DE1086506B - Elektromagnetisch betaetigtes Ventil mit Sparschaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch betätigtes Ventil mit Sparschaltung.

Es ist bereits ein elektromagnetisch betätigtes Ventil bekannt, das einen beweglichen Anker und zwei Wicklungen, nämlich eine obere und eine untere Wicklung, aufweist. Bei einem bestimmten Zustand, wie er beispielsweise durch einen Thermostaten festgestellt wird, wird die obere Wicklung an Spannung gelegt, deren Amperewindungen nicht ausreichen, den Anker anzuheben und damit das Ventil zu öffnen. Bei einer entsprechenden Änderung des Zustandes, der ebenfalls durch einen Thermostaten festgestellt werden kann, wird auch die untere Wicklung an Spannung gelegt. Nunmehr sind beide Wicklungen erregt, und die von ihnen erzeugten Amperewindungen reichen zur Betätigung des Ventilankers aus. Am Oberteil dieses bekannten Ventils ist noch ein Hilfsanker angebracht, der in nicht betätigtem Zustand ein Paar von im Stromkreis der unteren Spule angeordneten Kontakten geschlossen hält. Kurz vor Ankommen des Ventilankers in seiner obersten Stellung wird der Hilfsanker über rein magnetische Mittel betätigt und unterbricht dann den Strom in der unteren Wicklung. Nunmehr genügt der sehr schwache Strom in der oberen Wicklung, um den Anker in seiner obersten Stellung festzuhalten. Bei dieser Konstruktion sind verhältnismäßig viele Leitungen und Verbindungsstellen erforderlich, da beide Wicklungen völlig unabhängig voneinander angeschlossen sind und auch einzeln zu- bzw. abgeschaltet werden. Außerdem ist die Anordnung des Hilfsankers insofern ungünstig, als dieser die Form eines Klappankers aufweist, der an seinem einen Ende beweglich angeordnet ist. Hierdurch entstehen unsymmetrische magnetische Verhältnisse, die die Sicherheit des Schaltens beeinträchtigen.

Es ist nun bei Wechselstrom magneten bereits bekannt, zwei Wicklungen, und zwar eine mit wenigen Windungen und eine mit vielen Windungen, zu verwenden, und zwar zu dem Zweck, die Zugkraft des Magneten zu Beginn des Hubes zu erhöhen. Um dies zu erreichen, wird zu Beginn des Hubes nur die eine Wicklung mit der geringeren Windungszahl eingeschaltet, durch die dann ein verhältnismäßig großer Strom fließt. Gegen Ende des Hubes wird unmittelbar vom Anker ein Schalter betätigt, so daß nun beide Wicklungen hintereinandergeschaltet sind. Hierdurch wird der Strom zwar stark ermäßigt, doch reicht er für die gegen Ende der Hubbewegung erforderliche Zugkraft noch aus. Diese bekannte Anordnung hat den Vorteil, daß bei Umschaltung auf den kleinen Strom beide Wicklungen hintereinandergeschaltet sind, wobei sie jeweils mit einem Ende miteinander verbunden sind. Außerdem ergibt die Hintereinanderschaltung der beiden Spulen die Möglichkeit, mit

Elektromagnetisch betätigtes Ventil
mit Sparschaltung

Anmelder:

Erich Herion,

Stuttgart-Frauenkopf, Distlerstr. 21/22

Erich Herion, Stuttgart-Frauenkopf,
ist als Erfinder genannt worden

einem minimalen Aufwand an Windungen auszukommen.

Eine ähnliehe Schaltung ist bei einem Elektromagneten bekannt, der ebenfalls zwei Wicklungen, und zwar eine Hauptwicklung und eine zweite Wicklung, aufweist, die auf einen Anker wirken. Im Normalzustand sind beide Wicklungen hintereinandergeschaltet· und liegen an Spannung, so daß ständig ein kleiner Strom fließt, durch den der Elektromagnet so erwärmt wird, daß ein Einfrieren nicht eintritt. Zur Betätigung des Ankers wird ein Schalter von Hand geschaltet, der nun lediglich die Hauptwicklung dadurch einschaltet, daß die zweite Wicklung kurzgeschlossen wird. Nunmehr wird der Anker angezogen, der am Ende seiner Bewegung einen weiteren Schalter öffnet, durch den der Kurzschluß der zweiten Wicklung aufgehoben wird, worauf nun ein kleiner Haltestrom durch die in Reihe geschalteten Wicklungen fließt.

Die beiden zuletzt beschriebenen bekannten Konstruktionen bewirken durch den eigentlichen Magnetanker das öffnen eines den Ruhestrom herstellenden Schalters. Diese Anordnung ergibt ein ungünstiges Schalten, da der Zeitpunkt dieses Schaltens nicht beliebig gewählt werden kann, sondern gegen Ende der Ankerbewegung eintreten muß. Bei dieser Konstruktion ist es schwierig, einen entsprechend langen Schaltweg zu erreichen, der zu einem einwandfreien Unterbrechen der Kontakte notwendig ist. Bei diesen Konstruktionen treten damit ungünstige Kontaktverhältnisse und ein verhältnismäßig schneller Verbrauch der Kontakte auf.

Diese Nachteile der bekannten Konstruktionen werden bei elektromagnetisch betätigten Ventilen mit einer Anzugswicklung und einer Haltewicklung, dessen in einer Hülse geführter Magnetanker kurz vor seiner angezogenen Endstellung einen Hilfsanker magnetisch betätigt, der durch Betätigung eines Schalters die Umschaltung von einem hohen Anzugsstrom auf

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einen kleinen Haltestrom bewirkt, wobei während des Ankeranzuges nur die Anzugswicklung von Strom durchflossen ist, während nach Betätigung des Hilfsankers und damit des Zusatzschalters beide Wicklungen in Reihe hintereinandergeschaltet sind, gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß die Hülse entgegengesetzt zu ihrer den Magnetanker aufnehmenden Öffnung eine koaxiale Ansatzbuchse aufweist, in der der Hilfsanker angeordnet ist, der gegen die Kraft einer Schraubenfeder axial beweglich ist und eine an sich bekannte Kontaktbrücke betätigt, die mit zwei stationären Kontakten zusammenwirkt. Hierdurch ist für die Wicklungen eine sogenannte Sparschaltung vorgesehen, durch die ein minimaler Aufwand an Spulenmaterial für eine bestimmte Hubcharakteristik erforderlich ist. Außerdem wird durch den Hilfsanker ein einwandfreies Schalten erzielt, wobei der Schaltweg praktisch beliebig gewählt werden kann. Ferner geschieht die Betätigung des Hilfsankers koaxial, und durch die symmetrische Anordnung aller Teile ist sowohl räumlich als auch fabrikatorisch ein günstige Lösung gefunden. Die magnetische Symmetrie und die geradlinige Bewegung des Hilfsankers und damit der Kontakte geben eine hohe Schaltsicherheit. Mit einem derartigen Hilfsanker ist es auch ohne weiteres möglieh, weitere Stromkreise zu schalten und beispielsweise ein Anzeigemittel zu betätigen.

In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß es an sich bekannt ist, bei Magnetventilen die Bewegung des Ankers zu benutzen, um eine zentral angeordnete Schaltvorrichtung zu betätigen. Das eigentliche Betärigungsglied ist dabei unmittelbar mit dem Ankerverbunden, und durch die Schaltvorrichtung können dann äußere Stromkreise geschaltet werden, insbesondere auch solche, die Anzeigemittel, wie Lampen, enthalten, die dann die Stellung des Ventils anzeigen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.

Fig. 1 zeigt einen Axialschnitt durch das neue ₊₀ Ventil;

Fig. 2 ist ein Schaltschema;

Fig. 3 ist eine Einzeldarstellung aus Fig. 1 in größerem Maßstab,

Fig. 4 eine Seitenansicht zu Fig. 3.

Die Elektromagnetspule hat zwei Wicklungen a und b, von denen die eine einen großen, die andere einen kleineren Drahtquerschnitt aufweist. Beide Wicklungen liegen zweckmäßig konzentrisch übereinander und sind dem Magnetanker c zugeordnet. Letzterer ist mit einem Verschlußstück k ausgestattet, das mit dem Ventilsitz d im Ventilgehäuse e zusammenwirkt.

Die Magnethülse h ist an ihrem einen Ende t geschlossen und in dessen Nähe, bei i, in der gezeichneten Weise verschwächt.

Über dem Abschluß t befindet sich eine Ansatzbuchse q, in welcher ein Hilfsanker / beweglich ist, der mittels einer Stange p auf die Kontaktbrücke g einwirkt, die für gewöhnlich durch die Druckfeder r in der oberen Endstellung gehalten wird.

Erst wenn der Magnetanker c nahezu in seine obere Endlage gekommen ist, wird der Hilfsanker / in die in Fig. 1 dargestellte Stellung herabgezogen und bewirkt eine Umschaltung der Kontaktbrücke g, die als Kippschalter bekannter Art ausgebildet ist.

Die Schaltung ist, wie aus Fig. 2 ersichtlich, so gewählt, daß beim Einschalten des Elektromagneten der Kippschalter g sich in der in der Zeichnung dargestellten Lage befindet. Hierbei schließt er die der Anzugswicklung b des Elektromagneten vorgeschaltete Haltewicklung α kurz und führt dabei der Anzugswicklung entsprechend große Stromstärke zu. Der Magnetanker c wird nun mit entsprechender Kraft angehoben, bis er die oben angedeutete Magnetfeldverlagerung hervorgebracht hat und nun der Kippschalter g in Tätigkeit tritt und den Kurzschluß der Spule α aufhebt. Nun wirkt die Spule α als A^orschaltwiderstand, so daß die den Spulenteil b durchfließende Stromstärke auf den Betrag herabsinkt, der zum Festhalten des Magnetankers c in der Arbeitsstellung ausreicht.

Hierbei überbrückt der Kippschalter g die Kontakte m und η eines Signalstromkreises, welcher die vollzogene Schaltung durch ein entsprechendes Signal anzeigt.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Elektromagnetisch betätigtes \^rentil mit einer Anzugswicklung und einer Haltewicklung, dessen in einer Hülse geführter Magnetanker kurz vor seiner angezogenen Endstellung einen Hilfsanker magnetisch betätigt, der durch Betätigung eines Schalters die Umschaltung von einem hohen Anzugsstrom auf einen kleinen Haltestrom bewirkt, wobei während des Ankeranzugs nur die Anzugswicklung von Strom durchflossen ist, während nach Betätigung des Hilfsankers und damit des Zusatzschalters beide Wicklungen in Reihe hintereinandergeschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse Qi) entgegengesetzt zu ihrer den Magnetanker (c) aufnehmenden Öffnung eine koaxiale Ansatzbuchse (q) aufweist, in der der Hilfsanker (f) angeordnet ist, der gegen die Kraft einer Schraubenfeder (r) axial beweglich ist und eine an sich bekannte Kontaktbrücke (g) betätigt, die mit zwei stationären Kontakten zusammenwirkt.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Ansatzbuchse (q) der Schalter (g) angeordnet ist, der zugleich den Anschlag für die Ruhestellung des Hilfsankers (/) bildet.

3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktbrücke als Doppelkontaktbrücke ausgebildet ist und mit zwei Paaren von stationären Kontakten zusammenwirkt, von denen über das eine Paar die Umschaltung der Wicklungen bewirkt wird und über das andere (m, n) ein zusätzlicher Stromkreis, beispielsweise in bekannter Weise zum Anzeigen, geschlossen wird.

4. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Hülse Qi) sich am Innenende derart verengt, daß der Hilfsanker (f) verzögert an-. spricht.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 124 931, 337 580,
609;

schweizerische Patentschrift Nr. 213 673;

französische Patentschrift Nr. 829 295;

britische Patentschrift Nr. 612 520;

USA.-Patentschriften Nr. 1 605 824, 1 700 029,
978 737, 2 226 856.

In Betracht gezogene älterer Patente:
Deutsches Patent Nr. 969 107.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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