DE20120608U1

DE20120608U1 - Control system magnetic valve for gaseous and liquid media

Info

Publication number: DE20120608U1
Application number: DE20120608U
Authority: DE
Original assignee: STAIGER STEUERUNGSTECH
Current assignee: Staiger GmbH and Co KG
Priority date: 2001-12-20
Filing date: 2001-12-20
Publication date: 2003-04-30
Anticipated expiration: 2011-12-21

Abstract

A valve (1) for gaseous and liquid media has a valve body with an inlet, an outlet, a valve seat, a magnetic anchor, a sealing bolt for the valve seat, and a magnetic head linked to the valve. The valve further has an electrical coil in a cup-shaped magnet frame, closely surrounded by a plastic mantle.

Description

« t« t

Steuerungstechnik ST-P70Control technology ST-P70

Staiger GmbH & Co.
Produktions-Vertriebs-KG
74391 ErligheimStaiger GmbH & Co.
Production-Sales-KG
74391 Erligheim

BeschreibungDescription

VentilValve

Die Erfindung betrifft ein Ventil für gasförmige und flüssige Medien.The invention relates to a valve for gaseous and liquid media.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Ventil der vorbeschriebenen Art dahingehend weiterzubilden, dass mit einfachen Mitteln eine kompakte Baueinheit mit zuverlässiger Funktionstüchtigkeit auch bei außergewöhnlichen Beanspruchungen in aggressiver Umgebung erzielt wird.The object of the invention is to further develop a valve of the type described above in such a way that a compact structural unit with reliable functionality is achieved by simple means even under exceptional stresses in an aggressive environment.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.This object is achieved according to the invention by the features of claim 1. Expedient embodiments and further developments of the invention are characterized by the features of the subclaims.

Weitere Vorteile und wesentliche Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen, die in schematischer Darstellung eine bevorzugte Ausführungsform als Beispiel zeigt. Es stellen dar:Further advantages and essential details of the invention can be found in the following description and the drawing, which shows a preferred embodiment as an example in a schematic representation. They show:

FIG. 1 ein erfindungsgemäßes Ventil in einer vergrößerten Darstellung in einer Seitenansicht,FIG. 1 shows a valve according to the invention in an enlarged side view,

FIG. 2 das Ventil der FIG. 1 in der Draufsicht,
FIG. 3 das Ventil der FIG. 1 und 2 in einer vergrößerten Darstellung gemäß dem Schnitt A-A der FIG. 2,FIG. 2 the valve of FIG. 1 in plan view,
FIG. 3 the valve of FIGS. 1 and 2 in an enlarged view according to section AA of FIG. 2,

FIG. 4 das Ventil der FIG. 1 und 2 in einer vergrößerten Darstellung gemäß demFIG. 4 shows the valve of FIGS. 1 and 2 in an enlarged view according to the

Schnitt B - B der FIG. 2,
FIG. 5 das Ventil der FIG. 1 und 2 in einer vergrößerten Darstellung gemäß demSection B - B of FIG. 2,
FIG. 5 the valve of FIGS. 1 and 2 in an enlarged view according to the

Schnitt C - C der FIG. 2 und
FIG. 6 das Ventil der FIG. 1 und 2 in einer vergrößerten Darstellung gemäß dem Schnitt D - D der FIG. 1.Section C - C of FIG. 2 and
FIG. 6 shows the valve of FIGS. 1 and 2 in an enlarged view according to section D - D of FIG. 1.

Das in der Zeichnung dargestellte Ventil ist für gasförmige und flüssige Medien vorgesehen und ist im wesentlichen als kreisförmiger zylindrischer Körper ausgebildet. Das Ventil weist einen Ventilkörper 1 und einen mit diesem verbundenen Magnetkopf 2 auf. Der Ventilkörper 1 besitzt einen bezüglich der Mittenachse 3 des Ventils koaxial angeordneten Eingang 4 mit einem in eine Ventilkammer 5 einmündenden Ventilsitz 6 und einen in der Zeichnung nicht erkennbaren Ausgang für das Medium, der mit der Ventilkammer 5 verbunden ist.The valve shown in the drawing is intended for gaseous and liquid media and is essentially designed as a circular cylindrical body. The valve has a valve body 1 and a magnetic head 2 connected to it. The valve body 1 has an inlet 4 arranged coaxially with respect to the center axis 3 of the valve with a valve seat 6 opening into a valve chamber 5 and an outlet for the medium (not visible in the drawing) which is connected to the valve chamber 5.

Der Magnetkopf 2 besitzt ein bevorzugt kreisrundes topfförmiges Magnetjoch 7, eine ringförmige elektrische Spulenwicklung 8 und einen Kunststoffmantel 9, der eine dem Ventilkörper 1 entfernt liegende Stirnwand 10 und eine kreiszylindrische Umfangswand 11 mit einer Ringwand 12 aufweist, die das Magnetjoch 7 in Richtung zum Ventilkörper 1 hin überragt. Die Ringwand 12 ragt bis in den Ventilkörper 1 hinein, wobei ein kreisringförmiger Kragen 13 des Ventilkörpers 1 die Ringwand 12 außen übergreift. Der Kragen 13, der mit einer Stirnseite an einem Bund 14 der Ringwand 12 anliegt, besitzt einen Wulst 15, der in eine Ausnehmung 16 der Ringwand 12 bevorzugt federelastisch eingreift. Durch den Eingriff des Wulstes 15 in die Ausnehmung 16 ist eine so genannte Klips- oder Rastverbindung gegeben, so dass der Ventilkörper 1 und der Magnetkopf 2 durch einfaches axiales Zusammenstecken zuverlässig miteinander verbunden werden können. Statt der Rastverbindung oder zusätzlich dazu können der Ventilkörper 1 und der Magnetkopf 2 auch durch Verkleben oder Verschweißen, insbesondere Ultraschallschweißen, verbunden werden.The magnetic head 2 has a preferably circular, pot-shaped magnetic yoke 7, an annular electrical coil winding 8 and a plastic casing 9, which has an end wall 10 located away from the valve body 1 and a circular cylindrical peripheral wall 11 with an annular wall 12 that projects beyond the magnetic yoke 7 in the direction of the valve body 1. The annular wall 12 projects into the valve body 1, with an annular collar 13 of the valve body 1 overlapping the annular wall 12 on the outside. The collar 13, which rests with one end face against a collar 14 of the annular wall 12, has a bead 15 that engages in a recess 16 of the annular wall 12, preferably in a spring-elastic manner. The engagement of the bead 15 in the recess 16 creates a so-called clip or locking connection, so that the valve body 1 and the magnetic head 2 can be reliably connected to one another by simply axially plugging them together. Instead of the locking connection or in addition to it, the valve body 1 and the magnetic head 2 can also be connected by gluing or welding, in particular ultrasonic welding.

Der Zeichnung ist weiterhin zu entnehmen, dass innerhalb des Umfangsbereichs der Ringwand 12 ein mit dem Ventilsitz 6 korrespondierender Dichtbolzen 17 vorgesehen ist, der bevorzugt aus einem gummielastischen Werkstoff besteht. Der Dichtbolzen 17The drawing also shows that a sealing bolt 17 corresponding to the valve seat 6 is provided within the peripheral area of the ring wall 12 and preferably consists of a rubber-elastic material. The sealing bolt 17

ist an einem Magnetanker 18 befestigt, vorzugsweise anvulkanisiert, der als scheibenförmiger Plattenanker ausgebildet ist. Der äußere Durchmesser des Magnetankers 18 ist nur etwas kleiner als der innere Durchmesser der Ringwand 12. An der dem Magnetjoch 7 abgewandten Seite des Magnetankers 18 ist eine scheibenförmige Flachfeder 19 vorgesehen, deren kreisringförmiger Außenrand 20 beim vorliegenden Ausführungsbeispiel an einer Schulter der Ringwand 12 abgestützt ist. Dabei ist die Flachfeder 19 derart aus ihrer Ebene heraus etwa schüsseiförmig gebogen, dass eine Federkraft auf den Dichtbolzen 17 einwirkt, wodurch letzterer dicht gegen den Ventilsitz 6 gedrückt wird. Statt der dargestellten Abstützung kann es auch vorteilhaft sein, den Außenrand 20 der Flachfeder 19 in einer Nut der Ringwand 12 ortsfest zu lagern. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Anordnung so getroffen worden, dass bei nicht eingeschaltetem Magneten zwischen dem Magnetjoch 7 und dem Magnetanker 18 ein Abstand 21 besteht.is attached, preferably vulcanized, to a magnet armature 18, which is designed as a disk-shaped plate armature. The outer diameter of the magnet armature 18 is only slightly smaller than the inner diameter of the ring wall 12. On the side of the magnet armature 18 facing away from the magnet yoke 7, a disk-shaped flat spring 19 is provided, the circular outer edge 20 of which is supported on a shoulder of the ring wall 12 in the present embodiment. The flat spring 19 is bent out of its plane in such a way that a spring force acts on the sealing bolt 17, whereby the latter is pressed tightly against the valve seat 6. Instead of the support shown, it can also be advantageous to mount the outer edge 20 of the flat spring 19 in a fixed position in a groove in the ring wall 12. In the embodiment shown, the arrangement has been made such that when the magnet is not switched on, there is a distance 21 between the magnet yoke 7 and the magnet armature 18.

Das Magnetjoch 7 besitzt einen Innenmagnetkern 22, der sich innerhalb der Spulenwicklung 8 befindet, und einen Außenmagnetkern 23, der die Spulenwicklung 8 umgibt. Der Innenmagnetkern 22 und der Außenmagnetkern 23 sind so bemessen und ausgebildet, dass ihre dem Ventilkörper 1 bzw. dem Magnetanker 18 zugewandten Stirnenden 24 eine gemeinsame Ebene bilden. Der scheibenförmige Magnetanker 18 und die Stirnenden 24 sind so ausgebildet und einander zugeordnet, dass der Magnetanker 18 sowohl mit dem Innenmagnetkern 22 als auch mit dem Außenmagnetkern 23 korrespondiert, so dass eine hohe Magnetkraftübertragung gewährleistet ist.The magnetic yoke 7 has an inner magnetic core 22, which is located within the coil winding 8, and an outer magnetic core 23, which surrounds the coil winding 8. The inner magnetic core 22 and the outer magnetic core 23 are dimensioned and designed such that their front ends 24 facing the valve body 1 or the magnetic armature 18 form a common plane. The disk-shaped magnetic armature 18 and the front ends 24 are designed and assigned to one another such that the magnetic armature 18 corresponds to both the inner magnetic core 22 and the outer magnetic core 23, so that a high magnetic force transmission is ensured.

Der Spulenwicklung 8 sind Anschlüsse 25 zugeordnet, die durch die Stirnwand 10 des Kunststoffmantels 9 hindurchgeführt sind und diese nach außen hin überragen. Das Ventil kann vorzugsweise in ein hier nicht dargestelltes Vergasergehäuse eines Verbrennungsmotors oder in ein anderes Gehäuse eingesetzt werden. Um gegenüber einem solchen Gehäuse eine gute Abdichtung zu erzielen, kann am äußeren Umfang der Stirnwand 10 des Kunststoffmantels 9 ein nach außen vorstehender Ringwulst 26 angeformt sein. Zur weiteren Abdichtung des Ventils gegenüber dem Gehäuse können sowohl am Umfang des Kunststoffmantels 9 als auch am Ventilkörper 1 Ringnuten 27, 28, 29 für die Lagerung von nicht dargestellten O-Ringen ausgebildet sein, die an der Wand des Gehäuses anliegen.The coil winding 8 is assigned connections 25 which pass through the front wall 10 of the plastic casing 9 and protrude outwards beyond it. The valve can preferably be inserted into a carburetor housing (not shown here) of an internal combustion engine or into another housing. In order to achieve a good seal against such a housing, an outwardly protruding annular bead 26 can be formed on the outer circumference of the front wall 10 of the plastic casing 9. To further seal the valve against the housing, annular grooves 27, 28, 29 for the storage of O-rings (not shown) which rest against the wall of the housing can be formed both on the circumference of the plastic casing 9 and on the valve body 1.

hi II-hi II-

• ··

-04--04-

Das Magnetjoch 7 ist von dem Kunststoffmantel 9 zweckmäßig eng umschlossen, und zwar so, dass der Magnetkopf 2 eine unlösbare Baueinheit ist. Dazu kann es günstig sein, das Magnetjoch 7 mit dem Kunststoffmaterial so zu umspritzen oder zu umgießen, dass alle auch an die Spulenwicklung 8 angrenzenden Spalte hohlraumfrei mit dem Kunststoffmaterial gefüllt sind, so dass eine kompakte Baueinheit gegeben ist. Für eine innige Verbindung des Magnetjochs 7 mit dem Kunststoffmantel 9, kann es günstig sein, eine mechanische Verzahnung auszubilden. Dafür kann gemäß der Darstellung in FIG. 6 der Außenmagnetkern 23 mindestens einen, vorzugsweise vier Schlitze 30, 31, 32, 33 aufweisen, die von dem Material des Kunststoffmantels 9 ebenfalls ausgefüllt sind, wodurch ein inniger Verbund gegeben ist. Der Außenmagnetkern 23 ist durch die Schlitze 30, 31, 32, 33 in diesen Bereichen entsprechend geteilt, so dass beim vorliegenden Ausführungsbeispiel vier Teilkreissegmente 34, 35, 36, 37 gebildet sind.The magnetic yoke 7 is suitably tightly enclosed by the plastic casing 9, in such a way that the magnetic head 2 is an inseparable structural unit. For this purpose, it can be advantageous to overmold or cast the magnetic yoke 7 with the plastic material in such a way that all gaps adjacent to the coil winding 8 are filled with the plastic material without any voids, so that a compact structural unit is provided. For an intimate connection of the magnetic yoke 7 with the plastic casing 9, it can be advantageous to form a mechanical toothing. For this purpose, as shown in FIG. 6, the outer magnetic core 23 can have at least one, preferably four slots 30, 31, 32, 33, which are also filled with the material of the plastic casing 9, thereby providing an intimate connection. The outer magnetic core 23 is divided accordingly by the slots 30, 31, 32, 33 in these areas, so that in the present embodiment four partial circle segments 34, 35, 36, 37 are formed.

Wenn die Spulenwicklung 8 mit einer elektrischen Spannung versorgt wird, wird der Magnetkopf 2 aktiviert, so dass der Magnetanker 18 durch die Magnetkraft gegen die Kraft der Flachfeder 19 nach oben gegen das Magnetjoch 7 gezogen wird. Dadurch gibt der Dichtbolzen 17 den Ventilsitz 6 frei und das Medium kann strömen bzw. fließen.When the coil winding 8 is supplied with an electrical voltage, the magnetic head 2 is activated so that the magnetic armature 18 is pulled upwards against the magnetic yoke 7 by the magnetic force against the force of the flat spring 19. As a result, the sealing bolt 17 releases the valve seat 6 and the medium can flow.

Claims

1. Valve for gaseous and liquid media, comprising a valve body ( 1 ) with an inlet ( 4 ), an outlet and a valve seat ( 6 ), a magnet armature ( 18 ), a sealing bolt ( 17 ) for the valve seat ( 6 ) and a magnet head ( 2 ) connectable to the valve body ( 1 ) with an electrical coil winding ( 8 ) in a magnet yoke ( 7 ) which is pot-shaped and tightly enclosed by a plastic casing ( 9 ).

2. Valve according to the preceding claim, characterized in that the plastic casing ( 9 ) is permanently connected to the magnetic yoke ( 7 ) in a structural unit.

3. Valve according to one of the preceding claims, characterized in that the magnetic yoke ( 7 ) is encapsulated or cast with the plastic casing ( 2 ).

4. Valve according to one of the preceding claims, characterized in that the plastic casing ( 9 ) is mechanically interlocked with the magnetic yoke ( 7 ).

5. Valve according to one of the preceding claims, characterized in that the magnetic yoke ( 7 ) has at least one slot ( 30 , 31 , 32 , 33 ) filled by the material of the plastic casing ( 9 ).

6. Valve according to one of the preceding claims, characterized in that the valve body ( 1 ) and the plastic casing ( 9 ) of the magnetic head ( 2 ) are connected to one another by a locking and/or welding.

7. Valve according to one of the preceding claims, characterized in that for the locking the valve body ( 1 ) has a collar ( 13 ) with a bead ( 15 ) which engages in a recess ( 16 ) of an annular wall ( 12 ) which is formed on the plastic casing ( 9 ) of the magnetic head ( 2 ).

8. Valve according to one of the preceding claims, characterized in that connections ( 25 ) of the coil winding ( 8 ) are passed through an end wall ( 10 ) of the plastic casing ( 9 ) opposite the valve body ( 1 ).

9. Valve according to one of the preceding claims, characterized in that a protruding annular bead ( 26 ) is formed on the end wall ( 10 ) of the plastic casing ( 9 ).

10. Valve according to one of the preceding claims, characterized in that annular grooves ( 27 , 28 , 29 ) for the mounting of an O-ring are formed on the circumference of the plastic casing ( 9 ) and/or the valve body ( 1 ).

11. Valve according to one of the preceding claims, characterized in that the magnetic yoke ( 7 ) has an inner magnetic core ( 22 ) located within the coil winding ( 8 ) and an outer magnetic core ( 23 ) surrounding the coil winding ( 8 ), the front ends ( 24 ) of which facing the valve body ( 1 ) form a common plane.

12. Valve according to one of the preceding claims, characterized in that the magnet armature ( 18 ) is designed as a disk-shaped plate armature corresponding to the front ends ( 24 ) of the inner magnet core ( 22 ) and the outer magnet core ( 23 ).

13. Valve according to one of the preceding claims, characterized in that a disc-shaped flat spring ( 19 ) is associated with the magnet armature ( 18 ).

14. Valve according to one of the preceding claims, characterized in that a peripheral edge ( 20 ) of the flat spring ( 19 ) is mounted on or in the annular wall ( 12 ).