anlagefläche in ihrer Gesamtheit oder nur teilweise erfaßt. Eine Verbesserung der Dichtheit des Ventilraumes und eine ausreichende Steifigkeit ergibt sich, wenn der Flansch zumindest an seiner dem Ventilköφer, der Anlagefläche zugewandten Fläche eben, an seiner dem Magnetköφer zugewandten Fläche mit einem Profil versehen ist und wenn dem Flansch an seiner der Anlagefläche gegenüberliegenden Seite eine Stützplatte zugeordnet ist. Vorteilhaft ist die Sützplatte entsprechend dem Flansch mit einem Profil versehen. Zur Aufnahme der Deformation des Dichtringes bei einem wirkenden Montagedruck weist die Stützplatte im Profil einen entsprechenden Freiraum auf. Vorteilhaft ist die Stützplatte aus Blech hergestellt und zwischen Magnetköφer und Ventilköφer eingespannt. Um den Stößel herum weist sie einen konischen und/oder zylindrischen Stutzen auf, der in den Ventilraum hineinragt und zumindest mit seinem zylindrischen Teil wenigstens die erste Falte des Faltenbalges unterstützt; besteht der Faltenbalg aus nur einer Falte, so sitzt nur der Teil der Falte auf dem zylindrischen Teil des Stutzens, der der Stützplatte und dem Stößel benachbart ist.The invention is therefore based on the object of providing a solenoid valve with a lifting armature which, compared to the prior art, enables simplification and material savings in manufacture, which permits a reduction in size and with which an increase in cleanliness and process stability in use can be achieved is. According to the invention, this object is achieved by the characterizing features of patent claim 1. To ensure sufficient tightness between the magnetic body, including the plunger, and the valve body, the bellows, flange and sealing body do not only consist of one piece, but the flange in the area of the contact surface on the valve body is arranged coaxially to the plunger, partially acting, constricting or assigned pressing means which act together with a sealing ring provided on the edge of the flange. In addition, the bellows has only a few folds, preferably only one fold. Natural or synthetic rubber or a rubber-like plastic that is resistant to aggressive media is used as the elastomer. Conveniently, the constricting means can consist in a bulge of the contact surface directed towards the magnetic body, which bulge or only partially covers the contact surface. An improvement in the tightness of the valve chamber and a sufficient rigidity results if the flange is flat at least on its surface facing the valve body, the contact surface, is provided with a profile on its surface facing the magnet body, and if the flange on its side opposite the contact surface Support plate is assigned. The support plate is advantageously provided with a profile corresponding to the flange. In order to absorb the deformation of the sealing ring when the assembly pressure is acting, the support plate has a corresponding free space in the profile. The support plate is advantageously made of sheet metal and clamped between the magnetic body and the valve body. Around the tappet, it has a conical and / or cylindrical connection piece which projects into the valve space and at least supports the first fold of the bellows with its cylindrical part; if the bellows consists of only one fold, only that part of the fold sits on the cylindrical part of the connecting piece, which is adjacent to the support plate and the tappet.
Das freie Stößelende hat günstigerweise einen vergrößerten Durchmesser und eine kegelige Rückfläche, wobei der Faltenbalg eine mit der kegeligen Rückfläche korrespondierende Fläche aufweist. Der Faltenbalg hat zumindest in einem seiner zum Stößel konzentrischen, gekiturimten Bereiche in der Nähe des Stößels eine geringere Wandstärke als der übrige Faltenbalg. Vorteilhaft besitzt der Faltenbalg nur in seinen vom Stößel entfernt liegenden Bereichen eine größere Wanddicke. In jedem Fall werden aufwendige Stützmittel ebenso vermieden wie langwierige und unsichere Reinigungsprozesse beim Wechsel der durchströmenden Medien. Als Sitz für den Dichtungsköφer dient eine schmale, zum Stößel konzentrische Ringfläche.The free tappet end advantageously has an enlarged diameter and a tapered rear surface, the bellows having a surface corresponding to the tapered rear surface. The bellows has a smaller wall thickness than that in at least one of its areas, which are concentric with the tappet, in the vicinity of the tappet remaining bellows. The bellows advantageously has a greater wall thickness only in the areas away from the tappet. In any case, complex support means are avoided as well as lengthy and unsafe cleaning processes when changing the flowing media. A narrow ring surface concentric with the tappet serves as the seat for the sealing body.
Die Erfindung gewährleistet eine druckunabhängige Funktion, die nur mit einer Falte im Faltenbalg auskommt, und einen geringen Kraftaufwand zur Bewegung des Stößels benötigt, weil die eine Falte im wesentlichen aus dünnwandigem Material mit geringer Steifigkeit und auch mit bei einem Druck von 3 bar ausreichender Dichtheit hergestellt werden kann. Das erfindungsgemäße Magnetventil ist besonders zur Anwendung in Dialysegeräten geeignet.The invention ensures a pressure-independent function that only needs one fold in the bellows and requires little effort to move the tappet, because the fold is essentially made of thin-walled material with low rigidity and also with a tightness at a pressure of 3 bar can be. The magnetic valve according to the invention is particularly suitable for use in dialysis machines.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der schematischen Zeichnung dreier Ausfuhrungsbeispiele, die als Axialschnitte dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained below with reference to the schematic drawing of three exemplary embodiments, which are shown as axial sections. Show it:
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Ventil mit einem Faltenbalg, der zwei Falten aufweist, Fig. 2 ein Ventil mit einem einfaltigen Balg und federnderFig. 1 shows a valve according to the invention with a bellows, which has two folds, Fig. 2 shows a valve with a single-bellows and resilient
Klemmung zwischen Magnetköφer und Ventilköφer und Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt eines Ventils mit einer profilierten Stützplatte.Clamping between magnetic body and valve body and Fig. 3 is an enlarged section of a valve with a profiled support plate.
In Fig. 1 ist ein aus Magnetköφer 1 und Ventilköφer 2 bestehendes Magnetventil 3 dargestellt, dessen Magnetköφer 1 einen elektrischen Anschlußstecker 4 aufweist. Im Magnetköφer 1 befinden sich eine Spule 5 für den eigentlichen (Elektro-) Magneten 6 und ein in einem Topf 7 gleitend angeordneter Hubanker 8, der in einem inneren Hohlraum 9 eine Druckfeder 10 besitzt. Zwischen dem Magneten 6 und dem Hubanker 8 befindet sich ein Zwischenraum 23, der dem Hub bzw. der Senkung des Hubankers 8 entspricht. Mit dem Hubanker 8 ist ein Stößel 1 1 starr verbunden, der von einem flexiblen und aus elastischem Material bestehenden Balg 12 umgeben ist, welcher am freien Ende des Stößels 11 als Dichtungsköφer 13 und am dem Magnet 6 zugewandten Ende als Flansch 14 mit Dichtring 15 gestaltet ist, aus einem Elastomer besteht und gegen eine Platte 16 gedrückt wird. Der Stößel 11 ragt mit dem ihn umgebenden Faltenbalg 12 in einen Ventilraum 17 des Ventilköφers bzw. Ventils 2 hinein, der Ein- und Ausflußöffhungen 18 für vorzugsweise unter Druck stehende, aggressive Medien, einen ringförmigen Sitz 19, fertigungsbedingte Ausnehmungen 20 sowie Einschnürungen 21 besitzt. Außerdem hat der Ventilköφer 2 eine Anlagefläche 29 konzentrisch zur Achse X-X der gesamten Anordnung, die gegenüber dieser Achse derart geneigt ist, daß die Begrenzungswand des Ventilraumes 17 mit der Anlagefläche 29 entlang einer zur Achse X-X konzentrischen Schnittkante einen spitzen Winkel einschließt bzw. einen zum Magnetköφer 1 gerichteten Kegelstumpf bildet. Beim Befestigen des Magnetköφers 1 am Ventilköφer 2 wirkt nicht nur die Pressung des Dichtringes 15, sondern auch die Pressung des elastischen Flansches 14 abdichtend. Der Magnetköφer 1 weist ventilköφerseitig federnde Abkröpfungen 22 auf, die in die Einschnürungen 21 einschiebbar sind und für eine feste Anpressung von Magnetköφer 1 und Ventilköφer 2 sorgen. Der Balg 12 hat zwei Falten 121, 122, die an ihren in der Nähe des Stößels 11 befindlichen Stellen 24 den Stößel 11 in keiner Stellung berühren und deren Wanddicke an diesen Stellen geringer ist als an den übrigen Stellen, besonders an den vom Stößel 11 entfernt liegenden Stellen. Die Ansätze der Falten einerseits an dem Dichtungsköφer 13 und andererseits am Flansch 14 befinden sich auf einem Durchmesser, der größer ist als der Durchmesser des Stößels 11 , so daß eine die Bewegung des Stößels 11 behindernde Reibung zwischen dem Stößel 11 und dem Faltenbalg 12 sowie Abnutzungserscheinungen am Faltenbalg 12, die zu Undichtheiten fuhren können, nicht stattfinden. Die genannte Durchmesserdifferenz zusammen mit einer durch die wenigen Falten bedingten Steifigkeit des Faltenbalgs 12 verhindern auch ein Einknicken des Faltenbalgs 12 und damit seine Berührung durch den Stößel 11. Andererseits sichert die Verwendung zweier Falten eine hinreichend ungehinderte Bewegung des Hubankers 8. Im zusammengebauten Zustand des Ventilköφers 2 mit dem Magnetköφer 1 wird der Dichtring 15 am Flansch 14 so zusammengepreßt, daß er mehr oder weniger flach ist und eine absolute Dichtheit des Ventilraums 17 gewährleistet. Da der Durchmesser des Sitzes 19 derselbe ist wie der kleinste Außendurchmesser des Faltenbalgs 12, wirken sich unterschiedliche Drücke nicht auf die Gängigkeit des Stößels 11 aus. In der dargestellten Stellung der Fig. 1 befindet sich das Magnetventil 3 in der Schließstellung; die Verbindung der beiderseitgen Ein- und Ausflußöffhungen 18 ist dadurch unterbrochen, daß der Dichtungsköφer 13 durch die auf den Anker 8 wirkende Feder 10 gegen den ringförmigen Sitz 19 gepreßt wird. Durch Einschalten des Elektromagneten fließt durch die Spule 5 ein Strom, der Magnet 6 wird erregt, zieht den Hubanker 8 nach Maßgabe des Zwischenraums 23 entgegen der Wirkung der Feder 10 an und öffnet dadurch das Ventil 3, so daß es von einem Medium (Flüssigkeit, Gas) in einer Richtung eines Doppelpfeils 25 durchströmt werden kann.1 shows a magnetic valve 3 consisting of magnetic body 1 and valve body 2, the magnetic body 1 of which has an electrical connector 4. In the magnetic body 1 there is a coil 5 for the actual (electro) magnet 6 and a lifting armature 8 slidably arranged in a pot 7, which has a compression spring 10 in an inner cavity 9. There is an intermediate space 23 between the magnet 6 and the lifting armature 8, which corresponds to the lifting or lowering of the lifting armature 8. With the lifting armature 8, a plunger 11 is rigidly connected, which is surrounded by a flexible bellows 12 made of elastic material, which is designed at the free end of the plunger 11 as a sealing body 13 and at the end facing the magnet 6 as a flange 14 with a sealing ring 15 is made of an elastomer and is pressed against a plate 16. The plunger 11 projects with the bellows 12 surrounding it into a valve chamber 17 of the valve body or valve 2, which has inflow and outflow openings 18 for pressurized, aggressive media, an annular seat 19, manufacturing-related recesses 20 and constrictions 21. In addition, the Ventilköφer 2 has a contact surface 29 concentric to the axis XX of the entire arrangement, which is inclined with respect to this axis such that the boundary wall of the valve chamber 17 with the contact surface 29 includes an acute angle along a cutting edge concentric to the axis XX or one to the magnetic body 1 directed truncated cone forms. When attaching the magnetic body 1 to the valve body 2, not only the pressure of the sealing ring 15, but also the pressure of the elastic flange 14 acts sealingly. The magnetic body 1 has bendings 22 that are resilient on the valve body side and that can be inserted into the constrictions 21 and ensure a firm contact between the magnetic body 1 and the valve body 2. The bellows 12 has two folds 121, 122, which do not touch the plunger 11 in any position at their locations 24 in the vicinity of the plunger 11 and whose wall thickness is smaller at these locations than at the other locations, particularly at those remote from the plunger 11 lying places. The approaches of the folds on the one hand on the Dichtungsköφer 13 and on the other hand on the flange 14 are on a diameter which is greater than the diameter of the plunger 11, so that a friction between the plunger 11 and the bellows 12 obstructing the movement of the plunger 11 and signs of wear do not take place on the bellows 12, which can lead to leaks. The mentioned diameter difference together with a stiffness of the bellows 12 caused by the few folds also prevent the bellows 12 from buckling and thus its contact with the tappet 11. On the other hand, the use of two folds ensures a sufficiently unimpeded movement of the lifting armature 8. In the assembled state of the valve body 2 with the Magnetköφer 1, the sealing ring 15 is pressed together on the flange 14 so that it is more or less flat and ensures absolute tightness of the valve chamber 17. Since the diameter of the seat 19 is the same as the smallest outside diameter of the bellows 12, there are different effects Do not express the movement of the plunger 11. In the position shown in FIG. 1, the solenoid valve 3 is in the closed position; the connection of the inlet and outlet openings 18 on both sides is interrupted in that the seal body 13 is pressed against the annular seat 19 by the spring 10 acting on the armature 8. When the electromagnet is switched on, a current flows through the coil 5, the magnet 6 is excited, pulls the lifting armature 8 against the action of the spring 10 in accordance with the gap 23 and thereby opens the valve 3 so that it is exposed to a medium (liquid, Gas) can be flowed through in a direction of a double arrow 25.
Fig. 2 unterscheidet sich von Fig. 1 im wesentlichen dadurch, daß der Faltenbalg 12 nur eine Falte aufweist, daß die Verbindungen des Faltenbalgs 12 zum Stößel 11 und zur Platte 16 abweichend gestaltet sind und daß elektrische Zuleitungen 26 seitlich zum Magnetköφer 1 gefuhrt sind. Dadurch, daß nur eine Falte bei einer größeren Faltendicke nur in ihrem vom Stößel 11 entfernt liegenden Bereich 31 vorhanden ist, ist die Wahrscheinlichkeit der ungewollten Berührung zwischen Balg 12 und Stößel 11 praktisch nicht mehr vorhanden. Die Platte 16 ist durch eine Scheibe 34 ersetzt, die mit vorzugsweise sechs federnden Aufbiegungen 35 versehen ist, die in je drei Ausnehmungen 36, 37 am Magnetköφer 1 und am Ventilköφer 2 einrasten; jeweils nur eine Aufbiegung und zugehörige Ausnehmung ist in Fig. 2 sichtbar. Anstatt der Klemmverbindung von Magnetköφer 1 und Ventilköφer 2 kann auch eine Schraubverbindung beider Teile mit Hilfe einer Überwurfmutter vorhanden sein. Außerdem ist am Ventilköφer 2, dem Magnetköφer 1 zugewandt, wieder eine konische Anlagefläche 29 für den Flansch 14 mit dem Dichtring 15 vorgesehen. Eine Ausbiegung 27 der Platte 16 in der Umgebung des durch sie lundurchgefuhrten Stößels 11, eine kegelstumpfartige hintere Ausbildung 28 des Endes 30 des Stößels 11 und eine Verringerung des Durchmessers des Stößels 11 vom Ende 30 in Richtung Hubanker 8, der an seiner dem Magneten 6 zugewandten Seite mit einem Pufferring 32 versehen ist, verhindern ebenfalls die ungewollte Beriihrung von Balg 12 und Stößel 11. Insbesondere die kegehge Gestaltung von Ausbiegung 27 und hinterem Stößelende 30 üben stützende Wirkungen auf den Balg 12 aus. Darüber hinaus ermöglichen die konischen Formgebungen an den Rückflächen von Stößelende 30 und Dichtungsköφer 13 eine feste Verbindung beider nach der Montage. Durch eine Abschrägung bzw. Abstufung 33 zumindest eines Teiles der Dichtfläche des Sitzes 19 dringt dieser tiefer in das elastische Material des Dichtungsköφers 13 ein und gewährleistet eine weitere Verbesserung der Dichtheit. Im übrigen gilt das zu Fig. 1 Gesagte sinngemäß.Fig. 2 differs from Fig. 1 essentially in that the bellows 12 has only one fold, that the connections of the bellows 12 to the plunger 11 and the plate 16 are designed differently and that electrical leads 26 are guided laterally to the magnetic body 1. Because there is only one fold with a larger fold thickness only in its area 31 which is remote from the plunger 11, the probability of undesired contact between the bellows 12 and the plunger 11 is practically no longer present. The plate 16 is replaced by a disc 34, which is preferably provided with six resilient bends 35, which snap into three recesses 36, 37 on the magnetic body 1 and on the valve body 2; only one bend and associated recess is visible in FIG. 2. Instead of the clamp connection of magnet body 1 and valve body 2, a screw connection of both parts can also be provided with the aid of a union nut. In addition, a conical contact surface 29 for the flange 14 with the sealing ring 15 is again provided on the valve body 2 facing the magnet body 1. A bend 27 of the plate 16 in the vicinity of the plunger 11 penetrated by it, a frustoconical rear formation 28 of the end 30 of the plunger 11 and a reduction in the diameter of the plunger 11 from the end 30 in the direction of the lifting armature 8, which on its side facing the magnet 6 Side is provided with a buffer ring 32, also prevent the undesired contact of bellows 12 and plunger 11. In particular, practice the kegehge design of bend 27 and rear plunger end 30 supporting effects on the bellows 12. In addition, the conical shapes on the rear surfaces of the plunger end 30 and sealing body 13 allow a firm connection of both after assembly. Through a bevel or gradation 33 of at least part of the sealing surface of the seat 19, the latter penetrates deeper into the elastic material of the sealing body 13 and ensures a further improvement of the tightness. Otherwise, what has been said about FIG. 1 applies analogously.
In Fig. 3 umfaßt, ähnlich wie zu Fig. 1 beschrieben, ein Magnetköφer 1 in einem Gehäuse 38 einen Spulenträger 39, eine Spule 5, ein Führungsrohr 40 für einen Hubanker 8 und einen Stößel 11. Ein Ventilköφer 2 ist durch ein Bördelstück 41 fest mit dem Magnetköφer 1 verbunden und spannt damit gleichzeitig das eine Ende des Führungsrohrs 40 und ein mit einem Profil versehenes Blech 42 zwischen beide ein. Der Ventilköφer 2 hat einen Ventilraum 17 und, dem Magnetköφer 1 zugewandt, eine Anlagefläche 29, die an der oberen Begrenzungskante des Ventilraumes 17 eine ringförmige Aufwölbung 43 aufweist. Zwischen dem Profilblech 42 und der Anlagefläche 29 befindet sich der in gleicher Weise wie das Blech 42 profilierte Flansch 14 sowie der Dichtungsring 15 eines Faltenbalgs 12 mit nur einer Falte, deren größte Dicke sich im Bereich 31 befindet. Der Flansch 14 hat im Profil über der Aufwölbung 43 seine geringste Dicke. In der Nähe des Dichtungsringes 15 läßt das Profil des Bleches 42 einen ringförmigen Freiraum 44 zu, den der Dichtungsring 15 beim Pressen des Bördelstückes 41 gegen den Ventilköφer 2 und Befestigen beider aneinander, also bei der Montage, ausfüllt. Das Blech 42 ist praktisch unelastisch und besteht aus 0,3 mm dickem Stahl. Es besitzt koaxial zum Stößel 11 einen konisch-zylindrisch geformten Stutzen 45; der Stößel 11 ist, ähnlich wie aus Fig. 2 erkennbar, mit dem Hubanker 8 fest verbunden und mit Hilfe eines Magneten 6 entgegen dem Druck der Feder 10 bewegbar. Der Stößel 11 hat wieder an seinem freien Ende 30 einen größeren Durchmesser und eine kegelstumpfartige hintere Ausbildung 28. Der Faltenbalg 12 umschließt dieses Ende 30 mit entsprechender Anformung und stützt sich mit seinen, dem Stößel 11 naheliegenden, dünnwandigeren Teilen 24 gegen die Konusfläche 28 und den Stutzen 45 ab. Im dargestellten stromlosen Zustand des Magnetventils 3 wird der Dichtungsköφer 13 des Faltenbalgs 11 gegen einen ringförmigen Sitz 19 gepreßt und damit das Ventil geschlossen; dabei gewährleisten die vorstehende schmale Kreisringfläche 191 und die zurückstehende konische Ringfläche 192 den totalen Verschluß des Ventils 3. Im bestromten Zustand entfernt sich der Stößel 11 mit dem Dichtungsköφer 13 vom Sitz 19, das Ventil wird geöffnet. In Fig. 3, similar to Fig. 1, includes a magnetic body 1 in a housing 38, a coil carrier 39, a coil 5, a guide tube 40 for a lifting armature 8 and a plunger 11. A Ventilköφer 2 is fixed by a flange 41 connected to the magnetic body 1 and thus simultaneously clamps one end of the guide tube 40 and a sheet metal 42 provided with a profile between the two. The Ventilköφer 2 has a valve chamber 17 and, facing the Magnetköφer 1, a contact surface 29 which has an annular bulge 43 on the upper boundary edge of the valve chamber 17. Between the profiled sheet 42 and the contact surface 29 there is the flange 14, which is profiled in the same way as the sheet 42, and the sealing ring 15 of a bellows 12 with only one fold, the greatest thickness of which is in the region 31. The flange 14 has its smallest thickness in profile over the bulge 43. In the vicinity of the sealing ring 15, the profile of the sheet metal 42 permits an annular free space 44, which the sealing ring 15 fills when the flange piece 41 is pressed against the valve body 2 and when the two are fastened to one another, that is to say during assembly. The sheet 42 is practically inelastic and consists of 0.3 mm thick steel. It has, coaxially to the plunger 11, a conical-cylindrical connector 45; the plunger 11 is, similar to the one shown in FIG. 2, firmly connected to the lifting armature 8 and movable with the aid of a magnet 6 against the pressure of the spring 10. The plunger 11 again has a larger diameter at its free end 30 and a frustoconical rear design 28. The bellows 12 surrounds this end 30 with appropriate shaping and is supported with its thin-walled parts 24, which are close to the plunger 11, against the cone surface 28 and the Nozzle 45. In the currentless state of the solenoid valve 3 shown, the seal body 13 of the bellows 11 is pressed against an annular seat 19 and the valve is thus closed; the protruding narrow annular surface 191 and the recessed conical annular surface 192 ensure total closure of the valve 3. In the energized state, the tappet 11 with the sealing body 13 moves away from the seat 19, the valve is opened.
BezueszeichenlisteBezueszeichenliste
1 Magnetköφer1 magnetic body
2 Ventilköφer2 valve bodies
3 Magnetventil3 solenoid valve
4 Anschlußstecker4 connectors
5 Spule5 coil
6 Magnet6 magnet
7 Topf7 pot
8 Hubanker8 lifting anchors
9 Hohlraum9 cavity
10 Druckfeder10 compression spring
11 Stößel11 plungers
12 (Falten-)Balg12 (fold) bellows
13 Dichtungsköφer13 sealing body
14 Flansch14 flange
15 Dichtring15 sealing ring
16 Platte16 plate
17 Ventilraum17 valve compartment
18 Ausflußöffhung18 outflow opening
19 Sitz19 seat
20 Ausnehmungen20 recesses
21 Einschnürungen21 constrictions
22 Abkröpfungen22 offsets
23 Zwischenraum23 space
24 Stellen geringerer Wanddicke24 digits less wall thickness
25 Doppelpfeil25 double arrow
26 elektrische Zuleitung26 electrical supply
27 Ausbiegung27 deflection
28 Ausbildung28 training
29 Anlagefläche29 contact surface
30 Ende des Stößels30 end of ram
31 Bereich größter Dicke31 area of greatest thickness
32 Pufferring32 buffer ring
33 Abschrägung bzw. Abstufung33 Bevel or gradation
34 Scheibe 35 Aufbiegungen34 disc 35 bends
36, 37 Ausnehmungen36, 37 recesses
38 Gehäuse38 housing
39 Spulenträger39 coil former
40 Führungsrohr40 guide tube
41 Bördelstück41 flare
42 Profilblech42 profiled sheet
43 Aufwölbung43 bulge
44 Freiraum44 free space
45 Stutzen45 sockets
X-X Achse X-X axis

Claims

Patentansprüche claims
1. Magnetventil mit einem Hubanker, der in Abhängigkeit vom stromdurchflossenen oder stromlosen Zustand eines Elektromagneten einen Stößel betätigt, welcher in einem Ventilraum von einem1. Solenoid valve with a lifting armature, which actuates a plunger depending on the current-carrying or currentless state of an electromagnet, which in a valve chamber by a
Faltenbalg umgeben ist, wobei dem Faltenbalg am freien Ende des Stößels ein Dichtungsköφer und an seiner dem Elektromagneten zugewandten Seite ein Flansch zugeordnet sind und der Ventilköφer eine Anlagefläche für den Flansch aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Flansch und dem Dichtungsköφer einstückig ausgebildete Faltenbalg aus einem Elastomer besteht.Bellows is surrounded, with the bellows at the free end of the tappet a sealing body and a flange are assigned to its side facing the electromagnet and the valve body has a contact surface for the flange, characterized in that the bellows formed in one piece with the flange and the sealing body an elastomer.
2. Magnetventil gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß dem Flansch im Bereich der Anlagefläche koaxial zum Stößel partiell einschnürende Mittel zugeordnet sind.2. Solenoid valve according to claim 1, characterized in that the flange in the area of the contact surface coaxially associated with the tappet partially constricting means.
3. Magnetventil gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche eine zum Elektromagneten hin gerichtete Aufwölbung aufweist.3. Solenoid valve according to claim 2, characterized in that the contact surface has a bulge directed towards the electromagnet.
4. Magnetventil gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufwölbung am Rand des Ventilraums ringförmig angeordnet ist.4. Solenoid valve according to claim 3, characterized in that the bulge is arranged annularly at the edge of the valve chamber.
5. Magnetventil gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch am Rande einen Dichtring hat.5. Solenoid valve according to claim 2, characterized in that the flange has a sealing ring on the edge.
6. Magnetventil gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch an seiner dem Ventilköφer zugewandten Fläche eben und an seiner dem Elektromagneten zugewandten Fläche mit einem Profil versehen ist.6. Solenoid valve according to claim 5, characterized in that the flange is flat on its surface facing the Ventilköφer and is provided on its surface facing the electromagnet with a profile.
7. Magnetventil gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Flansch auf der der Anlagefläche gegenüberliegenden Seite eine Stützplatte zugeordnet ist. 7. Solenoid valve according to claim 6, characterized in that a support plate is assigned to the flange on the side opposite the contact surface.
8. Magnetventil gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützplatte mit einem dem Profil des Flansches entsprechenden Profil versehen ist.8. Solenoid valve according to claim 7, characterized in that the support plate is provided with a profile corresponding to the profile of the flange.
9. Magnetventil gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil der Stützplatte einen ringförmigen Freiraum zur Aufnahme der Deformation des Dichtringes unter Druck aufweist.9. Solenoid valve according to claim 8, characterized in that the profile of the support plate has an annular space for receiving the deformation of the sealing ring under pressure.
10. Magnetventil gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützplatte aus Blech besteht, das zwischen Magnetköφer und10. Solenoid valve according to claim 9, characterized in that the support plate consists of sheet metal between the magnetic body and
Ventilköφer eingespannt ist.Ventil body is clamped.
1 1 . Magnetventil gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützplatte um den Stößel herum einen konischen und/oder zylindrischen, in den Ventilraum hineinragenden Stutzen aufweist.1 1. Solenoid valve according to claim 10, characterized in that the support plate around the tappet has a conical and / or cylindrical neck protruding into the valve chamber.
12. Magnetventil gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das freie Stößelende einen vergrößerten Durchmesser und eine kegelige Rückfläche aufweist, wobei der Faltenbalg eine mit der kegeligen Rückfläche korrespondierende Fläche aufweist.12. Solenoid valve according to claim 1, characterized in that the free tappet end has an enlarged diameter and a tapered rear surface, the bellows having a surface corresponding to the tapered rear surface.
13. Magnetventil gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltenbalg in seinem vom Stößel entfernt liegenden gekrümmten Bereich eine größere Wanddicke hat als der übrige Faltenbalg.13. Solenoid valve according to claim 12, characterized in that the bellows has a greater wall thickness than the rest of the bellows in its curved region remote from the tappet.
14. Magnetventil gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltenbalg nur eine Falte aufweist.14. Solenoid valve according to claim 13, characterized in that the bellows has only one fold.
15. Magnetventil gemäß den Ansprüchen 11 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Falte nur mit ihrem der Stützplatte und dem Stößel benachbart liegenden Teil auf dem zylindrischen Teil des Stutzens sitzt.15. Solenoid valve according to claims 11 and 14, characterized in that the one fold sits only with its adjacent to the support plate and the plunger part on the cylindrical part of the nozzle.
16. Magnetventil gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomer des Faltenbalges gegen aggressive Medien beständig ist. 16. Solenoid valve according to claim 1, characterized in that the elastomer of the bellows is resistant to aggressive media.
17. Magnetventil gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsköφer mit einem Dichtungssitz korrespondiert, der die Form einer schmalen, zum Stößel konzentrischen Ringfläche hat.17. Solenoid valve according to claim 1, characterized in that the Dichtungsköφer corresponds to a sealing seat which has the shape of a narrow, concentric to the plunger annular surface.
18. Magnetventil gemäß mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch seine Verwendung in der Dialysetechnik. 18. Solenoid valve according to at least one of the preceding claims, characterized by its use in dialysis technology.
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