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TECHNISCHES
GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Magnetventil gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1, das in der Lage ist, eine sichere Isolationseigenschaft des
Magnetventils zu erreichen, ohne eine Spule des Magnetventils einer
isolierenden Behandlung zu unterziehen.
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In
einem Magnetventil mit einem Ventilelement, welches Durchgänge durch
Annähern
eines Ventilsitzes in einem Ventilkörper schließt, und einem Magnetabschnitt,
welcher das Ventilelement in einer Richtung zum Annähern und
Abheben von dem Ventilsitz antreibt, wird eine Spule des Magnetabschnittes
einer vollständigen
Abdichtungsbehandlung unterworfen, bei der ein Harz oder eine isolierende
Behandlung mittels eines Harzbandes verwendet wird, nachdem ein
Magnetdraht um einen Spulenkörper gewickelt
worden ist. Dabei besteht das Problem, dass die äußere Form des Magnetventils
groß wird, und
die Anzahl der Arbeitsschritte wächst.
Eine magnetische Abdeckung wird ferner einer anti-korrodierenden Oberflächenbehandlung
unterzogen.
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Die
DE 27 51 230 A1 beschreibt
ein elektromagnetisch schaltbares Hochtemperaturventil mit einem
Gehäuse,
in welchem ein Schaltelement beweglich angeordnet ist, sowie einem
am Gehäuse
angebauten Elektromagneten zur Betätigung des Schaltelements.
Das Schaltelement wirkt auf eine Ventilspindel in einem Ventilabschnitt
des Magnetventils ein, um diese in ihre jeweilige Schaltstellung
zu schalten. Die Spule ist auf ihrer Außenseite von einer magnetischen
Abdeckung umgeben, und zwischen dieser Abdeckung und der Spule ist
eine Schicht angeordnet, die eine gute Wärmeleitfähigkeit besitzt, um eine um
das Magnetventil herum angeordnete Kühlung effektiv weiterzuleiten.
Ferner soll das Isoliermaterial eine gute elektrische Isolierfähigkeit
besitzen. An der Innenseite der Spule ist eine zusätzliche
thermische Isolierschicht angeordnet.
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In
der
DE 199 19 396
A1 wird offenbart, eine spulenträgerlose Elektromagnetspule
für Elektromagnetventile
zum Schutz optional mit einer zylindrischen Schicht aus elektrisch
isolierendem Material, bspw. mit einem Kaptonband, zu umgeben, welches auf
der radial äußeren Fläche der
Spule aufgebracht wird.
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Die
DE 42 01 449 A1 beschreibt
ein Magnetventil-Oberteil mit einer Spulenanordnung, einem Anker,
der ein Verschlussstück
trägt und
der in dem Ankerrohr beweglich angeordnet ist, das auf einer Seite in
die Spulenanordnung hineinragt, einem an die Spulenanordnung angepassten
Joch, das die Spulenanordnung umgibt, einem Kernkopf, der auf der anderen
Seite in die Spulenanordnung hineinragt und dort festgelegt ist,
und einem Basisteil zur Montage des Magnetventils-Oberteils an einem
Unterteil. Ferner weist das Magnetventil-Oberteil eine um das Ankerrohr herum
angeordnete Spulenanordnung zum Antreiben des Magnetventils auf,
welche in einem Gehäuse
angeordnet ist.
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OFFENBARUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist eine technische Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Magnetventil
vorzusehen, bei dem die Isolationseigenschaften des Magnetventils
einfach gesichert werden können,
ohne die Spule des Magnetventils einer isolierenden Behandlung zu
unterziehen, wobei die äußere Form
des Magnetventils nicht vergrößert wird
und die Anzahl der Arbeitsschritte klein ist.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Magnetventil
vorzuschlagen, bei dem die isolierende Behandlung der magnetischen
Abdeckung effektiv durchgeführt
werden und die anti-korrodierende Oberflächenbehandlung der magnetischen
Abdeckung unterbleiben kann.
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Um
diese Aufgaben zu lösen,
sieht die vorliegende Erfindung ein Magnetventil mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 vor, das einen Ventilabschnitt mit einem Ventilelement,
welches in Kontakt mit einem Ventilsitz kommt und sich von diesem
abhebt, um einen Durchgang zu schalten, und einen Magnetabschnitt
zum Antreiben des Ventilelementes aufweist, wobei der Magnetabschnitt
ein festes magnetisches Element, einen Spulenkörper, um den eine Spule gewickelt
ist, eine zylindrische magnetische Abdeckung, welche die Spule umgibt
und ein äußeres Profil
des Magnetabschnittes bildet, eine magnetischen Platte, welche benachbart
zu dem Spulenkörper
in der magnetischen Abdeckung vorgesehen ist, und einen sich bewegenden
Kern aufweist, welcher gleitbar in zentrale Öffnungen eingepasst ist, welche so
ausgebildet sind, dass sie durch die magnetische-Platte und den
Spulenkörper
hindurchgehen, und welcher durch das feste magnetische Element angezogen
wird, und wobei ein elektrisch isolierender Film auf der gesamten
inneren Oberfläche
oder der gesamten inneren und äußeren Oberfläche der magnetischen
Abdeckung ausgebildet ist, wobei lediglich ein magnetischer Kontaktabschnitt
der Oberfläche
nicht mit dem elektrisch isolierenden Film beschichtet sein kann.
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Bei
der vorliegenden Erfindung wird der elektrisch isolierende Film
durch mindestens eines der folgenden Verfahren gebildet: ein Verfahren
zum Auftragen von Epoxydharz auf die magnetische Abdeckung, ein
Verfahren zum Besprayen mit einem Fluorcarbonharz, ein Verfahren
zur keramischen Beschichtung und/oder ein Verfahren zur Vakuumdeposition
von elektrisch isolierendem Material (CVD).
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Gemäß einer
konkreten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung ist das feste magnetische Element ein fester
Kern, welcher eingepasst ist in ein und befestigt an einem Ende
des Spulenkörpers,
wobei die magnetische Abdeckung in der Form zylindrisch ist, die
magnetische Abdeckung an ihrem einen axialen Ende einteilig mit
einem abschließenden
Abschnitt, welcher mit dem festen Kern in Kontakt kommt, und an
ihrem anderen Ende mit einem Öffnungsabschnitt
ausgebildet ist.
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Gemäß einer
anderen konkreten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist die magnetische Abdeckung eine
zylindrische Abdeckung, welche an ihren axial entgegengesetzten
Enden mit Öffnungsabschnitten
versehen ist, und einen magnetischen Deckel zum Schließen eines
der Öffnungsabschnitte
auf, wobei das feste magnetische Element an dem magnetischen Deckel
festgelegt und in die zentrale Öffnung
des Spulenkörpers
eingefügt
ist.
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Gemäß einer
anderen konkreten Ausführungsform
der Erfindung weist die magnetische Abdeckung eine zylindrische
Abdeckung, welche an ihren axial entgegengesetzten Enden mit Öffnungsabschnitten
versehen ist, und einen magnetischen Deckel zum Schließen eines
der Öffnungsabschnitte auf,
wobei der magnetische Deckel dicker ist als die zylindrische Abdeckung
und auch als festes magnetisches Element dient.
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Es
ist erfindungsgemäß vorteilhaft,
wenn die magnetische Abdeckung eine Kontaktoberfläche oder
eine Verbindungsoberfläche
in Bezug auf ein einen magnetischen Kreis bildendes Element aufweist, und
ein nicht mit einem Film beschichteter Abschnitt, welcher keinen
isolierenden Film hat, auf der Kontaktoberfläche oder der Verbindungsoberfläche ausgebildet
ist.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung weist eine Form eines Querschnitts des Spulenkörpers, der
zentralen Öffnungen
der magnetischen Platte und des sich bewegenden Kerns eine langgestreckt
elliptische oder ovale Form auf.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Es
zeigen:
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1 einen
Seitenquerschnitt einer Ausführungsform
des Magnetventils gemäß der vorliegenden
Erfindung, bei dem eine linke Hälfte
eines Ventilabschnitts und eines Magnetabschnitts einen nicht angeregten
Zustand in Bezug auf den Magnetabschnitt und eine rechte Hälfte einen
angeregten Zustand in Bezug auf den Magnetabschnitt zeigt;
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2 einen
vertikalen Querschnitt der Ausführungsform
gemäß 1;
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3 einen
ebenen Teilquerschnitt der Ausführungsform
gemäß 1;
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4 einen
Querschnitt eines wesentlichen Abschnitts der Ausführungsform
an einer anderen als der in 1 dargestellten
Position (entlang des Pfeils IV in 5);
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5 einen
vertikalen Teilquerschnitt der Ausführungsform an einer anderen
als der in 2 dargestellten Position;
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6 einen
ebenen Teilquerschnitt der Ausführungsform
an einer anderen als der in 3 dargestellten
Position (entlang des Pfeils VI von 5).
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7 eine
perspektivische Explosionsdarstellung mit dem Aufbau des Magnetabschnitts
gemäß der in 1 dargestellten
Ausführungsform;
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8 einen
Seitenquerschnitt einer anderen Ausführungsform des Magnetventils
gemäß der vorliegenden
Erfindung, bei dem eine linke Hälfte
des Ventilabschnitts und des Magnetabschnitts einen nicht angeregten
Zustand in Bezug auf den Magnetabschnitt und eine rechte Hälfte einen
angeregten Zustand in Bezug auf den Magnetabschnitt zeigt;
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9 eine
perspektivische Explosionsdarstellung mit dem Aufbau des Magnetabschnitts
gemäß der in 8 dargestellten
Ausführungsform
und
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10 einen
Seitenquerschnitt einer weiteren Ausführungsform des Magnetventils
gemäß der vorliegenden
Erfindung, bei dem eine linke Hälfte
des Ventilabschnitts und des Magnetabschnitts einen nicht angeregten
Zustand in Bezug auf den Magnetabschnitt und eine rechte Hälfte einen
angeregten Zustand in Bezug auf den Magnetabschnitt zeigt.
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BEVORZUGTE
AUSFÜHRUNGSFORMEN
DER ERFINDUNG
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Die 1 bis 7 zeigen
eine erste Ausführungsform
eines Magnetventils gemäß der vorliegenden
Erfindung. Das Magnetventil weist einen Ventilabschnitt 1,
welcher ein Ventil mit drei Anschlussöffnungen bildet, und einen
Magnetabschnitt 2 zum Antreiben des Ventilabschnitts 1 auf.
Ein Anschlussgehäuse 3 zur
Energieversorgung des Magnetabschnitts 2 ist entlang der
Außenseiten
des Ventilabschnitts 1 und des Magnetabschnitts 2 vorgesehen.
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Ein
Ventilkörper 10 in
dem Ventilabschnitt 1 ist aus einem elektrisch isolierenden
Kunstharz hergestellt. Der Ventilkörper 10 weist eine
Eingangsöffnung
P, eine Ausgangsöffnung
A, eine Ablassöffnung R
und eine Ventilkammer 11 auf, welche mit diesen Öffnungen
in Verbindung steht. Die Ventilkammer 11 ist in einer Ventilöffnung ausgebildet,
welche sich an einer äußeren, gegenüber einer
Verbindungsoberfläche 10a des
Ventilkörpers 10 in
Bezug auf den Magnetab schnitt 2 liegenden Endoberfläche des
Ventilkörpers 10 öffnet. Die
Eingangsöffnung
P und die Ausgangsöffnung
A, welche sich an einer Seitenoberfläche des Ventilkörpers 10 öffnen, sind
in Folge eines Öffnungsabschnitts
der Ventilöffnung
des Ventilkörpers 10 in
Verbindung mit der Ventilkammer 11 gebracht. Die Ablassöffnung R öffnet sich
an einem Ablassventilsitz 16, welcher an einer inneren,
tiefliegenden Oberfläche
der Ventilöffnung
vorgesehen ist.
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In
die Ventilkammer 11 sind ein Ventilsitzkörper 12 mit
einem Zufuhrventilsitz 15, welcher über einen Durchgang 14 mit
der Eingangsöffnung
P in Verbindung steht, und ein tellerartiges Ventilelement 20 aufgenommen,
welches sich wahlweise dem Versorgungsventilsitz 15 und
dem Ablassventilsitz 16 annähert oder von diesen abhebt.
Der Öffnungsabschnitt der
Ventilöffnung
wird durch eine Druckplatte 19 geschlossen.
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Der
Ventilsitzkörper 12 ist
mit einem von dem Ventilsitzkörper
umgebenen Durchgang 14 versehen, welcher sich an einer
Position öffnet,
in der der Durchgang 14 mit der Eingangsöffnung P
in Verbindung steht. Ein Durchmesser des Ventilsitzkörpers 12 auf
der Seite der Druckplatte 19 ist kleiner als ein Durchmesser
eines Abschnittes des Ventilkörpers 12,
in dem der Durchgang 14 vorgesehen ist. Der Ventilsitzkörper 12 ist
in einen zylindrischen, den Ventilsitzkörper aufnehmenden Abschnitt 19a der Druckplatte 19 eingepasst.
Das andere Ende des Durchgangs 14 öffnet sich in einem Zufuhrventilsitz 15,
welcher dem Ventilelement 20 gegenüberliegt. Dichtelemente 13a und 13b sind
auf den gegenüberliegenden
Seiten des Durchgangs 14 zwischen dem Durchgang 14 und
einer inneren Oberfläche
der Ventilkammer 11 zum Abdichten angeordnet. In dem abgedichteten
Zustand ist der Ventilsitzkörper 12 in dem
den Ventilsitzkörper
aufnehmenden Abschnitt 19a derart aufgenommen, dass der
Ventilsitzkörper 12 sich
in einer axialen Richtung der Ventilöffnung bewegen kann. Ein Raum
zwischen dem Ventilsitzkörper 12 und
der Druckplatte 19 öffnet
sich durch eine Entlüftungsöffnung 19b nach
außen.
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Ein
Bewegungsbereich des Ventilsitzkörpers 12 zu
dem Ventilelement 20 wird durch einen in der Ventilkammer 11 ausgebildeten
Stopperabschnitt 21 begrenzt. Der Stopperabschnitt 21 ist
an einer Position vorgesehen, in der es dem Zufuhrventilsitz 15 ermöglicht wird,
sich dem Ventilelement 20 anzunähern, welches sich in einer
gegen den Ablassventilsitz 16 abgestützten Position befindet, wenn
der Magnetabschnitt 2 angeregt wird, und das Ventilelement 20 zu
stoppen.
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Der
Ventilsitzkörper 12 weist
eine erste Fluiddruckanwendungsoberfläche 17 und eine zweite Fluiddruckanwendungsoberfläche 18 auf,
auf die von der Eingangsöffnung
P in den Durchgang 14 zugeführtes Druckfluid angewendet
wird. Die erste Fluiddruckanwendungsoberfläche 17 erzeugt einen
Anwendungsdruck, welcher den Ventilsitzkörper 12 in Richtung
des Ventilelementes 20 drückt. Die zweite Ventildruckanwendungsoberfläche 18 erzeugt
einen Anwendungsdruck, welcher den Ventilsitzkörper 12 in die entgegengesetzte
Richtung drückt.
Eine effektive Fläche
für die
Fluiddruckanwendung der ersten Fluiddruckanwendungsoberfläche 17 ist
größer als die
der zweiten Fluiddruckanwendungsoberfläche 18. Die Flächendifferenz
wird dadurch gebildet, dass der Ventilsitzkörper 12 mit einem
Abschnitt mit kleinem Durchmesser vorgesehen ist, welcher in den den
Ventilsitzkörper
aufnehmenden Abschnitt 19a eingefügt ist, und dass ein Teil des
Abschnitts mit kleinem Durchmesser, welcher zu dem Durchgang 14 weist,
als zweite Fluiddruckanwendungsoberfläche 18 ausgebildet
ist.
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Obwohl
sich der Ventilsitzkörper 12 in
dieser Ausführungsform
in der axialen Richtung der Ventilöffnung bewegt, kann der Ventilsitzkörper 12 natürlich auch
fest ausgebildet sein.
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Das
Ventilelement 20 ist in der Ventilkammer 11 zwischen
dem Zufuhrventilsitz 15 und dem Ablassventilsitz 16 angeordnet
und öffnet
und schließt selektiv
die Ventilsitze 15 und 16 durch Zuführen von Strom
zu dem Magnetabschnitt 2 oder Abstellen der Stromversorgung
zu dem Magnetabschnitt 2. Um das Ventilelement 20 durch
den Magnetabschnitt 2 zu öffnen und zu schließen, ist
das Ventilelement 20 mit einem Paar Schubstangen 20b versehen,
die fest an einer Abdeckung 20a ausgebildet sind, welche
auf einen äußeren Rand
des Ventilelementes 20 aufgesetzt sind. Die Schubstangen 20b sind
durch eine in dem Ventilkörper 10 an
einer rittlings zu dem Ablassventilsitz 16 in Richtung
des Magnetabschnitts 2 ausgebildete Öffnung nach außen gelassen,
und Kopfenden der Schubstangen 20b werden in Abstützung gegen
einen sich bewegenden Kern 33 des Magnetabschnittes 2 gebracht.
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Eine
Sitzfeder 25 ist zwischen dem Ventilelement 20 und
einem Rand des Zufuhrventilsitzes 15 des Ventilsitzkörpers 12 vorgesehen,
um das Ventilelement 20 in Richtung des Ablassventilsitzes 16 zu drücken. Eine
Grundkraft der Sitzfeder 25 überschreitet eine in dem Ventilsitzkörper 12 durch
die Flächendifferenz
zwischen den ersten und zweiten Fluiddruckanwendungsoberflächen 17 und 18 in
dem Ventilsitzkörper 12 erzeugte
Grundkraft nicht.
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Wie
deutlich in den 1 bis 3 und 7 dargestellt,
weist der Magnetabschnitt 2 einen festen Kern 32 als
festes magnetisches Element, einen Spulenkörper 30, um den eine
Spule 31 gewickelt ist, eine prismatische magnetische Abdeckung 34,
welche die Spule 31 umgibt und ein Profil des Magnetabschnittes 2 bildet,
eine magnetische Platte 35, welche benachbart zu dem Spulenkörper 30 in
der magnetischen Abdeckung 34 vorgesehen ist, und einen
sich bewegenden Kern 33 auf, welcher gleitbar in eine zentrale Öffnung 30a des
Spulenkörpers 30 und eine
zentrale Öffnung 35a der
magnetischen Platte 35 eingepasst ist. Der sich bewegende
Kern 33 wird durch den festen Kern 32 angezogen.
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Genauer
gesagt ist die magnetische Abdeckung 34 aus einem magnetischen
Material (Eisenplatte) durch Tiefziehen hergestellt. Die magnetische Abdeckung 34 weist
einen zylindrischen Abschnitt 34a mit einem rechteckigen
Querschnitt, einen einteilig an einem Ende des zylindrischen Abschnittes 34a in
seiner axialen Richtung ausgebildeten abschließenden Abschnitt 34b und
einen Öffnungsabschnitt 34c auf,
der auf der anderen Seite des zylindrischen Abschnitts 34a ausgebildet
ist. Eine innere und eine äußere Oberfläche der
magnetischen Abdeckung 34 sind mit einem dünnen, elektrisch
isolierenden Film 41 aus einem elektrisch isolierenden
Material überzogen.
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Der
Spulenkörper 30 weist
einen zylindrischen Abschnitt 30b, um den die Spule 31 gewickelt ist,
und Flanschabschnitte 30c und 30d auf, die einteilig
an gegenüberliegenden
Enden des zylindrischen Abschnittes 30b ausgebildet sind.
Der feste Kern 32 ist an seinem einen Ende mit einer magnetischen
Poloberfläche 32a und
an seinem anderen Ende mit einem Flanschabschnitt 32b versehen.
Der feste Kern 32 ist in einem Zustand, in dem ein Ende des
Flanschabschnittes 32b ein wenig von einer oberen Oberfläche des
Flanschabschnittes 30c des Spulenkörpers 30 vorsteht,
in ein Ende der zentralen Öffnung 30a des
Spulenkörpers 30 eingepasst
und fixiert.
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Der
abschließende
Abschnitt 34b der magnetischen Abdeckung 34 kommt
mit dem festen Kern 32 in Verbindung, und die magnetische
Abdeckung 34 deckt den festen Kern 32 ab. Die
magnetische Abdeckung 34, der feste Kern 32, der
sich bewegende Kern 33 und die magnetische Platte 35 bilden
einen magnetischen Pfad um die Spule 31.
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Querschnitte
des festen Kerns 32 und des sich bewegenden Kerns 33 sind
in einer elliptischen oder einer ovalen Form ausgebildet. In diesem
Design können
sie effizient eine magnetische Anziehungskraft erzeugen. Damit haben
die zentralen Öffnungen
des Spulenkörpers 30 und
der magnetischen Platte 35 dieselben Formen.
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Die
magnetische Abdeckung 34 hat eine Form, welche den festen
Kern 32, den sich bewegenden Kern 33, den Spulenkörper 30,
die Spule 31 und die magnetische Platte 35 insgesamt
abdecken kann. Die magnetische Abdeckung 34 ist an ihrer Seitenoberfläche mit
einer Anbringöffnung 36 für das Anschlussgehäuse 3 versehen.
Alternativ kann die Anbringöffnung 36 auch
weggelassen und das Anschlussgehäuse
kann durch Mittel angehängt
oder befestigt werden, welche die Flüssigkeitsdichtheit der magnetischen
Abdeckung 34 nicht beeinträchtigen. Mit diesem Aufbau
kann die Wasserdichtigkeit und der Gleitwiderstand des magnetischen
Abschnitts 2 gesichert werden.
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An
dem Spulenkörper 30 sind
ein Paar von Energieversorgungsanschlüssen 40 vorgesehen, welche
ein Energieversorgungssystem für
den Magnetabschnitt 2 (7) bilden,
und die Energieversorgungsanschlüsse 40 stehen
in Richtung eines offenen Endes der magnetischen Abdeckung 34 durch Schlitze
in der magnetischen Platte 35 vor.
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Ein
Ring 37 aus Kunstharz ist über einem äußeren Ende des sich bewegenden
Kerns 33 angepasst. Eine Rückstellfeder 38 des
sich bewegenden Kerns 33 ist zwischen dem Ring 37 und
der magnetischen Platte 35 zusammengedrückt. Der Ring 37 hat ebenso
die Aufgabe, als Stopper zu dienen, der den sich bewegenden Kern 33 unmittelbar
bevor er von dem festen Kern 32 aufgefangen wird, stoppt.
In der Zeichnung stellt das Bezugszeichen 39 ein Dichtmaterial
dar.
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Als
Verfahren zum Ausbilden eines isolierenden Film auf der magnetischen
Abdeckung 34 kann ein Verfahren zum Auftragen von Epoxydharz
auf die magnetische Abdeckung 34, ein Verfahren zum Aufsprayen
eines Fluorcarbonharzes auf die magnetische Abdeckung 34,
ein Verfahren zur keramischen Beschich tung und/oder ein Verfahren
zur Vakuumdeposition von elektrisch isolierendem Material dienen. Die
Verfahren sind nicht auf die vorbeschriebenen beschränkt, und
es können
auch andere Verfahren verwendet werden, um den isolierenden Film
auf der magnetischen Abdeckung 34 auszubilden.
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Obwohl
die isolierenden Filme 41 in der Ausführungsform sowohl auf der Innen- als auch auf der Außenseite
der magnetischen Abdeckung 34 ausgebildet sind, kann der
isolierende Film 41 auch nur auf der Innenseite der magnetischen
Abdeckung 34 ausgebildet sein.
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Der
isolierende Film 41 kann auf der gesamten inneren Oberfläche oder
der gesamten inneren und äußeren Oberfläche der
magnetischen Abdeckung 34 ausgebildet sein, wobei ein Abschnitt
einer solchen Oberfläche,
mit welcher ein Element oder dgl. zum Bilden eines magnetischen
Kreises, bspw. die magnetische Platte 35 oder der feste
Kern 32, in Kontakt kommt, mit einem nicht mit einem Film
beschichteten Abschnitt 34d ausgebildet sein kann, auf dem
der isolierende Film 41 nicht angebracht ist. Wenn die
magnetische Abdeckung 34 und das den magnetischen Kreis
bildende Element an einer Position mit dem nicht mit einem Film
beschichteten Abschnitt 34d in Kontakt miteinander kommen
oder aneinander angeschlossen werden, kann der magnetische Widerstand
im Vergleich zu dem Fall, in dem sie durch den isolierenden Film 41 in
Kontakt miteinander kommen oder aneinander angeschlossen werden,
reduziert werden.
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Der
nicht mit einem Film beschichtete Abschnitt 34d kann dadurch
ausgebildet werden, dass der Abschnitt abgedeckt wird, wenn der
isolierende Film 41 auf der magnetischen Abdeckung 34 ausgebildet
wird.
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Die
Funktion des Ventilabschnitts 1 wird nun kurz erläutert. Wenn
der Magnetabschnitt 2 in einem nicht angeregten Zustand
ist, öffnet
das Ventilelement 20 den Ablassventilsitz 16,
wie in der linken Hälfte
von 1 gezeigt. Die Aus gangsöffnung A ist in Verbindung
mit der Ablassöffnung
R gebracht und die Ausgangsöffnung
A ist zur Atmosphäre
geöffnet. Der
Zufuhrventilsitz 15 ist durch das Ventilelement 20 geschlossen.
In diesem Fall wird Druckluft, welche von der Eingangsöffnung P
in den Durchgang 14 des Ventilsitzkörpers 12 strömt, auf
die ersten und zweiten Fluiddruckanwendungsoberflächen 17 und 18 angewendet.
Da jedoch die Fläche
der ersten Fluiddruckanwendungsoberfläche 17 größer ist
als die der zweiten Fluiddruckanwendungsoberfläche 18, wird der Ventilsitzkörper 12 in
eine Richtung verschoben, in der er gegen den Stopperabschnitt 21 in
dem Ventilkörper 10 drückt. Der
Zufuhrventilsitz 15 befindet sich zum Zeitpunkt der Anregung
des Magnetabschnittes 2 in einer Position nahe der Position
des Ventilelementes 20, und der Ventilsitzkörper 12 ist durch
das Ventilelement 20 geschlossen.
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Wenn
der Magnetabschnitt 2 in diesem Zustand angeregt wird,
wird der sich bewegende Kern 33, wie in der rechten Hälfte von 1 dargestellt, durch
den festen Kern 32 angezogen, der Zufuhrventilsitz 15 geöffnet und
der Ablassventilsitz 16 zur gleichen Zeit geschlossen.
Der Zufuhrventilsitz 15 wird jedoch zuvor in eine Position
verschoben, in der der Zufuhrventilsitz 15 zum Zeitpunkt
der Anregung in Kontakt mit dem Ventilelement 20 kommt,
und der sich bewegende Kern 33 wird muss nur einen kleinen Hub
aufzunehmen. Daher wird die auf den sich bewegenden Kern 33 ausgeübte Anziehungskraft
vergrößert oder
die zum Öffnen
des Ventils benötigte Anziehungskraft
kann durch einen kleineren Magneten erzeugt werden, und der Ventilsitz 15 kann
einfach geöffnet
werden.
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Wenn
der Ventilsitz 15 in dieser Weise geöffnet wird, fließt Druckluft
durch den Zufuhrventilsitz 15 in eine zweite Kammer des
Ventilsitzes. Daher wird der Ventilsitzkörper 12 in eine Richtung
bewegt, in der er sich durch den auf die zweite Fluiddruckanwendungsoberfläche 18 angewendeten
Fluiddruck von dem Ventilelement 20 wegbewegt. Dadurch
wird das Ventilelement 20 von dem Zufuhrventilsitz 15 abgehoben,
die Öffnung
wird weiter vergrößert, und
das Ventil öffnet
derart, dass eine große
Durchflussmenge erreicht werden kann.
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Wenn
als nächstes
die Stromzufuhr zu dem Magnetabschnitt 2 gestoppt wird,
wird der sich bewegende Kern 33 durch die Basiskraft der
Rückstellfeder 38 zurückgeführt, um
den Zufuhrventilsitz 15 zu schließen und den Ablassventilsitz 16 zur
gleichen Zeit zu öffnen.
Im Ergebnis wird der Ventilsitzkörper 12 durch
den Fluiddruck des Durchgangs 14 in Richtung des Ventilelementes 20 bewegt,
der Ventilsitzkörper 12 stößt gegen
den Stopperabschnitt 21 und der Ventilsitzkörper 12 ist
wieder zum Öffnen
mit kleinem Hub des sich bewegenden Kerns 33 vorbereitet.
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Wie
in den 4 bis 6 deutlich gezeigt, ist eine
Anschlusseinführöffnung 45 in
einer Verbindungsoberfläche 10a des
aus Kunstharz hergestellten Ventilkörpers 10 mit elektrisch
isolierendem Verhalten in Bezug auf den Magnetabschnitt 2 ausgebildet.
In einem Zustand, in dem Energieversorgungsanschlüsse 40,
welche von dem Spulenkörper 30 des Magnetabschnittes 2 vorstehen,
in die Anschlusseinführöffnungen 45 eingeführt sind,
sind der Magnetabschnitt 2 und der Ventilabschnitt 1 befestigt.
Es ist vorteilhaft, den Magnetabschnitt 2 und den Ventilabschnitt 1 durch
ein Nach-Innen-Verformen eines Eingriffsabschnitts 72,
welcher durch Ausbilden eines Schlitzes 71 in der magnetischen
Abdeckung 34 ausgebildet ist, und durch In-Eingriff-Bringen
des Eingriffsabschnittes 72 mit einer Ausnehmung 46 zu
befestigen, welche in dem Ventilkörper 10 ausgebildet ist.
Es können
jedoch auch andere Mittel verwendet werden. Wenn der Magnetabschnitt 2 und
der Ventilabschnitt 1 befestigt sind und ein Dichtelement 47 dazwischen
angeordnet ist, kann die Anbringöffnung 36 für das Anschlussgehäuse 3 entfernt
und der Magnetabschnitt 2 kann in einer flüssigkeitsdichten
Art und Weise ausgebildet werden.
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Das
Anschlussgehäuse 3 ist
an dem Magnetabschnitt 2 durch die in einer Seitenfläche der
magnetischen Abdeckung 34 ausgebildete Anbringöffnung 36 befestigt.
Das Anschlussgehäuse 3 weist
einen Anschlussabschnitt 50 aus Kunstharz auf, welcher
eine Basis des Anschlussgehäuses 3 bildet.
Das Anschlussgehäuse 3 ist
mit einem vorstehenden Element 50a versehen, welches elastisch
ausgebildet ist. Das vorstehende Element 50a wird unter
Druck in die Anbringöffnung 36 eingepasst,
wodurch das vorstehende Element 50a an der magnetischen
Abdeckung 34 befestigt wird. Ein Platinenaufbau 51 ist
an dem Anschlussabschnitt 50 angeordnet, und eine Anschlussabdeckung 60 befindet
sich über
dem Platinenaufbau 51. Der Platinenaufbau 51 weist
eine gedruckte Leiterplatte 52 auf. Auf der Leiterplatte 52 sind
ein Anschlussstecker 53, welcher sich zu den Energieversorgungsanschlüssen 40 in
der Anschlusseinführöffnung 45 erstreckt
und elektrisch leitend mit den Energieversorgungsanschlüssen 40 verbunden ist,
verschiedene elektronische Bauteile 54 eines Energieversorgungsschaltkreises
mit einer Energieversorgungsanzeigelampe 55 und ein Energieversorgungsanschlusspin 56 vorgesehen,
welcher an eine äußere Energieversorgung
angeschlossen wird.
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Es
ist nicht immer notwendig, das Anschlussgehäuse 3 an dem Magnetabschnitt 2 zu
montieren. Das Anschlussgehäuse 3 kann
an dem Ventilkörper 10 in
dem Ventilabschnitt 10 oder zusammen an dem Ventilkörper 10 und
dem Magnetabschnitt 2 angebracht sein.
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Der
an die Energieversorgungsanschlüsse 40 angeschlossene
Anschlussstecker 53 wird in die Anschlusseinführöffnung 45 in
dem Ventilkörper 10 durch
eine Öffnung 48 eingeführt, welche
mit der Außenseite
des Ventilkörpers 10 in
Verbindung steht. Der Anschlussstecker 53 weist ein Paar
elektrischer Kontakte auf, die sich bis zu den Energieversorgungsanschlüssen 40 in
der Anschlusseinführöffnung 45 erstrecken
und die Energieversorgungsanschlüsse 40 elastisch
in Sandwichform umfassen (vgl. 6). Ein
Energieversorgungsanschlusspin 56 ist an der Leiterplatte 52 befestigt
und derart angeordnet, dass er sich in eine Anschlussverbindungsöffnung 60a der
Anschlussabdeckung 60 erstreckt.
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Die
Anschlussabdeckung 60 deckt im Wesentlichen den gesamten
Platinenaufbau 51 ab, auf dem verschiedene elektronische
Bauteile 54 des Energieversorgungskreises angebracht sind.
Die Abschlussabdeckung 60 wird durch in Eingriffbringen
eines auf dem Anschlussabschnitt 50 vorgesehenen Vorsprungs 50b mit
einer Eingriffsöffnung 60c angebracht
(vgl. 3) montiert. Das gesamte Anschlussgehäuse 3 kann,
wenn nötig,
in einer wasserdichten Weise ausgebildet sein. Das Anschlussgehäuse 3 weist
nicht nur die Anschlussverbindungsöffnung 60a, welche
den Energieversorgungsanschlusspin 56 aufnimmt, sondern
auch ein lichtdurchlässiges
Lampenfenster 60b auf, das außen an der Energieversorgungsanzeigelampe 55 angeordnet
ist.
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Ein
Bezugszeichen 62 in der Zeichnung stellt eine Schraubenöffnung zum
Befestigen des Magnetventils dar.
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In
dem Magnetventil mit dem oben beschriebenen Aufbau kann die Isolationseigenschaft
des Magnetventils einfach gesichert werden, ohne die Spule 31 für das Magnetventil
einer isolierenden Behandlung zu unterziehen, weil der isolierende
Film 41 auf einer inneren Oberfläche oder einer inneren und äußeren Oberfläche der
magnetischen Abdeckung 34 ausgebildet ist. Weil es nicht
notwendig ist, die Spule 31 einer isolierenden Behandlung
mit einem abdichtenden Band oder einem Harzband zu unterziehen,
wird die äußere Form
nicht vergrößert und die
Anzahl der Produktionsschritte ist klein. Weil der isolierende Film 41 ausgebildet
wird, ist es nicht nötig,
die magnetische Abdeckung 34 einer anti-korrodierenden Oberflächenbehandlung
zu unterziehen.
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Die 8 und 9 zeigen
eine zweite Ausführungsform
des Magnetventils gemäß der vorliegenden
Erfindung. Die magnetische Abdeckung 34 dieses Magnetven tils
weist eine zylindrische Abdeckung 80 mit einem rechteckigen
Querschnitt auf, welche an ihren gegenüberliegenden Seiten mit Öffnungsabschnitten 80b und 80c und
mit einem magnetischen Deckel 81 versehen ist, welcher
denselben rechteckigen Querschnitt aufweist wie die zylindrische
Abdeckung 80. Die zylindrische Abdeckung 80 wird
durch Biegen einer Metallplatte und durch Befestigen eines Verbindungselementes 80a mittels Schweißen oder
dgl. derart geformt, dass der Querschnitt eine im Wesentlichen rechteckige
Form bekommt. Der magnetische Deckel 81 ist dicker als
die zylindrische Abdeckung 80. Eine Stufe 81a,
welche in etwa dieselbe Dicke wie die zylindrische Abdeckung 80 aufweist,
ist um den magnetischen Deckel 81 herum vorgesehen. Die
Stufe 81a wird in den einen der Öffnungsabschnitte 80b der
zylindrischen Abdeckung 80 eingepasst und dort festgelegt,
wodurch der Öffnungsabschnitt 80b geschlossen
wird.
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Der
feste Kern 32 als festes magnetisches Element wird an der
inneren Oberfläche
des magnetischen Deckels 81 durch Schweißen oder
dgl. befestigt. Der feste Kern 32 wird in einen im Wesentlichen zentralen
Abschnitt der zentralen Öffnung 30a des Spulenkörpers 30 eingeführt. Obwohl
der feste Kern 32 in dieser Ausführungsform von dem magnetischen
Deckel 81 unabhängig
ist, können
der feste Kern 32 und der magnetische Deckel 81 auch
einteilig ausgebildet sein.
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Wie
in der ersten Ausführungsform
ist ein isolierender Film 41 auf der inneren Oberfläche oder der
inneren und der äußeren Oberfläche der
zylindrischen Abdeckung 80 und des magnetischen Deckels 81 aufgebracht,
welche die magnetische Abdeckung 34 bilden. In diesem Fall
ist es vorteilhaft, dass nicht mit einem Film beschichtete Abschnitte,
auf welchen der isolierende Film 41 nicht vorgesehen ist,
auf Abschnitten des Öffnungsabschnitts 80b und
der Stufe 81a, an denen die zylindrische Abdeckung 80 und der
magnetische Deckel 81 in Kontakt miteinander kommen, sowie
auf einem Abschnitt der zylindrischen Abdeckung 80, gegen
den die innere Oberfläche
der magnetischen Platte 35 anstößt, oder einem Abschnitt des
magnetischen Deckels 81 ausgebildet sind, mit dem die innere
Oberfläche
des festen Kerns 32 in Kontakt kommt.
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Da
der übrige
Aufbau der in den 8 und 9 gezeigten
Ausführungsform
derselbe ist wie der der in den 1 bis 7 gezeigten
vorherigen Ausführungsform,
sind dieselben oder entsprechende Elemente mit denselben Bezugszeichen
versehen. Auf deren genaue Beschreibung wird verzichtet.
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Gemäß der in
den 8 bis 9 gezeigten Ausführungsform
weist die magnetische Abdeckung 34 eine solche Struktur
auf, dass einer der Öffnungsabschnitte 80b der
zylindrischen Abdeckung 80, bei der eine magnetische Platte
in eine Richtung gebogen und gegenüberliegende Enden miteinander
verbunden werden, durch den separaten magnetischen Deckel 81 geschlossen
wird. Daher wird der Verbrauch von Material unabhängig von
der Form des Querschnitts der magnetischen Abdeckung 34 reduziert,
und das Magnetventil kann einfach und kostengünstig hergestellt werden.
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10 zeigt
eine dritte Ausführungsform des
Magnetventils der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform
dient der dicker als die zylindrische Abdeckung 80 ausgebildete
magnetische Deckel 81 auch als festes magnetisches Element 32. Eine
innere Oberfläche
des magnetischen Deckels 81 ist flach und bildet eine magnetische
Poloberfläche 81b.
Daher ist der ein separates Element bildende feste Kern im Unterschied
zu der zweiten Ausführungsform
nicht vorgesehen.
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Ein
Ende des sich bewegenden Kerns 33 erreicht ein Ende des
Spulenkörpers 30 auf
der Seite des magnetischen Deckels 81 durch die zentrale Öffnung 30a des
Spulenkörpers 30.
Wenn der Spule 31 Strom zugeführt wird, kommt das Ende des
sich bewegenden Kerns 33 in Kontakt mit und löst sich
von der mag netischen Poloberfläche 81b,
welche auf einer inneren Oberfläche
des magnetischen Deckels 81 ausgebildet ist. Die magnetische
Poloberfläche 81b kann
ein nicht mit einem Film beschichteter Abschnitt sein, an dem der
isolierende Film 41 nicht ausgebildet ist.
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Weil
der weitere Aufbau der dritten Ausführungsform derselbe ist wie
der der in den 8 und 9 gezeigten
vorherigen Ausführungsform,
werden dieselben oder entsprechende Elemente mit denselben Bezugszeichen
versehen. Auf eine ausführliche
Erläuterung
wird verzichtet.
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Entsprechend
der dritten Ausführungsform kann
die Anzahl der Teile weiter reduziert werden. Es ist nicht notwendig,
die Mittelachse des festen magnetischen Elementes 32 mit
der Mittelachse der zentralen Öffnung 30a des
Spulenkörpers 30 auszurichten
und die Mittelachse des festen magnetischen Elementes 32 in
die Mittelachse der zentralen Öffnung 32a des
Spulenkörpers 30 einzupassen,
anders als in der in den 1 bis 7 gezeigten
ersten und der in den 8 bis 9 gezeigten
zweiten Ausführungsform.
Daher wird es einfacher, den Magnetabschnitt 2 zusammenzubauen.
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Entsprechend
dem Magnetventil der vorliegenden Erfindung, wie es im Detail beschrieben
wurde, ist es möglich,
ein Magnetventil vorzusehen, bei dem die isolierenden Eigenschaften
des Magnetventils einfach gesichert werden können, ohne die Spule des Magnetventils
einer isolierenden Behandlung zu unterziehen. Die äußere Form
des Magnetventils wird nicht vergrößert und die Anzahl der Arbeitsschritte
ist klein, wobei das Magnetventil effektiv einer isolierenden Behandlung
der magnetischen Abdeckung unterzogen wird und eine antikorrodierenden
Oberflächenbehandlung
der magnetischen Abdeckung nicht notwendig ist.