CH526064A

CH526064A - Magnetventil

Info

Publication number: CH526064A
Application number: CH1853970A
Authority: CH
Inventors: Schlaepfer Hans
Original assignee: Landis & Gyr Ag
Priority date: 1970-12-15
Filing date: 1970-12-15
Publication date: 1972-07-31

Description

Magnetventil
Die Erfindung betrifft ein Magnetventil, bei dem ein N'erschlussteil durch einen Elektromagneten entgegen der Kraft einer Schliessfeder betätigt wird und bei dem der Anker des Eiektromagneten und der Verschlussteil des Ventils relativ zueinander bewegbar sind.

Bekannte magnetisch betätigte Ventile besitzen eine starre Verbindung zwischen dem Anker des Elektromagneten und cl.m Steliorgan. Diese Nlagnetvcntile haben den Nachteil, dass sich durch die grosse Schlagarbeit das Ventil und auch das Magnetsvstem sehr stark abnutzen. Ausserdem erzeugen die Ventile grossen Lärm. Zur Vermeidung dieser SIängel sind weiterhin langsamöffnende Nlagnetventile bekannt geworden, bei denen zwischen dem N,fagnetanker und dem Stellorgan ein hydraulisches Verzögerungsglied vorgesehen ist.

Auch mechanische Federn zwischen dem Magnetanker und dem Stellorgan sind bereits bekannt. Es wurden ferner ein Magnetventil mit einer feststehenden Dämpfungseinrichtung im Innern des Ankers des Elektromakneten beschrieben. bei dem die Beschleunigung des Ankers verzögert wird. Alle diese Ventile besitzen jedoch den Nachteil. dass sie nur langsam öffnen.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Magnetventil zu schaffen, bei dem die schädliche Schlagarbeit verringert wird und das trotzdem schnell öffnet. Diese Aufgabe wird bei dem erfindungsgemässen Magnetventil dadurch gelöst. dass zwischen dem Magnetanker und dem Verschlussteil eine Puffer wieder vorgesehen ist. deren Kraft bei geschlossenem Ventil kleiner als die Summe aus der Kraft der Schlicssfeder und der Schliesskra@t ist. dass der Hub des Ankers nach einer teilweisen Öffnung des Ventils durch einen Anschlag beendet ist. wobei in diesem Zustand die Kraft der Pufferdeder grösser ist als die Summe der Kraft der Schliessfeder und der Schliesskraft.

Da das Magnetventil erst bei verhältnismässig kleinem Magnet anker-Luftspalt zu öffnen beginnt, können gegenüber bekannten Ausführungen kleinere Zugmagnete verwen- det werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand zweier in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Es zeigen:
Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch ein Magnet- ventil nach der Erfindung;
Fig. 2 ein Kräftediagramm für das in Fig. 1 abgebildete Magnetventil, und
Fig. 3 einen senkrechten Schnitt durch ein weiteres Magnetventil nach der Erfindung.

Der Fluss eines strömungsfähigen Nlediums in einem in der Fig. 1 mit 1 bezeichneten Rohr kann durch ein Ventil unterbrochen werden. Das Ventil besitzt ein Verschlussteil 2, das in geschlossenem Zustand des Ventils fest auf einem Ventilsitz 3 aufsitzt. Das Schliessen des Ventils wird durch eine Schliessfeder 4 bewirkt, die sich zwischen einem festen Anschlag am oberen Ende und dem beweglichen Verschlussteil 2 befindet. Der Verschlussteil 2 kann durch einen Elektromagneten entgegen der Kraft der Schliessfeder 4 vom Ventilsitz 3 abgehoben werden. Die Fig. 1 zeigt eine Wicklung 5 und einen in dieser in senkrechter Richtung bewegbaren Anker 6 des Elektromagneten. Der NVeg des Ankers 6 nach oben wird durch einen feststehenden Anschlag 7 begrenzt.

Der Magnetanker 6 besitzt eine nach unten reisende und in Bewegungsrichtung verlaufende Bohrung 8. In dieser Bohrung befindet sich das zum Niagnetanker (6) weisende Ende des Verschlussteiles 2. Es ist mit dem Magnetanker 5 nicht fest verbunden. Im nicht erregten Zustand des Elektromagneten liegt der Nfagnetanker 6 mit dem inncrcn Ende der Bohrung 8 auf einer am oberen Ende des Vcrschlussteiles 2 befestigten Scheibe 9 auf. In der Bohrung 8, an deren äusserem Ende, ist ein mit dem Magnetanker 6 fest verbundener Anschlagring
0 vorgesehen, durch den das zum Magnetanker wei @ende Ende des Verschlussteils 2 hindurchgeführt ist.

Um dieses Ende herumgelegt ist eine Pufferfeder 11, die zwischen der Scheibe 9 und dem Anschlagring 10 eingespannt ist. Das zum Magnetanker 6 weisende Ende des Verschlussteils 2 enthält eine Abstufung 12, die @eim Zusammendrücken der Pufferfeder 11 gegen den
Anschlagring 10 stösst. Dadurch ist die relative Bewe gung des Magnetankers 6 zum Verschlussteil begrenzt.

Die Arbeitsweise des in Fig. 1 dargestellten Nlagnet- ventils wird nun anhand der Fig. 2 erklärt. In dieser Fi ur sind die verschiedenen beim Nlagnetventil nach Fig.

auftretenden Kräfte in Abhängigkeit vom Weg gezeigt.

Ed bedeuten dabei FM die Kraft des Elektromagneten, F@ die Schliesskraft des Ventils, d. h. die durch den Druck des strömungsfähigen Mediums auf den Ver @chlussteil 2 ausgeübte Kraft einschliesslich dem Gewicht des Verschlussteils, FP die Kraft der Pufferfeder 11 und F die Kraft der Schliessfeder 4.

In der in Fig. 1 dargestellten Ausgangsstellung A ist die Summe aus der Schliesskraft FOA und der Kraft . der Schliessfeder 4 grösser als die Kraft FPA der l'ufferfeder 11 sowic bei erregtem Elektromagneten auch rösser als dessen Kraft FMA- Da FMA jedoch grösser als F@A ist, wird der Magnetanker 6 bei Erregung nach oben gezogen, wobei die Pufferfeder 11 weiter gespannt wird. Die Kraft FP der Pufferdeder steigt dadurch an: schneller wächst jedoch die Kraft FM durch den weiter in die Wicklung 6 gezogenen Magnetanker 6. In der Stellung B ist die Pufferfeder 11 so weit zusammengedrückt, dass der Anschlagring 10 die Abstufung 12 berührt und die Pufferfeder damit nicht weiter gespannt werden kann.

Gleichzeitig erreicht die Kraft die die Summe der Kräfte F und F", wodurch das Ventil aufgerissen wird. Die Öffnung des Ventils erfolgt ehr schnell, da sich die Kraft FM im stark ansteigen den Bereich befindet. Durch das teilweise Öffnen des Ventils sinkt der Druck des strömungsfähigen Mediums über den Verschlussteil 2, so dass trotz der ansteigenden Kraft F@ der Schliessfeder 4 die Summe der Kräfte F@ und F@ kleiner wird. In der Stellung C hat der Magnetanker 6 den Anschlag 7 erreicht, so dass der Magnetanker nicht mehr unmitteelbar zur Ventilöffnung beitragen kann.

Da in dieser Stellung die Summe der Kräfte F. und F, unter die Kraft FP gesunken ist, kann sich die Pufferfeder 11 wieder entspannen und dabei das Ventil bis zur Endstellung D öffnen. Die schraffierten Flächen in der Fig. 2 entsprechen der Schlagarbeit.

Ist die Schliesskraft kleiner als in dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel, so wird das Verschlussteil 7 schon vor Erreichen der Stellung B vom Ventilsitz abgehoben.

Das hier beschriebene Magnetventil ist für die Ver wendung in verschiedenen Rohrnetzen. insbesondere für Gasheizungen, geeignet. Bei Rohrnetzen mit kleinem Druckabfall kann anstelle der Schliessfeder 4 mit der gezeigten Kennlinie vorteilhaft eine Blatt- bzw. Mem branfeder eingesetzt werden, deren Federkraft mit wachsendem Hub abnimmt.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in der Fig. 3 dargestellt. in der gleiche Bezugszahlen wie in der Fig. 1 auf gleiche Teile hinweisen. Ein Verschlussteil 13 besitzt auf der einem Magnetanker 14 zu @@wandten Seite eine in Bewegungsrichtung verlaufende Bohrung 15. in der sich eine Pufferfeder 16 und ein @chaftförmiger Teil 17 des Magnetankers 14 befindet.

Die Pufferfeder 16 umgibt den schaftförmigen Teil 17 und ist zwischen einem am unteren Ende dersclben befestigten Anschlagring IS und einem am Ende der Bohrung 15 des Verschlussteiles 13 angeordneten Anschlag 19 eingespannt. Der Niagnetanker 14 kann aus einem über den schaftförmieen Teil 17 gewickelten Ringbandkern oder aus Sinterwerkstoff bestehen, wodurch die Wirbelstrombildung und damit auch die Erwärmung vermindert wird. Durch die Anordnung der Pufferfeder im Verschlussteil ergibt sich gegenüber der Ausführung nach der Fig. 1 eine geringere Seitenführung des Verschlussteils der sich somit in der geschlossenen Ventilstellung dem Ventilsitz besser angleichen kann.

Claims

PATENTANSPRUCH

Magnetventil, bei dem ein Verschlussteil durch einen Elektromagneten entgegen der Kraft einer Schliessfeder betätigt wird und bei dem der Anker des Elektromagneten und der Verschlussteil des Ventils relativ zueinander bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet. dass zwischen dem Magnetanker (6; 14) und dem Verschlussteil (2; 13) eine Pufferfeder (11; 16) vorgesehen ist, deren Kraft (FP) bei geschlossenem Ventil kleiner als die Summe der Kraft der Schliessfeder (FS) und der Schliesskraft (FO) ist, und dass der Hub des Ankers (6; 14) nach einer teilweisen Öffnung des Ventils durch einen Anschlag (7) beendet ist. wobei in diesem Zustand die Kraft der Pufferfeder (FP) grösser ist als die Summe der Kraft der Schliessfeder (Fs) und der Schliesskraft (F0).

UNTERANSPRÜCHE 1. Magnetventil nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetaker (6) auf der dem Verschlussteil (2) zugewandten Seite eine in Bewegungsrichtung verlaufende Bohrung (8) besitzt. in der sich die Pufferfeder (11) und das zum Magnetanker (e) weisende Ende des Verschlussteiles (') befinden (Fig. 1).

2. Magnetventil nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlussteil (13) auf der dem Magnetanker (14) zugewandten Seite eine in Bewegungsrichtung verlaufende Bohrung (15) besitzt, in der sich die Pufferfeder (16) und ein schaftförmiger Teil (17) des Magnetankers (14) befindet (Fig. 3).

3. Magnetventil nach Unteranspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Pufferfeder (11; 16) zwischen einem am einen Ende der Bohrung (8; 15) angeordneten Anschlag (10; 18) des Magnetankers (6; 14) und einem am anderen Ende der Bohrung (S; 15) angeordneten Anschlag (9; 19) des Verschlussteiles ('; 13) befindet.

4. Magnetventil nach Unteranspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellweg des Nfagnet- ankers (6; 14) gegenüber dem Verschlussteil (2; 13) durch einen Anschlag (12; 19) derart begrenzt ist, dass dieser Verstellweg kleiner ist als der Hub des Magnetankers (6; 14).

5. Magnetventil nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetanker (14) aus einem über den schaftförmigen Teil (17) gewickelten Ring bandkörper besteht.

6. Magnetventil nach Patentanspruch oder einem der vorangehenden Unteransprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Summe der Kraft der Schliessfeder (F > ) und der Schliesskraft (Fn) bei geöffnetem Ventil geringer ist als bei geschlossenem Ventil.

7. NIagnetventil nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft der Schliessfeder (F@) bei geöffnetem Ventil geringer ist als bei geschlossenem Ventil.