dubmagnet mit mechanischer Anzugsverstärkung, durch Feder-Umkehrung
u2r iub-Uraft-Funktion
ätanu üer Tecanik
Uze Ventile zu betätigen, weraen in der Industrie vielfach
:lubmagnete
eingesetzt, i)iese üubmarneten Traben einen beweglichen nern,
durch
den die erforderliche Betätigung der Ventile bewirkt wird.
Bei -; eritileri dieser Art, die unter Strom öffnen, liegt
der Druck
des iiurciiflui@reediu-is über dem Ventilsitz, ci.h, auf dem
Ventilteller
und hält das Ventil zu.
Soll das Ventil durch die Kraft des Hubmagneten geöffnet werden,
mu3 dieser die Zuhaltekraft des Mediuns in Mähe von Druck x
Fläche
ani Ventilteller überwinden und das Ventil gegen den Druck
des
Durchflußmediums öffnen. Die erforderliche iiubkraft ist demzufolge
bei geschlossenem Ventil am größten Und sinkt funktionell zurrt
',. , ..
Öffnungshub ab und erreicht bei vollem iffnungshub einem sehr
ge$ingen
-Wert, "`@
Die hub-Kraft-Funktion eines üblichen Hubmagneten dagegen
l'äuf-t. T
den entgegengesetzt, Bei großem Luftspalt, d.h. bei geschlossnem
Ventil ist die iIubkraft sehr klein und wächst exponentiell
bei sich
3ffnendei:i Ventil ;ind erreicht schließlich gegenüber dem
Anfangsweg
re lat i -: ariarr:rze Größen.
Die Hubkräft eines normalen @iagneten ist also dann, wenn viel
Hubkraft am zu öffnenden Ventil erforderlich ist, relativ sehr
klein, und dann, wenn am geöffneten Ventil relativ geringe
KrLfte '
hur noch erforderlich sind, übergroß.
Zweck + Gegenstand der Erfindun
Der Zweck dar i;rfindung ist es, durch einfache aber hochwirksame
Mittel einen riub-.ia-neten zu schaffen, dessen Hub-Kraft-Funktion
der an der ':entilsDindel erforderlichen Ilub-Kraft-Funktion
angepaßt
ist. Diese i@npassung wird dadurch erreicht, daß der
Kern eines
üblichen Hubmai-neten federnd mit der Spindel des zu betätigenden
Ventils verbunden G ;irci, v.obe i ein rinschlag vorgesehen
werden
kann, der ein einwandfreies Arbeiten des Hubmagneten garantiert
und cie Beansuruchung vier Feder begrenzt.
Durch diese nachgebende, federnde jirkverbindung zwischen dem
eigentlichen Kern des Hubmagneten und dem Angriffspunkt
der Kraft-
wirkung an der Ventilspindel kann eine
der Hub-Kraft-
funt:tion an der VentilsoinGz2l Wie: enüber der üblichen Hub-riraft-
FunKtion am Kern des: iiubma"naten erreicht werden. _
Allein von der Ausbildunz des Federgliedes hängt es ab, wie
volkafi: gen
diese ümkearunz erreicht wird und wie gut die Anpassung der
von
diesem Federglied auf die Ventilspindel zu übertragenden Kraft
des
Hubharne ten an die an der Ventilspindel zum Öffnen des Ventils
be-
nötigtex Kraft er_fol:-ti
Sei entsareciiender Ausbildung des Federgliedes ist (je nach
Hublänge
und Najnetgröße) die Ventilaufzugskraft des erfindungsgemäßen
Hubmagneten mit Federglied an der Ventilspindel bis zu 3a mal
größer
als die eines entsprechenden anderen Hubmagneten, wodurch mit
relativ
kleinen Hubmagneten große Funktionsleistungen erzielt werden
können
Funktionsbeschreibung.
Ein Ventil sei mit dem erfindungsgemäßen fubmagneten ausgestattet.
_
,Das Ventil sei geschlossen und der. Druck des Durchrluiz#.iediums
liege
Tiber dem, Ventilsitz auf dem Ventilteller Tjnd halte das Ventil
Soll nun das Ventil. gegen den Druck des Iiediums geöffnet
::erden, so wird der Hubmagnet erregt, so dar ein magnetischer
lraf:tl.uß im. 'lag entsteht, Dieser Zieht den kern des
Hubmagneten in bekannter ;leise in i'iciitun- cäer grzir;:eren
@raft-
tluß.diehte =des entstandenen I#iagnetfcldes und bewirkt ciduureh
eine VEranderunin der Form des zwischen ::a-netkern und Ventil-
spindel angebrachten F edergliGdes derart, daß dieses Federlied
die Kraft, mit der der Kern in bekannter :;eise angezogen wird,
auf die Spindel des Veritiles üLertränt. Dabei hängt es haunt-
sächlicn von' der :anl der tsusbil(-,lun-7-, des -Federgliedes
ab, wie
sehr diese i'raftübertra2,un^ na:iezur- 1e:: , der ICr,aft
des
kernes erreierit.
Auf diese Weise entsteht an der Sßindel des noch f,eschlossenen
Ventiles eine- anr,iachsende Hubkraft, die Mir iliaxiraura
erreicht,
wenn- der Kern des #riubr:a^rieten seine Endla-?a erreicht
hat und der den
maünetischen Kräftfluß behindernde Luftspalt geschlossen ist.
Hubmagnet, Ventil und Letriebsdruck des '_)urchfluP@r"ediurrts
werden so
aufeinander abzustimmen :;ein, da2, das _@f? rieh des Ventils
re@.:nrleistet
ist, ehe diese Endkraft erreicht wird. .@or:it wird das Ventil
rit
maxirr#aler bzw. gerade, erforderlicher iiu1-:zraft ge*;ffnet.
beim Öffnen entsteht iliit zunehmerider;i üjfnun =shub eine
zunehmende
Entlastung das Ventiltellers unü somit eine gen in4er werdender
Bedarf an hubkraft bis beim Erreichten des vollen @iffnunt-:;ilubes
eine nur noch relativ sehr --ringe Aufhaltekraft an vier `Jentil-
spindel erforderlich ist. Jena er:. :sre@heiid erfolgt durch
Glas
Öffnen des Ventils eine ;iederlierstelluilder ursnr,irilicnen
Form
des Federgliedes, da die Ventilspindel reit :erin=er zeitlicher
Verzögerung der Bewsgung des Kernes des dubmacneten gefolgt
ist.
Somit fällt mit wachsendem Ventilspindelhub die durch das Feder-
glied übertragene Hubkraft auf einen geringen Wert ab. Durch
ge-
eignete tIahl der Ausbildung des Federgliedes kann eine gute
An-
passung von benötigter und noch vorhandener L:ubkraft an der
Ventil-
spincie-1 erzielt werden.
Um eine größere Sicherheit dahingehend zu gewährleisten, daß
das
Ventil auch wirklich eröffnet wird, kann ein Anschlag, vorgesetlen
werden, der, kurz bevor der Kern des liagneten seine Endlage
er-
reicht, eine Überbrückung des Federgliedes derart bec»rirkt,
daf
.Kern und Ventilspindel in direkter @-:irkverbindung steinen,
so üaß
die nun in der Endlage des ITagnetkerns vcrnandene arol?e Hubkraft
voll auf die Ventilspindel übertragen wird.
Für den erfindungsgemäßen Grundgedanken bleibt es unerheblich,
ob
das Federglied, das die W; ri(yerb i» nd
t4rg' zwi Seinen ia?netkern und dein
anzutreibenden Gegenstand (z.13. die Suinuel äines Ventiles)
herstellt, in Form von Druck- oder Zugfegern ocie:2^ Art' P@N@r
tvpr@
Stabfedern oder hydraulischen, pneuiaatischen oder
oder anderen Kraft speichernden Vorrichtuneen verwirkliciit,.aira.
r:uch bleibt (es unerheblich, ob der etwa vorcesehene @@n@-cnl.a@=
In
Hitnehr.@ern, Bolzen, i;anten oder in andcren VOrriC:rituri;-e.ii
besteht
oder et:;-a einfach dadurch hervorgerufen wird, da" ein alsLi-uc:-
füder aust.-,euildetes Federglied Verwendung findet, wobei.
(jici
v:5llis- zusamrien@er)re:!Ite Druckfeder als Anschlag zur :,lirkun.7
icoinint.
AusführungsDeispiel
In der Zeic:inun;7 1.:r. 1, soll ein Leispiel; das nicht als
an;-renzung
des ErfinE:unc:iedankens cetrertet werden kann, gegeben z-:#=rden,
:wobei das recjer- li cci 1 Üruckfeder und fin:3ciilai, bei
völliger.
l usami;ienpres ,eri auG:=ebildet ist und in den Kern 2 des
i°;a@;rieten 3
eingearbeitet ist, wobei der Uzen 4 dieet@.itigung der Ventil-
spindel oder einer anderen anzutreibenden Vorrichtung und die
@@raftübertragung auf diese bewirkt, so daß diese Vorricntum;
(;,.j. Ventil) über den Bolzen 4 und das Federglied
1 mit der,
Kern 2 des Hubmagneten 3 in federnder 'Wirkverbindung steht,
die
in beschriebener Weise die P.nzugsverstärkung durch Feder-U;nkehrunf,.
der Hub-Kraft-Funktion des Kernes 2 des Magneten 3 längt des
Hubweges des Kernes 2 bewirkt.
In der Zeichnung Irr. L sinn die auftretenden Hubkräfte als
Funktion der jeweilinen Hubwege schematisch dargestellt. Dabei
Uedeuten Kurve llr. 1 die Hubkraft des iiagnetkernes in Abhängigkeit
vom Resthub, Die kurve ihr. 2 stellt das Kräftediagramm der
Kraft-
übertraung auf die Ventilspindel bei linear wirkendem Federglied
dar. Kurve IJr. 3 gibt dieses Diagramm bei besser an die-Ilubkraft
des :iagneti:ernes angepaßtem Federglied wieder:
Der abrupte Kraftanstieg in Kurve 2 und 3 stellt die Wirkung
des
Anschlages dar. Kurve Irr. 4 stellt die Kraft an der Ventilspindel
daarin Abhängigkeit vom Spindelhub, nachdem der Magnetkern
den
Anschlag erreicht hat, dies bei linear wirkendem Federglied
ent-
sprechend Kurve 2. Kurve 5 gibt dies bei einem Federglied ent-
sprechend Kurve 3 wieder. Die Kurven 6, 7 und 8 geben"-die
Be-
lastungen des Ventiltellers mit. Druck wieder in Abhängigkeit
vom .
Öffnunshub der Ventilspindel, wobei Kurve 6 das Maximum für
einen .
:-ia"neten :=em@ii@ 1;urve 1 darstellt, wenn I:eine ei,findun7sze:;.:i@'.'
federnde, sondern eine starre Wirkverbindune zwischen Macnetkern
und @.@entilspinc.iel besteht. i:urve, 7 nibt üas Naximum für
da.- #:emäß Kurv
2' au":3.7ebilciete Federglied wieder, Kurve 8 da_repen für
das Feder-
nach 'r:urve 3:
Aus dein Veriglcicii der Kurven 7 und 8-,mit der 1;urve 6 zeit
sich
die- überaus große dirksamkeit des Erfindungsgedankens.
dubmagnet with mechanical tightening reinforcement, through spring reversal
u2r iub-Uraft function
ätanu over Tecanik
Uze valves to operate are often used in industry: lubmagnete
deployed, i) these Üubmarneten trots a movable core, through
that the required actuation of the valves is effected.
At -; eritileri of this type that open under power lies the pressure
des iiurciiflui @ reediu-is above the valve seat, ci.h, on the valve disc
and keeps the valve closed.
If the valve is to be opened by the force of the lifting magnet,
this must be the locking force of the medium in the vicinity of pressure x area
ani valve disc and the valve against the pressure of the
Open the flow medium. The required actuation force is therefore
greatest when the valve is closed and functionally decreases. , ..
Opening stroke and reaches a very small one at full opening stroke
-Value, "` @
The lifting force function of a conventional lifting magnet, on the other hand
runs. T
the opposite, with a large air gap, ie with closed
Valve, the thrust force is very small and grows exponentially with itself
3openendei: i valve; ind finally reached opposite to the initial path
re lat i -: ariarr: short sizes.
The lifting force of a normal @iagneten is when a lot
Lifting force on the valve to be opened is required relatively much
small, and when relatively low forces are applied to the open valve
All that are still required are oversized.
Purpose + subject of the invention
The purpose of the invention is through simple but highly effective
Means to create a riub-.ia-neten whose stroke-force function
adapted to the Ilub force function required by the ': entilsDindel
is. This i @ nfit is achieved by the fact that the core of a
usual Hubmai-neten resiliently with the spindle of the to be actuated
Valve connected G; irci, v.obe i an impact can be provided
that guarantees that the solenoid will work properly
and the stressing is limited by four springs.
This yielding, resilient jirk connection between the
actual core of the solenoid and the point of application of the force
effect on the valve spindle can result in a
the stroke force
funt: tion on the valve unit Gz2l How: enabove the usual lift riraft
Function at the core of: iiubma "naten can be achieved. _
How popular it depends on the training of the spring link
this ümkearunz is achieved and how well the adaptation of the
this spring member on the valve spindle to be transmitted force of the
Lifting hooks to the one on the valve spindle to open the valve
requiredx force er_fol: -ti
Let the appropriate design of the spring member be (depending on the stroke length
and Najnet size) the valve lift force of the invention
Lifting magnets with a spring link on the valve spindle up to 3 a times larger
than that of a corresponding other solenoid, whereby with relatively
small lifting magnets large functional performances can be achieved
Function description.
A valve is said to be equipped with the foot magnet according to the invention. _
'The valve is closed and the. Print of the Durchrluiz # .iedium lie
Hold the valve over the valve seat on the valve disk
Should now the valve. opened against the pressure of the iiedium
:: ground, the solenoid is excited, so a magnetic one
lraf: tl.uß im. 'lay arises, This pulls the core of the
Lifting magnets in well-known; quiet in i'iciituncäer grzir;: eren @ raft-
tluß.diehte = of the resulting magnetic field and causes ciduureh
a variation in the form of the between :: a-netkern and valve-
spindle-mounted spring elements in such a way that this spring song
the force with which the core is attracted in the known:; ice,
on the veritile's spindle. It depends on
neutrally from 'der: anl der tsusbil (-, lun-7-, des -feather link from, like
very much this power transmitted, un ^ na: iezur- 1e ::, the ICr, aft des
kernes achieved.
In this way what is still closed arises in the Sßindel
Valve anr, iachsende lifting force that reaches Mir iliaxiraura,
if- the core of the #riubr: a ^ advised has reached its end-? a and the den
Maünetic power flow hindering air gap is closed.
The solenoid, valve and operating pressure of the urchfluP @ r "ediurrts are so
to coordinate:; a, da2, the _ @ f? rieh of the valve re @ .: nrleistet
is before this final force is reached. . @ or: it will rit the valve
maxirr # aler or even, required iiu1-: zraft opened *; opened.
when opening, iliit increases; i üjfnun = shub an increasing
Relief of the valve disc and thus a reduction in pressure
Lifting power required until the full @iffnunt - :; ilubes is reached
only a relatively strong hold-up force on four `` Jentil ''
spindle is required. Jena he :. : sre @ heid takes place through glass
Open the valve in a; iederlierstelluilder ursnr, irilicnen form
of the spring member, since the valve spindle rides: erin = er temporal
Delay of the movement of the core of the dubmacneten followed.
Thus, as the valve stem stroke increases, the
segment transferred lifting force to a low value. By
Suitable tIahl of the design of the spring link can be a good fit
Adjustment of the required and still existing L: thrust force on the valve
spincie-1 can be achieved.
To ensure greater security that the
If the valve is actually opened, a stop can be provided
which shortly before the core of the liagnete reaches its end position
is sufficient, a bridging of the spring member is effected in such a way that
.Core and valve spindle in direct @ -: irk connection stones, so üaß
the arolean lifting force now in the end position of the magnetic core
is fully transferred to the valve spindle.
For the basic idea according to the invention, it is irrelevant whether
the spring member that the W; ri (yerb i » nd t4rg ' between his ia? netkern and yours
object to be driven (e.g. 13th the Suinuel a valve)
manufactures, in the form of push or pull sweeps ocie: 2 ^ Art 'P @ N @ r tvpr @
Bar springs or hydraulic, pneumatic or
or other energy-saving devices realized, .aira.
r: uch remains (it does not matter whether the @@ n @ -cnl.a @ = In
Hitnehr. @ Ern, bolts, i; anten or in other VOrriC: rituri; -e.ii consists
or et:; - a is simply caused by the fact that "a alsLi-uc: -
füder aust .-, euildenes spring member is used, whereby. (jici
v: 5llis- together @ er) re:! Ite compression spring as a stop for:, lirkun.7 icoinint.
Execution example
In the time: inun; 7 1.:r. 1, supposed to be a sample; that is not a limitation
des ErfinE: unc: iedankens can be evaluated, given z -: # = rden,
: where the recjer- li cci 1 Üruckfeder and fin: 3ciilai, with complete.
lusami; ienpres, eri auG: = e is formed and in the core 2 of the i °; a @; advised 3
is incorporated, whereby the Uzen 4 dieet @ .itigung the valve
spindle or other device to be driven and the
@@ raft transfer to this causes, so that this Vorricntum;
(;,. j. valve) over the bolt 4 and the spring member 1 with the,
Core 2 of the solenoid 3 is in a resilient 'operative connection, which
in the manner described, the tension reinforcement by spring-U; nkehrunf ,.
the stroke force function of the core 2 of the magnet 3 is the length of the
Stroke of the core 2 causes.
In the drawing Irr. L sense the occurring lifting forces as
Function of the respective lift paths shown schematically. Included
Mean curve llr. 1 the lifting force of the iiagnetkernes as a function
from the remaining stroke, the curve you. 2 represents the force diagram of the force
Transmission to the valve spindle with a linear spring element
Fig. Curve IJr. 3 gives this diagram at better to die-Ilubkraft
of the: iagneti: ernes adapted spring link again:
The abrupt increase in force in curve 2 and 3 represents the effect of the
Stop. Curve Irr. 4 represents the force on the valve spindle
daarin depending on the spindle stroke after the magnetic core the
Has reached the stop, this occurs with a linearly acting spring member.
corresponding to curve 2. Curve 5 shows this for a spring link.
speaking curve 3 again. Curves 6, 7 and 8 give "-the loading
loads on the valve disk. Pressure again depending on.
Opening stroke of the valve spindle, curve 6 being the maximum for a.
: -ia "neten: = em @ ii @ 1; urve 1 if I: an ei, findun7sze:;.: i @ '.'
resilient, but a rigid operative connection between Macnet kernels
and @. @ entilspinc.iel. i: curve, 7 is the maximum for da.- #: em according to curve
2 'au ": 3.7ebilciete spring link again, curve 8 da_repen for the spring
after 'r: curve 3:
From your veriglcicii of curves 7 and 8-, with the 1; curve 6 times out
the extremely great effectiveness of the inventive idea.