DE19626823B4

DE19626823B4 - Elektrisches Durchflußsperrventil

Info

Publication number: DE19626823B4
Application number: DE19626823A
Authority: DE
Inventors: Danilo Collegno Beraldo
Original assignee: Elbi International SpA
Current assignee: Elbi International SpA
Priority date: 1995-07-04
Filing date: 1996-07-03
Publication date: 2005-05-04
Anticipated expiration: 2016-07-04
Also published as: ITTO950556A1; DE19626823A1; ITTO950556A0; IT1276464B1

Abstract

Elektrisches Durchflußsperrventil (1), insbesondere für Waschmaschinen, wie Geschirrspülmaschinen und dergleichen, umfassend:
– ein Ventilgehäuse (2, 15), in welchem eine Kammer (3) mit einer Eingangsöffnung (4) für Flüssigkeit und mindestens einer Ausgangsöffnung (7) festgelegt ist, und
– elektrisch gesteuerte Ventilmittel (10–14, 16–20) mit einem Steuersolenoid (16) und einem beweglichen Sperrelement (10), das in der Kammer (3) zwischen der Eingangsöffnung (4) und der Ausgangsöffnung (7) angeordnet ist und wahlweise eine Öffnungsstellung und eine Schließstellung einnehmen kann, in welchen es einen Flüssigkeitsstrom von der Eingangsöffnung (4) zu der Ausgangsöffnung (7) zuläßt oder unterbindet,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilmittel ferner zwei Elemente (13, 18) aus ferromagnetischem und permanentmagnetischem Material umfassen, von denen das eine (13) von dem beweglichen Sperrelement (10) getragen ist und von denen das andere (18) dem Solenoid (16) derart zugeordnet ist, daß das Sperrelement (10) im entregten Zustand des Solenoids (16) durch die gegenseitige Anziehungskraft zwischen diesen Elementen...

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Durchflusssperrventil, insbesondere für Waschmaschinen, wie Geschirrspülmaschinen und dergleichen.
Insbesondere betrifft die Erfindung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ein elektrisches Durchflusssperrventil, welches umfasst:

– ein Ventilgehäuse, in welchem eine Kammer mit einer Eingangsöffnung und mindestens einer Ausgangsöffnung festgelegt ist, und
– elektrisch gesteuerte Ventilmittel mit einem Steuersolenoid und einem beweglichen Sperrelement, das in der Kammer zwischen der Eingangsöffnung und der Ausgangsöffnung angeordnet ist und wahlweise eine Öffnungsstellung und eine Schließstellung einnehmen kann, in welchen es einen Flüssigkeitsstrom von der Eingangsöffnung zu der Ausgangsöffnung der Kammer zulässt oder unterbindet.

Ein derartiges elektrisches Durchflusssperrventil ist aus der DE 19 63 742 A bekannt. Das darin beschriebene Durchflusssperrventil weist eine Kammer mit einem Eingang und einem Ausgang sowie ein mit dem Ausgang zusammen wirkendes Ventilelement auf. Das Ventilelement ist an einem Ende eines Hebels ausgebildet, dessen anderes Ende zwischen einem Elektromagneten und einem Dauermagneten in Reaktion auf eine Anregung des Elektromagneten bewegbar ist. Das Ventilelement ist ferner derart eingerichtet, dass es in einem stromlosen Zustand des Elektromagneten durch die Anziehungskraft des Dauermagneten in der geschlossenen Stellung gehalten ist, in welcher ein Durchfluss von Flüssigkeit durch das Durchflussventil blockiert ist.

Ein weiteres elektrisches Durchflusssperrventil der eingangs beschriebenen Art ist aus der DE 1 800 054 U bekannt. Es weist einen Durchflusskanal für den Durchfluss einer Flüssigkeit auf, in welchen eine Ventilnadel zum Unterbrechen des Flüssigkeitsstroms hineinreicht. Die Ventilnadel ist an einem Permanentmagneten befestigt, welcher am Eisenkern einer Elektromagnetspule anliegt. Im stromlosen Zustand der Elektromagnetspule wird der Permanentmagnet am Eisenkern festgehalten, wobei in diesem Zustand die Ventilnadel derart positioniert ist, dass sie den Durchflusskanal freigibt. Durch Anlegen eines entsprechenden Steuerstroms an die Elektromagnetspule lässt sich in einem zweiten Zustand des Durchflusssperventils ein Magnetfeld erzeugen, welches dem Magnetfeld des Permanentmagneten entgegengesetzt ist. Der Permanentmagnet wird dann von dem Eisenkern abgestoßen und drückt die Ventilnadel in die Schließstellung zum Blockieren des Durchflusses von Flüssigkeit durch das Ventil.

Die beschriebenen Durchflusssperrventile des Standes der Technik weisen den Nachteil auf, dass sie aufgrund ihrer relativ komplizierten Bauweise nicht mit ausreichender Zuverlässigkeit und Sicherheit arbeiten und zudem relativ großen Bauraum benötigen.

Demgegenüber ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrisches Durchflusssperrventil mit relativ einfachem Aufbau und zuverlässigem und sicherem Betrieb bereitzustellen.

Das erfindungsgemäße elektrische Durchflusssperrventil ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilmittel ferner zwei Elemente aus ferromagnetischem und permanentmagnetischem Material umfassen, von denen das eine von dem beweglichen Sperrelement getragen ist und von denen das andere vom So lenoid derart zugeordnet ist, daß das Sperrelement im entregten Zustand des letzeren durch die gegenseitige Anziehungskraft zwischen diesen Elementen stabil in der Öffnungsstellung gehalten werden kann und im erregten Zustand des Solenoids das von dem Solenoid erzeugte magnetische Feld eine Reduzierung dieser Anziehungskraft hervorrufen kann, wodurch der in die Kammer eintretende Flüssigkeitsstrom in der Lage ist, das Sperrelement in die Schließstellung überzuführen.

Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich, welche lediglich als nicht beschränkendes Beispiel mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung gegeben ist.

1 zeigt eine geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen elektrischen Durchflußsperrventils und
2 zeigt eine Schnittansicht längs der Linie II-II der 1.
In der Zeichnung ist ein Durchflußsperrventil insgesamt mit 1 bezeichnet. In der beispielhaft dargestellten Ausführung umfaßt das Elektroventil ein Ventilgehäuse 2, in welchem eine Kammer 3 mit einer Eingangsöffnung 4 für eine Flüssigkeit ausgebildet ist, wobei die Flüssigkeit das Waschbad einer Geschirrspülmaschine bildet. Die Flüssigkeit wird dem Elektroventil 1 über eine Rohrleitung 5 zugeführt. Auf der der Eingangsöffnung 4 gegenüberliegenden Seite steht die Kammer 3 des Elektroventils mit zwei Austrittsdurchgängen 6 und 7 in Verbindung. In der dargestellten Ausführungsform weisen diese Durchgänge einen im wesentlichen halbmondförmigen Querschnitt auf und sind durch eine mit dem Ventilgehäuse 2 integrale Trennwand 8 getrennt.
Die Austrittsdurchgänge 6 und 7 des Elektroventils 1 sind zur Verbindung beispielsweise mit zwei gesonderten, in dem Waschraum einer Geschirrspülmaschine untergebrachten Sprüharmen zum Verspritzen von Wasser bestimmt.
Zwischen der Eingangsöffnung 4 und den Austrittsleitungen 6 und 7 im Ventilgehäuse 2 ist der Austrittsleitung 7 benachbart eine Nische 9 ausgebildet. In dieser Nische ist in der Nähe des Einlasses der Austrittsöffnung 7 ein bewegliches Sperrelement 10 drehbar angebracht. Dieses Element ist am Ventilgehäuse um eine in 2 mit A-A bezeichnete Achse angelenkt. Insbesondere weist das Element 10 an einem Ende zwei Ansätze oder Zapfen 11 auf, welche in entsprechende Öffnungen zweier paralleler Ansätze des Ventilgehäuses eingesetzt sind.
In seinem zentralen Bereich weist das Sperrelement 10 eine senken-förmige Vertiefung 12 auf, welche an der von der Austrittsleitung 7 abgewandten Seite herausragt. In dieser Vertiefung ist ein mit 13 bezeichneter Permanentmagnet angebracht.
Auf der der Gelenkachse A-A entgegengesetzten Seite weist das Sperrelement 10 einen in Richtung der Austrittsleitungen 6 und 7 abgewinkelten Endrand 14 auf.
Einer den Boden der Nische 9 des Ventilgehäuses 2 dicht verschließenden Wandung 15 benachbart ist außen eine Erregerwicklung oder ein Erregersolenoid 16 angebracht. Diese Wicklung ist insbesondere um ein rohrförmiges Gebilde 17 der das Ventilgehäuse verschließenden Wandung 15 herum angebracht. Dieses rohrförmige Gebilde erstreckt sich teilweise in die Nische 9 des Ventilgehäuses, wie dies besser in 1 zu sehen ist, und in seinem Inneren ist ein bewegliches Element 18 aus ferromagnetischem Material untergebracht. Zwischen dem Element 18 aus ferromagnetischem Material und dem distalen Ende des rohrförmigen Gebildes 17 ist eine Druckfeder 19 angeordnet. Dieses Ende weist ein durchgehendes Entlüftungsloch 20 geringen Durchmessers auf.
Wie aus 1 ersichtlich, kann das bewegliche Sperrelement 10 zwei Arbeitsstellungen einnehmen, in denen es die Verbindung zwischen der Eingangsöffnung 4 des Ventilgehäuses und der Austrittsleitung 7 zuläßt bzw. unterbricht. In 1 ist das Sperrelement 10 in der Öffnungsstellung durchgezogen dargestellt, während es in der Schließstellung gestrichelt dargestellt ist.
Wenn sich das Element 10 in der Öffnungsstellung befindet und der Solenoid 16 entregt ist, befindet sich der Permanentmagnet 13 in minimalem Abstand von dem dem Solenoid 16 zugeordneten ferromagnetischen Kern 18. In diesem Zustand liegt eine derartige gegenseitige Anziehungskraft zwischen dem Magneten 13 und dem ferromagnetischen Kern 18 vor, daß das Sperrelement 10 stabil in der Öffnungsstellung gehalten wird, in der es die Verbindung zwischen der Eingangsöffnung 4 und beiden Austrittsleitungen 6 und 7 ermöglicht. Wenn in diesem Zustand der Solenoid 16 erregt wird, bewirkt er eine Verlagerung des ferromagnetischen Kerns 18 in 1 nach rechts gegen die Wirkung der Druckfeder 19. Der vergrößerte Abstand zwischen dem Permanentmagneten 13 und dem ferromagnetischen Kern 18 ruft nun eine drastische Verringerung der gegenseitigen Anziehungskraft hervor. Wenn im erregten Zustand des Solenoids 16 der Eingangsöffnung 4 des Elektroventils ein Flüssigkeitsstrom zugeführt wird, trifft dieser Strom auf dem abgewinkelten Rand 14 des Sperrelements 10 und kann die Drehung dieses Elements 10 in Richtung derjenigen Stellung hervorrufen, in der die Austrittsleitung 7 versperrt ist. Der der Eingangsöffnung 4 des Elektroventils zugeführte Wasserstrom kann also ausschließlich über die Austrittsleitung 6 abfließen.
Sobald die Flüssigkeitszufuhr zum Eintritt 4 des Elektroventils abnimmt, kehrt das Sperrelement 10 schwerkraftbedingt in die Öffnungsstellung zurück. Wenn das Solenoid 16 dann entregt wird, kehrt der Kern 18 in die in 1 dargestellte Stellung zurück, und durch die Anziehungskraft zwischen dem Kern und dem Magneten 13 wird das Element 10 erneut stabil in der Öffnungsstellung festgehalten.
Das vorstehend beschriebene Elektroventil weist relativ einfachen Aufbau und einen zuverlässigen und sicheren Betrieb auf.
Natürlich sind viele Ausführungsvarianten möglich, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
So kann beispielsweise in einer ersten Variante mit dem beweglichen Sperrelement 10 ein Element aus ferromagnetischem Material verbunden sein, während dem Solenoid 16 ein stationärer Permanentmagnet zugeordnet ist. Auch in dieser Ausführungsvariante kann das Sperrelement 10 bei entregtem Solenoid 16 infolge der gegenseitigen Anziehungskraft zwischen dem Element aus ferromagnetischem Material und dem Permanentmagneten stabil in der Öffnungsstellung gehalten werden. Der Solenoid 16 ist derart ausgeführt, daß das von ihm erzeugte Feld sich dann, wenn er erregt wird, zumindest teilweise mit dem von dem Permanentmagneten erzeugten Feld aufhebt, um so eine drastische Reduzierung der Anziehungskraft zwischen dem von dem Sperrelement 10 getragenen ferromagnetischen Element und dem stationären Magneten hervorzurufen. Das Sperrelement kann so infolge der Druckwirkung, welche von dem durch die Eingangsöffnung 4 des Elektroventils eintretenden Flüssigkeitsstromes auf es ausgeübt wird, in die die Austrittsleitung 7 versperrende Stellung verlagert werden.
In weiteren nicht dargestellten Varianten kann die Rückkehr der Sperrelements 10 aus der Stellung zum Versperren der Austrittsleitung 7 in die Öffnungsstellung anstelle durch Schwerkraft durch die Wirkung der gegenseitigen Anziehungskraft zwischen dem von dem Sperrelement getragenen (ferromagnetischen oder permanentmagnetisierten) Element und dem dem Solenoid 16 zugeordneten (permanentmagnetischen oder ferromagnetischen) Element bestimmt werden.
Obgleich in der vorhergehenden Beschreibung und der Zeichnung ein Elektroventil mit zwei Austrittsleitungen erläutert bzw. dargestellt wurde, von denen eine wahlweise absperrbar ist, während die andere mit dem Eintritt des Elektroventils in ständiger Verbindung steht, ist es schließlich offensichtlich, daß auch ein Elektroventil im Schutzumfang der Erfindung liegt, welches mit einem einzigen Austrittsdurchgang oder einer einzigen Austrittsleitung ausgestattet ist, welche in einer der vorstehend beschriebenen Arten wahlweise absperrbar ist.
Unter Beibehaltung des erfindungsgemäßen Prinzips, können die Ausführungsformen und -einzelheiten bezüglich dessen, was als nicht beschränkendes Beispiel beschrieben und dargestellt worden ist, natürlich in weitem Maße abgewandelt werden, ohne hierbei vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Claims

Elektrisches Durchflußsperrventil (1), insbesondere für Waschmaschinen, wie Geschirrspülmaschinen und dergleichen, umfassend: – ein Ventilgehäuse (2, 15), in welchem eine Kammer (3) mit einer Eingangsöffnung (4) für Flüssigkeit und mindestens einer Ausgangsöffnung (7) festgelegt ist, und – elektrisch gesteuerte Ventilmittel (10–14, 16–20) mit einem Steuersolenoid (16) und einem beweglichen Sperrelement (10), das in der Kammer (3) zwischen der Eingangsöffnung (4) und der Ausgangsöffnung (7) angeordnet ist und wahlweise eine Öffnungsstellung und eine Schließstellung einnehmen kann, in welchen es einen Flüssigkeitsstrom von der Eingangsöffnung (4) zu der Ausgangsöffnung (7) zuläßt oder unterbindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilmittel ferner zwei Elemente (13, 18) aus ferromagnetischem und permanentmagnetischem Material umfassen, von denen das eine (13) von dem beweglichen Sperrelement (10) getragen ist und von denen das andere (18) dem Solenoid (16) derart zugeordnet ist, daß das Sperrelement (10) im entregten Zustand des Solenoids (16) durch die gegenseitige Anziehungskraft zwischen diesen Elementen (13, 18) stabil in der Öffnungsstellung gehalten werden kann und im erregten Zustand des Solenoids (16) das von dem Solenoid (16) erzeugte magnetische Feld eine Reduzierung dieser Anziehungskraft hervorrufen kann, wodurch ein in die Kammer (3) eintretender Flüssigkeitsstrom in der Lage ist, das Sperrelement (10) in die Schließstellung überzuführen.
Elektroventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (13) aus permanentmagnetischem Material von dem beweglichen Sperrelement (10) getragen ist, und daß das ferromagnetische Element (18) im Inneren des Solenoids (16) beweglich und bei Erregung des Solenoids (16) von einer ersten Arbeitsstellung in eine zweite Arbeitsstellung verstellbar ist, wobei die ersten und zweiten Arbeitsstellungen der Öffnungsstellung des Sperrelements (10) benachbart oder, von dieser entfernt sind.
Elektroventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Element aus permanentmagnetischem Material dem Solenoid (16) benachbart und in der Nähe der Öffnungsstellung des Sperrelements (10) an einer festen Stelle angebracht ist, und daß das ferromagnetische Element vom Sperrelement (10) derart getragen ist, daß das von dem Permanentmagneten erzeugte Feld sich bei Erregung des Solenoids (16) zumindest teilweise mit dem von dem Solenoiden (16) erzeugten Feld aufhebt.
Elektroventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Sperrelement (10) von einer Platte gebildet ist, welche an einem Ende an einer Wandung (15) der Kammer (3) angelenkt ist und in ihrer Öffnungsstellung dem im Betrieb durch die Eingangsöffnung (4) in die Kammer (3) fließenden Flüssigkeitsstrom zumindest teilweise ausgesetzt ist, so daß dieser Strom in der Lage ist, sie in die Schließstellung überzuführen und in dieser zu halten.
Elektroventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere zum Einsatz in einer Geschirrspülmaschine mit zwei Sprüharmen zum Verspritzen von Flüssigkeit, wobei das Ventil zwei Ausgangsöffnungen (6, 7) aufweist, von denen jede zum Ausstoß eines Flüssigkeitstromes zu einem entsprechenden Spüharm bestimmt ist, wobei eine (6) dieser Ausgangsöffnungen (6, 7) mit der Eingangsöff nung (4) in ständiger Verbindung steht, während der anderen (7) der Ausgangsöffnungen (6, 7) das bewegliche Sperrelement (10) zugeordnet ist, so daß im entregten Zustand des Solenoids (16) das Ventil (1) eine Zufuhr von Flüssigkeit zu beiden Sprüharmen der Geschirrspülmaschine ermöglicht und im erregten Zustand des Solenoids (16) eine Zufuhr von Flüssigkeit zu einem einzigen der Sprüharme ermöglicht.