DE3410839A1

DE3410839A1 - Elektroventil, insbesondere fuer reinigungsmaschinen

Info

Publication number: DE3410839A1
Application number: DE19843410839
Authority: DE
Inventors: Pietro Turin/Torino Gindri
Original assignee: Elbi International SpA
Current assignee: Elbi International SpA
Priority date: 1983-03-29
Filing date: 1984-03-23
Publication date: 1984-10-11
Also published as: FR2543652A1

Description

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Elektroventil, insbesondere für Reiniqunqsmaschinen

Die Erfindung betrifft ein Elektroventil für Reinigungsmaschinen, wie Waschmaschinen, Geschirrspüler und dergleichen

Im einzelnen bezieht sich die Erfindung auf ein Ventil mit den im Gattungsbegriff des Patentanspruches 1 beschriebenen Merkmalen .

Bei bekannten Elektroventilen dieser Art wird die Membran in Schließstellung des Ventils durch die Wirkung der auf ihren beiden Seiten angreifenden unterschiedlichen Drücke gegen ihren Sitz gehalten. DiB der Ausgangsöffnung zugewandte Membranseite ist dem Atmosphärendruck unterworfen, während die entgegengesetzte Seite dem Druck des Uasserversorgungsnetzes ausgesetzt ist, (der von dem ringförmigen Einlaßdurchgang durch die in der Membran vorgesehene Öffnung zu der inneren Ventilkammer übertragen uird). Uenn der Elektromagnet aktiviert wird, entfernt sich sein beweglicher Kern von der erwähnten engen Öffnung, die in dem Verstärkungselement der Membran vorgesehen ist, so daß der Durchgang im Innern des Verstärkungselementes die innere Ventilkammer mit der Ausgangsöffnung in Verbindung setzt. Das hat zur Folge, daß der Druck im Innern der Ventilkammer

geringer wird, so daß die Membran sich von ihrem Sitz entfernt und eine direkte Verbindung zwischen dem Eingang und dem Ausgang des Ventils hergestellt uird. Für eine korrekte Funktion des Ventils ist es natürlich erforderlich, daß der bewegliche Kern das Elektromagneten sich in dieser Phase um eine Wegstrecke verschiebt, die genügend groß ist, um zu verhindern, daß er den Durchgang des Verstärkungselementes der Membran von neuem verschließen kann, wenn die Membran sich in die Dffnungsstellung bewegt. Dies erfordert einen vergleichsweise langen Ueg des beweglichen Kerns und infolgedessen die Verwendung eines Elektromagneten mit vergleichsweise großer Leistung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Elektroventil der gattungsgemäßen Art zu schaffen, das die Anwendung eines Elektromagneten geringer Leistung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch ein Elektroventil mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche, auf die hiermit zur Verkürzung der Beschreibung ausdrücklich verwiesen wird,

Da das Element, das die enge Bohrung aufweist, mit der der bewegliche Kern des Elektromagneten zusammenwirkt, sich nicht mitbewegt, wenn die Membran sich in Richtung auf ihre Öffnungsposition bewegt, ist der Ueg, den der bewegliche Kern für das Öffnen des Ventils zurücklegen muß, sehr viel kleiner als bei bekannten Elektroventilen. Dies ermöglicht die Anwendung von Elektromagneten geringerer Leistung.

Im folgenden sei die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert:

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch ein Elektroventil gemäß

dem Stand der Technik,

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Elektroventils gemäß der Erfindung.

Das in Fig. 1 dargestellte bekannte Elektroventil besitzt einen Körper 1 mit einer inneren Kammer 2, einem Einlaßanschluß 3 und einem Auslaßanschluß 4. Die innere Kammer 2 steht mit dem Auslaßanschluß 4 über eine Auslaßöffnung 5 in Verbindung, die von einer als Ventilsitz fungierenden ringförmigen Wandung 6 begrenzt ist. Diese ringförmige Uandung 6 bestimmt zusammen mit der Uandung der inneren Kammer 2 einen ringförmigen Eingangsdurchlaß 7, der mit dem Einlaßanschluß 3 in Verbindung steht. Mit 8 ist eine flexible Membran bezeichnet, die längs ihres äußeren Randes an der Uandung der inneren Kammer fixiert ist und die einen mit dem won der ringförmigen Uandung 6 gebildeten Ventilsitz zusammenwirkenden zentralen Teil aufweist, der zur Steuerung der Flüssigkeitsströmung zwischen dem ringförmigen Eingangsdurchlaß 7 und der Auslaßöffnung 5 dient. Die Membran 8 ist mit wenigstens einer Öffnung 8a versehen, die den ringförmigen Eingangsdurchlaß 7 mit der inneren Kammer 2 verbindet. Außerdem besitzt die Membran 8 ein zentrales Verstärkungselement 9, das in einer zentralen Öffnung der Membran selbst fixiert und von einem Durchlaß 10 durchdrungen ist, der die Auslaßöffnung 5 mit der inneren Kammer 2 verbindet. Der Durchlaß 10 umfaßt eine enge Bohrung 11, die der der inneren Kammer 2 zugewandten Seite des Verstärkungselementes 9 benachbart ist. Das dargestellte Ventil besitzt ferner einen Elektromagneten 12 mit einem beweglichen Kern- 13 in Form eines zylindrischen Stiftes, der in einem Führungselement 14 gleitbar montiert ist. Letztere umfaßt einen röhrenförmigen' Führungsteil 15, der an einem Ende 16 geschlossen ist und dessen anderes Ende 17 becherförmig ausgebildet ist. Der äußere Rand der Membran 8 ist zwischen einem kreisförmigen Sitz des Ventilkörpers und dem unteren peripheren Rand des Führungselementes 14 des beweglichen Kerns 13 ein-

spannt. Im Bereich seines der inneren Kammer 2 zugewandten Endes besitzt der bewegliche Kern 13 einen Einsatz 18 aus Gummi, der mit der in dem Verstärkungselement 9 der Membran B angebrachten engen Bohrung 11 zusammenwirkt. Eine im Innern des Führungselementes 14 zwischen dem beweglichen Kern 13 und dem geschlossenen Ende 16 des ringförmigen Teils 15 angeordnete Feder 19 spannt den beweglichen Kern 13 in eine Position vor , in der er die enge Bohrung 11 verschließt. Eine elektromagnetische Spule 20 bewirkt bei ihrer Erregung, daß sich der bewegliche Kern 13 aus der Position wegbewegt, in der er die enge Öffnung 11 verschließt, nit Ausnahme der Membran 8, die aus Gummi besteht, und des Kerns 13, der aus Metall hergestellt ist, bestehen die verschiedenen Teile des vorangehend beschriebenen Ventils aus Kunststoff. Im folgenden sei die Funktion des in Fig. 1 dargestellten Ventils näher erläutert:

Wenn die Spule 20 des Elektromagneten 12 nicht erregt ist, befindet sich das Ventil in der in Fig. 1 dargestellten Position. Hierbei steht die Membran 8 mit dem Ventilsitz 6 in Berührung, so daß die Verbindung zwischen dem ringförmigen Eingangsdurchlaß 7 und der Auslaßöffnung 5 unterbrochen ist. Außerdem wird der bewegliche Kern 13 des Elektromagneten 12 von der Feder 19 gegen die enge Bohrung 11 gedrückt, so daß die Verbindung zwischen der Auslaßöffnung 5 und der inneren Kammer 2 durch den Durchlaß 10 ebenfalls unterbrochen ist. Das an dem ringförmigen Eingangsdurchlaß 7 ankommende Wasser kann durch die Öffnung 8a der Memban 8 in die innere Kammer 2 fließen, bis diese gefüllt ist. Dies hat zur Folge, daß die Membran 8 durch die Wirkung der auf ihre beiden entgegengesetzten Seiten einwirkenden unterschiedlichen Drücke gegen den Sitz 6 gedrückt wird. Die der Auslaßöffnung 5 zugekehrte Seite der Membran 8 ist nämlich von dem Atmosphärendruck beaufschlagt, während die der inneren Kammer 2 zugewandte Seite der Membran 8 dem Wasserdruck ausgesetzt ist. Es sei darauf hingewiesen, daß die

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Membran 8 im wesentlichen durch die Wirkung der genannten Druckdifferenz gegen ihren Sitz gedrückt wird und daß die Feder 8 lediglich die Funktion hat, den beweglichen Kern gegen das Verstärkungselement 9 der Membran zu halten. Das Öffnen des Ventils erfolgt durch Erregung der elektromagnetischen Spule 20. Diese Erregung bewirkt, daß sich der bewegliche Kern 13 von dem Verstärkungselement 9 entfernt. Dadurch entsteht eine Verbindung zwischen der inneren Kammer und der Auslaßäffnung 5 durch die enge Bohrung 11 und den Durchlaß 10 des Verstärkungselementes 9 der Membran. Infolgedessen entsteht in der inneren Kammer 2 sofort ein Druckabfall gegenüber dem in dem ringförmigen Eingangsdurchlaß herrschenden Druck, so daß die Membran 8 abhebt und den Einlaß 3 direkt mit dem Auslaß 4 des Ventils verbindet. Das Schließen des Ventils erfolgt durch Aberregung des Elektromagneten 12. Der bewegliche Kern 13 wird in diesem Fall von der Feder 19 gegen das Verstärkungselement 9 der Membran gedrückt, so daß er die enge Bohrung 11 wieder verschließt. In der inneren Kammer, die über die Öffnung 8a der Membran 8 ständig mit dem Einlaß des Ventils verbunden ist, stellt sich daraufhin wieder der Druck des Uassernetzes ein. Infolgedessen kommt die Membran 8 wieder an ihrem Sitz 6 zur Anlage und unterbricht dis Verbindung zwischen dem Einlaß 3 und dem Auslaß 4.

Da die bekannten Ventile der vorangehend beschriebenen Art von dem Wasserdruck selbst betätigt werden, arbeiten sie bei jedem beliebigen Wert des Wasserdruckes am Einlaß 3 korrekt. In der Praxis kann sich der Druck am Einlaßanschluß 3 in Abhängigkeit von der Stelle des Uassernetzes, an der das Elektroventil installiert wird, zwischen 0,2 bis 0,3 bar und 10 bar ändern.

Für einen korrekten Betrieb des Ventils in Öffnungsstel-' lung muß der Verschiebungsweg des Verstärkungselementes 9 der Membran so groß sein, daß eine Drosseluirkung im Be-

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reich der Auslaßöffnung 5 vermieden ist. Infolgedessen muß der Verschiebungsweg des beweglichen Kerns 13 beim Öffnen vergleichsweise groß sein, damit verhindert ist, daß er die enge Bohrung 11 wieder verschließen kann, uenn sich die Membran in der Öffnungsstellung befindet. Der Elektromagnet benötigt deshalb eine hinreichend große Leistung, um diesen vergleichsweise großen Verschiebungsueg des beweglichen Kerns sicherzustellen.

Das in Fig. 2 dargestellte Elekroventil gemäß der Erfindung ermöglicht es, den notwendigen Verschiebungsweg des beweglichen Kerns wesentlich zu verringern und erlaubt damit die Anwendung eines Elektromagneten geringer Leistung.

In Fig. 2 sind diejenigen Teile des Elektroventils, die mit den entsprechenden Teilen von Fig. 1 übereinstimmen oder ihnen entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie dort.

Der Hauptunterschied gegenüber dem in Fig. 1 dargestellten Ventil besteht darin, daß die enge Bohrung 11 bei dem Ventil gemäß Fig. 2 nicht in dem Verstärkungselement 9 der Membran sondern in einem festen Element 21 angebracht ist, das von einem inneren Durchgang 22 durchdrungen wird, der die genannte enge Bohrung 11 beinhaltet und gegenüber dem inneren Durchgang 22 des Verstärkungselementes'9 der Membran abgedichtet ist.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt das genannte feste Element 21 die Form eines zylindrischen Bolzens, dessen dem beweglichen Kern 13 zugewandte Seite kraftschlüssig in einer zentralen Bohrung 23 eines glockenförmigen Elementes 24 fixiert ist, das seinerseits im Innern der Kammer 2 befestigt ist. Das glockenförmige Element 24 besitzt einen zentralen Teil, der in den röhrenförmigen Abschnitt 15 des Führungselementes 13 des beweglichen Kerns

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eingesetzt ist, souie einen peripheren Basisbereich 25, der zwischen dem peripheren Rand der Membran 8 und dem unteren peripheren Rand des Führungselementes 14 eingespannt ist. Das glockenförmige Element 24 besitzt an seiner Basis ferner eine kreisförmige Lippe 26, die in die Innenseite des Basisrandes der Membran 8 eingesetzt ist. Ferner besitzt das glockenförmige Element 24 wenigstens eine Öffnung 27, die die innere Kammer 2 mit der Kammer 28 verbindet, welcher der bewegliche Kern 13 zugewandt ist.

Das Verstärkungselement 9 der Membran besitzt einen zentralen röhrenförmigen Teil 9a, der gleitbar auf dem festen Bolzen 21 montiert ist. Mit 29 ist eine Dichtungskappe bezeichnet, die aus flexiblem Gummi besteht und den röhrenförmigen Teil 9a des Verstärkungselementes 9 sowie den festen Bolzen 21 umgibt. Die Dichtungskappe 29 ist mit einem Ende an dem Verstärkungselement 9 fixiert und beinhaltet an dem entgegengesetzten Ende einen Ring 30, der unter Abdichtung auf den Bolzen 21 gleitet. Das Haften des Dichtungsbechers 29 an dem festen Bolzen 21 wird dadurch begünstigt, daß sie außen dem Wasserdruck und innen dem atmosphärischen Druck ausgesetzt ist.

Das in Fig. 2 dargestellte Elektroventil arbeitet in folgender Ueise:

Uenn der (in Fig. 2 nicht dargestellte) Elektromagnet nicht erregt ist, befindet sich das Ventil in der in Fig. 2 dargestellten Schließposition. In dieser Position berührt die Membran 8 den Ventilsitz 6, so daß die Verbindung zwischen dem Einlaß 3 und dem Auslaß 4 unterbrochen ist. Der bewegliche Kern 13 verschließt die enge Bohrung 11, so daß die über die Öffnung 27, die Bohrung 11, den Durchgang 22 und den Durchgang 10 verlaufende Verbindung zwischen der inneren Kammer 2 und der Auslaßöffnung 5 unterbrochen ist. Die Membran 8 wird durch die Wirkung der unterschiedlichen

Drücke auf ihren beiden Seiten gegen ihren Sitz 6 gehalten. Analog zu den Verhältnissen bei dem Ventil gemäß Fig. 1 steht die innere Kammer 2 nämlich über die Öffnung 8a der Membran 8 mit dem Einlaß 3 in Verbindung, so daß in ihr der Wasserdruck herrscht, während die der Auslaßöffnung 5 zugekehrte Seite der Membran dem atmosphärischen Druck ausgesetzt ist. Durch Einschalten der Erregung des Elektromagneten uird das Ventil geöffnet. Aufgrund dieser Erregung uird der bewegliche Kern 13 gegen die Wirkung der Feder 19 bewegt und entfernt sich aus seiner Ruheposition, in der er die enge Bohrung 11 verschließt. Dadurch wird die über die Öffnung 27, die Kammer 28, die Bohrung 11, den Durchgang 22 und den Durchgang 10 verlaufende Verbindung zwischen der inneren Kammer 2 und der Auslaßöffnung 5 hergestellt. Dies hat einen Druckabfall im Innern der Kammer 2 zur Folge, der das Anheben der Membran 8 bewirkt und damit die Verbindung zwischen dem Einlaß 4 und der Auslaßöffnung 5 herstellt. Während der Bewegung der Membran 8 verschiebt sich das Verstärkungselement 9 auf dem festen Bolzen 21, wobei die Kappe 29 auf diesem Bolzen gleitet. Da der Bolzen 21 sich während der Öffnungsphase nicht bewegt, ist der für eine korrekte Funktion des Ventils beim Öffnen erforderliche Weg des beweglichen Kerns 13 vergleichsweise kurz, so daß die erforderliche Leistung des Elektromagneten wesentlich kleiner ist als bei dem Ventil gemäß Fig. 1.

Wenn der Elektromagnet aberregt wird, verschließt der bewegliche Kern 13 die Bohrung 11 und unterbricht die Verbindung zwischen der inneren Kammer 12 und der Auslaßöffnung 5. Daraufhin stellt sich im Innern der Kammer 2 wieder der Wasserdruck ein, so daß die Membran 8 wieder gegen den Sitz 6 in die Schließposition gedrückt und die Verbindung zwischen dem Einlaß 3 und dem Auslaß 4 des Ventils unterbrochen wird.

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Claims

ELRI INTERNATIONAL 5.p.A.
Via E. De Amicis, 78

C ο I I π cj η ο (Turin) / Italien

niri.-in'· μ. ;■■·: ·■· π ich Diri.-i"i. ·■. '.' f.. ..:·.'.;.ν

Dipl.-1.·:. W. Ill Γ Π

Patentansprüche

π J Elektroventil, insbesondere für Reinigungsmaschinen, wie Waschmaschinen, Geschirrspüler und dergleichen,

- mit einem Ventilkörper (1) mit einer inneren Kammer (2), '

- mit einem ringförmigen Eingangsdurchlaß (7), der in der genannten inneren Kammer (2) mündet und mit einer unter Druck stehenden Flüssigkeitsquelle verbindbar ist,

- mit einer Auslaßöffnung (5),

- mit einer als Ventilsitz dienenden ringförmigen Wandung (6), die die genannte Auslaßöffnung (5) begrenzt und die von dem ringförmigen Eingangsdurchlaß (7) umgeben ist,

- mit einer flexiblen Membran (8), die längs ihres Umfangsrandes an der Wandung der genannten inneren Kammer (2) befestigt ist und die ein mit dem genannten Ventilsitz (6) zusammenwirkenden zentralen Teil aufweist, der zur Steuerung der Flüssigkeitsströmung zwischen dem ringförmigen Eingangsdurchlaß (7) und der Auslaßöffnung (5) dient, wobei die Membran (8) wenigstens eine Öffnung (8a) aufweist, die den ringförmigen Eingangsdurchlaß (7) mit der inneren Kammer (2) verbindet,

- mit einem in einer zentralen Öffnung der Membran (8) befestigten Varstärkungselement (9), das von einem Durchgang (1O) durchdrungen ist, der über eine enge Bohrung

I U O O Ό

(11) mit der inneren Kammer (2) in Verbindung steht, - sowie mit einem Elektromagneten (12) mit einem beweglichen Kern (13)» einem Führungselement (14) für den beweglichen Kern, einer Feder (19), die den beweglichen Kern (13) in eine Position vorspannt, in welcher er die genannte enge Bohrung (11) verschließt, sowie mit einer elektromagnetischen Spule (22) mittels derer der bewegliche Kern (13) aus dieser Schließposition herausführbar ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß die mit' dem beweglichen Kern (13) des Elektromagneten (12) zusammenwirkende enge Bohrung (11) in einem relativ zum Ventilkörper festen Element (21) angebracht ist und unter Abdichtung mit dem genannten Durchgang (1O) des Verstärkungselementes (9) der Membran (8) in Verbindung steht.
2. Elektroventil nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungselement (9) der Membran (8) gleitbar auf dem genannten festen Element (21) montiert ist.
3. Elektroventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungselement (9) der Membran (8) mit einer Dichtungskappe (29) aus flexiblem Material versehen ist, die das feste Element (21) umgibt und mit einem Ende an dem Verstärkungselement (9) fixiert ist und deren entgegengesetztes Ende unter Abdichtung auf dem festen Element (21) verschiebbar ist.
4. Elektroventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das feste Element (21) von einem Bolzen gebildet ist, der von einem axialen Durchgang (22) durchdrungen ist, welcher in einem Endbereich des Bolzens die mit dem beweglichen Kern (13) zusammenwirkende enge Bohrung (11) beinhaltet, und daß der Bolzen zentral an einem glockenförmigen Element (24) fixiert ist, das seinerseits im Innern der inneren Kammer (2) befestigt ist.
5. Elektroventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das glockenförmige Element (24) wenigstens einen Durchgang (27) aufweist, der es durchdringt.
6. Elektroventil nach Anspruch 4, bei welchem der periphere Rand der Membran (ß) zwischen einem kreisförmigen Sitz des Ventilkörpers (1) und einem kreisförmigen Basisrand des Führungselementes (14) des beweglichen Kerns (13) eingespannt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das feste glockenförmige Element (24) einen kreisförmigen Basisrand (25) besitzt, der zwischen dem Rand der Membran und dem Basisrand des Führungselementes (14) des beweglichen Kerns (13) eingespannt is t.