WO2006074920A1 - Magnetventil mit integriertem rückschlagventil - Google Patents

Magnetventil mit integriertem rückschlagventil Download PDF

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WO2006074920A1
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rubber lip
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Markus Deeg
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Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T15/00—Construction arrangement, or operation of valves incorporated in power brake systems and not covered by groups B60T11/00 or B60T13/00
    • B60T15/02—Application and release valves
    • B60T15/025—Electrically controlled valves
    • B60T15/027—Electrically controlled valves in pneumatic systems
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a solenoid valve having at least a first connection and a second connection and at least two working positions.
  • Such solenoid valves are also referred to as 2/2 solenoid valves.
  • the invention is not limited to 2/2-solenoid valves, but can be used in connection with any solenoid valves, especially in connection with 3/2-solenoid valves.
  • solenoid valves for example, it is possible to selectively connect a working space with a pressure source or a pressure sink, it being provided that the working space in the idle state of the solenoid valve, that is, in its idle state, with the pressure sink is in communication.
  • the connections of multiple solenoid valves are often connected to the pressure sink.
  • there is a throttling effect in front of the pressure sink for example by means of a silencer, so that the pressure reduction in one or more work spaces results in a pressure increase in the line sections communicating with the pressure sink.
  • Solenoid valves are in their rest position, in which they connect a respective solenoid valve associated working space with the pressure sink, a pressure reduction in a working space due to the aforementioned throttling effect can lead to an undesirable increase in pressure in another working space.
  • the invention has for its object to provide a solenoid valve of the type mentioned above, with which the above-described problems can be avoided without additional separate components are required.
  • the solenoid valve according to the invention builds on the generic state of the art in that at least one of the terminals is equipped with an integrated check valve in the solenoid valve.
  • an integrated check valve By means of such an integrated check valve, it is possible to dispense with separate check valves, so that the overall required installation space can be reduced.
  • the integrated check valve is preferably designed so that the dimensions of the solenoid valve according to the invention in comparison to corresponding conventional conventional solenoid valves does not change or only insignificantly.
  • the possible working positions and the Depending on the intended use it is also possible if appropriate for a plurality of terminals of the solenoid valve according to the invention to be equipped with integrated non-return valves.
  • the at least one connection is intended to be connected to a pressure sink.
  • the inventive solenoid valve has a third terminal, wherein it connects the first terminal to the second terminal and closes the third terminal in a first working position, while in a second working position with the second terminal connects to the third port and closes the first port.
  • a 3/2 solenoid valve it is possible, for example, to selectively connect a working space with a pressure source or a pressure sink.
  • the check valve comprises at least one rubber lip.
  • the rubber lip may for example be L-shaped, wherein it is possible in this case that a free leg of the L is mounted in the region of the respective terminal in a groove of the solenoid valve housing.
  • the at least one rubber lip in the closed state of the check valve cooperates with at least one housing section of the solenoid valve. In this case, a free end portion of the rubber lip on the corresponding housing portion abut to prevent undesired backflow of pressure medium, while the corresponding portion of the rubber lip can lift off the housing portion to allow the passage of pressure medium in the permitted direction.
  • the at least one rubber lip and the at least one housing portion in the closed state of the check valve form an angle which is smaller than 90 °.
  • the rubber lip at least in sections has a curvature in the direction of the flow to be prevented.
  • the direction of the sealing force can be optimized or a suitable force component can be generated.
  • the solenoid valve according to the invention can be designed in particular for pneumatic and / or hydraulic applications be . Possible areas of application are, for example, pneumatic clutch and / or gearbox plates.
  • Figure 1 is a symbol diagram illustrating a possible use of a solenoid valve according to the invention.
  • FIG. 2 is a schematic illustration of a practical embodiment of the solenoid valve of FIG. 1.
  • the magnet valve designated overall by 10 in FIG. 1 has a first connection 12, a second connection 14 and a third connection 16.
  • the first port 12 is connected to the second port 14, while the third port 16 is closed.
  • the solenoid valve 10 is brought into a second operating position in which the first port 12 is closed, while the second port 14 is in communication with the third port 16.
  • the solenoid valve 10 serves to to connect a working space 34 optionally with a pressure sink 38 or a pressure wave 40.
  • a muffler 36 is provided, which exerts a throttle effect.
  • a pressure reduction in one or more other working spaces, not shown, via the line 46 can therefore lead to an increase in pressure in the region of the first connection 12.
  • the non-return valve 18 integrated in the solenoid valve 10 according to the invention prevents a pressure increase in the region of the line 46 or the first port 12 from undesirably occurring in the working space 34.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a practical embodiment of the solenoid valve 10 according to the invention of Figure 1.
  • the connections of the solenoid valve 10 are indicated in accordance with the illustration of Figure 2 by dashed lines.
  • an anchor not shown in Figure 2 which cooperates with springs, channels and sealing seats, also not shown, occupy two different working positions.
  • the first port 12 In the non-energized rest position, the first port 12 is connected to the second port 14, while the third port 16 is closed.
  • the solenoid valve 10 In the energized working position of the solenoid valve 10, the first port 12 is closed, while the second port 14 is in communication with the third port 16, as has already been explained with reference to FIG.
  • the solenoid valve 10 is intended to be used in a block of material which forms the respective connection lines.
  • block material O-rings in um- running grooves 28, 30 and 32 of the solenoid valve housing can be used.
  • the check valve 18 includes a substantially L-shaped rubber lip 20, wherein the short free leg of the L is supported in the solenoid valve housing.
  • the long free leg of the L-shaped rubber lip 20 cooperates with a housing portion 22 in the closed state of the check valve 18 shown in FIG.
  • the housing portion 22 is slightly bevelled, and the long leg of the L-shaped rubber lip 20 has a (slight) curvature 26, so that there is an angle 24 between the rubber lip 20 and the housing portion 22, which is smaller than 90 °.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Magnetventil (10) mit zumindest einem ersten Anschluss (12) und einem zweiten Anschluss (14) und zumindest zwei Arbeitsstellungen. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zumindest einer der Anschlüsse (12) mit einem in das Magnetventil (10) integrierten Rückschlagventil (18) ausgestattet ist.

Description

MAGNETVENTIL MIT INTEGRIERTEN RÜCKSCHLAGVENTIL
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Magnetventil mit zumindest einem ersten Anschluss und einem zweiten An- schluss und zumindest zwei Arbeitsstellungen. Derartige Magnetventile werden auch als 2/2-Magnetventile bezeichnet . Die Erfindung ist jedoch nicht auf 2/2-Magnetventile beschränkt , sondern kann im Zusammenhang mit beliebigen Magnetventilen eingesetzt werden, insbesondere auch im Zusammenhang mit 3/2-Magnetventilen .
Mit 3/2-Magnetventilen ist es beispielsweise möglich, einen Arbeitsraum wahlweise mit einer Druckquelle oder einer Drucksenke zu verbinden, wobei vorgesehen sein kann, dass der Arbeitsraum im unbestromten Zustand des Magnetventils, das heißt in dessen Ruhezustand, mit der Drucksenke in Verbindung steht . Bei komplizierteren An- Ordnungen mit einer Mehrzahl von Arbeitsräumen und Magnetventilen sind häufig die Anschlüsse von mehreren Magnetventilen mit der Drucksenke verbunden. In vielen Fällen ergibt sich vor der Drucksenke eine Drosselwirkung, beispielsweise durch einen Schalldämpfer, so dass der Druckabbau in einem oder mehreren Arbeitsräumen einen Druckanstieg in den mit der Drucksenke in Verbindung stehenden Leitungsabschnitten ergibt . Sofern sich andere Magnetventile in ihrer Ruhestellung befinden, in der sie einen dem jeweiligen Magnetventil zugeordneten Arbeitsraum mit der Drucksenke verbinden, kann ein Druckabbau in einem Arbeitsraum aufgrund der erwähnten Drosselwirkung zu einem unerwünschten Druckanstieg in einem anderen Arbeitsraum führen .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Magnetventil der eingangs erwähnten Art zur Verfügung zu stellen, mit dem die vorstehend erläuterten Probleme vermieden werden können, ohne dass zusätzliche separate Bauteile erforderlich sind.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst .
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen .
Das erfindungsgemäße Magnetventil baut auf dem gattungs- gemäßen Stand der Technik dadurch auf , dass zumindest einer der Anschlüsse mit einem in das Magnetventil integrierten Rückschlagventil ausgestattet ist . Durch ein derartiges integriertes Rückschlagventil kann auf separa- te Rückschlagventile verzichtet werden, so dass der insgesamt erforderliche Bauraum verkleinert werden kann . Das integrierte Rückschlagventil ist dabei vorzugsweise so ausgebildet , dass sich die Abmessungen des erfindungsgemäßen Magnetventils im Vergleich zu entsprechenden her- kömmlichen Magnetventilen nicht oder nur unwesentlich ändert . In Abhängigkeit von der Anzahl der vorhandenen Anschlüsse, der möglichen Arbeitstellungen sowie des jeweiligen Einsatzzweckes können gegebenenfalls auch mehrere Anschlüsse des erfindungsgemäßen Magnetventils mit integrierten Rückschlagventilen ausgestattet sein.
Bei bestimmten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Magnetventils kann vorgesehen sein, dass der zumindest eine Anschluss dazu vorgesehen ist , mit einer Drucksenke verbunden zu werden. Durch diese Lösung kann die eingangs erläuterte, unerwünschte Wechselwirkung zwischen einem Druckabbau in einem Arbeitsraum und einem unerwünschten Druckaufbau in einem oder mehreren anderen Arbeitsräumen sicher vermieden werden .
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des er- findungsgemäßen Magnetventils ist vorgesehen, dass es einen dritten Anschluss aufweist , wobei es in einer ersten Arbeitsstellung den ersten Anschluss mit dem zweiten Anschluss verbindet und den dritten Anschluss verschließt , während es in einer zweiten Arbeitsstellung den zweiten Anschluss mit dem dritten Anschluss verbindet und den ersten Anschluss verschließt . Mit einem derartigen 3/2-Magnetventil ist es beispielsweise möglich, einen Arbeitsraum wahlweise mit einer Druckquelle oder einer Drucksenke zu verbinden .
Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausführung des erfindungsgemäßen Magnetventils ist vorgesehen, dass das Rückschlagventil zumindest eine Gummilippe umfasst . Die Gummilippe kann beispielsweise L-förmig ausgebildet sein, wobei es in diesem Fall möglich ist , dass ein freier Schenkel des L im Bereich des jeweiligen Anschlusses in einer Nut des Magnetventilgehäuses gehaltert ist . Weiterhin wird bevorzugt, dass die zumindest eine Gummi- lippe im geschlossenen Zustand des Rückschlagventils mit zumindest einem Gehäuseabschnitt des Magnetventils zusam- menwirkt . Dabei kann ein freier Endabschnitt der Gummilippe an dem entsprechenden Gehäuseabschnitt anliegen, um ein unerwünschtes Zurückströmen von Druckmittel zu verhindern, während der entsprechende Abschnitt der Gummi- lippe von dem Gehäuseabschnitt abheben kann, um den Durchtritt von Druckmittel in der erlaubten Richtung zuzulassen.
Im vorstehend erläuterten Zusammenhang wird es weiterhin als besonders vorteilhaft erachtet, dass die zumindest eine Gummilippe und der zumindest eine Gehäuseabschnitt im geschlossenen Zustand des Rückschlagventils einen Winkel einschließen, der kleiner als 90° ist . Durch diese Lösung kann das von dem Rückschlagventil zurückgehaltene Druckmittel einen Selbsthemmungseffekt erzielen, indem es den entsprechenden Gummilippenabschnitt mit einer zum Druck proportionalen Kraft gegen den entsprechenden Gehäuseabschnitt drückt .
Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass die Gummilippe zumindest Abschnittsweise eine Wölbung in Richtung der zu verhindernden Strömung aufweist . Durch eine geeignete Wölbung der Gummilippe kann die Richtung der abdichtend wirkenden Kraft optimiert beziehungsweise eine geeignete Kraftkomponente erzeugt werden .
Das erfindungsgemäße Magnetventil kann insbesondere für pneumatische und/oder hydraulische Anwendungen ausgelegt sein . Mögliche Anwendungsbereiche sind beispielsweise pneumatische Kupplungs- und/oder Getriebesteller.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die zugehöri- gen Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert
Es zeigen:
Figur 1 einen Symbolschaltplan, der eine mögliche Verwendung eines erfindungsgemäßen Magnetventils veranschaulicht ; und
Figur 2 eine schematische Darstellung einer praktischen Ausführungsform des Magnetventils von Figur 1.
In den Figuren sind einander entsprechende Komponenten beziehungsweise Bestandteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Das in Figur 1 insgesamt mit 10 bezeichnete Magnetventil weist einen ersten Anschluss 12 , einen zweiten Anschluss 14 und einen dritten Anschluss 16 auf . In der dargestellten, durch eine Feder 42 erzwungenen unbestromten Ruhe- Stellung des Magnetventils 10 ist der erste Anschluss 12 mit dem zweiten Anschluss 14 verbunden, während der dritte Anschluss 16 verschlossen ist . Durch Bestromen des Elektromagneten 44 wird das Magnetventil 10 in eine zweite Arbeitstellung gebracht , in der der erste Anschluss 12 verschlossen ist , während der zweite Anschluss 14 mit dem dritten Anschluss 16 in Verbindung steht . Gemäß der Darstellung von Figur 1 dient das Magnetventil 10 dazu, einen Arbeitsraum 34 wahlweise mit einer Drucksenke 38 oder einer Druckwelle 40 zu verbinden. Vor der Drucksenke 38 ist ein Schalldämpfer 36 vorgesehen, der eine Drossel- Wirkung ausübt . Ein Druckabbau in einem oder mehreren anderen nicht dargestellten Arbeitsräumen über die Leitung 46 kann daher zu einem Druckanstieg im Bereich des ersten Anschlusses 12 führen. Das erfindungsgemäß in das Magnetventil 10 integrierte Rückschlagventil 18 verhindert jedoch, dass sich ein Druckanstieg im Bereich der Leitung 46 beziehungsweise des ersten Anschlusses 12 in unerwünschter Weise in dem Arbeitsraum 34 auswirkt .
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung einer praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Magnetventils 10 von Figur 1. Die Anschlüsse des Magnetventils 10 sind gemäß der Darstellung von Figur 2 durch gestrichelte Linien kenntlich gemacht . Dabei kann ein in Figur 2 nicht dargestellter Anker, der mit ebenfalls nicht dargestellten Federn, Kanälen und Dichtsitzen zusammenwirkt, zwei unterschiedliche ArbeitStellungen einnehmen. In der un- bestromten Ruhestellung ist der erste Anschluss 12 mit dem zweiten Anschluss 14 verbunden, während der dritte Anschluss 16 verschlossen ist . In der bestromten Arbeitstellung des Magnetventils 10 ist der erste Anschluss 12 verschlossen, während der zweite Anschluss 14 mit dem dritten Anschluss 16 in Verbindung steht, wie dies bereits anhand von Figur 1 erläutert wurde . Dabei ist das Magnetventil 10 dazu vorgesehen, in einem Materialblock eingesetzt zu werden, der die jeweiligen Anschlussleitun- gen bildet . Zur Abdichtung gegenüber diesem, in Figur 2 nicht dargestellten Materialblock können O-Ringe in um- laufende Nuten 28 , 30 und 32 des Magnetventilgehäuses eingesetzt werden.
Im Bereich des ersten Anschlusses 12 ist ein insgesamt mit 18 bezeichnetes Rückschlagventil vorgesehen . Das Rückschlagventil 18 umfasst eine im Wesentlichen L- förmige Gummilippe 20 , wobei der kurze freie Schenkel des L in dem Magnetventilgehäuse gehaltert ist . Der lange freie Schenkel der L-förmigen Gummilippe 20 wirkt im in Figur 2 dargestellten geschlossenen Zustand des Rückschlagventils 18 mit einem Gehäuseabschnitt 22 zusammen . Dabei ist der Gehäuseabschnitt 22 leicht angeschrägt , und der lange Schenkel der L-förmigen Gummilippe 20 weist eine (leichte) Wölbung 26 auf, so dass sich zwischen der Gummilippe 20 und dem Gehäuseabschnitt 22 ein Winkel 24 ergibt , der kleiner als 90° ist . Es ist nachvollziehbar, dass ein steigender Druck im Außenbereich des Rückschlagventils 18 dazu führt, dass die Gummilippe 20 mit einer stärkeren Kraft gegen den Gehäuseabschnitt 22 gedrückt wird, so dass sich ein Selbsthemmungseffekt ergibt . Im geöffneten Zustand des Rückschlagventils 18 , das heißt bei aus dem ersten Anschluss 12 austretendem Druckmittel , werden die langen Schenkel der L-förmigen Dichtlippe 20 bezogen auf die Darstellung von Figur 2 nach unten ge- schwenkt , um den Druckmitteldurchtritt zu ermöglichen. Nach dem Druckabbau nimmt die Gummilippe 20 des Rückschlagventils 18 aufgrund ihrer Elastizität wieder ihre in Figur 2 dargestellte Ruhestellung ein .
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombi- nation für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
Bezugszeichenliste:
10 Magnetventi1
12 erster Anschluss
14 zweiter Anschluss
16 dritter Anschluss
18 Rückschlagventil
20 Gummilippe/Dichtlippe
22 Gehäuseabschnitt
24 Winkel
26 Wölbung
28 Nut
30 Nut
32 Nut
34 Arbeitsraum
36 Schalldämpfer
38 Drucksenke
40 Druckwelle
42 Feder
44 Elektromagnet
46 Leitung

Claims

Ansprüche
1. Magnetventil (10) mit zumindest einem ersten An- schluss (12) und einem zweiten Anschluss (14) und zumindest zwei Arbeitsstellungen, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Anschlüsse (12) mit einem in das Magnetventil (10) integrierten Rückschlagventil (18) ausgestattet ist .
2. Magnetventil (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Anschluss ( 12) dazu vorgesehen ist , mit einer Drucksenke (38) verbunden zu werden.
3. Magnetventil (10) nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass es einen dritten Anschluss ( 16) aufweist , wobei es in einer ersten Arbeitsstellung den ersten Anschluss (12) mit dem zweiten Anschluss ( 14 ) verbindet und den dritten Anschluss ( 16) verschließt , während es in einer zweiten Arbeitsstellung den zweiten Anschluss (14) mit dem dritten Anschluss (16) verbindet und den ersten Anschluss (12) verschließt .
4. Magnetventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet , dass das Rückschlagventil ( 18) zumindest eine Gummilippe (20) umfasst .
5. Magnetventil (10) nach Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Gummilippe (20) im geschlossenen Zustand des Rückschlagventils ( 18) mit zumindest einem Gehäuseabschnitt (22) des Magnetventils (10) zusammenwirkt .
6. Magnetventil ( 10) nach Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Gummilippe (20) und der zumindest eine Gehäuseabschnitt (22) im geschlossenen Zustand des Rückschlagventils (18) einen Winkel (24) einschließen, der kleiner als 90° ist .
7. Magnetventil (10) nach einem der Ansprüche 4 bis S 1 dadurch gekennzeichnet , dass die Gummilippe (20) zumindest Abschnittsweise eine Wölbung (26) in Richtung der zu verhindernden Strömung aufweist .
8. Magnetventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es für pneumatische und/oder hydraulische Anwendungen ausgelegt ist .
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