DE1600846B1 - Elektromagnetisch betaetigtes Ventil mit einem verstellbaren Permanentmagneten - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein elektro-,. „,seiner .^Längsrichtungbewegtund dadurchdas Ventil

magnetisch betätigtes Ventil mit einem Gehäuse, das ' geöffnet' oder geschlossen. Die Führung des Perma-

Ein- und Austrittsöffnungen enthält, ferner mit einem nentmagneten kg^rt hierbei mit ganz einfachen EIe-

verstellbaren Permanentmagneten' zur Steuerung 'der menten erfolgen, die ebensowenig wie der Permanent-

Verbindung zwischen den Ein- und Austrittsöffnun- 5 magnet eine besondere Bearbeitung erfordern. Das

gen sowie mit einer elektromagnetischen Betätigungs- Umkehren der Polarität da vier Polschuhe bewirkt

einrichtung zur Verstellung des Permanentmagneten. nicht nur, daß die Pole des Permanentmagneten dann

Es ist ein Ventil bekannt, bei dem jeweils wahl- von den gegenüberliegenden, entfernten Polschuhen

weise eine von zwei Strömungsmittelleitungen mit angezogen werden, sondern auch, daß die bisher

einer dritten Leitung verbunden wird. Die Umschal- 10 benachbarten Polschuhe den Permanentmagneten nun

tung dieses - Zweiwegeventils erfolgt .überfeinen . abstoße^,; Weiter&Merkmale der Erfindung ergeben

mechanisch zu-betätigenden Verstellkörper.-In den 'sichfaus den Untefansprüchen.

Verstellkörper sind zwei Permanentmagneten ein- Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der.. Erfin-

gebaut, 'deren äußere "Magnetpole unterschiedliche dung ist in der Zeichnung veranschaulicht. Es'zeigt

Polarität aufweisen und zur Betätigung: von zwei 15 Fig. 1 eine teilweise geschnittene perspektivische

beweglichen Permantenmagneten dienen, die die Darstellung eines erfindungsgemäßen Ventils, wobei

Öffnungen der beiden Zuführleitungen steuern.-Der einzelne Teile aus Gründen der deutlicheren Darstel-

Hauptnachteil dieses Ventils besteht darin, daß die lung weggelassen sind,

Verstellung von Hand erfolgt und bei einer Auto- Fig. 2 eine Draufsicht auf das Ventil gemäß

matisierung der Verstellung eine zusätzliche Einrich- zo Fig. 1,

tung notwendig wird, was einen erhöhten Aufwand F i g. 3 einen Teilschnitt durch eine Anordnung,

bedingt. die die Elemente der.Fi g. 1 enthält,

Bei einem bekannten elektromagnetisch betätigten Fig. 4 ein "Schaltbild zur Erläuterung der Steue-Ventil werden die Nachteile einer sonst üblichen rung des Ventils gemäß Fig. 1.
Rückführfeder durch die Anordnung einer zweiten 25 Das in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Ventil enthält Spule vermieden. Die zwei Spulen, die entgegen- ein topfförmiges Gehäuse.5, aus Nichteisenmetall, das gesetzten Wickelsinn besitzen, liegen so übereinander, einen Umfangsflansch 15 besitzt, der mittels Schraudaß ein in der Ventillängsachse verschiebbarer Per- ben sowie eines Ringes 6 an einer Deckplatte 7 festmanentmagnet den Anker für beide Spulen bildet... legb.ar ist, die bei dem in F ig: 3 veranschaulichten Hierbei weisen die Spulen jeweils mit dem Nordpol 30 Ausführungsbeispiel für mehrere Ventile bestimmt nach oben und mit dem Südpol nach unten, während ist. Die Eintrittsöffhuhg 8 in der Deckplatte 7 stellt der verschiebbare Permanentmagnet mit dem Südpol eine Verbindung zwischen dem Innenraum des Genach oben und mit dem Nordpol nach unten zeigt. häuses 5 und einer Leitung 9 her, die gleichfalls meh-Ein an das untere Ende des Permanentmagneten . rere Ventile versorgt! Ein Eintrittsrohr 10 ist mittels anschließendes Gestänge ist mit einem Teller ver- 35 Gewinderingen 11 an der Deckplatte 7 befestigt, so sehen, der das Ventil je nach Magnetstellung öffnet daß die Mündung 12 dieses Rohres in die Leitung 9 oder schließt. Ein entweder den Magnetkreis der hineinragt. Ein Austrittsrohr 13 ist durch eine oberen oder den der unteren Spule abwechselnd Schraubbefestigung in der Wand" des Gehäuses 5 festöffnender bzw. schließender Klappanker bewirkt, daß gelegt, wobei eine Austrittsöffnung 14 parallel neben der Permanentmagnet entsprechend nach oben oder 40 einer Mittelebene 0 des Gehäuses 5 angeordnet ist.
nach unten verschoben und das Ventil dadurch ge- Außerhalb des Gehäuses 5 ist eine um einen öffnet oder geschlossen wird. Nachteilig ist bei diesem Weicheisenkern gewickelte Spule 16 eines Elektro-Ventil der durch die zwei Spulen bedingte Kosten- . magneten angeordnet. Die beiden Enden des Spulenaufwand und Raumbedarf sowie die Notwendigkeit kernes liegen an Jochen 17,18 aus Weicheisen an. ■ einer mechanischen Führung des- Permanent- 45 Die Enden der Joche 17 und 18 sind relativ zumagneten, die eine genaue und somit aufwendige einander und gegenüber der Mittelebene winkelmäßig Bearbeitung der Führungsteile voraussetzt. versetzt (vg. F i g. 1) und durch zwei aus Weicheisen

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein bestehende Stützen 19,20 mit vier paarweise anVentil der eingangs genannten Art zu schaffen, das geordneten Weieheisen-Pqlschuhen 21, 22 verbunzurVermeidung der beschriebenen Nachteile einen be- 50 den, die innerhalb des Gehäuses 5 angeordnet sind, sonders einfachen Aufbau ohne die Notwendigkeit Die Polschuhe jedes Paares sind daher auf entgegender Einhaltung enger Toleranzen hat. gesetzten Seiten der Mittelebene 0 angeordnet, wobei

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- je ein Polschuh des einen Paares einem Polschuh

löst, daß die elektromagnetische Betätigungseinrich- des anderen Paares unter Bildung eines Luftspaltes

tung vier von einer einzigen Spule mit unterschied- 55- direkt gegenüberliegt.

licher Polarität erregte Polschuhe enthält, die paar- Im Luftspalt ist ein Permanentmagnet 23 angeord-

weise in Form von je zwei Polschuhen unterschied- net, der in Aufsicht I-Form besitzt. Er ist zwischen

licher Polarität auf entgegengesetzten Seiten der Mit- zwei parallel angeordneten Schraubenfedern 24 an-

telebene des Permanentmagneten den Permanent- geordnet, deren Enden an zwei Schrauben 25 im

magnetpolen gegenüberliegend angeordnet sind. 60 Gehäuse 5 festgelegt sind. Durch diese Federn 24

Für das erfindungsgemäße Ventil ist nur eine wird der Magnet 23 zu einer Bewegung gezwungen, Spule notwendig, die die vier Polschuhe abwechselnd so daß die eine oder ■■ andere Seite der seitlich vormit paarweise entgegengesetzter Polarität erregt. Da- stehenden Enden entweder an den beiden Polschuhen durch lassen sich die Herstellungskosten und der 21, 22 auf der einen Seite der Mittelebene 0 oder Raumbedarf des Ventils niedrig halten. Durch die 65 an den beiden Polschuhen 21, 22 auf der anderen Anordnung des Permanentmagneten zwischen den Seite der Mittelebene anliegt je nach der durch den Polschuhen und die paarweise wechselnde Polarität Permanentmagnetismus ausgeübten magnetischen Ander Polschuhe wird der Permanentmagnet quer zu ziehungskraft. In der dargestellten Lage des Ma-

gneten 23 liegt die eine Seite des Magneten an der Austrittsöffnung 14 des Austrittsrohres 13 an und verschließt damit dieses Rohr, während in der anderen Stellung des Magneten 23 diese Öffnung 14 freigegeben wird.

Die Kraft, die erforderlich ist, um den Permanentmagneten 23 von den Polschuhen zu lösen, läßt sich dadurch verringern, daß ein gewisser Abstand des Magneten von den Polschuhen geschaffen wird. Dies erfolgt durch einen Kunststoffüberzug 30.

In der zylindrischen Wand des Austrittsrohres 13 kann ein Loch 26 vorgesehen werden, um bei geschlossener Austrittsöffnung 14 einen Leitgasstrom zu erzeugen.

Im Gehäuse 5 ist ferner ein einpoliger Mikroumschalter 27 vorgesehen, dessen abgewinkelter Betätigungshebel 28 mit seinem einen Ende am Schaltergehäuse schwenkbar gelagert ist und mit seinem anderen Ende an einer Seite des Permanentmagneten 23 anstößt. Die Anordnung ist so getroffen, daß so eine Bewegung des Permanentmagneten zwischen seinen beiden Stellungen auf unterschiedlichen Seiten der Mittelebene 0 den Schalter betätigt und eine Umschaltung bewirkt. Die Anschlußleitungen des Umschalters 27, die in der Zeichnung zur Vereinfachung weggelassen sind, führen durch eine gasdichte Stopfbuchse 128 nach außen.

Der in F i g. 4 dargestellte elektrische Steuerkreis des Ventils enthält einen zweipoligen Umschalter 31, der mit seinen beiden Umschaltkontakten an eine Niederspannungsbatterie 32 und mit seinen beiden festen Kontakten an die festen Kontakte des Umschalters 27 angeschlossen ist. Der Umschaltkontakt des Umschalters 27 ist mit dem einen Ende der Spule 16 verbunden, deren anderes Ende an eine Mittelanzapfung der Batterie 32 angeschlossen ist. Durch eine Betätigung des Schalters 31 wird somit die Polarität der an der Spule liegenden Spannung umgekehrt.

Die Wirkungsweise des Ventils ist folgendermaßen:

In der in der Zeichnung veranschaulichten Lage der Teile ist die Spule 16 durch den Schalter 27 von der Stromquelle abgeschaltet. Das durch das Eintrittsrohr 10, die Leitung 9 und die Eintrittsöffnung 8 in der Deckplatte 7 in das Innere des Ge- häuses 5 eingelassene Gas kann nicht in das Austrittsrohr 13 eintreten, da die Austrittsöffnung 14 durch den Permanentmagneten 23 geschlossen gehalten wird. Dieser wird durch die Dauermagnetkraft, die durch die beiden Polschuhe 21, 22 auf" der der Austrittsöffnung 14 zugewandten Seite der Mittelebene 0 ausgeübt wird, in seiner Lage festgehalten. Um das Ventil zu öffnen, wird der Schalter 31 betätigt, so daß sich die Polarität des der Spule 16 zugeführten Stromes gegenüber der Polarität bei der früheren Schalterstellung umkehrt. Nimmt man an, daß die Polarität des Permanentmagneten 23 die in F i g. 2 dargestellte ist, so erzeugt ein durch die Spule 16 fließender Strom ein Magnetfeld, dessen Polarität in F i g. 2 gestrichelt angedeutet ist. Der Permamentmagnet 23 wird infolgedessen von den beiden links der Mittelebene 0 (Fig. 2) liegenden Polschuhen abgestoßen und gleichzeitig an die beiden Polschuhe auf der gegenüberliegenden Seite der Mittelebene 0 angezogen. Der Permanentmagnet 23 führt daher im Luftspalt eine Bewegung nach rechts aus, öffnet hierdurch das Austrittsrohr 13 und ermöglicht damit eine Gasströmung durch dieses.

Bei seiner Bewegung durch den Luftspalt betätigt der Permanentmagnet 23 den Hebel 28, so daß der Mikroschalter 27 umschaltet und die Stromzuführung zur Spule 16 unterbricht. Infolge des Permanentmagnetismus und der noch vorhandenen Restmagnetisierung der Polschuhe kommt der Permanentmagnet trotz der Stromunterbrechung zur Anlage an den rechts der Mittelebene 0 befindlichen Polschuhen 21, und bleibt an ihnen haften.

Um das Ventil zu schließen, wird erneut der Schalter 31 betätigt, wodurch sich über den Mikroschalter 27, der zu diesem Zweck bei der letzten Betätigung umgestellt wurde, eine Umkehrung der Polarität des der Spule 16 zugeführten Stromes ergibt. Die Polarität der Polschuhe wird infolgedessen umgekehrt und entspricht daher nun der in F i g. 2 mit vollen Linien ausgezogenen Polarität. Der Permanentmagnet bewegt sich nun nach links, wobei wie zuvor der Strom der Spule 16 unterbrochen wird.

Das Ventil ist auch für eine Fernsteuerung besonders geeignet, beispielsweise mittels Funksignalen, die einen als Relais ausgebildeten Schalter 31 betätigen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Elektromagnetisch betätigtes Ventil mit einem Gehäuse, das Ein- und Austrittsöffnungen enthält, ferner mit einem verstellbaren Permanentmagneten zur Steuerung der Verbindung zwischen den Ein- und Austrittsöffnungen sowie mit einer elektromagnetischen Betätigungseinrichtung zur Verstellung des Permanentmagneten, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Betätigungseinrichtung vier von einer einzigen Spule (16) mit unterschiedlicher Polarität erregte Polschuhe (21, 22) enthält, die paarweise in Form von je zwei Polschuhen unterschiedlicher Polarität auf entgegengesetzten Seiten der Mittelebene (0) des Permanentmagneten (23) den Permanentmagnetpolen gegenüberliegend angeordnet sind.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (23) I-Form besitzt, wobei die seitlichen Ansätze des Magneten den vier Polschuhen (21, 22) gegenüberliegen.

3. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung (14) durch die eine Seite des von zwei Polschuhen (21,22) angezogenen Permanentmagneten (23) verschließbar ist.

4. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zwei parallel angeordnete, den Permanentmagneten (23) führende Schraubenfedern (24).

5. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein zur Unterbrechung des Speisekreises der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung dienender, durch die Bewegung des Permanentmagneten (23) betätigter Schalter (27) vorgesehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen