DE1650534A1 - Elektromagnetisches Ventil mit zwei beweglichen Kernen - Google Patents

Description

• Elektromagnetisches Ventil mit zwei beweglichen Kernen Die Erfindung bezieht sich auf elektromagnetische Ventile mit Tauchkernen, die eine einzige Erregerwicklung tragest und die die Steuerung zweier getrennter Klappen zu verschiedener Zeit ermöglichen. Ein besonderes Anwendungsgebiet sind elektromagnetische Ventile, die die Gaszuführung zum Brenner einen Gaskeseels als Funktion der gewählten Temperatur für das Reizungewasser nachführen. Die bekannten Elektroventile, die man zur Steuerung der Menge einen Mediume einsetzt, weisen in üblicher Weine eine Vernchlußklappe auf, die einem Kern oder einem beweg-

  liehen magnetischen Anker zugeordnet ist.

  Die Steuerung für Öffnung oder Schließen der Klappe

  wird erreicht durch die Anziehungswirkung eines beweg-

  lichen Kerns oder des Ankers, bzw. einer Scheibe, die

  air. festen Kern zum Kleben kommt, wenn die durch die

  Spule gelieferte Induktion einen ausreichenden iJert

  erreicht hat.

  `:Denn rnan sich dieser -bekannten Ele?itroiaagnetventil-Bauart

  bedienen will, urii die Zuführung des Gases zum Brenner

  eines Gaskessels als l'un@ztion der Teiiperatur des durch

  den Kessel gelieferten Jarmwassers nachzuführen, indem

  inan beispielsweise die Spule des Elektroventils, die

  in Reihe mit einem Kontakt liegt, speist, dessen Offen-

  oder Geschlossenstellung selbst der Temperatur des :Jas-

  sers zugeordnet ist, so erhält man notweiti.gerweise ein

  Arbeiten des Brenners nach dein Alles oder Nichts (Ja

  oder mein) Prinzip.

  Diese Arbeitsweise eines 3renners niit Alles oder Nichts

  oz",i. Ja Nein Regeluni- briii-t, wie iaan weiß, verschiedene

  ,`1achteile mit sich, insbesondere eine schlechte Steuerung

  der Temperatur des vorn Kessel abgegebenen Jassers, da

  diese Temperatur zwischen zwei @Nerten mit erheblicher

  Abweichung schwankt. Ist die von der Heizanlage gefor-

  derte Leistung gering verglichen mit der Leistung des Kessels, so erhält man eine erhöhte Frequenz des Zündens und Erlöschens des Brenners, wobei der Kesselbetrieb lästig wird, da das Zünden eines Brenners immer mit Geräusch verbunden ist.
• Um diesen Nachteilen einer Alles-oder Nichts-Steuerun; für einen Heizkesselbrenner abzuhelfen, hat wan bereits die Verwendung einer Kombination von zwei Elektroventilen der bekannten Bauart vorgeschlagen, die unterschiedliche Ladungsverluste aufweisen und durch einen Kreis mit zwei Kontakten gesteuert sind, die als Folgekontakte zwei Temperaturen zugeordnet sind, die leicht gegen den gewählten Wert verschoben sind; oder man hat diesdurch eine Schaltung bewerketelligt, die eiAen Strom oder eine Spannung proportional zur Abweichung zwischen der angezeigten Temperatur und der tatsächlichen Temperatur des -Hassers lieferten, wobei eines der Elektroventile so geregelt war, daß es bei einem Strom oder bei einer Spannung arbeitete, die sich geringfügig von Strom oder Spannung des anderen Elektroventils unterschied; alle diese bekannten Kombinationen weisen jedoch den Nachteil auf, daß zwei Elektroventile erforderlich sind: Dies ist einesteils bereits mit Mehrkosten verbunden und andererseits bei einer Steuerung durch eine Spannung

  oder einen Strom, die proportional zur 1'emperaturab-

  weichun7 sind - eine Qteuerun-, die lediglich durch

  Verwendung elektronischer Schaltungen i@icrl-lich ist -

  eine erhöhte Leistung erforderlich macht, aas eben-

  falls den :Preis anhebt.

  Die Erfindung richtet sich nun auf ein ele.ztror,äagneti-

  sches Ventil reit zwei beweglichen '_onzentrischen kernen,

  bei denen die Üffnung und Schließ bevveguzig zweier Ventil-

  klappen nacheinander si.,öglich ist, und zwar durch _=onti-

  nuierliche Erhöhung und Verminderung des äteuerstroi:is

  in einer einzigen Induktionsspule unter Regelung der

  Empfindlichkeit.

  Durch die Erfindung wird eine neuartige I@iaßnahiiie ge-

  schaff en, durch die t,Tachführkreise vereinfacht werden

  und die Steuerkontakte entfernt werden höntien, indem der

  Platzbedarf gegenüber äquivalenten Standardausrüstun[-en

  vermindert wird.

  Erf'indunsrsgerräß wird ein wagnetischer Nebenschluß aus-

  genutzt, indem in einer einzigen Induktionsspule zvvei

  konzentrische Kerne ko.ribiniert werden, die jeweils mit

  einer bteuerventilklappe derart verbunden sind, da13

  zwei Kreise @iiit variableiii Magnetischen ',,iiderstand in

  Parallelschaltung geschaffen xerden, deren magnetische

  Ruhewiderstände vorher durch die Geometrie der Anord-

  nung; festgelegt sind.

  beidieser Kombination trennt man die Steuerung der

  beiden Kerne, indes der Mittel- oder Zentralkern der-

  art üearbeitetwird, daß die durch den magnetischen

  _luaus7eü:te Anziehungskraft auf den Kern zu eine:i

  7egebenen Augenblich ausreicht, ui die erste Steuer-

  ventilble.ppe anzuheben. Hierfür weist der Kreis des

  zentralen Kernes eine geringere Reluhtalz als die

  .: e luntdnz de:: ihn um-ebenden Kernes auf, wobei die

  Ieluhtanz nein neuen Zustand des Kreises, wenn der

  Zeitrahern klebt, den Gert der Induktion definiert,

  uer notxeediu ist, damit der an Umfang angeordnete

  heim zum Kler-)en kofiüiit; liegt die TZeluhtanz noch hoch,

  so unterucheiäet sich die notwendige InduKtion nur

  sehr wenig ton der zum Kleben des Zentralhernes not-

  aendi:gen; wenn dagegen die beluktanz schwach ist,

  aui die Inluttion stärker sein.

  Um zu verhindern, da2 die Reluitaaz des Kreises zu sehr

  abnimmt, wenn der Zentralkern klebt, kann man diesem

  in jättigungsbereieh arbeiten lassen und einen Rest

  Luft - hz:v. Eisenspalt zum :festen :Kern vorsehen. Die

  Regelung des Eisenspaltes der Kerne beim Kleben oder

  in Ruhestellung ist ein einfaches kittel, um die Sensibili-

  tät des Systems zu variieren.

  Eine beispielsweise AusUhrun g sfors der Erfindung soll

  nun anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert,

  werden, in deren einziger Figur ein Elektromagnetventil

  dazgestellt ist.

  Das Elektromagnetventil hesteht aus einer Indüitionssrule 1,

  in deren bitte ein unbewe`licher herr 2 vorgesehen ist,

  der an den Anier = ancei-lanscht ist, robei Sichtungsanor;l-

  nunten 4 und 5 die Abdichtung u`__ den Xern herze i Acker-

  stellen.

  Der Zentralbern h ist mit der Veutilalarle i durch eire-;

  Sicherungsrine c; verounden. Der weite Kern 0 ist ei! "er

  Veatillappe 10 durch den Sicherwi;_ rin.- 1 i

  lückstellfedern 12 und 1 - sichern die Aichthei± der Ver.til.-

  klajen auf ihren ATä.

  Die 2unatlon der hinrichtuaU ist =Lolgende: mes'Loilt @an die

  Induktionsspule zu erreUea, so eutoteht ein Slum in den

  unbeweglichen und beweglichen kernen r? Uzw. 6 und 9; auo

  Kons truition.grUnden ist die deluLtann Aw. der naune-tioche

  Widerstand kleiner als die Reluktann des Kernes 9; audei<<

  ist die durch die Peder 12 gelieferte DelastunU, die für

  die Dichtheit der Klappe 10 sorgt, großer als die durch

  die -,eder l-' lu@_ :chlie en der Klappe 7 gelieferte Belaotung.

  @=elit l:@a_i von rlier aus, so ist es offeüsichtlich, daß für

  einen stei r--eiiden Indu=tionswert der kern 6 in hl e bstelluzi`

  vor ;@.e_@:ern üc#er einen Kontä_@t I' angezogen wird. Bei

  stei@-eiider Ii_idu:>tioil "::lebt der Kern 9 bei eineu.. bestiiiL.:ten

  j=nc1ur:tionsstr -D:ii während 12 in der Spule 1. Zu_2i Zurückfallen

  e"er Ker..ie wird die Aufeinanderfolge der Vorgänge uagehehrt.

  -gis ,^eiif.-t, die :.#tro_iystärxe in der Spule 1 Tür einen be-

  sti_:i.:iten durch den ',trou1 12 gegebenen Indu«tionswert zu

  ver:PLidern, -robei der Fern 9 unter der '@Vir@@un@- der :Feder

  1 - au:-hcrt a.11 der Klappe 10 zu I-Lleben.

  Soll der Kern 6 ebe_nzalls zurückfallen, wenn die Stroii5-

  stUr`=.e I' 1 in der Spule 1 einen `:fiert kleiner I'2 annirui:t,

  so i'izh-rt die ieder 12 die Veiitill.lappe 7 auf ihren Sitz

  zurüc!r .

  Die Auslegung. des Elektroventiles erlaubt ein Arbeiten

  des Kernes 9 allein, wobei die Klappe 7 offen bleibt. 117,s

  genügt, daß die Steuerstromstärke variiert, indem sie

  Liuüer oberhalb 1' 1 bleibt; genause kann man deren Arbeiten

  au' das der Körper 7 allein begrenzen, we-:in die Stärke

  der S'@teueru.,i- variiert, indem man den --,Vert i:iuner kleiner

  1 2 tDeläßt.

  Die Werte der Reluktanzen der beiden Magnetkreise sind vorher durch Kerne mit geometrisch konstanten Seitenflächen durch den Eisenspalt zwischen dem festen Kern 2 und dem beweglichen Kern 6 und durch eine Unterleg-Scheibe 14 festgelegt. Diese Werte können gegebenenfalls durch die nicht magnetische Regelschraube 15 modifiziert werden, die bei der Modifizierung beine Kleben des verbleibenden Eisenspaltes zwischen den Kernen 2 und 6 die Reluktanz des'Zentralkernes 6 erhöht und die Reluktanz des Kernes 9 vermindert, was folglich den Wert des Stremes I für das Kleben blei-2 ben des Kernes 9 vermindert und den Wert der Ströme I'1 und I'2 erhöht: Man sagt, die Sensibilität des Elektroventils steigt.
• Ein Balgen 16 sorgt für die Abdichtung: einer Kammer 17, wenn die Klappen 7 und 10 geschlossen sind.
• Schrauben 18 und 19 erlauben eine eventuelle Regelung der gesteuerten Gasmengen.

Claims (2)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Elektromagnetisches Ventil mit zwei Ventilklappen, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß unter Ausnutzung des magnetischen Nebenschlusses in einer einzigen-Induktionsspule (1) zwei konzentrische, je mit einer Steuerventilklappe (7; 10)-verbundene Kerne (6; 9) derart angeordnet sind, daß zwei parallele Kreise mit variablenmagnetischem Widerstand entstehen, der magnetische :'liderstände in Ruhestellung durch die Geometrie der Anordnung festgelegt sind.
2. 2. Elektromagnetisches Ventil nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Steuerung der beiden Kerne derart voneinander getrennt ist, daß der Zentralkern (6) derart bearbeitet ist, daß die durch den magnetischen fluß ausgeübte An2iehungskraft auf den Kern zu einem gegebenen Augenblick ausreicht, uni die erste Steuerventilklappe (7) zu heben. "`. Elektromagnetisches Ventil nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß im Kreis des Zentralkernes (6) eine geringere Reluktanz als im umgebenden Kern (9) vorgesehen ist, wobei die Reluktanz des neuen Zustands des Kreises, wenn der Zentraliiern (6) klebt, den ',Nert der Induktion festlegt, der notwen4dig ist, damit der umgeiende Kern zum Kleben koiizit.