DE2638393A1 - Sperr- und ableitelement fuer ein in ruhestellung geschlossenes elektroventil mit drei oeffnungen - Google Patents

Description

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Firma TREVISAN GIOVANNI, Mailand / Italien

Sperr- und Ableitelement für ein in Ruhestellung geschlossenes Elektroventil mit drei Öffnungen

Die Erfindung betrifft ein Sperr- und Ableitelement für ein in Ruhestellung geschlossenes Elektroventil mit drei Öffnungen, welches einen etwa zylindrischen Körper, der innerhalb des Ventilgehäuses elektromagnetisch zwischen zwei Stellungen bewegbar ist, in deren einer eine Einlassleitung und in deren anderer eine Ablaufleitung verschlossen ist, sowie die Öffnungen der Einlass- und Ablaufleitung entsprechend abdeckende Dichtglieder aufweist. Das entsprechend ausgerüstete Elektroventil arbeitet derart, dass in der Arbeitsposition die Einlassöffnung freigegeben ist, so dass eine unter Druck stehende Flüssigkeit aus einer Quelle einem als Verbraucher dienenden Gerät zugeführt werden kann, während in der Ruhestellung des Ventiles Flüssigkeit aus dem als Verbraucher eingesetzten Gerät durch das Ventil zu einer Ablaufleitung strömen kann, wobei die Einlassöffnung verschlossen ist. In der Betriebsstellung steht die Wicklung des Ventiles unter Strom, d.h. die elektromagnetische Kraft ist wirksam, während in der Ruhestellung die Wicklung nicht von Strom durchflossen wird, somit der Elektromagnet entregt ist.

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Die Position, in der die Wicklung nicht vom Strom durchflossen ist, wird als Ruhestellung des Elektroventiles betrachtet, in der das Sperr- und Ableitelement die Einlassöffnung hinsichtlich der unter Druck stehenden Flüssigkeit verschliesst, und zwar lediglich durch die Wirkung eines elastischen Elementes, z.B. einer Feder, die die Verschlussstellung des Sperr- und Ableitelementes aufrecht erhält.

In der Ruhestellung kann aus dem als Verbraucher dienenden Gerät die Flüssigkeit ausströmen und zu einer Ablaufleitung gelangen, und zwar über an der Aussenflache des Sperr- und Ableitelementes vorgesehene Rillen, die zusammen mit der Innenfläche des Ventilgehäuses Durchlässe für die ausströmende Flüssigkeit bilden.

In der Betriebsstellung, d.h. bei Erregung des Elektromagneten, wird das Sperr- und Ableitelement entgegen der Wirkung der elastischen Mittel (Feder) in eine Position gebracht, in der die Ablaufleitung verschlossen ist, wobei dann die Einlassöffnung mit einer aus dem Ventil heraus und zu dem Verbraucher-Gerät führenden Leitung verbunden ist, so dass das Gerät mit der Druckflüssigkeit versorgt werden kann.

Sperr- und Ableitelemente der vorstehend erwähnten Art sind bisher so ausgebildet, dass zum Verschluss der Einlass- und Ablauföffnung Gummidichtungen in Form von kleinen Zylindern oder Pfropfen, die an den freien Enden des Körpers des Sperr- und Ableitelementes eingefügt sind, verwendet werden. Diese kleinen Zylinder oder Pfropfen weisen im allgemeinen wenigstens einen Vorsprung auf, der als Anschlag gegenüber einem entsprechenden Vorsprung des Hohlraumes, in dem sie untergebracht sind, dient und so ein Herausrutschen verhindert.

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Es ist bekannt, dass ursprünglich die kleinen Zylinder oder Pfropfen auf den Sperr- und Ableitelementen befestigt waren, um so einen gleichbleibenden Dichteffekt während der gesamten Betriebszeit des Elektroventiles zu gewährleisten. Diese Lösung ist jedoch mit einer Anzahl von Mängeln behaftet, wobei insbesondere die Herstellung des Sperr- und Ableitelementes kompliziert wird und darüberhinaus dieses Element nach einer gewissen Zeit nicht mehr zuverlässig arbeitet.

Ein erster Mangel ist dabei dadurch hervorgerufen, dass das Sperr- und Ableitelement in seiner Gesamtheit starr ist, da die kleinen Zylinder oder Pfropfen fest angebracht sind, so dass eine beträchtliche Kraft erforderlich ist, um die Ablaufleitung geschlossen zu halten. Infolgedessen musste der zur Betätigung des Elektroventiles dienende Elektromagnet entsprechend gross dimensioniert werden, was natürlich einen erhöhten Stromverbrauch nach sich zieht.

Ein weiteres Problem ist in der grossen Genauigkeit zu sehen, mit der die bekannten Sperr- und Ableitelemente hergestellt werden mussten, und zwar insbesondere bezüglich der Anbringung des kleinen Zylinders bzw. Pfropfens im Bereich der Ablauföffnung. Es ist ja bekannt, dass das Sperr- und Ableitelement in der Betriebsstellung, d.h. dann, wenn die Magnetspule erregt ist, einwandfrei auf einem metallischen Gegenkern des Ventilgehäuses aufliegen muss, um eine Schliessung des magnetischen Kreises des Elektroventiles zu bewirken. Infolgedessen wurde der kleine Zylinder oder Pfropfen an der Ablauföffnung an einer Stelle angebracht, die hinsichtlich der Endfläche des Sperr- und Ableitelementes zurückversetzt war. Infolgedessen musste natürlich das auf das Sperr- und Ableitelemente zu weisende Ende der Ablaufleitung erhaben ausgebildet werden. Dies ist aber mit erheblichen Schwie-

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rigkeiten verbunden, da genaue Bearbeitungstoleranzen einzuhalten sind.

Schliesslich ist zu berücksichtigen, dass Elektroventile mit einem Sperr- und Ableitelement der vorstehend erläuterten Art nach einer gewissen Zeit eine einwandfreie Abdichtung nicht mehr gewährleisten können, und zwar insbesondere beim Verschliessen der Ablauföffnung, so dass häufig Druckflüssigkeit verloren ging oder auslief.

Um die vorstehend erläuterten Missstände zu beheben, wurde auch bereits daran gedacht, ein Sperr- und Ableitelement zu entwickeln, bei dem der kleine Zylinder oder Pfropfen im Bereich der Ablauföffnung nicht fest angebracht wurde, sondern mit einer begrenzten Verlagerungsmöglichkeit, um so einen einwandfreien Kontakt zwischem dem Sperr- und Ableitelement und dem Gegenkern zu gewährleisten und damit eventuelle, herstellungsbedingte Ungenauigkeiten sowie den unvermeidlichen Verschleiss auszugleichen.

Zur Lösung dieses Problems wurde versucht, ein Sperr- und Ableitelement mit einer in Längsrichtung verlaufenden Aussparung zu entwickeln, in deren Innerem eine Feder untergebracht ist, die mit ihren Enden auf die kleinen Zylinder oder Pfropfen einwirkt. Diese Feder bewirkt, dass die kleinen Zylinder insgesamt elastisch erscheinen. Weiterhin kann der kleine Zylinder an der Ablauföffnungs-Seite zeitweise zurückgezogen werden, wenn er diese Öffnung verschliessen soll. Ein derartiges Vorgehen bringt aber beträchtliche Schwierigkeiten bezüglich der Herstellung des Sperr- und Ableitelementes und des Auswechselns der Zylinder bei Verschleiss mit sich.

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Bei Sperr- und Ableitelementen dieser Art musste nämlich ein Metallblättchen als Unterstützung für den kleinen Zylinder oder Pfropfen an der Einlassöffnung eingebaut werden.

Allerdings wurde auch bereits versucht, diese Notwendigkeit dadurch auszuschalten, dass im Inneren der Sperr- und Ableitelemente zwei Federn untergebracht wurden, und zwar jeweils eine für jeden der kleinen Zylinder oder Pfropfen.

All den bekannten Ausführungsformen, die von Hersteller zu Hersteller unterschiedlich sind, ist gemeinsam, dass erhebliche Herstellungsschwierigkeiten auftreten und die Produktion der Sperr- und Ableitelemente erschwert ist. Ausserdem war es für das nach einer gewissen Zeit unvermeidliche Auswechseln der kleinen Zylinder oder Pfropfen notwendig, schwer voneinander zu trennende Teile zu demontieren, weshalb es vorgezogen wurde, das gesamte Sperr- und Ableitelement zu ersetzen, anstatt nur die kleinen Zylinder oder Pfropfen auszuwechseln. Diese Zylinder oder Pfropfen waren häufig am Sperr- und Ableitelement eingespannt oder festgeklebt, weshalb ihre Entfernung äusserst schwierig war. In einigen Fällen und bei besonders komplizierten Ausführungsformen musste man Spezialwerkzeuge verwenden, deren Anschaffung für den Benutzer des Elektroventiles wirtschaftlich unrentabel war.

Ein weiterer Mangel der Sperr- und Ableitelemente der bekannten Art beruht darauf, dass bei Vorhandensein der inneren Längsaussparung zur Unterbringung der Feder der Metall-Querschnitt des Sperr- und Ableitelementes beachtlich verringert wird. Als Folge davon ist die Magnetflussdichte in dem Element beträchtlich, was zu einer starken Erhitzung führt, die die kleinen, zur Abdichtung dienenden Zylinder oder Propfen beschädigen kann.

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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Sperr- und Ableitelement für normalerweise geschlossene Elektroventile mit drei Öffnungen vorzuschlagen, bei dem die vorstehend erläuterten Mangel des Standes der Technik nicht auftreten, d.h. insbesondere eine leichte Auswechslung der Dichtglieder möglich und eine einwandfreie Funktion gewährleistet ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung bei einem Sperr- und Ableitelement der eingangs erwähnten Art vorgeschlagen, dass die Dichtglieder von einem einzigen, den Körper des Sperr- und Ableitelementes axial durchsetzenden, in ihm lose gelagerten Formstück gebildet sind, dessen Länge etwas grosser als die des Körpers ist. Vorzugsweise besteht das Formstück aus Gummi oder einem wirkungsgleichen Werkstoff und ist etwa zylindrisch mit zwei Abschnitten unterschiedlichen Durchmessers ausgebildet, wobei der Abschnitt grösseren Durchmessers an der der Einlassleitung benachbarten Seite des Körpers angeordnet ist.

Das Sperr- und Ableitelement gemäss der Erfindung ist äusserst einfach herstellbar und das die Dichtglieder bildende Formstück kann sehr einfach angebracht werden, da keine Federn oder Halterungsblättchen erforderlich sind. Die Anbringung des Formstückes wird auch dadurch erleichtert, dass dieses lose im Körper des Sperr- und Ableitelementes untergebracht ist. In gleicher Weise ist auch ein Auswechseln des Formstückes sehr leicht möglich, da dieses nur aus dem Sperr- und Ableitelement herausgenommen werden muss.

Der Verzicht auf eine Feder gestattet eine Verringerung des Querschnittes der Aussparung im Körper des Sperr- und Ableitelementes, wodurch sich eine geringere Magnetflussdichte und damit eine geringere Aufheizung ergibt. Schliesslich ist noch zu erwähnen, dass das Formstück gemäss der Erfin-

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dung einfacher hergestellt werden kann als die herkömmlichen kleinen Zylinder oder Pfropfen. Dieses Formstück ist Ja praktisch glatt und ohne Vorspränge, über die die bisher gebräuchlichen Zylinder oder Pfropfen verfügen, ausgebildet.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeisoiles anhand der Zeichnung.

Es zeigen:

Figur 1 einen Querschnitt durch ein Elektroventil in Ruhestellung, welches mit einem Sperr- und Ableitelement gemäss der Erfindung ausgestattet ist, und

Figur 2 einen Querschnitt des Elektroventiles gemäss Figur 1 in Betriebsstellung.

In der Zeichnung ist ein normalerweise (in Ruhestellung) geschlossenes Elektroventil mit drei Öffnungen veranschaulicht, das ein Ventilgehäuse 1 aufweist, das aus einem im wesentlichen zylindrischen Körper mit einer Einlassöffnung 2 für eine unter Druck stehende Flüssigkeit, einer aus dem Ventil herausführenden Öffnung 3_f die die Flüssigkeit zu einem verbrauchenden Gerät leitet, sowie einer Ableitöffnung 4 für unter Druck stehende Flüssigkeit, die aus dem Verbraucher-Gerät herausströmt, wenn die Einlassöffnung 2 verschlossen ist, besteht.

Im Inneren des Ventilgehäuses 1 ist ein Sperr- und Ableitelement 5 vorgesehen, das abwechselnd die Einlassöffnung 2 bzw. die Ableitöffnung 4 durch eine weiter unten beschriebene elektromagnetische Ausrüstung verschliesst. Durch Verschliessen der Einlassöffnung 2 bzw. der Ableitöffnung 4

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kann jeweils die in der aus dem Ventil herausführenden Leitung zurückströmende Flüssigkeit zur Ableitöffnung 4 bzw. die Flüssigkeit von der Einlassöffnung 2 zu der zum Verbraucher führenden Öffnung 3 des Ventiles geleitet werden.

Die Bewegung des Sperr- und Ableitelementes erfolgt elektromagnetisch. Zu diesem Zweck verfügt das Elektroventil über eine Erregerspule 6, deren Wicklung koaxial zum Sperr- und Ableitelement 5 verläuft. Im Inneren der Erregerspule 6 ist ausserdem ein metallischer Gegenkern 7 vorgesehen, in dessen Innerem die Ableitöffnung 4 angebracht ist, und der am Gehäuse 1 des Elektroventiles mittels eines Sperringes 8 befestigt ist, der auf einen Vorsprung 9 des Gegenkerns 7 selbst aufgeschraubt ist.

Das Sperr- und Ableitelement 5 besteht aus einem im wesentlichen zylindrischen Körper 10, auf dessen äusserer Oberfläche in bekannter Weise eine Reihe von längsverlaufenden Rillen 11 vorgesehen ist, um so den Durchfluss von unter Druck stehender Flüssigkeit zu der aus dem Ventil führenden Leitung 4 zu ermöglichen, und zwar wenn das Elektroventil sich in Ruhestellung befindet, d.h. also die Erregerspule 6 nicht von Strom durchflossen ist.

Das Sperr- und Ableitelement 5 ist an seinem der Einlassöffnung 2 benachbarten Ende mit einem im wesentlichen runden Vorsprung 12 versehen, der dazu dient, eine Feder 13 zu halten, deren anderes Ende an einem Vorsprung 14 des Ventilgehäuses 1 anliegt. Die Feder 13 drückt elastisch das Sperr- und Ableitelement 5 gegen die Einlassöffnung 2, wodurch diese verschlossen wird, wenn die Erregerspule 6 nicht von Strom durchflossen ist.

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Die Dichtglieder des Sperr- und Ableitelementes 5 zum Verschliessen der Einlassöffnung 2 und der Ableitöffnung 4 sind von einem Formstück gebildet, das einen im wesentlichen zylindrischen Körper 15 aufweist, welcher innerhalb einer längsverlaufenden Aussparung des Körpers 10 des Sperr- und Ableitelementes 5 gelagert ist. Der zylindrische Körper 15 weist eine Länge auf, die geringfügig grosser ist als die der Aushöhlung des Körpers 15 und hat ausserdem zwei Abschnitte verschiedenen Durchmessers, und zwar einen kleineren Abschnitt 16 und einen grösseren Abschnitt 17, die entsprechend unterschiedlichen Durchmessern der Längsaushöhlung des Körpers 10 des Sperr- und Ableitelementes 5 entsprechen. Die Länge des Abschnittes 16 mit kleinerem Durchmesser ist viel grosser als die Länge des Abschnittes 17 mit grösserem Durchmesser. Dieser Abschnitt 17 ist an der Seite der Einlassöffnung 2 angeordnet.

Das Formstück 15 besteht aus Gummi und ist in den Körper des Sperr- und Ableitelementes 5 frei eingesetzt, was einerseits ein leichtes Zerlegen und andererseits eine leichte Anpassung an die Betriebsbedingungen ermöglicht. Der Gummikörper 15 kann sich auch beschränkt bewegen, was in vorteilhafter Weise die elastischen Mittel der herkömmlichen Sperr- und Ableitelemente ersetzt. Wie besonders aus Figur 2 hervorgeht, ist der Gummikörper 15 in der Betriebsstellung leicht in Richtung auf die Ableitöffnung 4 hin verschoben und wird in dieser Stellung durch die unter Druck stehende Flüssigkeit gehalten, die aus der Einlassöffnung 2 zu der aus dem Ventil führenden Öffnung 3 fliesst. Wie weiterhin aus Figur 2 ersichtlich ist, liegt der Körper 5 des Sperr- und Ableitelementes einwandfrei auf dem Gegenkern 7 auf, womit Probleme der Überhitzung der Erregerspule 6 und des Summens beim Betrieb des Elektroventiles ausgeschaltet werden.

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Die Position des Gummikörpers 15 stellt sich selbsttätig ein, da er im Inneren des Körpers 10 sich frei bewegen kann, was eventuelle herstellungsbedingte Ungenauigkeiten und insbesondere die Ungenauigkeiten, die durch Verschleiss an seinen Enden entstehen, ausgleicht. Tatsächlich kann, wie es bekannt ist, das Sperr- und Ableitelement 5 während der durchschnittlichen Betriebszeit eines Elektroventiles der fraglichen Art eine Anzahl von Arbeitsschritten erreichen, die in die Millionen geht.

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Claims (2)

Patentansprüche:

1. Sperr- und Ableitelement für ein in Ruhestellung geschlossenes Elektroventil mit drei Öffnungen, welches einen etwa zylindrischen Körper, der innerhalt» des Ventilgehäuses elektromagnetisch zwischen zwei Stellungen bewegbar ist, in deren einer eine Einlassleitung und in deren anderer eine Ablaufleitung verschlossen ist, sowie die Öffnungen der Einlass- und Ablaufleitung entsprechend abdeckende Dichtglieder aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtglieder von einem einzigen, den Körper (10) des Sperr- und Ableitelementes (5) axial durchsetzenden, in ihm lose gelagerten Formstück (15) gebildet sind, dessen Länge etwas grosser als die des Körpers ist.

2. Sperr- und Ableitelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Formstück (15) aus Gummi oder einem wirkungsgleichen Werkstoff besteht und etwa zylindrisch mit zwei Abschnitten (16, 17) unterschiedlichen Durchmessers ausgebildet ist, wobei der Abschnitt (17) grösseren Durchmessers an der der Einlassleitung (Z) benachbarten Seite des Körpers (10) angeordnet ist.

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