DE3722009A1 - Elektromagnetisch betaetigbares 3/2-wegeventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch betätigbares 3/2-Wegeventil zur wahlweisen Verbindung eines Ausgangsan­ schlusses mit einem ersten oder einem zweiten Eingangsan­ schluß, wobei die Verbindung über eine Ventilkammer er­ folgt, an die der Ausgangsanschluß direkt und die Ein­ gangsanschlüsse über je einen mittels eines beweglichen Ventilschließkörpers absperrbaren bzw. freigebbaren Dicht­ sitz angeschlossen sind, sowie mit einem Elektromagneten, in dessen Gehäuse eine Magnetwicklung sowie ein verschieb­ bar angeordneter Magnetanker vorgesehen sind, der bei Er­ regung des Elektromagneten über einen Ventilbetätigungs­ stößel den Ventilschließkörper betätigt, in dessen Ruhe­ lage eine Verbindung zwischen dem zweiten Eingangsanschluß und dem Ausgangsanschluß besteht.

Um bei einem solchen 3/2-Wegeventil auch Anschlüsse ver­ hältnismäßig großer Querschnitte bei der Verwendung eines Magneten vertretbarer Baugröße zuverlässig schalten zu können, erfolgt gemäß dem Hauptpatent die Betätigung des Ventilschließkörpers mittels eines schwenkbar gelagerten Betätigungshebels, in dessen erstem bzw. zweitem Angriffs­ punkt der Magnetanker bzw. der Ventilbetätigungsstößel angelenkt sind.

Weniger vorteilhaft anzusehen ist bei dem vorbekannten 3/2-Wegeventil, insbesondere bei dessen Einsatz als Umschaltventil einer vakuumunterstützten Antiblockier- Bremsanlage, dessen starke Vakuumundichtheit beim Umschalten, da bei der Bewegung des Ventilschließkörpers die beiden Eingangsanschlüsse und der Ausgangsanschluß kurzzeitig miteinander verbunden sind. Dadurch wird der Volumenbedarf an Vakuum erhöht und die Druckumschalt­ funktion erheblich beeinträchtigt.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektromagnetisch betätigbares 3/2-Wegeventil der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art dahingehend zu verbessern, daß die oben erwähnte kurzzeitige Verbindung der Anschlüsse nicht stattfinden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ventilschließkörper durch ein elastisches Ventilglied ge­ bildet ist, dessen Dichtfläche in Ruhestellung mittels einer Druckfeder in Richtung auf den ersten Dichtsitz zu vorgespannt ist, wobei während der Betätigung eine Zwischenstellung des Ventilgliedes vorgesehen ist, in der die beiden Dichtsitze gleichzeitig geschlossen sind. Durch diese Maßnahme wird eine Überschneidung der Öffnungs­ stellungen der beiden Dichtsitze weitgehendst vermieden und dadurch die Funktionssicherheit des 3/2-Wegeventils erheblich erhöht. Außerdem wird dadurch eine extrem ge­ räuscharme Arbeitsweise des erfindungsgemäßen 3/2-Wege­ ventils erreicht.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsge­ genstandes ist der erste Dichtsitz an einem auf dem Betätigungsstößel befestigten Ventilteller ausgebildet, der mittels einer Rückstellfeder in Richtung auf das Ven­ tilglied zu vorgespannt ist, wobei der Betätigungsstößel eine axiale Verlängerung aufweist, die in einem Ventilge­ häuse verschiebbar geführt ist. Dadurch wird eine erheb­ liche Erhöhung der Funktionssicherheit erreicht da die Gefahr einer Verklemmung des Ventilbetätigungsstößels beim Verschwenken des Betätigungshebels weitgehend vermieden wird.

Eine andere vorteilhafte Ausführungsart der Erfindung sieht vor, daß das Ventilglied rotationssymmetrisch aus­ gebildet und an seinem dem ersten Dichtsitz abgewandten Ende innerhalb des ersten Eingangsanschlusses befestigt ist. Die Befestigung erfolgt dabei mittels einer zylin­ drischen Anschlaghülse, die gleichzeitig zur Führung des Ventilgliedes dient. Diese Maßnahme ermöglicht eine be­ sonders kompakte Ausführung des Erfindungsgegenstandes.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.

Die einzige Figur zeigt das erfindungsgemäße 3/2-Wege­ ventil im Längsschnitt.

Das in der Figur dargestellte elektromagnetisch betätig­ bare 3/2-Wegeventil weist in einem Ventilgehäuse 31 einen ersten Eingangsanschluß 11, einen zweiten Eingangsanschluß 12 sowie einen Ausgangsanschluß 10, deren Anordnung bei der gezeigten Ausführung vorzugsweise so getroffen ist, daß die Symmetrieachsen 32, 34 der beiden Eingangs­ anschlüsse 11, 12 senkrecht zueinander stehen, wobei die Achse 33 des Ausgangsanschlusses 10 mit der Symmetrieachse 32 des ersten Eingangsanschlusses 11 einen rechten Winkel einschließt. Alle drei Anschlüsse 10, 11, 12 weisen vor­ zugsweise gleich große Querschnittsflächen auf. Den Über­ gang der drei Anschlüsse 10, 11, 12 ineinander bildet eine Ventilkammer 20, in der sich sowohl ein erster ring­ förmiger Dichtsitz 16 und ein zweiter ringförmiger Dicht­ sitz 17 als auch ein mit den beiden Dichtsitzen 16, 17 zusammenwirkender Ventilschließkörper befinden. Während der zweite Dichtsitz 17 im Ventilgehäuse 31 ausgeformt ist, ist der erste Dichtsitz 16 an einem Ventilteller 6 ausgebildet, der auf einem Betätigungsstößel 8 unver­ schiebbar angeordnet ist, dessen Verlängerung 28 in einer im Ventilgehäuse 31 vorgesehenen Führung 13 geführt ist. Der Ventilschließkörper wird durch ein elastisches rotationssymmetrisches Ventilglied 9 gebildet, das an einem Ende innerhalb des ersten Eingangsanschlusses 11 befestigt ist, während sein anderes Ende eine Dichtfläche 27 bildet, die mittels einer Druckfeder 21 gegen den ersten Dichtsitz 16 gedrückt wird. Der Ventilteller 6 wird mittels einer Rückstellfeder 19 nach unten gegen die Dichtfläche 27 gedrückt. Das Ventilglied 9 wird dabei mittels einer Anschlaghülse 22 befestigt, die gleichzeitig zu dessen Führung und Anschlag in Ruhestellung dient. Das andere Ende der Rückstellfeder 19 stützt sich an einer im Ventilgehäuse 31 ausgebildeten Abstützfläche 29 ab, während das der Dichtfläche 27 abgewandte Ende der Druck­ feder 21 an einer radialen Ringfläche 35 der Anschlaghülse 22 zur Anlage kommt. Der zur Betätigung der Ventil­ anordnung vorgesehene Ventilbetätigungsstößel 8 ist in einem zweiten Angriffspunkt 26 eines Betätigungshebels 18 schwenkbar angelenkt, der seinerseits von einem Elektro­ magneten 30 betätigt wird.

Der Elektromagnet 30 ist dabei durch ein mittels eines Deckels 15 verschlossenes Gehäuse 1 gebildet, in dessen Innenraum ein Magnetwicklungsträger 2 mit einer darauf aufgewickelten Magnetwicklung 3 angeordnet ist, die mittels Kontaktfahnen 7 an eine geeignete Spannungsquelle angeschlossen wird. Die Magnetwicklung 3 dient zum Verschieben eines Magnetankers 4, der in einer Führungs­ hülse 14 geführt und mit einem Betätigungselement 5 kraft- und formschlüssig verbunden ist. Das Betätigungs­ element 5 ist dabei in einem ersten Angriffspunkt 25 des Betätigungshebels 18 angelenkt, der an einem gehäusefesten Drehpunkt 24 schwenkbar gelagert ist, wobei die beiden Angriffspunkte 25, 26 vorzugsweise als Langlöcher ausge­ bildet sein können. Der Hub h des Magnetankers 4 wird durch eine im Gehäuse 1 ausgebildete radiale Anschlag­ fläche 23 begrenzt.

Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen elektromagnetisch betätigbaren 3/2-Wegeventils ist folgende:

Bei nicht erregtem Elektromagneten 30 befindet sich das Ventilglied 9 infolge der Wirkung der Rückstellfeder 19 in der in der Zeichnung gezeigten Ruhestellung, so daß eine Verbindung zwischen dem zweiten Eingangsanschluß 12 und dem Ausgangsanschluß 10 besteht. Wird nun an die Magnetwicklung 3 eine Spannung angelegt, so wirkt auf den Magnetanker 4 eine Magnetkraft, die größer sein muß als die von der Rückstellfeder 19 unter Berücksichtigung der Hebelübersetzung aufgebrachte Rückstellkraft. Unter der Wirkung der Magnetkraft bewegt sich der Magnetanker 4 in der Zeichnung nach oben und zieht das Betätigungselement 5 mit. Dadurch wird der Betätigungshebel 18 nach oben ver­ schwenkt, so daß auch der Betätigungsstößel 8 mit dem Ventilteller 6 sich nach oben bewegen. Dieser Bewegung folgt unmittelbar auch die unter Vorspannung stehende Dichtfläche 27 des Ventilschließgliedes 9, so daß der erste Dichtsitz 16 während der Anfangsphase des Umschalt­ vorganges geschlossen bleibt. In einer daran anschließen­ den Zwischenstellung wird auch der zweite Dichtsitz 17 verschlossen, wonach im Verlauf einer weiteren Bewegung der erste Dichtsitz 16 von der Dichtfläche 27 abgehoben wird. Damit wird das Umschalten des erfindungsgemäßen 3/2-Wegeventils beendet und eine Verbindung zwischen dem ersten Eingangsanschluß 11 und dem Ausgangsanschluß 10 hergestellt. Beim Abschalten der auf die Magnetwicklung 3 wirkenden Spannung läuft der beschriebene Vorgang in umgekehrter Reihenfolge ab.

Bezugszeichenliste

 1 Gehäuse
 2 Wicklungsträger
 3 Magnetwicklung
 4 Magnetanker
 5 Betätigungselement
 6 Ventilteller
 7 Kontaktfahne
 8 Betätigungsstößel
 9 Ventilglied
10 Ausgangsanschluß
11 1. Eingangsanschluß
12 2. Eingangsanschluß
13 Führung
14 Führungshülse
15 Deckel
16 1. Dichtsitz
17 2. Dichtsitz
18 Betätigungshebel
19 Rückstellfeder
20 Kammer
21 Druckfeder
22 Anschlaghülse
23 Anschlagfläche
24 Drehpunkt
25 Angriffspunkt
26 Angriffspunkt
27 Dichtfläche
28 Verlängerung
29 Abstützfläche
30 Elektromagnet
31 Ventilgehäuse
32 Symmetrieachse
33 Achse
34 Symmetrieachse
35 Ringfläche

Claims (7)

1. Elektromagnetisch betätigbares 3/2-Wegeventil zur wahlweisen Verbindung eines Ausgangsanschlusses mit einem ersten oder einem zweiten Eingangsanschluß, wo­ bei die Verbindung über eine Ventilkammer erfolgt, an die der Ausgangsanschluß direkt und die Eingangsan­ schlüsse über je einen mittels eines beweglichen Ventilschließkörpers absperrbaren bzw. freigebbaren Dichtsitz angeschlossen sind, sowie mit mindestens einem Elektromagneten, in dessen Gehäuse eine Magnet­ wicklung sowie ein verschiebbar angeordneter Magnet­ anker vorgesehen sind, der bei Erregung des Elektro­ magneten über einen Ventilbetätigungsstößel den Ven­ tilschließkörper betätigt, in dessen Ruhelage eine Verbindung zwischen dem zweiten Eingangsanschluß und dem Ausgangsanschluß besteht, nach Patent . . . (Patentanmeldung 37 19 785.1) dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Ventilschließkörper durch ein elastisches Ventilglied (9) gebildet ist, dessen Dichtfläche (27) in Ruhestellung mittels einer Druckfeder (21) in Richtung auf den ersten Dichtsitz (16) zu vorgespannt ist, wobei während der Betätigung eine Zwischenstellung des Ventilgliedes (9) vorge­ sehen ist, in der die beiden Dichtsitze (16, 17) gleichzeitig geschlossen sind.

2. Elektromagnetisch betätigbares 3/2-Wegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Dichtsitz (16) an einem auf dem Betäti­ gungsstößel (8) befestigten Ventilteller (6) ausge­ bildet ist, der mittels einer Rückstellfeder (19) in Richtung auf das Ventilglied (9) zu vorgespannt ist.

3. Elektromagnetisch betätigbares 3/2-Wegeventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Betätigungsstößel (8) eine axiale Ver­ längerung (28) aufweist, die in einem Ventilgehäuse (31) verschiebbar geführt ist.

4. Elektromagnetisch betätigbares 3/2-Wegeventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellfeder (19) zwischen dem Ventilteller (6) und einer im Ventilgehäuse (31) ausgebildeten Abstützfläche (29) angeordnet ist, und die Verlängerung (28) umgibt.

5. Elektromagnetisch betätigbares 3/2-Wegeventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Ventilglied (9) rotationssymmetrisch ausgebildet und an seinem dem ersten Dichtsitz (16) abgewandten Ende innerhalb des ersten Eingangsanschlusses (11) befestigt ist.

6. Elektromagnetisch betätigbares 3/2-Wegeventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung des Ventilgliedes (9) mittels einer zylindrischen Anschlaghülse (22) erfolgt, die gleich­ zeitig zu dessen Führung dient.

7. Elektromagnetisch betätigbares 3/2-Wegeventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die die Dichtfläche (27) des Ventilgliedes (9) vor­ spannende Druckfeder (21) an der Anschlaghülse (22) abgestützt ist.