DE112017002551T5

DE112017002551T5 - Elektromagnetventil

Info

Publication number: DE112017002551T5
Application number: DE112017002551.6T
Authority: DE
Inventors: Shinichi Yoshimura; Kazuhiro Umeda
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 2016-05-19
Filing date: 2017-05-10
Publication date: 2019-02-21
Also published as: MX2018014192A; RU2733142C2; TW201812200A; RU2018144812A; CN109154401A; US20190277421A1; JP2017207159A; CN109154401B; JP6732202B2; KR102262070B1; RU2018144812A3; TWI731075B; BR112018072418A2; WO2017199804A1; KR20190007441A; US10781935B2

Abstract

[Aufgabe] Die weitgehende Verhinderung einer Veränderung der Durchflussrate eines durch einen Ventilsitz strömenden Fluids oder des Ansprechverhaltens eines Elektromagnetventils durch Verringern einer äußeren Kraft, beispielsweise einer Kompressionskraft, die auf eine Ventilscheibe ausgeübt wird, wenn die Ventilscheibe auf dem Ventilsitz aufsetzt, und die Verhinderung des Verschleißes oder der irreversiblen Deformierung der Ventilscheibe durch wiederholtes Aufbringen der äußeren Kraft auf die Ventilscheibe.
[Lösung] Ein Ventilbetätigungselement 40 umfasst einen Ventilhalteabschnitt (Haltearm 45), welcher eine Ventilscheibe 3 hält, wobei sich die Ventilscheibe 3 relativ zu dem Ventilbetätigungselement 40 in einer Richtung einer Achse L bewegen kann. Ein elastisches Element 26 ist innerhalb eines Ventilkastens 11 vorgesehen. Das elastische Element 26 drängt die Ventilscheibe 3 ständig zu dem Ventilsitz in der Richtung der Achse L, um ein Aufsetzen der Ventilscheibe 3 auf dem Ventilsitz durch eine Vorspannkraft zu bewirken. Der Ventilhalteabschnitt umfasst einen Ventileingriffsabschnitt 73, der mit einem Angriffsabschnitt 4 der Ventilscheibe 3, die auf dem Ventilsitz 12 aufsitzt, in Eingriff steht, und hebt die Ventilscheibe 3 von dem Ventilsitz ab. Wenn die Ventilscheibe 3 auf dem Ventilsitz aufsitzt, steht der Ventileingriffsabschnitt 73 in der Richtung der Achse L nicht in Kontakt mit der Ventilscheibe 3.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Elektromagnetventil (Magnetventil), das eine Ventilscheibe in einer Richtung verschiebt, in welcher ein beweglicher Kern durch Erregung eines Elektromagneten verschoben wird, um dadurch Verbindungszustände zwischen mehreren Anschlüssen zu ändern.
Stand der Technik
Ein Elektromagnetventil, das eine Ventilscheibe in einer Richtung verschiebt, in welcher ein beweglicher Kern durch Erregung eines Elektromagneten verschoben wird, um dadurch Verbindungszustände zwischen mehreren Anschlüssen zu ändern, ist bereits allgemein bekannt, wie in dem Patentdokument (PTL) 1 beschrieben.
Das in PTL 1 beschriebene Elektromagnetventil weist einen Ventilhalteabschnitt (Ventilscheibe) auf, der an einem Ende des beweglichen Kerns in einer axialen Richtung befestigt ist, wobei der Ventilhalteabschnitt eine Ventilscheibe (elastischer Abschnitt) aus einem Harz- oder Kunststoffmaterial aufweist. Eine Ventilkammer, welche den Ventilhalteabschnitt und die Ventilscheibe aufnimmt, ist in einem Ventilkörper ausgebildet. Mehrere Anschlüsse stehen mit der Ventilkammer in Verbindung. In einer Bodenfläche der Ventilkammer ist eine Öffnung ausgebildet, die mit einem der Anschlüsse in Verbindung steht. Den Umfang der Öffnung umgebend ist ein Ventilsitz vorgesehen, zu und weg von dem sich die Ventilscheibe bewegt.
Wie oben beschrieben wurde, ist bei dem bekannten Elektromagnetventil die Ventilscheibe an dem Ventilhalteabschnitt vorgesehen, der an dem beweglichen Kern befestigt ist. Die Ventilscheibe bewegt sich zu und weg von dem Ventilsitz. Der bewegliche Kern und die Ventilscheibe werden gemeinsam betätigt. Wenn die Ventilscheibe an dem Ventilsitz anschlägt, um darauf aufzusetzen, bewirkt somit die kinetische Energie des beweglichen Kerns eine höhere äußere Kraft, wie eine Kompressionskraft, die in der axialen Richtung direkt auf die Ventilscheibe ausgeübt wird. Wenn auf die Ventilscheibe wiederholt eine solche hohe äußere Kraft ausgeübt wird, kann die Ventilscheibe verschleißen oder irreversibel deformiert (permanent deformiert) werden, so dass sich ihre Dimensionen in der axialen Richtung mit der Zeit ändern. Daher kann sich der Hub des beweglichen Kerns, das heißt der Abstand von dem Ventilsitz zu der Ventilscheibe, verändern, und die Durchflussrate eines durch den Ventilsitz fließenden Fluides oder das Ansprechverhalten des Elektromagnetventils können sich verändern.
Zitierte Dokumente
Patentliteratur
PTL 1 ungeprüfte japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2003-172472
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Es ist eine technische Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Elektromagnetventil vorzuschlagen, das eine Ventilscheibe durch Verschieben eines beweglichen Kerns aufgrund der Erregung eines Elektromagneten betätigt, wobei das Elektromagnetventil eine äußere Kraft, beispielsweise eine Kompressionskraft, die auf die Ventilscheibe, die auf einem Ventilsitz aufsetzen soll, ausgeübt wird, verringert, um einen Verschleiß oder eine irreversible Deformierung der Ventilscheibe durch die äußere Kraft, die wiederholt auf die Ventilscheibe ausgeübt wird, zu verhindern, und um soweit wie möglich zu verhindern, dass sich die Durchflussrate des durch den Ventilsitz fließenden Fluids oder das Ansprechverhalten des Elektromagnetventils verändert.
Lösung der Aufgabe
Zur Lösung der oben genannten Aufgabe umfasst ein Elektromagnetventil gemäß der vorliegenden Erfindung ein Ventilbetätigungselement mit einem beweglichen Kernabschnitt, der sich in Reaktion auf die Erregung eines Elektromagneten in einer axialen Richtung verschiebt, einen Ventilkörper mit einer Mehrzahl von Anschlüssen, in die oder aus denen ein unter Druck stehendes Fluid strömt, und einen Ventilkasten, mit welchem die Anschlüsse in Verbindung stehen, sowie eine Ventilscheibe, die in dem Ventilkasten aufgenommen ist und die sich in Reaktion auf die Verschiebung des Ventilbetätigungselements in der axialen Richtung zu und weg von einem Ventilsitz in dem Ventilkasten verschiebt, um Verbindungszustände zwischen den Anschlüssen zu ändern. Das Ventilbetätigungselement umfasst einen Ventilhalteabschnitt, welcher die Ventilscheibe trägt, wobei sich die Ventilscheibe relativ zu dem Ventilbetätigungselement in der axialen Richtung verschieben kann. Der Ventilhalteabschnitt weist ein freies (distales) Ende und ein Basisende an seinen beiden Seiten in der axialen Richtung auf, und das Basisende des Ventilhalteabschnitts ist mit einem Ende des beweglichen Kernabschnitts in der axialen Richtung verbunden. Innerhalb des Ventilkastens ist ein elastisches Element vorgesehen. Das elastische Element drängt die Ventilscheibe mit einer Vorspannkraft konstant in der axialen Richtung zu dem Ventilsitz, um ein Aufsetzen der Ventilscheibe auf dem Ventilsitz zu bewirken. Der Ventilhalteabschnitt weist einen Ventileingriffsabschnitt auf. Der Ventileingriffsabschnitt tritt in Eingriff mit einem Angriffsabschnitt der Ventilscheibe, die auf dem Ventilsitz aufsetzt, wenn sich das Ventilbetätigungselement in einer Richtung entgegengesetzt zu der Richtung, in welcher das elastische Element die Ventilscheibe drängt, verschiebt, und trennt die Ventilscheibe von dem Ventilsitz entgegen einer Vorspannkraft des elastischen Elements. Wenn die Ventilscheibe auf dem Ventilsitz aufsetzt, weil das Ventilbetätigungselement sich in der Richtung verschiebt, in welcher das elastische Element die Ventilscheibe drängt, steht der Ventileingriffsabschnitt nicht in Kontakt mit der Ventilscheibe.
Somit kann verhindert werden, dass die kinetische Energie des Ventilbetätigungselements einschließlich des beweglichen Kerns direkt auf die Ventilscheibe aufgebracht wird, wenn die Ventilscheibe an dem Ventilsitz anschlägt, um darauf aufzusetzen, so dass die auf die Ventilscheibe in der axialen Richtung aufgebrachte äußere Kraft reduziert werden kann. Dadurch kann ein Verschleiß der Ventilscheibe oder eine irreversible Deformierung (permanente Deformierung) durch die wiederholt auf die Ventilscheibe ausgeübte äußere Kraft verhindert werden, so dass eine mit der Zeit auftretende Änderung der Größe der Ventilscheibe in der axialen Richtung verhindert werden kann. Dementsprechend kann verhindert werden, dass sich der Hub des beweglichen Kerns, das heißt der Abstand von dem Ventilsitz zu der Ventilscheibe verändert. Somit kann soweit wie möglich verhindert werden, dass sich die Durchflussrate des durch den Ventilsitz fließenden Fluids oder das Ansprechverhalten des Elektromagnetventils verändert.
Bei dem oben beschriebenen Elektromagnetventil hat der Ventilhalteabschnitt vorzugsweise eine Positionierungsfläche, die eine flache Oberfläche senkrecht zu einer Achse ist und einer Richtung zugewandt ist, in welcher das elastische Element die Ventilscheibe drängt. Eine Kontaktfläche ist in dem Ventilkasten des Ventilkörpers vorgesehen, wobei die Kontaktfläche eine flache Oberfläche parallel zu der Positionierungsfläche ist, zu und weg von der sich die Positionierungsfläche entsprechend einer Verschiebung des Eisenkernabschnitts bewegt.
Wenn die Ventilscheibe auf dem Ventilsitz aufsetzt, weil sich das Ventilbetätigungselement in der Richtung verschiebt, in welcher das elastische Element die Ventilscheibe drängt, liegt die Positionierungsfläche an der Kontaktfläche an und ein Spalt, der kleiner ist als ein Hub des Ventilbetätigungselements, wird zwischen dem Ventileingriffsabschnitt und dem Angriffsabschnitt der Ventilscheibe gebildet.
Somit wird der bewegliche Kern relativ zu dem Ventilkörper akkurat positioniert, wenn die Ventilscheibe an dem Ventilsitz anschlägt, um darauf aufzusetzen. Dadurch kann das Ansprechverhalten des Elektromagnetventils genauer gesteuert werden.
Hierbei kann der Ventilsitz an einer Bodenwandfläche des Ventilkastens vorgesehen sein, die einem freien Ende des Ventilbetätigungselements zugewandt ist, eine freie Endfläche des Ventilhalteabschnitts kann die Positionierungsfläche bilden und die Kontaktfläche kann an der Bodenwandfläche des Ventilkastens vorgesehen sein.
Außerdem ist vorzugsweise eine Position des Ventileingriffsabschnitts des Kappenelements in der axialen Richtung zwischen der freien Endfläche des Ventilhalteabschnitts und dem Angriffsabschnitt der Ventilscheibe angeordnet.
Das Anwenden irgendeines der oben genannten Gestaltungsmerkmale ermöglicht ein sinnvolleres Design eines Elektromagnetventils.
Bei dem Elektromagnetventil gemäß der vorliegenden Erfindung sind in dem Ventilkasten vorzugsweise ein erster Ventilsitz, der als der Ventilsitz dient, und ein zweiter Ventilsitz, der so vorgesehen ist, dass er dem ersten Ventilsitz in der axialen Richtung zugewandt ist, vorgesehen. Die Ventilscheibe ist in einem Raum zwischen den Ventilsitzen vorgesehen und wird durch das elastische Element konstant zu dem ersten Ventilsitz gedrängt. Der Ventileingriffsabschnitt, der an dem Ventilhalteabschnitt vorgesehen ist, wird aus einer dünnen Platte geformt, die in der axialen Richtung elastisch ist. Der Ventileingriffsabschnitt greift an dem Angriffsabschnitt der Ventilscheibe an, die auf dem ersten Ventilsitz aufsitzt, wenn sich das Ventilbetätigungselement in einer Richtung entgegengesetzt zu der Richtung, in welcher das elastische Element die Ventilscheibe drängt, verschiebt, trennt die Ventilscheibe von dem ersten Ventilsitz entgegen einer Vorspannkraft des elastischen Elements und bewirkt, dass die Ventilscheibe auf dem zweiten Ventilsitz aufsetzt.
Somit wird der an dem Ventilhalteabschnitt vorgesehene Ventileingriffsabschnitt durch eine dünne Platte gebildet, die in der axialen Richtung elastisch ist. Wenn die Ventilscheibe an dem zweiten Ventilsitz anschlägt, um darauf aufzusetzen, kann die auf die Ventilscheibe in der axialen Richtung ausgeübte äußere Kraft durch den Ventileingriffsabschnitt absorbiert und somit reduziert werden. Diese Gestaltung kann daher soweit wie möglich verhindern, dass die Ventilscheibe verschleißt oder irreversibel deformiert (permanent deformiert) wird, wenn eine solche äußere Kraft wiederholt auf die Ventilscheibe ausgeübt wird.
Hierbei kann vorzugsweise der erste Ventilsitz an der Bodenwandfläche des Ventilkastens vorgesehen sein, die dem freien Ende des Ventilhalteabschnitts zugewandt ist.
Das Anwenden einer solchen Gestaltung ermöglicht ein sinnvolleres Design eines Elektromagnetventils.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Wie oben beschrieben wurde, steht bei dem Elektromagnetventil gemäß der vorliegenden Erfindung der Ventileingriffsabschnitt des Ventilbetätigungsabschnitts nicht in Kontakt mit der Ventilscheibe in der axialen Richtung, wenn die Ventilscheibe an dem Ventilsitz anschlägt, um darauf aufzusetzen. Diese Gestaltung kann verhindern, dass die kinetische Energie des Ventilbetätigungselements einschließlich des beweglichen Kerns direkt auf die Ventilscheibe ausgeübt wird und kann dadurch die äußere Kraft, die in der axialen Richtung auf die Ventilscheibe ausgeübt wird, verringern. Somit kann ein Verschleiß oder eine irreversible Deformierung (permanente Deformierung) der Ventilscheibe durch wiederholtes Ausüben einer solchen äußeren Kraft auf die Ventilscheibe verhindert werden, so dass eine mit der Zeit erfolgende Änderung der Dimension der Ventilscheibe in der axialen Richtung vermieden werden kann. Dementsprechend kann verhindert werden, dass sich der Hub des beweglichen Kerns, das heißt der Abstand von dem Ventilsitz zu der Ventilscheibe, verändert. Somit kann eine Veränderung der Durchflussrate eines durch den Ventilsitz fließenden Fluids oder des Ansprechverhaltens des Elektromagnetventils soweit wie möglich vermieden werden.
Figurenliste

1 ist ein seitlicher Schnitt durch ein Elektromagnetventil gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem entmagnetisierten Zustand.
2 ist ein vertikaler Schnitt durch das Elektromagnetventil gemäß 1.
3 ist ein vergrößerter schematischer Schnitt durch einen Hauptabschnitt, der einen Zustand um einen Ventilkasten in 1 zeigt.
4 ist ein seitlicher Schnitt durch das Elektromagnetventil in einem erregten Zustand.
5 ist ein vertikaler Schnitt durch das Elektromagnetventil gemäß 4.
6 ist ein vergrößerter schematischer Schnitt durch einen Hauptabschnitt, der einen Zustand um einen Ventilkasten in 4 zeigt.
7 ist eine schematische perspektivische Explosionsdarstellung von Komponenten, die sich auf einen Magnetabschnitt gemäß der vorliegenden Ausführungsform beziehen.
8 ist ein vergrößerter Schnitt durch einen Abschnitt entlang der Linie VIII-VIII in 4.
9 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Ventilbetätigungselements bevor ein Kappenelement an Haltearmen des Ventilbetätigungselements angebracht wird.
10 ist eine schematische perspektivische Ansicht des Zustands, welcher dem Zustand in 9 folgt, wobei Führungsnuten einer Ventilscheibe auf die Haltearme gesetzt sind.
11 ist eine schematische perspektivische Ansicht des Zustands, welcher dem Zustand in 10 folgt, wobei sich das Kappenelement zwischen den Haltearmen erstreckt.
12 ist eine schematische Ansicht des Zustands, in welchem das Ventilbetätigungselement in einem zentralen Loch eines Spulenkörpers aufgenommen ist.
13 ist eine schematische Draufsicht auf eine Öffnung des Spulenkörpers, die näher bei dem Ventilkörper angeordnet ist.
14 ist ein vergrößerter Schnitt durch einen Hauptabschnitt entlang der Linie XIV-XIV in 1.
15 ist eine schematische perspektivische Ansicht des Zustands, in welchem ein Magnetring an einem Eingriffsvorsprung des Spulenkörpers angebracht ist.

Beschreibung von Ausführungsformen
1 bis 15 zeigen ein Elektromagnetventil gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Elektromagnetventil (Magnetventil) 1 gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst im Wesentlichen einen Hauptventilabschnitt 2 mit einer Ventilscheibe 3 zum Schalten eines Strömungsdurchgangs, durch welchen ein Druckfluid, beispielsweise Luft, strömt, und einen Magnetabschnitt 7, welcher die Ventilscheibe 3 des Hauptventilabschnitts 2 antreibt. Der Hauptventilabschnitt 2 und der Magnetabschnitt 7 sind in Reihe in einer Richtung einer Achse L des Elektromagnetventils 1 miteinander verbunden.
Wie aus den 1 und 2 deutlich wird, umfasst der Hauptventilabschnitt 2 einen Ventilkörper 10 mit einem rechteckigen Querschnitt. In einer ersten Seitenfläche des Ventilkörpers 10 sind ein Zufuhranschluss P, ein Ausgangsanschluss A und ein Auslassanschluss R ausgebildet. Ein Ventilkasten 11, mit welchem der Zufuhranschluss P, der Ausgangsanschluss A und der Auslassanschluss R kommunizieren, ist in dem Ventilkörper 10 ausgebildet. An diesen Anschlüssen ist eine Dichtung 29 angebracht.
Wie in 1 und 4 dargestellt ist, sind ein erster Ventilsitz 12 und ein zweiter Ventilsitz 13, zu und weg von denen sich die Ventilscheibe 3 bewegt, in dem Ventilkasten 11 vorgesehen. Der erste Ventilsitz 12 und der zweite Ventilsitz 13 sind so angeordnet, dass sie einander in der Richtung der Achse L zugewandt sind. Der erste Ventilsitz 12 ist an einer Bodenwandfläche 14 des Ventilkastens 11 so vorgesehen, dass er eine Zufuhrdurchgangsöffnung 15 an einem in Wesentlichen zentralen Abschnitt der Bodenwandfläche umgibt und zu dem Magnetabschnitt 7 vorsteht. Die Zufuhrdurchgangsöffnung 15 kommuniziert mit einem Zufuhrverbindungsdurchgang 16, der näher bei einem Boden des Ventilkörpers 10 ausgebildet ist als die Bodenwandfläche 14. Der Zufuhrverbindungsdurchgang 16 ist mit dem Zufuhrdurchgang P verbunden. Somit kommuniziert der Zufuhrdurchgang P durch die Zufuhrdurchgangsöffnung 15 mit dem Ventilkasten 11.
Andererseits ist der zweite Ventilsitz 13 an einem Halter 17 vorgesehen, der an dem Ventilkasten 11 angebracht ist. Der Halter 17 besteht aus einem Harz- oder Kunststoffmaterial und ist in dem Ventilkasten 11 in einem Abschnitt aufgenommen, der einer Öffnungskante des Ventilkastens 11 näher liegt (näher bei dem Magnetabschnitt 7) als die Ventilscheibe 3. Der Halter 17 umfasst einen ringförmigen äußeren Umfangsabschnitt 20, der auf den inneren Umfangsabschnitt des Ventilkastens 11 passt, und einen Vorsprung 19, der innerhalb des ringförmigen äußeren Umfangsabschnitts 20 so vorgesehen ist, dass er zu dem ersten Ventilsitz 12 vorsteht.
Wie in 1 und 2 dargestellt ist, ist eine Auslassdurchgangsöffnung 21, die mit dem Auslassanschluss R in Verbindung steht, an einem vorderen (End-) Abschnitt des Vorsprungs 19 des Halters 17 ausgebildet. Der zweite Ventilsitz 13, der eine Ringform aufweist, ist um die Auslassdurchgangsöffnung 21 vorgesehen. Eine Ringnut 22 ist in dem ringförmigen äußeren Umfangsabschnitt 20 ausgebildet. Dichtelemente 23 sind an beiden Seiten der Ringnut 22 in der Richtung der Achse L angebracht, um das Innere des Ventilkastens 11 hermetisch abzudichten. Die Ringnut 22 kommuniziert mit einem Auslassverbindungsdurchgang 24, welcher mit der Auslassdurchgangsöffnung 21 in Verbindung steht. Somit steht der Auslassanschluss R mit dem Inneren des Ventilkastens 11 durch die Ringnut 22, den Auslassverbindungsdurchgang 24 und die Auslassdurchgangsöffnung 21 in Verbindung. Zwischen dem Vorsprung 19 und dem ringförmigen äußeren Umfangsabschnitt 20 ist ein Paar von Einsetzlöchern 25 ausgebildet, durch welche ein Paar von Haltearmen 45 eines Ventilbetätigungselements 40, das später beschrieben wird, eingesetzt werden (vgl. 1 und 9).
Wie in 1 und 4 dargestellt ist, ist die Ventilscheibe 3, die ein Sitz- oder Tellerventil ist, in dem Ventilkasten 11 in dem Raum zwischen dem ersten Ventilsitz 12 und dem zweiten Ventilsitz 13 aufgenommen. Die Ventilscheibe 3 ist aus einem Harz- oder Kunststoffmaterial mit einer gewissen Elastizität und Dichteigenschaften, wie einem Gummi, geformt, und weist eine im Wesentlichen rechteckige Form auf. Die Ventilscheibe 3 bewegt sich zu und weg von dem ersten Ventilsitz 12 und dem zweiten Ventilsitz 13, um die Verbindungszustände zwischen den Anschlüssen P, A und R zu ändern. Ein elastisches Element 26, das durch eine Spulenfeder gebildet wird, ist zwischen der Ventilscheibe 3 und dem Halter 17, der an dem Ventilkörper 2 fixiert ist, angeordnet. Das elastische Element 26 drängt die Ventilscheibe 3 konstant zu dem ersten Ventilsitz 12. Wenn der Magnetabschnitt 7 in einem nicht erregten Zustand (entmagnetisierter Zustand) ist, wird die Ventilscheibe 3 durch die Vorspannkraft des elastischen Elements 26 auf dem ersten Ventilsitz 12 aufgesetzt (vgl. 1 bis 3). Bei der vorliegenden Ausführungsform dient das Basisende des Vorsprungs 19 des Halters 17 als ein Federsitz für das elastische Element 26.
Wie in 8 dargestellt ist, weist die Ventilscheibe 3 in den Endflächen in der Breitenrichtung der Ventilscheibe 3 (Links-Rechts-Richtung in 8) ein Paar von Führungsnuten 3a auf, die sich in entgegengesetzten Richtungen öffnen und sich in Richtung der Achse L erstrecken. Wenn ein Paar von Haltearmen 45 des Ventilbetätigungselements 40, das unten beschrieben wird, in die Führungsnuten 3a eingesetzt wird, wird die Ventilscheibe 3 zwischen dem Paar von Haltearmen 45 so gehalten, dass sie in der Richtung der Achse L gleiten kann. Diese Gestaltung mit den Führungsnuten 3a kann verhindern, dass sich die Ventilscheibe 3 in der Richtung senkrecht zu der Achse des Ventilbetätigungselements 40 bewegt und verhindert eine Verschiebung der Achse der Ventilscheibe 3. Somit kann die Ventilscheibe 3 sicher auf dem ersten Ventilsitz 12 und dem zweiten Ventilsitz 13 aufgesetzt werden.
Nachfolgend wird der Magnetabschnitt 7 beschrieben. Wie in 1 und 7 dargestellt ist, weist der Magnetabschnitt 7 eine magnetische Abdeckung 30 mit einem rechteckigen Querschnitt auf mit einem ersten Ende (oberes Ende in 1) in der Richtung der Achse L, die mit einer Kappe 31 verschlossen ist. Wie in 1 dargestellt ist, sind in der magnetischen Abdeckung 30 ein Spulenkörper 60, um den eine Erregerspule 32 gewickelt ist, ein stationärer Kern 35, der an einem zentralen Loch 60a des Spulenkörpers 60 angebracht ist, das Ventilbetätigungselement 40, das so in das zentrale Loch 60a eingesetzt ist, dass es in Richtung der Achse L gleiten kann, und ein Magnetring 80, der an einem Ende des Spulenkörpers 60 in der Nähe des Ventilkörpers 2 so vorgesehen ist, dass er die Öffnung des zentralen Loches 60a umgibt, vorgesehen. Wie in 1 und 4 dargestellt ist, sind zwischen der Kappe 31 und dem Spulenkörper 60 sowie zwischen dem Spulenkörper 60 und dem Magnetring 80 Ringnuten 60b ausgebildet. In den jeweiligen Ringnuten 60b sind Dichtelemente 38 angebracht. Ein Paar von Spulenanschlüssen 39, die elektrisch an die Erregerspule 32 angeschlossen sind, stehen von der Seitenfläche der magnetischen Abdeckung 30 vor. Leitungsdrähte sind an die Spulenanschlüsse 39 angeschlossen.
Der stationäre Kern 35 besteht aus einem Metallmaterial und weist die Form einer im Wesentlichen rechteckigen Platte auf. Der stationäre Kern 35 umfasst Flanschabschnitte 35a an einem ersten Ende (oberes Ende in 1) in der Richtung der Achse L. Der stationäre Kern 35 wird zwischen dem Spulenkörper 60 und der Kappe 31 gehalten, wobei die Flanschabschnitte 35a an einem Endabschnitt des Spulenkörpers 60, der näher bei der Kappe 31 liegt, angreifen.
Das Ventilbetätigungselement 40 umfasst einen beweglichen Kernabschnitt 43, der sich entsprechend einer Erregung des Magnetabschnitts 7 in der Richtung der Achse L verschiebt. Der bewegliche Kernabschnitt 43 ist so vorgesehen, dass er dem stationären Kern 35 zugewandt ist, und wird von dem stationären Kern 35 angezogen oder beabstandet, wenn die Erregerspule 35 eingeschaltet bzw. nicht eingeschaltet ist. Das Ventilbetätigungselement 40 verschiebt sich zusammen mit dem beweglichen Kernabschnitt 43 entsprechend der Verschiebung des beweglichen Kernabschnitts 43 in der Richtung der Achse L, um zu bewirken, dass die Ventilscheibe 3 wahlweise auf dem ersten Ventilsitz 12 oder dem zweiten Ventilsitz 13 aufsitzt. Wenn die Erregerspule 32 in dem eingeschalteten Zustand (erregter Zustand) ist, wie es in 4 bis 6 dargestellt ist, wird insbesondere das Ventilbetätigungselement 40 zu dem stationären Kern 35 angezogen und die Ventilscheibe 3 gibt den ersten Ventilsitz 12 frei, um auf dem zweiten Ventilsitz 13 aufzusetzen, so dass der Zufuhranschluss P und der Ausgangsanschluss A miteinander durch den Ventilkasten 11 in Verbindung stehen.
Wenn dagegen die Erregerspule 32 nicht eingeschaltet ist (entmagnetisierter Zustand), wie es in 1 bis 3 dargestellt ist, wird der Ventilbetätigungsabschnitt 40 von dem stationären Kern 35 beabstandet, so dass die Ventilscheibe den zweiten Ventilsitz 13 freigibt, um auf dem ersten Ventilsitz 12 aufzusetzen, und der Ausgangsanschluss A und der Auslassanschluss R stehen miteinander durch den Ventilkasten 11 in Verbindung.
Wie in 1 und 4 dargestellt ist, umfasst das Ventilbetätigungselement 40 auch einen Ventilhalteabschnitt, welcher die Ventilscheibe 3 hält, wobei sich die Ventilscheibe 3 in der Richtung der Achse L relativ zu dem Ventilbetätigungselement 40 bewegen kann. Der Ventilhalteabschnitt umfasst ein Paar von Haltearmen 45, die sich nahtlos und einstückig von einem Ende 43a des beweglichen Kernabschnitts 43 in der Richtung der Achse L erstrecken. Der Ventilhalteabschnitt weist ein freies (distales) Ende und ein Basisende an seinen beiden Seiten in Richtung der Achse L auf. Das Basisende des Ventilhalteabschnitts, das heißt die Basisenden der Haltearme 45, sind mit dem einen Ende 43a des beweglichen Kernabschnitts 43 in der Richtung der Achse L verbunden. Diese Haltearme 45 sind Seite an Seite an Enden des Ventilbetätigungselements 40 in der Breitenrichtung (Links-Rechts-Richtung in 1) angeordnet, so dass sie beidseitig symmetrisch zu der Achse L sind.
Das Ventilbetätigungselement 40 ist aus einer einzelnen magnetischen Metallplatte geformt. Durch Ausstanzen dieser Metallplatte werden der bewegliche Kernabschnitt 43 und der Ventilhalteabschnitt (das heißt die Haltearme 45) einstückig geformt. Wie in 2 oder 9 bis 11 dargestellt ist, sind somit zwei Oberflächen 50, die parallel zueinander auf beiden Seiten in der Dickenrichtung des Ventilbetätigungsabschnitts 40 (Links-Rechts-Richtung in 2) verlaufen, einzelne flache Flächen, die sich konstant von dem beweglichen Kernabschnitt 43 zu den Haltearmen 45 erstrecken.
Wie in 1 und 4 dargestellt ist, erstreckt sich das Paar von Haltearmen 45 durch das Paar von Einsetzlöchern 25, die sich in dem Halter 17 öffnen, in den Ventilkasten 11 des Ventilkörpers 3. Innerhalb des Ventilkastens 11 sind sie in das Paar von Führungsnuten 3a eingesetzt (vgl. 8), die in der Ventilscheibe 3 ausgebildet sind, so dass sie in der Richtung der Achse L relativ zu der Ventilscheibe 3 verschoben werden können. Somit wird die Ventilscheibe 3 so zwischen dem Paar von Haltearmen 45 gehalten, dass sie in der Richtung der Achse L gleiten kann.
Anstatt die Ventilscheibe 3 an dem Ventilbetätigungselement 40 zu fixieren, wird sie beweglich durch das Ventilbetätigungselement 40 gehalten, so dass der Ventilhalteabschnitt des Ventilbetätigungsabschnitts 40 freier gestaltet werden kann und ein einfacherer Aufbau oder eine einfachere Form erreichbar sind.
Wie in 3 und 6 dargestellt ist, weist das Paar von Haltearmen 45 jeweils an seinen freien Endabschnitten Eingriffshaken 47 auf, die in Richtungen weg voneinander vorstehen. Jeder der Eingriffshaken 47 weist an dem freien Endabschnitt eine schräge Fläche 47a auf. Die schräge Fläche 47a ist allmählich zu der Achse L geneigt, wenn sie sich der freien Endfläche 46 des zugehörigen Haltearms 45 annähert. Jeder der Eingriffshaken 47 weist eine Eingriffsfläche 47b an dem Basisendabschnitt auf, die an einer Endfläche senkrecht zu der Achse L ausgebildet ist.
Wie in 3, 6 und 9 dargestellt ist, erstreckt sich ein Kappenelement 70 zwischen den freien Endabschnitten des Paares von Haltearmen 45. Das Kappenelement 70 wird durch eine elastische dünne Metallplatte mit einem im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt gebildet. Das Kappenelement 70 hat ein Paar von Eingriffsöffnungen 71, die mit den Eingriffshaken 47 in Eingriff treten, und eine Ventilöffnung 72, die zwischen dem Paar von Eingriffsöffnungen 71 angeordnet ist. Die Ventilscheibe 3 sitzt durch die Ventilöffnung 72 auf dem ersten Ventilsitz 12 auf.
Wie in 9 dargestellt ist, weist das Kappenelement 70 einen dünnen, plattenförmigen Ventileingriffsabschnitt 73 auf, der sich in einer Richtung senkrecht zu der Achse L erstreckt und in der Richtung der Achse L elastisch ist, sowie ein Paar von Verriegelungsabschnitten 74, die sich von den linken und rechten Enden des Ventileingriffsabschnitts 73 in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu dem Ventileingriffsabschnitt 73 erstrecken. Verbindungsabschnitte zwischen dem Ventileingriffsabschnitt 73 und den Verriegelungsabschnitten 74 sind sanft bogenförmig gekrümmt. Wenn das Ventilbetätigungselement 40 zu dem stationären Kern 35 angezogen wird, tritt der Ventileingriffsabschnitt 73 in Eingriff mit dem Angriffsabschnitt 4 der Ventilscheibe 3, die auf dem ersten Ventilsitz 12 aufsitzt, das heißt einer Ventilsitzendfläche, welche dem ersten Ventilsitz 12 zugewandt ist, wie es in 6 dargestellt ist. Somit wird die Ventilscheibe 3 entgegen der Vorspannkraft des elastischen Elements 26 von dem ersten Ventilsitz 12 abgehoben und auf den zweiten Ventilsitz 13 aufgesetzt. Der Ventileingriffsabschnitt 73 hat eine Ventilöffnung 72 mit einer im Wesentlichen kreisförmigen Öffnungskante. Wie in 3 dargestellt ist, kann die Ventilscheibe 3 durch die Ventilöffnung 72 auf dem ersten Ventilsitz 12 aufgesetzt werden.
Die Eingriffsöffnungen 71 sind rechteckig und an Abschnitten quer über den Ventileingriffsabschnitt 73 und die Verriegelungsabschnitte 74 ausgebildet. Nach außen gebogene Abschnitte 75 sind an den freien Enden der Verriegelungsabschnitte 74 ausgebildet. Wie oben beschrieben wurde, ermöglicht es das aus einer dünnen Metallplatte und mit einem einfachen Aufbau geformte Kappenelement 70 bei dieser Ausführungsform, die Ventilscheibe an dem Ventilhalteabschnitt des Ventilbetätigungselements 40 anzubringen und den Ventileingriffsabschnitt 73 zu bilden.
Das Kappenelement 70 wird in der nachfolgenden Weise zwischen den Haltearmen 45 angebracht. Zunächst werden, wie in 9 dargestellt ist, das Ventilbetätigungselement 40, der Halter 17, das elastische Element 26, die Ventilscheibe 3 und das Kappenelement 70 vorbereitet. Das elastische Element 26, das durch die Spulenfeder gebildet wird, wird an dem Außenumfang des Vorsprungs 19 des Halters 17 angebracht. Anschließend werden die Achsen des Ventilbetätigungselements 40 und des Halters 17, an welchem das elastische Element 26 angebracht ist, zueinander ausgerichtet und das Paar von Haltearmen 45 wird von einer Seite des Halters 17 in der Richtung der Achse L (der dem Vorsprung 19 entgegengesetzten Seite) in die Einsetzlöcher 25 des Halters 17 eingesetzt. Gleichzeitig wird die Ventilscheibe 3 entgegen der Vorspannkraft des elastischen Elements 26 von der dem Ventilbetätigungselement 40 (Haltearme 45) entgegengesetzten Seite (von der Seite des Vorsprungs 19) zu dem Halter 17 gedrückt. Somit werden die Führungsnuten 3a der Ventilscheibe 3 auf das Paar von Haltearmen 45 gesetzt, die sich von den Einsetzlöchern 25 erstrecken (vgl. 10). In diesem Zustand wird das Kappenelement 70 zwischen den Haltearmen 45 angebracht.
Wenn hierbei das Kappenelement 70 relativ zu den Haltearmen 45 gedrückt wird, wobei die Öffnungsseite (Seite der Verriegelungsabschnitte 74) des Kappenelements 70, die den freien Endflächen 46 der Haltearme 45 zugewandt ist, reiten die gebogenen Abschnitte 75 des Paares von Verriegelungsabschnitten 74 des Kappenelements 70 auf den schrägen Flächen 47a der Eingriffshaken 47 an den freien Endabschnitten der Haltearme 45. Dies ist in 10 dargestellt. Somit wird der Abstand zwischen dem Paar von Verriegelungsabschnitten 74 elastisch vergrößert. Dann werden die Öffnungskanten (freie Enden) der Eingriffsöffnungen 71 der Verriegelungsabschnitte 74 zu den Positionen der Eingriffsflächen 47b der Eingriffshaken 47 verschoben und die Positionen der Eingriffsöffnungen 71 und die Positionen der Eingriffshaken 47 werden zueinander ausgerichtet. Somit stellen sich die vergrößerten Verriegelungsabschnitte 74 elastisch wieder zurück und die Eingriffshaken 47 werden in die Eingriffsöffnungen 71 eingesetzt, wie es in 11 dargestellt ist. Dadurch wird das Anbringen des Kappenelements 70 an den Haltearmen 45 abgeschlossen. Zu dieser Zeit ist die Position des Ventileingriffsabschnitts 73 des Kappenelements 70 in der Richtung der Achse L zwischen den Positionen der freien Endflächen 46 der Haltearme 45 und der Position des Angriffsabschnitts 4 der Ventilscheibe 3 angeordnet.
Wie in 3, 4 oder 6 dargestellt ist, sind die freien Endflächen 46 des Paares von Haltearmen 45 flache Flächen senkrecht zu der Achse L. Die freien Endflächen 46 bilden Positionierungsflächen, die in die Richtung weisen, in der das elastische Element 26 die Ventilscheibe 3 drängt, das heißt zu dem ersten Ventilsitz 12. Andererseits sind in dem Ventilkasten 11 zwei Kontaktflächen 27 an der Bodenwandfläche 14 vorgesehen, zu bzw. weg von denen sich die freien Endflächen 46 bei einer Verschiebung des beweglichen Kernabschnitts 43 bewegen und die diesen freien Endflächen 46 zugewandt sind. Die beiden Kontaktflächen 27 sind flache Flächen parallel zu den freien Endflächen 46 der Haltearme 45. Die Kontaktflächen 27 sind an beiden Seiten des ersten Ventilsitzes 12 angeordnet, das heißt an beiden Seiten des Ventilkörpers 10 in der Breitenrichtung (Links-Rechts-Richtung in 3), und stehen zu dem Magnetabschnitt 7 vor. Die Höhe der Kontaktflächen 27, um welche die Kontaktflächen 27 von der Bodenwandfläche 14 in den Ventilkasten 11 vorstehen, ist geringer als die Höhe, um welche der erste Ventilsitz 12 von der Bodenwandfläche 14 in den Ventilkasten 11 vorsteht. Im Einzelnen sind die Kontaktflächen 27 näher bei der Bodenwandfläche 14 angeordnet als der erste Ventilsitz 12.
Wie in 1 und 3 dargestellt ist, liegen die freien Endflächen 46 des Paares von Haltearmen 45 an den Kontaktflächen 27 an, wenn das Ventilbetätigungselement 40 in einer Richtung verschoben wird, in welcher das elastische Element 26 komprimiert wird, so dass die Ventilscheibe 3 auf dem ersten Ventilsitz 12 aufsetzt. Wie in 3 dargestellt ist, steht zu dieser Zeit der Ventileingriffsabschnitt 73 des Kappenelements 70 nicht in Kontakt mit dem Angriffsabschnitt 4 der Ventilscheibe 3 und ein Spalt G, der kleiner ist als ein Hub des Ventilbetätigungsabschnitts 40, wird zwischen dem Ventileingriffsabschnitt 73 und dem Angriffsabschnitt 4 ausgebildet.
Wie in 12 dargestellt ist, hat das zentrale Loch 60a des Spulenkörpers 60, welcher das Ventilbetätigungselement 40 aufnimmt, einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt mit einem Paar erster innerer Flächen 61 und einem Paar zweiter innerer Flächen 65. Die ersten inneren Flächen 61 sind einem Paar von Oberflächen 50 auf beiden Seiten des Ventilbetätigungsabschnitts 40 in der Dickenrichtung zugewandt, und die zweiten inneren Flächen 65 sind einem Paar von Seitenendflächen 51 parallel zueinander und an beiden Enden des Ventilbetätigungselements 40 (beweglicher Kernabschnitt 43) in der Breitenrichtung (Links-Rechts-Richtung in 12) zugewandt.
An beiden Seitenabschnitten 62 des Paares erster innerer Flächen 61 in der Breitenrichtung sind Stufenabschnitte 64 ausgebildet, um den Abstand zwischen den ersten inneren Flächen 61 soweit zu verringern, dass er kleiner ist als ein Abstand zwischen mittleren Abschnitten 63, die zwischen den beiden Seitenabschnitten 62 gehalten werden. Die Stufenabschnitte 64 erstrecken sich in der Richtung der Achse L und sind von beiden Seitenabschnitten 62 der ersten inneren Fläche 61 in der Umfangsrichtung des zentralen Loches 60a mit den zweiten inneren Flächen 65 verbunden. Ein Paar von konvexen (gewölbten) Gewinden 66 ist an dem Paar zweiter innerer Flächen 65 so ausgebildet, dass sie sich in der Richtung der Achse L erstrecken. Die konvexen Gewinde 66 sind an den zweiten inneren Flächen 65 so ausgebildet, dass sie einander zugewandt sind (nach innen gewandt), und haben einen bogenförmigen Querschnitt.
Wenn der bewegliche Kernabschnitt 43 des Ventilbetätigungselements 40 in das zentrale Loch 60a des Spulenkörpers 60 eingesetzt wird, wird das Paar von Seitenendflächen 51 durch das Paar konvexer Gewinde 66 so gehalten, dass sie in der Richtung der Achse L gleiten können, und das Paar von Flächen 50 wird durch die Stufenabschnitte 64 so gehalten, dass es in der Richtung der Achse L gleiten kann. Das Ventilbetätigungselement 40 erstreckt sich durch den Magnetring 80, so dass sein freies Ende zu dem Ventilkörper 2 vorsteht.
Bei der vorliegenden Ausführungsform werden beiden Seitenendflächen 51 des Ventilbetätigungselements 40 und beide Seitenabschnitte des Paares von Flächen 50 durch die konvexen Gewinde 66 und die Stufenabschnitte 64 so gehalten, dass sie in dem zentralen Loch 60a des Spulenkörpers 60 gleiten können. Somit wird eine Verschiebung der Achse des Ventilbetätigungselements 40 wirksam verhindert.
Wie in 7 und den 13 bis 15 dargestellt ist, ist ein Paar von vorstehenden Eingriffswänden 67 in der Öffnung des zentralen Loches 60a vorgesehen, die dem Ventilkörper 2 zugewandt sind. Die vorstehenden Eingriffswände 67 erstrecken sich von dem Paar zweiter innerer Flächen 65 in der Richtung der Achse L. Der Magnetring 80, der so vorgesehen ist, dass er das zentrale Loch 60a umgibt, weist einen Eingriffslochabschnitt 81 auf. Wenn die vorstehenden Eingriffswände 67 in die Eingriffslochabschnitte 81 eingesetzt werden, wird der Magnetring 80 so positioniert, dass er koaxial zu dem Spulenkörper 60 steht.
Wie in 7 und den 13 bis 15 dargestellt ist, umfassen die vorstehenden Eingriffswände 67 des Spulenkörpers 60 jeweils einen Seitenwandabschnitt 68, der beiden Seitenabschnitten 51 des Ventilbetätigungselements 40 zugewandt ist, und halbkreisbogenförmige Wandabschnitte 69 an beiden Seiten (obere und untere Seiten in 13) des Seitenwandabschnitts 68. Wie in 7, 14 und 15 dargestellt ist, hat andererseits der Eingriffslochabschnitt 81 des Magnetrings 80 ein Paar erster Flächenabschnitte 82, die sich parallel zueinander so erstrecken, dass sie dem Paar von Oberflächen 50 des Ventilbetätigungsabschnitts 40 zugewandt sind, und zweite Flächenabschnitte 83 an beiden Seiten der ersten Flächenabschnitte 82. Der Abstand zwischen den ersten Flächenabschnitten 82 ist größer als die Dicke des Ventilbetätigungselements 40 (Abstand zwischen dem Paar von Flächen 50) und der Abstand zwischen den mittleren Abschnitten 63 der ersten inneren Flächen 61 des zentralen Loches 60a.
Jeder zweite Flächenabschnitt 83 umfasst einen geraden Abschnitt 84, mit welchem der Eingriffsvorsprung 67 in Eingriff tritt und der sich in der Richtung senkrecht zu dem ersten Flächenabschnitt 82 erstreckt, und halbkreisbogenförmige Abschnitte 85 an beiden Seiten des geraden Abschnitts 84. Der gerade Abschnitt 84 steht mit der äußeren Umfangsfläche des Seitenwandabschnitts 68 der entsprechenden vorstehenden Eingriffswand 67 in Eingriff. Die bogenförmigen Abschnitte 85 stehen mit den äußeren Umfangsflächen von bogenförmigen Endabschnitten 69 der vorstehenden Eingriffswand 67 in Eingriff.
Wie in 14 dargestellt ist, hat der Magnetring 80 eine äußere Umfangsfläche, die in einer Draufsicht im Wesentlichen rechteckig ist, und ein Paar von Aussparungen 86 in beiden Seitenflächen der äußeren Umfangsflächen in der Breitenrichtung. Das Paar von Aussparungen 86 steht in Eingriff mit einem Paar nach innen gerichteter Vorsprünge 28, die in dem Ventilkasten 11 des Ventilkörpers 2 vorgesehen sind.
Wenn der Magnetring 80 an der Öffnung des zentralen Loches 60a angebracht ist, wie es in 14 dargestellt ist, stehen in der oben beschriebenen Weise die Eingriffsvorsprünge 67 des Spulenkörpers 60 und der Eingriffslochabschnitt 81 des Magnetrings 80 in Eingriff miteinander und die Aussparungen 86 und die nach innen gerichteten Vorsprünge 28 stehen in Eingriff miteinander. Somit sind die Achsen des Magnetrings 80 und des zentralen Loches 60a des Spulenkörpers 60 zueinander ausgerichtet. Wenn der Magnetring 80 an der Öffnung des Spulenkörpers 60 angebracht wird, werden die Eingriffsvorsprünge 67 zwischen den beiden Seitenabschnitten 51 des Ventilbetätigungsabschnitts 40 und den zweiten Flächenabschnitten 83 des Magnetrings 80 angeordnet. In diesem Zustand wird zwischen jeder der ersten Flächenabschnitte 82 des Magnetrings 80 und der zugeordneten Fläche 50 des Ventilbetätigungselements 40 ein Freiraum gebildet. Diese Gestaltung verhindert, dass das Ventilbetätigungselemente 40 und der Magnetring 80 direkt in Kontakt miteinander treten. Dadurch wird zuverlässig verhindert, dass die Effizienz des Magnetabschnitts 7 verringert wird.
Bei dem Elektromagnetventil 1 mit dem oben beschriebenen Aufbau ist das Ventilbetätigungselement 40 von dem stationären Kern 35 beabstandet, wenn die Erregerspule 32 nicht eingeschaltet ist (entmagnetisierter Zustand), wie es in den 1 und 2 dargestellt ist. Wenn die Erregerspule 32 in dem entmagnetisierten Zustand ist, sitzt die Ventilscheibe 3 auf dem ersten Ventilsitz 12 auf, wobei darauf durch den Halter 17 die Vorspannkraft des elastischen Elements 26 ausgeübt wird, um eine Verbindung zwischen dem Zufuhranschluss P und dem Ventilkasten 11 zu blockieren. Zu dieser Zeit ist der zweite Ventilsitz 13, der so angeordnet ist, dass er dem ersten Ventilsitz 12 in der Richtung der Achse L zugewandt ist, offen und der Ausgangsanschluss A kommuniziert durch die Auslassdurchgangsöffnung 21 und den Auslassverbindungsdurchgang 24 in dem Ventilkasten 11 mit dem Auslassanschluss R. Somit wird das Druckfluid in dem Ventilkasten 11 durch den mit der Umgebung verbundenen Auslassanschluss R in die Umgebung abgeführt.
Wenn bei der vorliegenden Ausführungsform die Erregerspule 32 in dem entmagnetisierten Zustand ist, wie es in 3 dargestellt ist, liegen bei dem Ventilhalteabschnitt des Ventilbetätigungselements 40, das heißt dem Paar von Haltearmen 45, deren freie Endflächen 46 an dem Paar von Kontaktflächen 27 des Bodenwandabschnitts 14 des Ventilkastens 11 an. Die Ventilscheibe 3 sitzt zwischen dem Paar von Haltearmen 45 auf dem ersten Ventilsitz 12 in der Ventilöffnung 72 des Kappenelements 70 auf. Zu dieser Zeit stehen die Ventilsitzendfläche (Angriffsabschnitt 4) der Ventilscheibe 3, die dem ersten Ventilsitz 12 zugewandt ist, und der Ventileingriffsabschnitt 73 des Kappenelements 70 nicht in Kontakt miteinander und ein Spalt G, der kleiner ist als ein Hub des Ventilbetätigungselements 40, wird zwischen dem Angriffsabschnitt 4 und dem Ventileingriffsabschnitt 73 gebildet.
Wenn die Erregerspule 32 in diesem Zustand eingeschaltet wird, so dass sie in den erregten Zustand übergeht, wird das Ventilbetätigungselement 40 zu dem stationären Kern 35 angezogen und entgegen der Vorspannkraft des elastischen Elements 26, welches die Ventilscheibe 3 zu dem ersten Ventilsitz 12 drängt, in der Richtung der Achse L zu dem stationären Kern 35 verschoben, wie es in 4 bis 6 dargestellt ist. Wie in 6 dargestellt sind bei der Verschiebung des Ventilbetätigungselements 40 in der Richtung der Achse L die beiden Haltearme 45 des Ventilbetätigungselements 40 von der Kontaktfläche 27 beabstandet und der Ventileingriffsabschnitt 73 des Kappenelements 70, das zwischen den Haltearmen 45 angebracht ist, steht in Eingriff mit der Angriffsfläche 4 der Ventilscheibe 3. Die auf dem ersten Ventilsitz 12 aufsitzende Ventilscheibe 3 wird zu dem zweiten Ventilsitz 13 verschoben; wobei die Führungsnuten 3a durch die Haltearme 45 gehalten werden.
Wie oben beschrieben wurde, wird zwischen dem Angriffsabschnitt 4 der Ventilscheibe 3 und dem Ventileingriffsabschnitt 73 des Kappenelements 70 der Spalt G gebildet. Wenn die Erregerspule 32 in den erregten Zustand geschaltet wird, wird daher zunächst der Spalt G zwischen dem Angriffsabschnitt 4 und dem Ventileingriffsabschnitt 73 verkleinert, anstatt die Ventilscheibe 3 gleichzeitig mit der Verschiebung des Ventilbetätigungselements 40 zu dem zweiten Ventilsitz 13 zu verschieben. Nachdem der Spalt G auf null reduziert wurde, tritt der Ventileingriffsabschnitt 73 in Eingriff mit dem Angriffsabschnitt 4 der Ventilscheibe 3 und dann bewegt sich die Ventilscheibe 3 zu dem zweiten Ventilsitz 13.
Bei dem Anziehen des Ventilbetätigungsabschnitts 4 wird die Ventilscheibe 3 auf dem zweiten Ventilsitz 13 aufgesetzt, um die Auslassdurchgangsöffnung 21 zu verschließen und den ersten Ventilsitz 12, der dem zweiten Ventilsitz 13 zugewandt ist, freizugeben. Dementsprechend kommuniziert der Zufuhranschluss P durch die Zufuhrdurchgangsöffnung 15 und den Ventilkasten 11 mit dem Ausgangsanschluss A und das von dem Zufuhranschluss P zugeführte Druckfluid wird durch den Ausgangsanschluss A ausgegeben (vgl. 4 bis 6). Hierbei wird der Ventileingriffsabschnitt 73 des Kappenelements 70, der an dem Paar von Haltearmen 45 vorgesehen ist, durch eine dünne Platte gebildet, die in der Richtung der Achse L elastisch ist. Wenn die Ventilschiebe 3 auf dem zweiten Ventilsitz 13 aufsetzt, kann die auf die Ventilscheibe 3 in der Richtung der Achse L ausgeübte Kraft durch den Ventileingriffsabschnitt 73 absorbiert werden. Diese Gestaltung kann verhindern, dass die Ventilscheibe 3 verschleißt oder irreversibel deformiert (permanent deformiert) wird, wenn eine solche Kraft wiederholt auf die Ventilscheibe 3 ausgeübt wird.
Wenn die Erregerspule 32 nicht mehr eingeschaltet ist und in den entmagnetisierten Zustand umgeschaltet wird, der in den 1 bis 3 dargestellt ist, wird das Ventilbetätigungselement 40 von dem stationären Kern 35 beabstandet und die Ventilscheibe 3 wird aufgrund der Vorspannkraft des elastischen Elements 26 von dem zweiten Ventilsitz 13 abgehoben. Wie oben beschrieben wurde, verschließt die Ventilscheibe 3 den ersten Ventilsitz 12 und gibt den zweiten Ventilsitz 13 frei, so dass der Ausgangsanschluss A durch den Ventilkasten 11 mit dem Auslassanschluss R in Verbindung tritt und zur Umgebung exponiert wird. Hierbei liegen die flachen freien Endflächen 46 des Paares von Haltearmen 45 an dem Paar von Armkontaktflächen 27 an, die parallel zu den freien Endflächen 46 verlaufen, so dass das Ventilbetätigungselement 40 relativ zu dem Ventilkörper 2 exakt positioniert wird. Dadurch kann das Ansprechverhalten des Elektromagnetventils genauer gesteuert werden.
Wenn die freien Endflächen 46 der Haltearme 45 an den Armkontaktflächen 27 anliegen, setzt die Ventilscheibe 3 auf dem ersten Ventilsitz 12 auf, wobei der Spalt G zwischen dem Angriffsabschnitt 4, der dem ersten Ventilsitz 12 zugewandt ist, und dem Ventileingriffsabschnitt 73 des Kappenelements 70 gebildet wird.
Das Elektromagnetventil 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann mit dem oben beschriebenen Aufbau verhindern, dass die kinetische Energie des Ventilbetätigungselements 40 direkt auf die Ventilscheibe 3 aufgebracht wird, wenn die Ventilscheibe 3 auf dem ersten Ventilsitz 12 aufsetzt, und kann somit die auf die Ventilscheibe 3 in der Richtung der Achse L aufgebrachte äußere Kraft verringern. Dadurch kann ein Verschleiß oder eine irreversible Deformierung (permanente Deformierung) der Ventilscheibe 3 durch wiederholtes Aufbringen einer solchen äußeren Kraft auf die Ventilscheibe 3 vermieden werden, so dass verhindert wird, dass sich die Dimension der Ventilscheibe 3 in der Richtung der Achse L mit der Zeit ändert. Dementsprechend kann eine Veränderung des Hubes des Ventilbetätigungselements 40, das heißt des Abstands von dem ersten Ventilsitz 12 zu der Ventilscheibe 3, verhindert werden. Dadurch lässt sich soweit wie möglich vermeiden, dass sich die Durchflussrate des durch den Ventilsitz 12 fließenden Fluids oder das Ansprechverhalten des Elektromagnetventils ändert.
Soweit wurde das Elektromagnetventil gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Erfindung der vorliegenden Anmeldung ist jedoch nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt und kann natürlich in ihrer Gestaltung in verschiedener Weise geändert werden, ohne den Rahmen der Patentansprüche zu verlassen.
Beispielsweise werden bei der vorliegenden Ausführungsform das Ventilbetätigungselement 40 oder der bewegliche Kernabschnitt 43 und der Ventilhalteabschnitt (Haltearme 45) durch Ausstanzen einer einzigen Metallplatte gebildet. Solange der bewegliche Kernabschnitt 43 magnetisch und in der Lage ist, von dem stationären Kern 35 angezogen und beabstandet zu werden, kann aber der Ventilhalteabschnitt 40 auch durch separate Elemente gebildet werden, die miteinander verbunden werden.
Auch wenn bei dem obigen Beispiel ein Drei-Wege-Elektromagnetventil beschrieben wurde, ist auch die Zahl der Anschlüsse nicht hierauf eingeschränkt und kann auch zwei betragen.
Bezugszeichenliste

1: Elektromagnetventil
3: Ventilscheibe
4: Angriffsabschnitt
7: Magnetabschnitt
10: Ventilkörper
11: Ventilkasten
12: erster Ventilsitz
13: zweiter Ventilsitz
14: Bodenwandfläche
26: elastisches Element
27: Kontaktfläche
40: Ventilbetätigungselement
43: Eisenkern
43a: Endfläche
45: Haltearm (Ventilhalteabschnitt)
46: freie Endfläche
73: Ventileingriffsabschnitt
A: Ausgangsanschluss
P: Zufuhranschluss
R: Auslassanschluss

Claims

Ein Elektromagnetventil mit: einem Ventilbetätigungselement mit einem Eisenkernabschnitt, der sich entsprechend einer Erregung eines Elektromagneten in einer axialen Richtung verschiebt, einem Ventilkörper mit einer Mehrzahl von Anschlüssen, in die oder aus denen ein Druckfluid strömt, und einem Ventilkasten, mit welchem die Anschlüsse in Verbindung stehen, und einer Ventilscheibe, die in dem Ventilkasten aufgenommen ist und die sich entsprechend der Verschiebung des Ventilbetätigungselements in der axialen Richtung zu und von einem Ventilsitz in dem Ventilkasten verschiebt, um Verbindungszustände zwischen den Anschlüssen zu ändern, wobei das Ventilbetätigungselement einen Ventilhalteabschnitt umfasst, welcher die Ventilscheibe hält, wobei sich die Ventilscheibe relativ zu dem Ventilbetätigungselement in der axialen Richtung bewegen kann, wobei der Ventilhalteabschnitt ein freies Ende und ein Basisende an beiden Seiten in der axialen Richtung aufweist und wobei das Basisende des Ventilhalteabschnitts mit einem Ende des Eisenkernabschnitts in der axialen Richtung verbunden ist, wobei ein elastisches Element innerhalb des Ventilkastens vorgesehen ist und wobei das elastische Element die Ventilscheibe konstant in der axialen Richtung zu dem Ventilsitz drängt, um durch eine Vorspannkraft ein Aufsetzen der Ventilscheibe auf dem Ventilsitz zu bewirken, wobei der Ventilhalteabschnitt einen Ventileingriffsabschnitt aufweist und der Ventileingriffsabschnitt in Eingriff mit einem Angriffsabschnitt der Ventilscheibe steht, die auf dem Ventilsitz aufsitzt, wenn sich das Ventilbetätigungselement in einer Richtung entgegengesetzt zu der Richtung, in welcher das elastische Element die Ventilscheibe drängt, verschiebt, und die Ventilscheibe von dem Ventilsitz entgegen der Vorspannkraft des elastischen Elements abhebt und wobei der Ventileingriffsabschnitt nicht in Kontakt mit der Ventilscheibe steht, wenn die Ventilscheibe entsprechend einer Verschiebung des Ventilbetätigungselements in der Richtung, in welcher das elastische Element die Ventilscheibe drängt, auf dem Ventilsitz aufsetzt.
Das Elektromagnetventil nach Anspruch 1, wobei der Ventilhalteabschnitt eine Positionierungsfläche aufweist, die eine flache Fläche senkrecht zu einer Achse ist und in eine Richtung weist, in welcher das elastische Element die Ventilscheibe drängt, wobei eine Kontaktfläche in dem Ventilkasten des Ventilkörpers vorgesehen ist und die Kontaktfläche eine flache Fläche parallel zu der Positionierungsfläche ist und wobei sich die Positionierungsfläche entsprechend einer Verschiebung des Eisenkernabschnitts zu und weg von der flachen Fläche bewegt, und wobei die Positionierungsfläche an der Kontaktfläche anliegt und ein Spalt, der kleiner ist als ein Hub des Ventilbetätigungselements, zwischen dem Ventileingriffsabschnitt und dem Angriffsabschnitt der Ventilscheibe gebildet ist, wenn die Ventilscheibe bei einer Verschiebung des Ventilbetätigungselements in der Richtung, in welcher das elastische Element die Ventilscheibe drängt, auf dem Ventilsitz aufsetzt.
Das Elektromagnetventil nach Anspruch 2, wobei der Ventilsitz an einer Bodenwandfläche des Ventilkastens vorgesehen ist, die einem freien Ende des Ventilhalteabschnitts zugewandt ist, wobei eine freie Endfläche des Ventilhalteabschnitts die Positionierungsfläche bildet und wobei die Kontaktfläche an der Bodenwandfläche des Ventilkastens vorgesehen ist.
Das Elektromagnetventil nach Anspruch 2, wobei eine Position des Ventileingriffsabschnitts des Kappenelements in der axialen Richtung zwischen einer Position der freien Endfläche des Ventilhalteabschnitts und einer Position des Angriffsabschnitts der Ventilscheibe angeordnet ist.
Das Elektromagnetventil nach Anspruch 1, wobei ein erster Ventilsitz, der als der Ventilsitz dient, und ein zweiter Ventilsitz, der so angeordnet ist, dass er dem ersten Ventilsitz in der axialen Richtung zugewandt ist, in dem Ventilkasten angeordnet sind, wobei die Ventilscheibe in einem Raum zwischen den Ventilsitzen angeordnet und durch das elastische Element konstant zu dem ersten Ventilsitz gedrängt wird und wobei der Ventileingriffsabschnitt, der an dem Ventilhalteabschnitt vorgesehen ist, durch eine dünne Platte gebildet wird, die in der axialen Richtung elastisch ist, und wobei der Ventileingriffsabschnitt mit dem Angriffsabschnitt der Ventilscheibe in Eingriff steht, die auf dem ersten Ventilsitz aufsitzt, entsprechend der Verschiebung des Ventilbetätigungselements in einer Richtung entgegengesetzt zu der Richtung, in welcher das elastische Element die Ventilscheibe drängt, die Ventilscheibe entgegen der Vorspannkraft des elastischen Elements von dem ersten Ventilsitz abhebt und bewirkt, dass die Ventilscheibe auf dem zweiten Ventilsitz aufsetzt.
Das Elektromagnetventil nach Anspruch 5, wobei der erste Ventilsitz an der Bodenwandfläche des Ventilkastens angeordnet ist, die dem freien Ende des Ventilhalteabschnitts zugewandt ist.