DE1775713A1 - Elektromagnetventil - Google Patents

Description

• E 1 e k t r o m a g n e t v e n t i 1 Die Erfindung bezieht sich auf ein Elektromagnetventil mit einem von mehreren einander entgegengesetzten Magnetkräften beeinflußten Magnetanker.
• Derartige Ventile sind bekannt. Bei ihnen besteht die Schwierigkeit, die Wirkkraft des VentilschlieBgliedes einstellbar zu machen. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch ge -' löst, daß die eine Magnetkraft eine ständig wirksame Erregerkraft und die andere Magnetkraft zum Steuern des Ventils unter veränderlicher elektrischer Spannung einstellbar ist.
• Eine vorteilhafte Weiterbildung dieses Elektromagnetventils wird gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung durch seine .Anwendung bei einem Druckbegrenzer für die vorzugsweise stufenlose Regelung eines Druckmittelkreislaufes über ein vom Anker bewegtes Veütilglied erreicht. Ein. derart ausgebildetes Druckbegrenzungsventil erlaubt das stufenlose oder in kleinen Stufen erfolgende Regeln eines Durchflusses einzig mit Hilfe elektrischer Spannung, die entsprechend erhöht oder erniedrigt wird, je nachdem unter welchem Druck das Druckmittel steht. Es sind auch alle Zwischenstellungen: des Ventils möglich.
• Nach einem anderen Merkmal der Erfindung ist es vorteilhaft, daß beide Magnetfelder durch von Strom durchflossenen Spulen erzeugt werden. Dabei ist vorzugsweise eine Gesamtspule vorgesehen, die zwei in entgegengesetztem Sinn gewickelte Einzelspulen hat. Die eine Wicklung dient zur Erregung, die andere ist die Steuerwicklung. Dadurch verhindern bzw. mildern die zwei Wicklungen die Auswirkung der eigenen Erwärmung auf die Magnetkräfte. Vorzugsweise ist die Erregerwicklung zwischen der Steuerwicklung untergebracht, so daß die dauernd unter Spannung stehende Erregerwicklung die Steuerwicklung mit erwärmt und nur ein kleiner Temperaturunterschied zwischen dem Normalzustand und einer vollen Aussteuerung bei voller Spannungsgabe auf die Steuerwicklung besteht. Dadurch bleibt die Magnetkraft konstant und bei Verwendung bei einem Druckbegrenzungsventil bleibt der einmal eingestellte Druckwert immer gleich.
• Nach einem anderen, von Fall zu Fall vorzuziehenden Merkmal der Erfindung ist es auch denkbar, das Erregermagnetfeld mit einem Dauermagneten zu erzeugen.
• Schließlich ergibt sich eine vorteilhafte Weiterbildung des Magnetventils dadurch, daß der Anker in seiner Spule in einem nur linienberü-hrung erzeugenden Zager geführt ist, wobei das Zager aus zwei Federringen besteht, die lagefixiert in die Spule eingesetzt sind und die mindestens jeweils drei nach innen stehende Nasen für die Ankerlagerung aufweisen. Durch eine solche schwebende Lagerung wird die Reibung des Ankers in engsten Grenzen gehalten und die Empfindlichkeit des .Ankers erhöht. Diese Ankerlagerung hat darüber hinaus noch den Vorteil, daß sie z. B. durch entsprechende Vorspannung der Federringe auch dazu: dienen kann, an einem Druckbegrenzungsventil einen Iginimaldruck einzustellen. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigen: Fig. 1 ein zum Aufsetzen auf ein Druckbegrenzungeventil bestimmter Elektromagnet in Ansicht, geschnitten, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-TI in Fig, 1, Fig. 3 den Verlauf der Steuerspannung im Verhältnis zum Druck und Fig. 4 den Verlauf der Magnetkräfte beider Magnete. Ein Elektromagnetventil hat ein zweiteiliges Gehäuse, in. dessen oberen Teil 1 der Elektromagnet 2 und in dessen unterem Teil 3 das Ventil 4 untergebracht ist. Das Ventil 4 ist ein Druckbegrenzungsventil, das den Durchlauf eines Druckmittels zwischen einem Eingang 5 und Einem Ausgang 6 stufenlos oder in kleinen Stufen regelt. Ein Ventilschließglied 7 des Ventils 4 wird von einem Anker 8 des Elektromagneten 2 betätigt. Der Anker 8 ist weitgehend zylindrisch ausgebildet, und hat an seinen Enden Absätze 9 und 10 kleineren Durchmessers. Diese Absätze 9 und 10 sind zum Aufsetzen von je einem Federring 11 und 12 bestimmt, von denen einer in der Fg. 2 in Draufsicht dargestellt ist. Die Federringe il und 1.2 sind in einer Spule 13 des Elektromagneten 2 lagefixiert, die in das Gehäuse des Elektromagneten 2 eingesetzt ist. Die Federringe 11 und 12 weisen jeweils drei Naz:en 14 auf, um den Anker 8 in ""-er Spule 13 mit linienberühri.LY,@r reibungsarm zu lagern.
• Die Spule 13 ist zweiteilig aufgebaut. Sie hat zwei Wicklungen 15 und 16, die in verschiedenen Richtungen gewickelt und ineinander angeordnet sind. Dabei ist die eine zum Erregen verwendete Wicklung 15 zwischen der anderen zum Steuern vorgesehene Wicklung 16 untergebracht. Abweichend von der zeichnerischen Darstellung ist es aber auch möglich, die Erreger-Wicklung 15 durch einen Dauermagneten zu ersetzen.
• Die Wirkungsweise des Blektromagnetventils wird anhand der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Diagramme beschrieben.
• Wie die Fig. 3 zeigt, steht die Erregerwicklung 15 ständig unter einer gleichen Spannung. Zum Schalten des Ventils wird nur die Spannung an der Steuerwicklung 16 verändert.
• In der Fig. 4 ist der Verlauf der Magnetkräfte der beiden Wicklungen 15 und 16 dargestellt. Eine Wirkkraft Fw, die an dem beweglichen Ventilglied 7 zur Verfügung steht, setzt sich aus der Summe der Vektoren P1 und f2 zusammen, wobei Pl, wie der Fig. 3 zu entnehmen, in seinem Verlauf konstant bleibt und F2 durch Änderung der Steuerspannung verändert wird. Es ist zu erkennen, daß die Erregerwicklung 15 beispielsweise im Schnittpunkt 2 die Magnetkraft X erzeugt. Wird nun-an die Steuerwicklung 16 eine Spannung U2 angelegt, so entsteht eine Magnetkraft, die gegen die Kraft X gerichtet ist. Die Resultierende ist eine Kraft X1. Diese Kraft X1 wirkt dem Druck des Druckmittels im Druckbegrenzungsventil 3 entgegen und kann bei ihrer Veränderung den Durchfluß des Druckmittels durch das Ventil steuern. Diese Art der Steuerung wird dadurch erreicht, daß der Magnetanker 8 unter einer gewissen Belastung eine beliebige Stellung zwischen seiner Ausgangs- und seiner Endlage einnehmen kann: Die weitgehend reibungsfreie Lagerung des Ankers 8 läßt ihn jeder Krafteinwirkung leicht und schnell folgen. Die Federscheiben 11 und 12 führen den Anker 8 so, daß nur ein sehr kleiner Luftspalt eingehalten wird. Diese federartige Ankerlagerung kann bei entsprechender Vorspannung der Federscheiben 11 und 12 auch dazu verwendet werden, an dem Dxuckbegrenzungsventil einen Minimaldruck einzustellen. Das beschriebene System eignet sich besonders für die Betätigung kurzhubiger Ventile. Durch die Temperaturgleichheit bei Normalstellung und bei Betätigung bleibt auch nach längerem Einschalten die Magnetkraft weitgehend konstant und ein am Druckbegrenzungsventil eingestellter Druckwert bleibt immer erhalten.

Claims (4)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Elektromagnetventil mit einem von mehreren einander entgegengesetzten Magnetkräften beeinflußten Magnetanker, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Magnetkraft eine ständig wirksame Erregerkraft und die andere Magnetkraft zum Steuern des Ventils (4) unter veränderlicher elektrischer Spannung einstellbar ist.
2. 2. Elektromagnetventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch seine Anwendung bei einem Druckbegrenzer für die vorzugsweise stufenlose Regelung eines Druckmittelkreislaufs über ein vom Anker (8) bewegtes Ventilschließglied (7).
3. 3. Elektromagnetventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Magnetfelder durch von Strom durchflossenen Spulen (15, 16) erzeugt werden.
4. 4. Elektromagnetventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Spulen (15, 16) in verschiedenen Richtungen gewickelt ineinander angeordnet sind und daß die Erregerwicklung (15) zwischen der Steuerwicklung (16) untergebracht ist. 5. Blektromagnetventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Erreger-Magnetfeld von einem Dauermagneten erzeugt ist. 6. Elektromagnetventil nach einem der Ansprüche 1 = 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (8) in seiner Spule (13) in einem nur Linienberührung erzeugenden Zager (11, 12) geführt ist. 7. Elektromagnetventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Zager aus zwei Federringen (11, 12) besteht, die lagefixiert in die Spule (13) eingesetzt sind und die mindestens jeweils drei nach innen stehende Nasen (l4) für die Ankerlagerung aufweisen.