DE102004058692A1 - magnetic valve - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung geht von einem Magnetventil (10) mit einem mindestens einen Zulaufkanal (12) und mindestens einen Ablaufkanal (14) aufweisenden Ventilgehäuse (16) und einem elektromagnetisch geschalteten Ventilglied (22) aus, das zusammen mit einem Anker (50) auf einer Hubstange (48) befestigt ist und die Verbindung zwischen dem Zulaufkanal (12) und dem Ablaufkanal (14) in einer Schaltstellung herstellt, während es in einer anderen Schaltstellung den Durchfluss sperrt. Es wird vorgeschlagen, dass das Ventilglied (22) an seinem dem Ventilkegel (24) abgewandten Ende einen Dichtungskörper (36) aufweist, der in eine Ausgleichkammer (20) eintaucht und an seinem Umfang eine Ringnut (38) mit einer Hutmanschette (32) besitzt, die mit ihrem äußeren, zur Ausgleichkammer (20) weisenden und radial nachgiebigen Kragen (34) mit einem zweiten Ventilsitz (30) zusammenwirkt, der zwischen der Ausgleichkammer (20) und dem Ablaufkanal (14) vorgesehen ist, wobei die dem Zulaufkanal (12) zugewandte Seite des Ventilglieds (22) über mindestens einen Druckausgleichkanal (40) mit der Ausgleichkammer (20) verbunden ist.The invention is based on a solenoid valve (10) with at least one inlet channel (12) and at least one outlet channel (14) valve housing (16) and an electromagnetically switched valve member (22), which together with an armature (50) on a lifting rod (48) is fastened and establishes the connection between the inlet channel (12) and the outlet channel (14) in a switching position, while it blocks the flow in another switching position. It is proposed that the valve member (22) at its end facing away from the valve cone (24) has a sealing body (36) which dips into a compensation chamber (20) and at its periphery has an annular groove (38) with a cap sleeve (32) , which cooperates with its outer, to the balancing chamber (20) facing and radially resilient collar (34) with a second valve seat (30) which is provided between the compensation chamber (20) and the drainage channel (14), wherein the inlet channel (12 ) facing side of the valve member (22) via at least one pressure equalization channel (40) with the compensation chamber (20) is connected.
Description
Die Erfindung geht von einem Magnetventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aus.The Invention is based on a solenoid valve according to the preamble of the claim 1 off.
Aus
der
Insbesondere im zweiten Fall sind zum Öffnen des Magnetventils große Magnetkräfte erforderlich, da der Abstand zwischen dem Anker und dem magnetisch durchfluteten Magnetkern in der Schließstellung einen maximalen Wert annimmt, der je nach Öffnungshub des Ventilglieds sehr groß sein kann. Wird der Hub des Ventilglieds verkleinert, um den Abstand zwischen dem Anker und dem Magnetkern in technisch wirtschaftlichen Grenzen zu halten, besteht die Gefahr, dass sich in dem Spalt zwischen dem Ventilglied und dem Ventilsitz Fremdstoffpartikel festsetzen und die Funktion des Magnetventils beeinträchtigen. Ferner wird der Ventilkörper in geschlossener Stellung vom Differenzdruck zwischen dem Zulaufkanal und dem Ablaufkanal beaufschlagt, der bei der Auslegung der Ventilfeder und des Elektromagneten berücksichtigt werden muss. Außerdem wirken auf das Ventilglied im geöffneten Zustand dynamische Druckanteile. Die unterschiedlichen, auf das Ventilglied wirkenden Drücke erfordern für ein günstiges Schließverhalten große Elektromagnete.Especially in the second case are open of the solenoid valve great magnetic forces required because the distance between the anchor and the magnetic flooded magnetic core in the closed position a maximum value which depends on the opening stroke be very large of the valve member can. If the stroke of the valve member is reduced by the distance between the armature and the magnetic core in technically economical To hold boundaries, there is a danger that in the gap between the Lock the valve member and the valve seat with foreign particles and impair the function of the solenoid valve. Furthermore, the valve body is in closed position of the differential pressure between the inlet channel and the drain channel acted upon when designing the valve spring and the electromagnet considered must become. Furthermore act on the valve member in the open Condition dynamic pressure components. The different, on the valve member acting pressures require for a cheap one closing behavior size Electromagnets.
Vorteile der ErfindungAdvantages of invention
Nach der Erfindung weist das Ventilglied an seinem dem Ventilkegel abgewandten Ende einen Dichtkörper auf, der in eine Ausgleichkammer eintaucht und an seinem Umfang eine Ringnut mit einer Hutmanschette besitzt, die mit ihrem äußeren, zur Ausgleichkammer weisenden und radial nachgiebigen Kragen mit einem zweiten Ventilsitz zusammenwirkt, der zwischen der Ausgleichkammer und dem Ablaufkanal vorgesehen ist. Dabei ist die dem Zulaufkanal zugewandte Seite des Ventilglieds über mindestens einen Druckausgleichkanal mit der Ausgleichkammer verbunden.To the invention, the valve member facing away from the valve cone End a sealing body on, which dips into a compensation chamber and at its periphery an annular groove with a cap sleeve has, with its outer, to the compensation chamber pointing and radially compliant collar with a second valve seat cooperates, between the compensation chamber and the drainage channel is provided. Here, the inlet channel facing side of the Valve member over at least one pressure equalization channel connected to the compensation chamber.
Die beiden Ventilsitze sind im Durchmesser so aufeinander abgestimmt, dass sich in der geschlossenen Schaltstellung der vom Ablaufkanal und von der Ausgleichkammer auf das Ventilglied wirkende Druck gegenseitig aufhebt, weil der vom Zulaufkanal bzw. von der sich an den Zulaufkanal anschließenden Druckkammer wirkende Druck über die Druckausgleichkanäle auch in der Ausgleichkammer herrscht. Wird das Ventilglied durch den Elektromagneten geöffnet, muss dieser nur die Kraft der Ventilfeder überwinden, die nur einen sicheren Kontakt des Ventilglieds an dem ersten Ventilsitz gewährleisten muss. Die Abdichtung am zweiten Ventilsitz wird durch die Druckdifferenz zwischen der Ausgleichkammer und dem Ablaufkanal unterstützt, die auf den Kragen der Hutmanschette wirkt und diesen gegen den zweiten Ventilsitz drückt.The both valve seats are matched in diameter so that in the closed switching position of the flow channel and pressure acting on the valve member from the balance chamber mutually abolishes because of the inlet channel or from the itself to the inlet channel subsequent Pressure chamber acting pressure over the pressure compensation channels also prevails in the compensation chamber. If the valve member through opened the electromagnet, this only has to overcome the force of the valve spring, which is only a safe one Contact the valve member must ensure the first valve seat. The seal on the second valve seat is due to the pressure difference supported between the balance chamber and the drain channel, the on the collar of the hat cuff acts and this against the second Valve seat presses.
Abgesehen von dem Flächenverhältnis der Ventilsitze, das insbesondere für den statischen Druck maßgeblich ist, der auf das Ventilglied wirkt, ergibt sich eine dynamische Druckentlastung, die vom Verhältnis der Strömungswiderstände des Druckausgleichkanals zum Ringspalt am zweiten Ventilsitz in geöffneter Schaltstellung abhängt. Der Strömungswiderstand des Ringspalts sollte gegenüber dem Strömungswiderstand des Druckausgleichkanals groß sein. Dies wird durch den Kragen der Hutmanschette unterstützt, der sich bei geöffnetem Ventilglied durch die Strömung von der Ausgleichkammer zum Ablaufkanal nach außen auf weitet und eine Verwirbelung erzeugt und so den Strömungswiderstand erhöht.apart from the area ratio of the valve seats, that in particular for the static pressure prevail is that acts on the valve member, resulting in a dynamic Pressure relief, by the ratio the flow resistance of the pressure compensation channel depends on the annular gap on the second valve seat in the open switching position. The flow resistance The annular gap should be opposite the flow resistance the pressure equalization channel be large. This is supported by the collar of the hat cuff, the with the valve member open through the flow from the expansion chamber to the drainage channel outwards on a wide and swirling generates and so the flow resistance elevated.
Auf Grund der geringen erforderlichen Schaltkräfte können relativ große Hubbewegungen des Ventilglieds realisiert werden, sodass das Magnetventil gegenüber Schmutz unempfindlich ist. Ferner erfordern die zwei Ventilsitze keine geringen Ferti gungstoleranzen, da der Ventilsitz zur Ausgleichkammer mit einer radial nachgiebigen Hubmanschette zusammenarbeitet, durch die Abweichungen in der axialen Lage der Ventilsitze zueinander überbrückt werden können. Dies ist besonders einfach, wenn gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung die äußere Kontur des Kragens der Hutmanschette unter einem flachen Winkel zum zweiten Ventilsitz verläuft. Zweckmäßigerweise kann ferner im Bereich der Kontaktfläche zwischen dem Ventilglied und dem ersten Ventilsitz in den Ventilkegel eine Dichtung eingelassen sein, die vorteilhafterweise aus einem elastisch nachgiebigen Dichtungswerkstoff hergestellt sein kann.On Reason the low required switching forces can relatively large strokes of the Valve member can be realized, so that the solenoid valve against dirt insensitive. Furthermore, the two valve seats require little Ferti tolerances, since the valve seat to the compensation chamber with a radially compliant Hubmanschette cooperates, through the deviations in the axial position of the valve seats are bridged to each other can. This is particularly simple if, according to one embodiment of the invention the outer contour the collar of the hat cuff at a shallow angle to the second Valve seat runs. Conveniently, may also be in the area of the contact surface between the valve member and the first valve seat in the valve cone a seal inserted be advantageously made of an elastically yielding sealing material can be made.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung besitzt das Ventilglied einen Mantel, der einen axial durchgehenden Hohlraum umfasst, in dem radial verlaufende, sich kreuzende Stege zum Befestigen der Hubstange angeordnet sind, die die Druckausgleichkanäle bilden. Dadurch können die Durchflussquerschnitte der Druckausgleichkanäle relativ groß ausgebildet werden.According to one Embodiment of the invention, the valve member has a jacket, comprising an axially continuous cavity, in the radially extending, intersecting webs are arranged for fastening the lifting rod, the pressure equalization channels form. Thereby can the flow cross-sections of the pressure compensation channels formed relatively large become.
Zeichnungdrawing
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further Advantages are shown in the following description of the drawing. In the drawing is an embodiment represented the invention. The drawing, the description and the Claims included numerous features in combination. The skilled person will become the characteristics appropriately also individually consider and summarize to meaningful further combinations.
Es zeigen:It demonstrate:
Beschreibung des Ausführungsbeispielsdescription of the embodiment
Ein
Magnetventil
Das
Ventilglied
In
der geöffneten
Schaltstellung des Ventilglieds
Das
Magnetventil
Bei
der Ausführung
nach
- 1010
- Magnetventilmagnetic valve
- 1111
- Elektromagnetelectromagnet
- 1212
- Zulaufkanalinlet channel
- 1414
- Ablaufkanaldrain channel
- 1616
- Ventilgehäusevalve housing
- 1818
- Druckkammerpressure chamber
- 2020
- Ausgleichkammercompensation chamber
- 2222
- Ventilgliedvalve member
- 2424
- Ventilkegelshuttle
- 2626
- Dichtungpoetry
- 2828
- 1. Ventilsitz1. valve seat
- 3030
- 2. VentilsitzSecond valve seat
- 3232
- Hutmanschettehat sleeve
- 3434
- Kragencollar
- 3636
- Dichtungskörperseal body
- 3838
- Ringnutring groove
- 4040
- DruckausgleichkanalPressure compensation channel
- 4242
- Stegweb
- 4444
- HubdämpferHubdämpfer
- 4646
- Kappecap
- 4848
- Hubstangelifting rod
- 5050
- Ankeranchor
- 5252
- Ankerraumarmature space
- 5454
- Führungsbüchseguide bush
- 5656
- StopfenPlug
- 5858
- Magnetkernmagnetic core
- 6060
- Ventilfedervalve spring
- 6262
- Magnettopfmagnet pot
- 6464
- Magnetspulesolenoid
- 6666
- Spulenträgercoil carrier
- 6868
- Stützplattesupport plate
- 7070
- Membrandichtungdiaphragm seal
- 7272
- Dichtringseal
- 7474
- Strömungsrichtungflow direction
- 7676
- Mantelcoat
- 7878
- Ventileinsatzvalve core
- 8080
- Ventileinsatzvalve core
- 8282
- Verbindungsöffnungconnecting opening
- 8484
- Verbindungsöffnungconnecting opening
- 8686
- konischer Sitzconical Seat
- 8888
- Dichtringseal
- 9090
- Fügestellejoint
Claims (10)
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