DE2842382A1 - Elektromagnetisch betaetigbares steuerventil - Google Patents

Description

• Elektromagnetisch betätigbares Steuerventil
• Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem elektromagnetisch betätigbaren Steuerventil nach der Gattung des Hauptanspruchs.
• Es ist schon ein elektromagnetisch betätigbares Steuerventil bekannt, bei dem aber in einem magnetisch nicht leitendem Gehäuse ein Kern mit einem Spulenkörper angeordnet ist, in den ein zylindrischer Innenanker ragt, so daß sich aufgrund von zwei großen Luftspalten ein schlechter Wirkungsgrad und eine hohe elektrische Leistungsaufnahme ergibt.
• Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße elektromagnetisch betätigbare Steuerventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß aufgrund nur eines Luftspaltes ein optimaler magnetischer Wirkungsgrad erreichbar ist, der eine verringerte elektrische Leistungsaufnahme zur Folge hat. Gerade im Dauerbetrieb eines elektromagnetisch betätigbaren Steuerventils ist die geringe elektrische Leistungsaufnahme wegen der Auslegung der Endstufen in der Ansteuerungselektronik und wegen des damit verbundenen geringeren Wärmestaus von großer Bedeutung.
• Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Steuerventils möglich.
• Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 einen Schnitt durch ein elektromagnetisch betätigbares Steuerventil, Figur 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Figur 1, Figur 3 eine weitere Ansicht eines elektromagnetisch betätigbaren Steuerventils.
• Beschreibung des Ausführungsbeispieles Bei dem in Figur 1 dargestellten elektromagnetisch betätigbaren Steuerventil ist in ein Ventilgehäuse 1 aus magnetisch leitendem Material ein rohrförmig ausgebildeter Kern 2 eingenietet. Der Kern 2 weist einen aus dem Ventilgehäuse 1 herausragenden Anschlußstutzen 3 und einen den Kern durchdringenden Strömungskanal 4 auf. Innerhalb des Ventilgehäuses 1 ist der Kern 2 von einem Spulenkörper 6 umgeben, auf dem eine Wickelung 7 aufgebracht ist.
• Der Kern 2 ragt mit einem als erster Ventilsitz 8 ausgebildeten Absatz aus dem Spulenkörper heraus, der ringförmig ausgebildet von einer abgesetzten Planfläche 9 des Kerns 2 umgeben ist. Über den ersten Ventilsitz 8 mündet der Strömungskanal 4 des Kerns 2 in das Innere des Ventilgehäuses 1. Dem Kern 2 gegenüberliegend ist ein plattenförmig ausgebildeter Anker 11 angeordnet, der über Führungsbohrungen 12 durch mit dem Spulenkörper 6 verbundene Zapfen 13 in axialer Richtung des Ventils geführt wird. Koaxial zum Spulenkörper 6 ist eine zwischen dem Spulenkörper 6 und dem Ventilgehäuse 1 angeordnete Druckfeder 14 vorgesehen, die sich einerseits am Boden des Ventilgehäuses 1 und andererseits am Anker 11 abstützt.
• Der Anker 11 weist im Bereich des ersten Ventilsitzes eine Öffnung 15 auf, in die der ringförmige erste Ventilsitz 8 ragt und die auf der dem ersten Ventilsitz 8 abgewandten Seite des Ankers durch ein mit dem Anker 11 verbundenes elastisches Element 16, z.B. ein Flachgummiteil überdeckt wird. Auf seiner dem Spulenkörper 6 abgewandten Seite ist das Ventilgehäuse 1 mit einem beispeilsweise aus Kunststoff bestehenden Deckelteil 18 verschlossen.
• Im Deckelteil 18 ist dem elastischen Element 16 des Ankers 11 zugewandt ein zweiter Ventilsitz 19 angeordnet, der mit einem zweiten Strömungskanal 20 in einem Anschlußstutzen 21 des Deckelteils 18 verbunden ist. Es kann erforderlich sein, daß der zweite Ventilsitz 19 exzentrisch zur Ventilachse angeordnet sein muß, wodurch die Gefahr eines Kippens des Ankers 11 um den zweiten-Ventilsitz 19 besteht. Um ein derartiges Kippen zu verhindern, sind im Deckelteil 18 Abstütznasen 23 (Figur 2) vorgesehen. Das Ausführungsbeispiel der Erfindung soll mit drei Zapfen 13 versehen sein, wobei zwei der Zapfen 13 mit einer Längsnut 24 versehen sind, durch die jeweils ein Anschlußdraht 25 zu je einem Steckkontakt 26 im Deckelteil 18 geführt ist. Die Anschlußdrähte 25 sind mit den Steckkontakten 26 verlötet. über die Steckkontakte 26 kann das Steuerventil an den elektrischen Steuerkreis angeschlossen werden. Das Deckelteil 18 kann noch mit einem weiteren Anschlußstutzen 28 (Figur 3) versehen sein, der über einen Strömungskanal ebenfalls mit dem zwischen Anker 11 und Deckelteil 18 gebildeten Raum 29 in Verbindung steht.
• Die Wirkungsweise des beschriebenen Steuerventils ist folgende: Bei nicht erregter Magnetwicklung 7 wird durch die Druckfeder 14 der Anker 11 mit seinem elastischen Element 16 gegen den zweiten Ventilsitz 19 gepreßt, der hierdurch verschlossen wird. In diesem Zustand besteht eine Strömungsverbindung zwischen dem Anschlußstutzen 28 und dem Anschlußstutzen 3. Bei Erregung der Magnetwicklung 7 wird der Anker 11 in Richtung zum Kern 2 hin angezogen und liegt nahezu an der Planfläche 9 des Kerns 2 an. Die Dicke der Ankerplatte 11 ist so gewählt, daß der erste Ventilsitz 8, der durch die Öffnung. 15 ragt wenige zehntel Millimeter, z.B. 0,2 mm geringer ist, als die Höhe des ringförmigen Ventilsitzes 8, so daß bei erregter Magnetwicklung 7 der erste Ventilsitz 8 die Öffnung 15 durchragt und von dem die Öffnung 15 abdeckenden elastischen Element 16 verschlossen wird. Bei erregter Magnetwicklung 7 ist somit der erste Ventilsitz 8 verschlossen und der zweite Ventilsitz 19 geöffnet, so daß zwischen den Anschlußstutzen 21 und 28 des Steuerventils eine Strömungsverbindung besteht. Aufgrund der Anordnung der magnetisch leitenden Druckfeder 14 ist durch das Magnetfeld nur der eine zwischen Kern 2 und Anker 11 gebildete Luftspalt zu überwinden.
• Hierdurch ergibt sich ein optimaler magnetischer Wirkungsgrad und damit verbunden eine geringstmögliche elektrische Leistungsaufnahme; Das erfindungsgemäße Steuerventil kann beispielsweise in pneumatischen Druckleitungen Verwendung finden, die zur Ansteuerung von Stellgliedern dienen. Derartige Stellglieder, z.B. Luftklappen, finden im Bereich Cer Kraftfahrzeug- Heizung und bei -Klimaanlagen Verwendung.

Claims (5)

1. Ansprüche 1. Elektromagnetisch betätigbares Steuerventil mit einem innerhalb des Ventilgehäuses angeordneten, eine auf einem Spulenkörper angebrachte Wicklung tragenden magnetisch leitendem Kern und einem unter Bildung eines Luftspaltes diesem gegenüberliegend angeordneten Anker, der als bewegliches Ventilteil ausgebildet mit mindestens einem festen Ventilsitz zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (2) mit dem aus magnetisch leitendem Material gefertigten Ventilgehäuse (1) formschlüssig verbunden und dem Anker (11) zugewandt als erster Ventilsitz (8j geformt ist, der mit einem Fluidanschluß (3) in Verbindung steht, wobei der Anker (11) plattenförmig ausgebildet und durch eine koaxial zur Wicklung (7) zwischen Wicklung (7) und Ventilgehäuse (1) angeordnete Druckfeder (14) beaufschlagbar ist.
2. 2. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (11) auf seiner dem Kern (2) abgewandten Seite einen zweiten Ventilsitz (19) steuert.
3. 3. Steuerventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (11) auf seiner dem zweiten Ventilsitz (19) zugewandten Seite mit einem elastischen Element (16) verbunden ist und im Bereich des ersten Ventilsitzes (8) eine den Anker (11) durchdringende Öffnung (15) aufweist, in die der erste Ventilsitz (8) ragt, wobei bei stromdurchflossener Wicklung (7) der Anker (11) soweit zum Kern (2) bewegbar ist, daß das die Öffnung (15) des Ankers (11) überdeckende elastische Element (16) den ersten Ventilsitz (8) schließt und den zweiten Ventilsitz (19) öffnet.
4. 4. Steuerventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (11) durch ihn durchdringende und mit dem Spulenkörper (6) verbundene Zapfen (13) geführt ist.
5. 5. Steuerventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Zapfen (13) mit einer Längsnut (24) versehen ist, durch die die Anschlußdrähte (25) der Wicklung (7) zu elektrischen Steckkontakten (26) geführt sind.