Bei einem Mikroventil wirken sich Fertigungstoleranzen umso gravierender aus, je kompakter sie gebaut werden, da die durch den Antrieb des Ventils, vorzugsweise eine Magnetspule, erreichbaren Betätigungskräfte mit dem geringer werdenden Bauvolumen stark abnehmen, während die Fertigungstoleranzen der Bauteile relativ zunehmen.

Durch die Erfindung wird ein äusserst kompaktes Mikroventil geschaffen, bei dem insbesondere an der Schnittstelle zwischen Antrieb und Schaltwippe Toleranzen vermieden werden, um eine weitere Miniaturisierung bei möglichst gleichbleibenden technischen Daten und geringen Herstellkosten zu erreichen.

Gemäss der Erfindung weist die Schaltwippe ein Schwenklager auf, dessen Achse eine durch unmittelbare Anlage an einer dem Antriebsgehäuse zugewandten Anlagefläche des Flanschgehäuses bestimmte Position einnimmt. Es entfallen somit die Bauteil-und Fertigungstoleranzen, die bei einer Lagerung der Schaltwippe im oder am Antriebsgehäuse unvermeidlich wären.

Bei vorteilhaften Weiterbildungen der Erfindung werden durch eine optimale Raumausnutzung und sinnvolle Anordnung von Magnetspulen und Eisenjoch trotz reduziertem Bauvolumen des Mikroventils die erreichbaren Schaltkräfte erhöht und damit die Leistungsdaten der nächst grösseren Ventilbauart erreicht bzw. übertroffen.

Weiterhin ist bei der bevorzugten Ausführungsform des Mikroventils der mediumsberührte Raum durch die Membran hermetisch vom Antriebsteil getrennt, wodurch es aufgrund des beim Betätigen der Membran wirkenden Walkwiderstands zu einer zusätzlichen Erhöhung der erforderlichen Betätigungskräfte kommt.

Bei einer ersten Bauform des Mikroventils ist der Anker nicht-wie bei bekannten Ausführungen-im Antriebsgehäuse, sondern unmittelbar an oder in der Magnetspule schwenkbar gelagert, wodurch die seiner Verschwenkung entgegenwirkende Reibung reduziert wird.

Bei einer zweiten Bauform des Mikroventils ist der Anker einteilig mit der Schaltwippe ausgeführt und dadurch mit dieser an der Anlagefläche des Flanschgehäuses gelagert, wodurch weitere Bauteil-und Fertigungstoleranzen sowie Reibung zwischen Anker und Schaltwippe vermieden werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen : Figur 1 den Gesamtaufbau des Mikroventils in Schnittansicht bei einer Ausführung mit Schaltwippe und Anker als getrennten Bauteilen ; Figur 2 eine Perspektivansicht des Mikroventils ; Figur 2a eine Detailansicht, die eine Lagerausnehmung im Antriebsgehäuse und eine Anlagefläche am Flanschgehäuse zeigt ; Figur 3 eine Detailansicht, die eine Schaltwippe mit Lagerzapfen zeigt ; und Figur 4 den Gesamtaufbau des Mikroventils in Schnittansicht bei einer Ausführungsform mit Schaltwippe und Anker als einheitlichem Bauteil.

Bei der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsform besteht das Mikroventil aus einer Magnetspule 1, einem Flanschgehäuse 2, einem Antriebsgehäuse 3,

einer Schaltwippe 4, einer Membran 5 und einem Anker 6. In das Flanschgehäuse sind die Ventilsitze 10a, lOb eingearbeitet. Die Membran 5 trennt den mediumsberührten Teil des Ventils 11 von dem Antriebsteil 12. Die Membran wird über die Schaltwippe betätigt, die zwei Lagerstifte 13 enthält, die in einer halbrundförmigen Ausnehmung 14 an der Unterseite des Antriebsgehäuses fixiert sind und die direkt auf einer Anlagefläche 14a des Flanschgehäuses 2 aufliegen.

Auf die Schaltwippe 4 wird von dem in einem Schwenklager 15 gelagerten Anker 6 mittels einer Druckfeder 16 eine Kraft ausgeübt, welche die mit der Schaltwippe verbundene Membran 5 auf den im Flanschgehäuse sich befindlichen Ventilsitz 10a drückt und dadurch diesen verschliesst. Beim Anlegen von Spannung an der Magnetspule 1 wird eine magnetische Kraft erzeugt, die eine Schwenkbewegung des Ankers 6 verursacht. Der Anker 6 gibt die Schaltwippe 4 frei, die ihrerseits von einer zweiten Druckfeder 17 beaufschlagt, eine Schwenkbewegung ausführt und die Membran 5 von dem stromlos geschlossenen Ventilsitz 10a abhebt und andererseits den stromlos geöffneten Ventilsitz lOb verschliesst.

Zur Vermeidung von Toleranzen wird in vorliegender Erfindung die Schaltwippe nicht wie üblich über einen Lagerstift in einer im Antriebsgehäuse eingebrachten Bohrung gelagert, sondern die Lagerstifte 13 der Schaltwippe 4 liegen direkt an der Anlagefläche 14a des Flanschgehäuses 2 auf, in das die Ventilsitze eingebracht sind. Dadurch entfallen die durch eine zusätzliche Bohrung im Antriebsgehäuse entstehenden Toleranzen. Ferner reduziert sich dadurch der Abstand zwischen dem Drehpunkt der Schaltwippe und der Oberkante der Ventilsitze, so dass die Membran beim Abdichten der beiden Ventilsitze eine weitaus geringere Querbewegung auf den Ventilsitzen ausführt als dies bei bekannten Konstruktionen mit in einer Bohrung im Antriebsgehäuse gelagerten Schaltwippe der Fall ist, was die zum Abdichten der Ventilsitze erforderlichen Betätigungskräfte der Membran verringert.

Bei der zweiten Ausführungsform des Mikroventils, die in Fig. 4 dargestellt ist, sind Schaltwippe und Anker zu einem einzigen Drehanker 18 zusammengefasst. Der Antrieb weist ein U-förmiges Joch 21 auf, dessen Steg dem

Flanschgehäuse 2 zugekehrt ist. Der Drehanker 18 ist in gleicher Weise wie die Schaltwippe 4 bei der ersten Ausführungsform gelagert. Der Drehanker 18 ist ferner allgemein hammerförmig ausgebildet, mit einem starr mit der Schaltwippe verbundenen Schaft, der sich zwischen den Schenkeln des Jochs erstreckt, und einem Hammerkopf, der Polflächen aufweist, die den freien Endflächen 22,23 der Schenkel des Jochs gegenüberliegen und wie diese mit einem Radius gekrümmt sind, der dem Abstand von der Achse des Schwenklagers der Schaltwippe entspricht. Auf die beiden Schenkel des Jochs ist je eine Magnetspule 20a, 20b aufgeschoben. Sobald durch die beiden Spulen 20a, 20b ein Strom fließt, entsteht im Joch 21 ein Magnetfeld, das das Bestreben hat, den in Ruhestellung ausgelenkten Drehanker in Überdeckung mit den beiden Jochschenkeln zu bringen, wodurch im Drehanker ein Drehmoment erzeugt wird, das wiederum die Membran 5 bewegt. Der Verlauf des Drehmoments über den Drehwinkel kann durch eine entsprechende Gestaltung der während der Drehbewegung sich gegenüberliegenden Flächen 22,23 von Drehanker und Joch variiert werden, wodurch neben der Öffnungs-und Schließfunktion des Ventils auch ein zur angelegten Stromstärke annähernd proportional verlaufender Drehwinkel des Drehankers erreicht werden kann, so dass das Ventil auch als Regelventil eingesetzt werden kann. Im Vergleich zu bekannten Wippenventilen und zu dem oben beschriebenen Funktionsprinzip, bei denen ein in einem Drehpunkt gelagerten Anker eine Drehbewegung auf die Schaltwippe überträgt, wobei die Kontaktstelle zwischen Anker und Schaltwippe naturgemäß reibungsbehaftet ist, entstehen bei dieser Ausführungsform außer in der Lagerstelle des Drehankers keine zusätzlichen Reibverluste ; außerdem schaltet das Ventil dadurch annähernd geräuschfrei.

Zur Erzeugung der Magnetkraft werden die auf dem U-förmig gebogenen Joch 21 aufgeschobenen Spulen 20a, 20b vorzugsweise in Reihe geschaltet, um den durch das fluidische Prinzip vorgegebenen, rechteckigen Bauraum optimal auszunutzen und das Breitenmaß'des Ventils möglichst klein zu halten. Um die Leistungsdaten des Ventils weiter zu steigern, können durch eine geeignete elektronische Schaltung für eine kurze Zeit während des Schaltvorgangs des

Ventils beide Spulen parallel geschaltet werden. Dadurch wird eine kurzzeitige Erhöhung der Magnetkraft erreicht, die ausreicht, um den Anker anzuziehen.

Sobald der Anker 6 an der Spule 1 anliegt, steigt aufgrund des geringen Luftspalts zwischen Anker und Spule die Magnetkraft des Magneten stark an, so dass dann die beiden Spulen zur Vermeidung von übermäßiger Erwärmung wieder hintereinander geschaltet werden können.