DE4005501C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung für ein magnetbetätigtes Wegeventil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine Steuereinrichtung für ein magnetbetätigtes Wegeventil dieser Art ist aus der US-PS 27 23 681 bekannt. Das magnetbetätigte Wegelventil dieser bekannten Steuereinrichtung weist zwei Schaltstellungen auf, wobei die Ausgangs-Schaltstellung von einer mechanischen Rückstellkraft und wobei zumindest eine weitere Schaltstellung durch Einwirkung einer Magnetkraft bestimmt wird. Die weitere Schaltstellung des Wegeventils kann mittels einer Rastvorrichtung verriegelt werden, die unter Einwirkung eines Elektromagneten gegen die mechanische Rückstellkraft in ihre entrastete Ausgangsstellung bewegbar ist.

Bei dieser bekannten Steuereinrichtung ist ein Gehäuseblock vorgesehen, in dem sowohl das Wegeventil als auch die Rastvorrichtung untergebracht ist. Dies setzt eine verhältnismäßig komplexe Bearbeitung des Ventilgehäuses voraus, mit der Maßgabe, daß eine verhältnismäßig genaue Abstimmung der Bearbeitungsflächen auf seiten der Ventilmimik einerseits und der Rasteinrichtung andererseits sichergestellt sein muß, um definierte Schaltstellungen zu erreichen.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Steuereinrichtung der eingangs beschriebenen Art derart weiterzubilden, daß sich eine leichte Integrierbarkeit der Steuereinrichtung in herkömmliche Wegeventil-Konstruktionen ergibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Hierdurch wird erreicht, daß der Aufbau des Wegeventils selbst unverändert beibehalten werden kann; ferner ergibt sich durch die Zwischenschaltung der Rastvorrichtung zwischen dem Schaltmagneten und dem eigentlichen Wegeventilgehäuse ein verhältnismäßig großer Spielraum bezüglich der Gestaltung und der Zugänglichkeit der Rastvorrichtung. Da das Wegeventilgehäuse und das Gehäuse des Schaltmagneten ohnehin regelmäßig lösbar miteinander verbunden sind, kann die herkömmliche Schnittstelle zwischen Wegeventilgehäuse und Schaltmagnetgehäuse unverändert gestaltet werden, was sich für den nachträglichen Einbau der Rastvorrichtung in ein herkömmliches Wegeventil positiv auswirkt. Das Gehäuse für die Rastvorrichtung ist schließlich auch separat herstellbar und damit wirtschaftlicher einsetzbar.

Soweit im Stand der Technik, beispielsweise in der Druckschrift DE-GM 71 35 954, getrennte Gehäuse für einen Schaltmagneten einerseits und ein Ventil andererseits gezeigt sind, so erfolgt dort die Verbindung über eine Konsole, die mit dem Ventilgehäuse fest verbunden ist. Ein Zwischengehäuse im Sinne des Anmeldungsgegenstandes ist diesem Stand der Technik jedoch nicht entnehmbar.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Un­ teransprüche.

Nachstehend wird anhand der Figur ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Die Figur zeigt einen Teil-Längs­ schnitt des Wegeventils, das als magnetbetätigtes Wege-Sitz­ ventil ausgebildet ist.

Mit dem Bezugzeichen 2 ist ein Schaltmagnet bezeichnet, der als Gleichstrom- oder Wechselstrommagnet ausgebildet sein kann. Ein mit 4 bezeichnetes Stromversorgungsteil sitzt auf einem Schaltmagnetgehäuse 6, in dem der eigentliche Magnet 8 und ein Ankerstößel 10 aufgenommen sind. Mit 12 ist ein Not­ betätigungsstößel angedeutet.

Der Schaltmagnet 2 dient zur Ansteuerung eines mit 14 be­ zeichneten Wege-Sitzventils, das in einem Wegeventilgehäuse 16 einen Ventilkörper 18 in Form einer Kugel aufnimmt, die auf der einen Seite über einen Stößel 20 von einer Feder 46 und auf der anderen Seite von einem Stößel 22 beaufschlagt ist, der sich über einen Fortsatz 24 auf einer Kugel 26 an einem Kraftübersetzungshebel 26 abstützt. Der Kraftüberset­ zungshebel 26 ist an seinem unteren Ende mittels eines Stifts 28 mittig gelagert und erstreckt sich mit seinem Hebelarm über eine Kontaktstelle 30 hinaus nach oben. Mit dem dem Stift 28 abgewandten Ende stützt sich der Kraftübertragungs­ hebel 26 an einem Fortsatz 34 eines Schaltweg-Übertragungs­ gliedes 32 ab, das unter Zwischenschaltung einer Druckfeder 36 in einer Druckkraftkette mit einem weiteren Schaltweg- Übertragungsglied 38 steht, das mit dem Ankerstößel 10 in An­ schlag gehalten ist.

Der Figur ist entnehmbar, daß das Wegeventilgehäuse 16 mit einem Zwischengehäuse 40 lösbar verschraubt ist, das den Kraftübertragungshebel 26 aufnimmt. Zwischen das Schaltma­ gnetgehäuse 6 und das Zwischengehäuse 40 ist ein weiteres Ge­ häuse 42 geschaltet, das eine nachfolgend näher zu beschrei­ bende Rastvorrichtung zur Verriegelung einer Schaltstellung des Wege-Sitzventils 14 aufnimmt und eine separat handhabbare Baueinheit bildet.

In Fig. 1 ist das Wege-Sitzventil 14 in einer Ausgangsstel­ lung gezeichnet, in der der Ventilkörper 18 an der gemäß der Figur linken Ventilsitzfläche 44 anliegt. Der Ventilkörper 18 wird unter Einwirkung einer Rückstellfeder 46 in dieser Stel­ lung gehalten und verschiebt über den Stößel 22 und die Kugel 25 den Kraftübersetzungshebel 26 nach links in die in der Figur dargestellte Stellung. Der Schaltmagnet 2 ist in dieser Schaltstellung des Wegeventils nicht betätigt, so daß der Ankerstößel 10 die in der Figur linke Endstellung einnimmt.

Wenn der Schaltmagnet 8 erregt wird, wird der Ankerstößel 10 gemäß Fig. 1 nach rechts verschoben und übt über die Schalt­ wegübertragungsglieder 38 und 32 unter Zwischenschaltung der Druckfeder 36 eine bestimmte Kraft auf das obere Ende des Kraft­ übersetzungshebels 26 aus. Folglich wirkt eine um das Hebel­ verhältnis vergrößerte Kraft über die Kugel 25 und den Stößel 22 auf den Ventilkörper 18 des Sitzventiles ein. Der Kraft­ übersetzungshebel schwenkt somit im Uhrzeigersinn, um die Ku­ gel gegen die in der Figur rechte Ventilsitzfläche 48 zu drücken.

Um sicherzustellen, daß der Ventilkörper 18 bei Unterbrechung der Stromversorgung für den Schaltmagneten 2 in der gemäß der Figur rechten Schaltstellung verbleibt, ist im Gehäuse 42 eine mechanische Rastvorrichtung untergebracht, die mittels eines weiteren Elektromagneten 50, der nachfolgend als Rast­ magnet bezeichnet werden soll, betätigbar ist. Hierzu ist der Elektromagnet 50 an die Außenoberfläche des Gehäuses 42 ange­ flanscht, und zwar derart, daß der zugehörige Ankerstößel 52 mit einer Achse 54 einer Querbohrung 56 im Gehäuse 42 fluch­ tet. Die Querbohrung 56 nimmt eine Führungsbuchse 58 auf, in der ein zylindrischer Rastkörper gleitend verschiebbar, je­ doch nicht drehbar geführt ist. Der Rastkörper hat eine quer bzw. senkrecht zu seiner Achse 54 verlaufende Führungsbohrung 62, deren Durchmesser im wesentlichen dem größeren Außendurchmesser D des Schaltweg-Übertragungsgliedes 32 entspricht. In der in der Figur gezeigten Ausgangs-Schalt­ stellung des Wegeventils 14 ist ein dem Ankerstößel 10 zuge­ wandter Abschnitt des Schaltweg-Übertragungsgliedes 38 in der Führungsbohrung 62 aufgenommen. Im Grund 64 der Querbohrung 56 ist eine Druckfeder 66 angeordnet, die den Rastkörper 60 gemäß der Figur nach oben, d. h. in Richtung auf den Ankerstö­ ßel 52 zu, vorspannt.

Wie aus der Figur ersichtlich, ist das Schaltweg-Übertra­ gungsglied 38 als gestufter Kolben ausgebildet, der in Rich­ tung zum Ankerstößel 10 hin abgesetzt ist. Hierdurch ent­ steht eine Schulter 68 und im Bereich des im Durchmesser ver­ jüngten Fortsatzes 70 mit dem Durchmesser d eine Rastfläche 72.

Die Figur zeigt die Lage des Ankerstößels 52 im entregten Zu­ stand des Rastmagneten 50. Mit S ist ein Spaltabstand be­ zeichnet, der zwischen der oberen Stirnfläche des Rastkörpers 60 und der unteren Stirnfläche des Ankerstößels 52 verbleibt.

Die auf diese Weise geschaffene Rastvorrichtung für die zweite Schaltstellung des Sitz-Wegeventils 14 arbeitet wie folgt:
Wenn der Schaltmagnet 2 erregt wird, verschiebt sich der An­ kerstößel 10 gemäß der Figur nach rechts und bewegt den ko­ axial ausgerichteten Stufenkolben 38, der als erstes Schalt­ weg-Übertragungsglied fungiert, mit nach rechts.

Mit der Bewegung des Stufenkolbens 38 wird durch die Druckfe­ der 36 das zweite Schaltweg-Übertragungsglied 32 mitgenommen, wodurch - wie oben beschrieben - eine Verschwenkung des Kraftübersetzungshebels 26 und dadurch eine Verschiebung des Stößels 22 erfolgt, so daß das Sitzventil 14 umgeschaltet wird.

Sobald der im Durchmesser dickere Abschnitt des Stufenkolbens 38 aus der Führungsbohrung 62 des Rastkörpers 60 austritt, bewirkt die Druckfeder 66, die sich in einer zylindrischen Vertiefung im Grund 64 der Querbohrung 56 ab­ stützt und einen Führungszapfen 74 des Rastkörpers 60 um­ greift, daß der Rastkörper gemäß der Figur nach oben bewegt wird, so daß er hinter die Schulter 68 des Stufenkolbens 38 greifen kann. Nach Durchlaufen des Weges S schlägt der Rast­ körper 60 am Ankerstößel 52 an und kann diesen ggf. so weit mitnehmen, bis die Innenoberfläche der Führungsbohrung 62 am Außendurchmesser des Fortsatzes 70, d. h. an einer Rastfläche 72, anschlägt.

In dieser Phase ist der Ventilkörper 18 des Wege-Sitzventils 14 in der rechten Schaltstellung magnetkraftunabhängig gesi­ chert, da der Magnet bei Ausfall der Stromversorgung des Schaltmagne­ ten 2 kraftlos wird. Die Stellung des dem Anker­ stößel 10 zugewandten Schaltweg-Übertragungsgliedes 38 bleibt hierdurch jedoch unberührt, da die Schulter 68 nach wie vor am Außenumfang des Rastkörpers 60 anschlägt. Diese Schalt­ stellung des Wege-Sitzventils 14 ist somit gegen Stromausfall des Schaltmagneten 2 gesichert.

Wenn ein Umschalten des Wege-Sitzventils 14 in die Ausgangs­ schaltstellung stattfinden soll, ist der Rastmagnet 52 zu er­ regen. Hierbei wird der Ankerstößel 52 gemäß der Figur nach unten bewegt. Die Bewegung des Ankerstößels 52 nimmt den Rastkörper 60 mit, so daß sich die Achse der Führungsbohrung 62 der Längs-Mittelachse 76 einer Bohrung 78 nähert, in der eine Führungsbuchse 80 für die beiden Schaltweg-Übertragungs­ glieder 38 und 32 aufgenommen ist. Sobald die Führungsbohrung in Deckung mit dem Durchmesser D des ersten Schaltweg-Über­ tragungsgliedes 38 gelangt, wird letzteres unter Einwirkung der vom Kraftübertragungshebel 26 verminderten Rückstellkraft gemäß der Figur nach links in die gezeigte Stellung bewegt, so daß der Ventilkörper 18 wieder an der Ventilsitzfläche 44 anliegen kann. Wenn der Rastmagnet 52 wieder entregt wird, verbleibt der Rastkörper 60 in der in der Figur gezeigten Stellung, da er formschlüssig in der Führungsbohrung 62 posi­ tioniert ist.

Selbstverständlich ist der Rastmagnet 52 so auszulegen, daß die Verschiebebewegung des Rastkörpers 60 in der Weise er­ folgt, daß der Stufenkolben 38 genügend Zeit hat, unter Ein­ wirkung der Rückstellkräfte des Wegeventils und der Druckfe­ der 36 in die Führungsbohrung 62 einzutauchen. In diesem Zu­ sammenhang kann es von Vorteil sein, den großen Außendurch­ messer D des Schaltweg-Übertragungsgliedes 38 auf der dem Schaltmagneten 2 zugewandten Seite anzufasen.

Der Figur ist entnehmbar, daß die Besonderheit der Rastvor­ richtung darin zu sehen ist, daß sie vollständig zusammen mit den Schaltweg-Übertragungsgliedern 32 und 38 zu einer abge­ schlossenen Baueinheit 42 zusammengefaßt ist, die zwischen das Schaltmagnetgehäuse 6 und das Zwischengehäuse 40 des Wegeventils 14 geflanscht ist. Die Befestigungsmittel für die Verbindung von Schaltmagnetgehäuse 6 und Zwischengehäuse 40 können in der gleichen Weise ausgeführt werden, wie dies bei herkömmlichen Wegeventilen ohne Rastvorrichtung der Fall ist. Es ergibt sich auf diese Weise eine sehr leichte Nachrüstbar­ keit herkömmlicher magnetbetätigter Wegeventile mit der er­ findungsgemäßen Rastvorrichtung.

Selbstverständlich sind Abwandlungen der Steuereinrichtung für das magnetbetätigte Wegeventil von der gezeigten Ausfüh­ rungsform möglich, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen. So ist es beispielsweise möglich, im Bereich der Schaltweg- Übertragungsglieder 38, 32 mit anderen Querschnitten zu ar­ beiten. Auch der Rastkörper 60 ist nicht auf eine zylindri­ sche Form beschränkt. Vielmehr können auch andere prismenför­ mige Körper Anwendung finden. Es ist schließlich auch mög­ lich, die Rastvorrichtung unmittelbar mit dem Ankerstößel 10 zusammenwirken zu lassen, der in diesem Fall mit einer Abstu­ fung zu versehen ist. Es ist ferner möglich, die Rastvorrich­ tung in ein Wegeventil einzugliedern, das mehr als zwei Schaltstellungen hat, wobei in diesem Fall die Rastvorrich­ tung dafür sorgt, das Wegeventil in einer oder in mehreren weiteren Schaltstellungen zu sichern, falls die Stromversor­ gung des Schaltmagneten unterbrochen werden sollte.

Claims (8)

1. Steuereinrichtung für ein magnetbetätigtes Wegeventil mit zumindest zwei Schaltstellungen, dessen Ausgangs-Schalt­ stellung von einer mechanischen Rückstellkraft und dessen zumindest eine weitere Schaltstellung durch Einwirkung einer Magnetkraft bestimmt ist, wobei die weitere Schaltstellung des Wegeventils mittels einer Rastvorrichtung verriegelbar ist, die unter Einwirkung eines Elektromagneten gegen die mechanische Rückstellkraft in ihre entrastete Ausgangsstellung bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastvorrichtung (39, 60 bis 72) als separat handhabbare Baueinheit zwischen einem Gehäuse (6) für den Ventil-Schaltmagneten (2) und einem Wegeventilgehäuse (16) angeordnet ist, wobei in der separat handhabbaren Baueinheit (42) ein Schaltweg-Übertragungsglied (38, 32) vorgesehen ist, das mit einer Ausnehmung (68 bis 72) für den Eingriff eines Bauteils (60) der Rastvorrichtung (38, 60 bis 72) ausgebildet ist.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastvorrichtung (38, 60 bis 72) ein quer zur Betätigungsrichtung (76) des Schaltmagneten (2) verschiebbares Führungsteil (60) aufweist, das mit einer Ausnehmung (62) für ein vom Schaltmagneten (2) angetriebenes Schaltweg-Übertragungsglied (38) versehen ist, welches mittels des Führungsteils (60) in seiner vom Schaltmagneten (2) verschobenen Stellung arretierbar ist.

3. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Wegeventil (14) als Sitzventil ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltweg-Übertragungsglied (38, 32) in Kraftübertragungsrichtung elastisch ausgebildet ist.

4. Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltweg-Übertragungsglied zwei hintereinander geschaltete, geführte Kolben (32, 38) aufweist, die sich über eine Druckfeder (36) aneinander abstützen.

5. Steuereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Schaltmagneten (2) zugekehrte Kolben (38) in Richtung des Schaltmagneten im Durchmesser abgesetzt ist und der hierdurch entstehende abgesetzte Flächenabschnitt (72) des Kolbens (38) die Rastfläche für das Führungsteil (60) bildet.

6. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsteil (60) kolbenförmig ausgebildet ist und eine quer zu seiner Längsachse (54) verlaufende Führungsausnehmung (62) aufweist, die dem Querschnitt des Schaltweg-Übertragungsgliedes (38) entspricht und in der Erregungs-Schaltstellung des Schaltmagneten (2) mit diesem zusammenfällt.

7. Steuereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsausnehmung von einer Bohrung (62) gebildet ist, die dem größeren Durchmesser des Schaltweg- Übertragungsgliedes (38) in Form eines abgestuften zylindrischen Kolbens entspricht, der sich über eine Druckfeder (36) an einem weiteren, kolbenförmigen Schaltweg- Übertragungsglied (32) abstützt.

8. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Rückstellkraft des Wegeventils (14) und/oder der Rastvorrichtung (38, 60 bis 72) von einer Feder (46; 66) erzeugt wird.