DE1500223B1 - Elektromagnetisches Ventil - Google Patents

Description

Schließlich kann das Elektromagnetventil auch so ausgebildet sein, daß es zum Nachlaufbetrieb in der Weise verwendbar ist, daß es noch nach dem Abschalten des Eletromagneten seine Schließstellung genden Magnetkerns so angeordnet ist, daß er den 20 beibehält und durch einen schwachen Impuls geöff-Flansch des den Druckmittelauslaß enthaltenden net werden kann. Hierzu ist es nur notwendig, daß Rohres mit dem Magnetkern verbindet, wobei dieses ein Teil der durch den Kern und die Kugel gebildeten Rohr durch ein ferromagnetisches Rohrstück gebildet Elemente des magnetischen Kreises aus einem magneist. Weiterhin ist die Innenwand des ferromagne- tischen Material zur remanenten Induktion besteht, tischen Rohrstücks nach dem Ventilsitz zu derart 25 so daß die Kugel durch einen magnetisierenden konisch geformt, daß die ferromagnetische Kugel in Stromimpuls bestimmter Richtung in ihre Schließder Anzugsstellung den magnetischen Schluß zwischen dem Kernende und der Innenwand herstellt.
Bei dieser bekannten Ausbildung sind infolge der
Anordnung des Ventilsitzes auf der Außenseite des 30
Magnetkerns der mittlere Durchmesser der den
Druck des Druckmittels aufnehmenden Fläche der
Kugel und damit auch diese Fläche, als gerade
Schnittfläche betrachtet, sowie insgesamt die druckaufnehmende Fläche der Ventilkugel verhältnismäßig 35
groß. Andererseits ist infolge der konischen Ausbildung des Magnetkerns der Außendurchmesser desselben gegenüber der Kugel und damit die gerade
Schnittfläche desselben verhältnismäßig klein. Hierdurch werden auch die Nutzfläche des Magnetkerns 40 im axialen Schnitt, gegenüber der Kugel und das Verhältnis der Eisen- F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der

fläche des Magnetkerns zur geraden Schnittfläche am Ventilsitz entsprechend klein. Dazu kommt, daß bei dem bekannten Ventil die Größe des Ventilsitzes nicht beliebig verringert werden kann, da zwischen dem Ende des Kerns und dem Gehäuse wegen der magnetischen Streuung in bezug auf die Kugel notwendigerweise ein geringer Abstand bleiben muß. Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein elektromagnetisch betätigtes Ventil derart auszubilden, daß bei verbesserter Leistung des

stellung anziehbar und durch einen entmagnetisierenden Stromimpuls umgekehrter Richtung in die Offenstellung bewegbar ist.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.

Nachstehend ist die Erfindung an Hand der in der Zeichnung als Beispiel dargestellten Ausführungsformen beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine erste Ausführungsform des Ventils nach der Erfindung im axialen Schnitt,

F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1,

F i g. 3 eine zweite Ausführungsform des Ventils

Ventils die druckaufnehmende Fläche der Kugel verkleinert wird, so daß das Ventil insbesondere für unter hohem Druck stehende Strömungsmittel anwendbar ist.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin, daß der Ventilsitz im Inneren des Kerns am Ende des Zuführungskanals angebracht ist und hinter dem Ventilsitz ein die Kugel aufnehmen-

Fig.3,

F i g. 5 einen Teillängsschnitt einer der F i g. 3 entsprechenden abgeänderten Ausführungsform und

F i g. 6 eine graphische Darstellung des Prinzips der magnetischen Zustände des Magnetkreises einer Ausführungsform, bei der die Kugel noch nach dem Abschalten des Elektromagneten ihre Schließstellung beibehält.

Das in F i g. 1 dargestellte Elektromagnetventil weist ein Gehäuse aus magnetischem Material auf, dessen einer Teil den Mantel 1 und den Kern 2 eines Elektromagneten mit der Wicklung 3 bildet. Der Kern 2 enthält einen von dem Anschlußstutzen 5 ausgehenden Zuführungskanal 4. An der Mündung des Zuführungskanals 4 ist im Innern des Kerns ein Ventilsitz 9 für ein kugelförmiges Verschlußstück bildende Kugel 6 angeordnet. Die Kugel 6 ist in einem Raum 7 gelagert, der in einem dem Mantel 1 ange-

der zylindrischer Raum angeordnet ist, der zugleich 60 paßten Deckel 8 aus magnetischem Material ange-

zur Führung der Kugel in der Achse des Ventilsitzes ordnet ist, der den zweiten Teil des Gehäuses bildet,

dient und um die Kugel herum mit Abflußkanälen Der Ventilsitz 9 könnte unmittelbar durch den Kern 2

versehen ist. gebildet werden. Vorzugsweise wird er jedoch durch

Bei einem in dieser Weise ausgebildeten Elektro- ein besonderes Element aus nichtmagnetischem Ma-

magnetventil wird durch die Anordnung des Ventil- 65 terial gebildet, das so angeordnet ist, daß zwischen

sitzes im Innern des Kerns erreicht, daß für den Kern dem Kern 2 und der Kugel 6, wenn diese auf ihrem

ein zum Schließen des magnetischen Kreises in größe- Sitz aufsitzt, ein Luftspalt 11 gebildet ist.

rem Maß ausnutzbarer Bereich verbleibt, wodurch Der Raum 7 sichert zugleich die Führung der Ku-

3 4

gel 6 in der Achse des Ventilsitzes 9 und bildet um Das Gehäuse 21, der Kern 22, der Deckel 26 und die Kugel herum Abflußkanäle 12. Die Abflußkanäle die Kugel 30 bestehen aus magnetischem Material, 12 werden durch schraubenförmig verlaufende Rillen so daß beim Einschalten des Elektromagneten die gebildet, derart, daß beim Durchströmen des Druck- Kugel 30 von dem Kern 22 angezogen und unter mittels durch die Rillen die Kugel 6 ständig gedreht 5 Schließen des magnetischen Feldes auf den Ventilwird. Hinter der Kugel ist in dem Raum 7 ein An- sitz 29 gepreßt wird. Dieser besteht z. B. aus nichtschlag 14 für die Kugel angeordnet, der in den magnetischem Material und ist wiederum so ange-Deckel 8 eingeschraubt ist und mit diesem ebenfalls ordnet, daß um ihn herum zwischen der Ventil-Abflußkanäle 15 bildet. Der Anschlag 14 besteht kugel 30 und dem Kern 22 ein Luftspalt 45 gebildet z. B. aus nichtmagnetischem Material. io wird.

Wenn die Wicklung 3 des Elektromagneten strom- Bei der in F i g. 5 dargestellten Abänderung der

los ist, so drückt das durch den Zuführungskanal 4 Ausführungsform nach F i g. 3 und 4 ist das Ventil

zuströmende Druckmittel die Kugel 6 gegen den An- außer der Kugel 30, die beim Erregen des Elektro-

schlag 14 und strömt an der Kugel vorbei durch die magneten das magnetische Feld zwischen dem Deckel

Abflußkanäle 12 und 15 ab. Durch die hierbei erfol- 15 26 und dem Kern 22 schließt, mit einem von dieser

gende Drehung der Kugel 6 wird deren Stellung bei betätigten zweiten Kugel 46 von kleinerem Durch-

jeder Öffnung ständig geändert und vermieden, daß messer versehen, die im Innern des Kerns angeordnet

die Kugel mit der Zeit an derselben Stelle durch ihr ist und ihrerseits als Verschlußstück mit einem Sitz

Aufsitzen auf dem Ventilsitz 9 abgenutzt wird und 47 zusammenarbeitet, der in den Kern am Ende des

sich Sitzspuren ausbilden können. Durch das Ab- 20 Zuführungskanals 27 eingesetzt ist.

strömen des Druckmittels um die Kugel herum wird Der Sitz 47 ist als Ring ausgebildet, der die zweite

außerdem vermieden, daß sich Verunreinigungen ab- Kugel 46 aufnimmt und eine Innenschulter mit einer

setzen und den Betrieb des Ventils stören können. Durchlaßbohrung 48 für das Druckmittel aufweist,

Wenn die Wicklung 3 des Elektromagneten Strom die durch die zweite Kugel verschließbar ist. Der

erhält, so wird die Kugel 6 durch den Kern 2 ange- 25 Ring bildet mit seinem Innenumfang zugleich eine

zogen und auf ihren Sitz 9 gepreßt, weil sie den ma- Führung für diese Kugel und ist um diese herum

gnetischen Kreis, der hierbei zwischen dem Kern und mit Durchlässen 49 für das Druckmittel versehen,

dem Mantel über den Deckel 8 verläuft, schließt. Diese Durchlässe sind ebenfalls durch schrauben-

Der Luftspalt 11 ist vorgesehen, damit sich die förmig verlaufende Rillen gebildet, deren Zweck

Kugel 6 auf ihrem Sitz 9 nicht durch remanenten 30 ebenso wie bei den Durchlässen 32 an der großen

Magnetismus festsetzt, der sich beim Abschalten der Kugel 30 darin besteht, die Kugel durch das abströ-

Wicklung bilden könnte, wenn der Ventilsitz durch mende Strömungsmittel in ständige Drehbewegung

den Kern 2 selbst gebildet würde. zu versetzen.

Das in F i g. 3 und 4 dargestellte Ventil ist mit Diese Ausführungsformen des Elektromagnetven-

einem Gehäuse 21 versehen, das einen von ihm ge- 35 tils eignen sich gemäß einem besonderen Gesichts-

trennten Kern 22 aufnimmt, auf dem bei 23 die punkt der Erfindung zum Nachlaufbetrieb. Zu die-

Spule 24 des Elektromagneten zentriert ist. Die Spule sem Zweck besteht ein Teil des magnetischen Krei-

24 weist außer den üblichen Anschlagbacken noch ses, z. B. der Kern 22 oder die Kugel 30, nicht aus

einen zylindrischen Ansatz 25 auf, der es ermög- weichem magnetischem Material, wie Eisen, sondern

licht, den Deckel 26 des Gehäuses, der aus zwei 40 aus Material zur erhöhten remanenten Magnetisie-

Teilen26iz und 26 b besteht und mit seinem Um- rung durch Induktion mit schwacher Koerzitivkraft,

fang in das Gehäuse eingesetzt wird, gegenüber dem Hierdurch wird ermöglicht, der Kugel einen Impuls

Kern 22 zu zentrieren. Der Kern 22 ist wiederum starken Stroms zu übermitteln. Nach dem Abschal-

mit einem Zuführungskanal 27 für das Druckmittel ten des Stroms bleibt dann die Kugel geschlossen,

und einem Anschlußstutzen 28 versehen. Außerdem 45 Wenn hierbei der Draht 41 gegenüber dem Draht

weist er einen Ventilsitz 29 für eine Kugel 30 auf. 42 positiv ist, so genügt zum öffnen ein schwacher

Die Kugel ist in einer ihren Aufnahmeraum bilden- Stromimpuls im umgekehrten Sinne, der den Draht

den Bohrung 31 des Deckelteils 26 α in der Achse 41 im Verhältnis zum Draht 42 negativ macht und

des Ventilsitzes 29 geführt, und der Deckelteil 26 α so lange dauert, daß die Kugel Zeit hat, sich durch

ist um die Kugel 30 herum wiederum mit Durch- 50 den Druck des dann abströmenden Druckmittels zu

Iaßkanälen32 versehen, die durch schraubenförmig verschieben.

verlaufende Rillen gebildet sind. Die Kugel 30 wird Die graphische Darstellung des Prinzips der main der Bohrung31 durch einen gekrümmten An- gnetischen Zustände nach Fig. 6 setzt voraus, daß schlag 33 von etwa dreieckiger Form zurückgehalten, die Kugel auf ihrem Sitz aufsitzt. Die Abzisse stellt der in dem hinteren Ende der Bohrung 31 abge- 55 das Magnetisierungs- oder Entmagnetisierungsfeld H stützt ist. und die Ordinate die Induktion B dar.

Die Spule 24 ist in dem Gehäuse 21 mittels einer Unter der Wirkung des starken Anpreßimpulses Federscheibe 34 befestigt. Sie ist an dem zylindri- der Ventilkugel befindet sich der Arbeitspunkt bei a sehen Ansatz 25 mit zwei diametral gegenüberliegen- und gelangt beim Aufhören des Impulses mit Rückden Zungen 35 und 36 versehen, durch die Draht- 60 sieht auf die Wirkung der Störluftspalte nach b. ösen 37 und 38 hindurchgesteckt sind. In diesen sind Unter der Wirkung des schwachen umgekehrten öffeinerseits die von der Spule abgehenden Drähte 39 nungsimpulses kommt der Arbeitspunkt nach c, wound 40 und andererseits die Anschlußdrähte 41 und bei die Kugel sich von ihrem Sitz entfernen kann. 42 des Elektromagnetventils angelötet. Die Anschluß- Schließlich befindet sich der Arbeitspunkt bei d. drähte gehen durch eine in den Deckel eingesetzte 65 Wenn die Kugel im Augenblick des starken Impulses Hülse hindurch, die einen Teil einer Isolierkappe 44 nicht auf ihrem Sitz aufsitzen würde, wäre der Verbildet, die am Ende der Spule um den zylindrischen lauf von d nach α erheblich verwickelter.
Ansatz 25 herum angeordnet ist. Bei dieser abgeänderten Ausführungsform kann

der Ventilsitz aus magnetischem Material gebildet sein.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Elektromagnetisches Ventil, das einen mit einem Mantel versehenen Elektromagneten mit einem den Zuführungskanal für das abzusperrende Druckmittel enthaltenden festen Kern und einem den Druckmittelauslaß enthaltenden Deckel aufweist und bei dem der Kern und der Deckel sowie ein zwischen diesem und dem Kern angebrachter Ventilsitz für ein aus magnetischem Material bestehendes kugelförmiges Verschlußstück derart angeordnet ist, daß die Kugel beim Erregen des Elektromagneten den magnetischen Kreis zwischen dem Deckel und dem Kern in einer angezogenen Stellung umschließt, in der sie unter Belassung eines Luftspaltes zwischen ihr und dem Kern auf dem Ventilsitz aufsitzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (9, 29, 47) so im Innern des Kerns (2, 22) am Ende des Zuführungskanales (4,27) angebracht ist und hinter dem Ventilsitz ein die Kugel (6,30) aufnehmender zylindrischer Raum (7, 31) angeordnet ist, der zugleich zur Führung der Kugel in der Achse des Ventilsitzes dient und um die Kugel herum mit Abflußkanälen (12, 32) versehen ist.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Schließen des magnetischen Kreises dienenden Kugel (30) eine in dem Kern (22) gelagerte Kugel (46) von kleinerem Durchmesser vorgeordnet ist, die das Verschlußstück bildet (F i g. 5).

3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmeraum für die kleinere Kugel (46) durch den in dem Kern (22) angeordneten Ventilsitz (47) gebildet ist (F i g. 5).

4. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer auf dem Kern zentrierten Wicklungsspule für den Elektromagneten, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungsspule (24) mit einem Zentrierungsansatz (25) für einen mittleren Teil (26 ä) des Deckels (26) versehen ist, der den Aufnahme- und Führungsraum (31) für die Kugel (30) umschließt (Fig. 3).

5. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der durch den Kern (2, 22) und die Kugel (6, 30, 46) gebildeten Elemente des magnetischen Kreises aus einem magnetischen Material zur remanenten Induktion besteht, so daß die Kugel durch einen magnetisierenden Stromimpuls bestimmter Richtung in ihre Schließstellung anziehbar und durch einen entmagnetisierenden Stromimpuls umgekehrter Richtung in die Offenstellung bewegbar ist.

6. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil des magnetischen Kreises eine erhöhte remanente Induktion und eine schwache Koerzitivkraft aufweist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen