DE1794027U

DE1794027U - Elektromagnetventil.

Info

Publication number: DE1794027U
Application number: DESCH20652U
Authority: DE
Inventors: Herbert Schweda
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1957-08-21
Filing date: 1957-08-21
Publication date: 1959-08-20

Description

Elektromagnetventil.

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Die Erfindung bezieht sich auf ein lektro ; Ragnetventilt das

im Gegensatz zu den bisher bekannten Ausführungen eine große Ar-

beiteleistung bei gleichzeitiger geringster Stromaufnahme hat und daher mit den herkömmlichen Steuerschaltern, die in den meisten Fäl

len nur fiär kleinere Schaltatröme geeignet dind, jchaltbar ist. Wei

terhin hat das neue Ventil den Vorteil, daß es universeller verwend bar ist.

Diese und andere im Laufe der Beschreibung sich ergebenden Vorteile werden gemäß der Erfindung durch die besondere Ausbildung

des le&tromagnetventiles erreicht, das sich von den bekannten Aus-

ührungen'vor allen Dingen dadurch unterscheidet, daß ein ufer-

ricntung geteilter Magnetkern mit einem feststehenden, in die Mag-

netspule hineinragenden Teil und einen axial in der Magnetspule val schiebbar geführten, als Ventilkolben dienenden Teil vorgesehen ist der mindestens an einer Stirnseite eine Dichtung zum Verschließen eines Ventilsitzes bzw. einer Zu- oder Abflußöffnung für ein strömendes Medium hat und deesen dem feststehenden Teil zugekehrte Stir seite ebenso wie diese von der Mitte nach dem Kernumfang zu schräg verläuft.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung liejc die Trennlinie zwischen dem feststehenden und dem als Ventilkolben

dienenden Teil des Magnetkernes in mittlerer Höhe der spule des

uletromaneten. Vorteilhaft verlaufen die ein3nder zucshrten

stirnseiten der amiden leile es i.'iagetn. ernes in der itto waa-

gerecht und von hier nch dem Umfang zu. unter einem Kinkel von

1200 sonräg ansteigend ochr-g abfallend. D, ibei ist gemäß ei-

nemusfhrunbeispiel die betreffende Stirnseite des festste-

henden leileo konvex uid die des 1 Vntilolbe dienenden Tei-

les konKav gstltet. Die Anordnung ann tber 3u. c. unekehrt sein.

Durch ie Form der einander zugekehrten Stirnseiten de ; 3 fettete-

banden und do3 ala Ventilkolben iennden Teiles des ! üagnetkernes

..'ird fjr don &raftlinienfluß s'. natite berun von einem

Teil zum dnderen über den d :) Z, vi3Gn-n liegenden Lutalt erreicht,

dar dem. Iu. bweg dea Ventilolben-, entsprioht. Dduch, daß dieser

palt, ie vorstehend erwuhnL, in der Mitt der.''lagnetspule vor-

Cüehan ist, befindet er jic i größten Wirkungsbereich derselben

DieIjiaenummuntelung der agnetapule leitet die Kraftlinien

direkt zæn. Ventilolbn und zu dem ihm zugennen nae des feot-

utehenden ndes de anetKerne, so dß nu',. er ieni konstruktiv be-

dingten Luftplt der raftlinienfluß immer i isen verläuft und

nicht geach acht wird. Hierdurch ist eu erstmalig möglich, mit ei-

ner entsprechend lein dimensionierten Masnetupule eine große Zug-

leistung zu erreichen und damit Nenndrücke von 16 Atü bei einer

lichten Bohrung der Ventilsitze von í2 mm direkt an-und abzu-

schalten.

einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden

Beschreibung der auf der Zeichnung dargestellten Aus. Uhrungsbei-

spiele :

Bs seigen :

led 2 je einen 1sschl1itt durO,-l T'. ei Verschie-

dene AusführmTsiormen

iß. 3 einen Längsschnitt durch eine exploaionsßeschLtz-

teasfdhrursorEi., deren Vontiluufbu r. ndätz-

iioh derjenigen nuch 1. 1 ent. pricnt und

li4 o bi d cchanatij h die chnit, liohuitcn ded

1"i (. :. >. 4 :. 1 bL : d tjCh3L : l ; ti. Jch diù, ; cl ;. n 1 trrú ;, : llclÙui'tcn Jr

verschiedenen . u. ufiruja. si'oriQen.

DaslcktroM3netventilnachFi,*'!bestehtau.e!der=i,/iötnaJLe 1

und dem ern 2 der ich. u. a eincM. featstühQnden ; in ie.. lnet-

sipule hineinredenden leil 3 und einun in d'r jctLle axil

verschiebbaren,, tis Vcntils. olben dienenden Teil zjmensetzt.

ie Zeichr=1 eI erAn l,. t t} ie oeilzB) 4 durch

einen spalt 5 voneinander etrent. Dieser palt liet in nittle-

er.lohederanetuJe 1<

Der f jtjtohende Teil 3 ht eine axiale durcii,. eilende Länga-

bohrun6 und dient nnm inciilieen n eine Leitung.

Dieanetjpule1 sitzt fest'uf einer IIdle 7 durch die

der feststehende Teil 3 mit der druckdicht angesetzten Htlse 8

nindurchge : teckt ist.

Die Udlae 89 die nach unten aus der llektromagnetapule

haruusrat, dient als FJ-hrun i'lr den Teil 4. Der Teil 4 ist mit

erineEl seitlichen opiel mit seiner oberen. iaifte in der liiiisa 8

axialverschiebbar.

Die Führungshülse 8 ist mit ihrem unteren Ende in ein An-

achlu.ßgehäuse 9 eingeschraubt, das zwei rechtwinklig zueinander

liegende Anschlüsse 10,11 f r Rohrleitungen o. dgl. hat. Diese An-

schlüsse mUnden in einem gemeinsamen Kaum 12. in den das untere

'Ende des Ventilolbens 4 hineinragt. Der Anschluß ! 1 enthält ei-

nen auswechselbaren Ventilsitz 13 der durch das mit einer Dich-

tung 14 versehene untere des Ventilxolbens 4 bei stromlosen

Zustand des Elektromagneten verHCLiosen ist. D untere Ende des

Ventilkolbens 4 hat ferner eine Kinsoulter 13, die"1s iderla-

gerfdr eine Schrar. ben. druokfeder'6 dient, welche n. ber eine Ring-

scheibe 17 een doa untere nde der ruhrung.- ? hLtlse 3 liet Durch

'Jiee Drucfeder wird die Dichtung 14 des Ventilkolbens 4 bei

stromlosem Elektromagneten ? uf den Ventilsitz 13 edrJckt.

Dießlektrom'gnet3pule 1 i. t von sier ulee 18 Lieben, die

oben durch eine Leitsoleibe 9 und unten durcll eine Leibscheibe 20

abgeschlossen ist. Seitlich an der udlo 18 'oitzt =in jelen-Gleich-

yichter 21, der mittels dchruben 22, 23 t-ibuehmtnr befestigt ist.

Das Gehäuse 9 enth lt ußer den Rohrnsohimnoen 10, 11 noch

eine abelvrohrbung 24. Daa obere nde des Gehausee 9 ist als

tragplatte25'. tujebil. iot und traßt ei e kapl T. urtie aube 26,

~L ; c>i rtige 11, iube 269

dLe mittels der Butter 27, welche uf dem Gewinaeteil dos festste-

henden unetn. ernteiles 3 veraohraubbar ist, auf ihrem Jitz auf der

rltte 25 ehalten wird. Die elatte 25 besitzt eine ri. ingsohulter 28

zumZentrieren des kappenartigen Gehäuaes 26.

Der la Kolben dienende agnetKarnteil 4 hat an seiner dem

feststehenden Teil 3 ueehrten Stirnseite dne Dichtung 29 zum

Versohliefen der ihr gegenüberliegenden Mündung der Bohrung 6. Wie

das Auafhrungsbeipiel zeigt, ist die die Dichtung 29 enthaltende

Stirnseite vertieft ausgebildet, und zwar derart, daß die vertie -fung in der Mitte waagerecht verläuft und dann nach dem Umfang zu, vorzugsweise unter einem Winkel von 120°, schräg ansteigt. Die dieser Vertiefung gegenüberliegende Stirnseite des feststehenden Magnetkernteiles 3 ist entsprechend, aber umgekehrt, ausgebildet.

Abweichend von der beschriebenen Ausführung kann die Ausbildang auch umgekehrt sein, d.h., daß der feststehende Teil 3 die Vertiefung und der bewegliche Teil 4 die Erhöhung hat.
Die Mündung der Bohrung 6, die der Dichtung 29 zugekehrt ist, Kann in einem besonderen, auswechselbaren Teil sitzen, der z.B. durch Verschrauben mit dem Teil 3 verbunden werden kann. Dadurch besteht die Möglichkeit, durch Auswechseln dieses Teiles den Mündungs-@uerschnitt zu verändern. Das Gleiche gilt für den Teil 13, der den Ventilsitz für das untere Ende des Kolbens 4 bildet.
Diese Möglichkeit ist besonders wichtig, wenn diese Ventile als sogenannte Vorateuerventile für Hydraulik-Zylinder verwendet werden, wobei eine Variation der Nenndrücke möglich ist und außerdem ein Verringern der lichten Ventileitzbohrung bei konstantem Druck zur bequemen Hubzeiteinstellung der besagten Hydraulik-Zylinder verwendet werden kann.
Das vorstehend bezeichnete Elektromagnetventil kann auf verschiedens @ reise verwendet werden. Bei der Darstellung nach Fig. 1

und der schematischen Darstellung nach Fig. 4a ist daa Ventil strom-

los geschlossen. Dabei drückt die Feder 16 den Ventilkolben 4 mit seiner Dichtung 14 auf den Ventilsitz 13. so daß hier der Zufluß des strömenden Mediums unterbrochen ist. Bei dieser Stellung ist die dem Ventilkolben 4 zugekehrte Mündung der Bohrung 6 geöffnet.
Die Bohrung 6steht also über den oder die in dem Ventilkolben 4 befindlichen Längskanäle 30 mit dem Raum 12 in Verbindung, der dauernd mit dem Anschluß 10 verbunden ist, da dieser kein Abschlußventil hat.
Bei der soeben beschriebenen Schaltstellung"stromlos geschlossen wird das zufließende Medium am Anschluß 11 durch den Druck der Feder 16, die den Ventilkolben 4 mit der an seiner Stirnseite befindlichen Dichtung 14 auf den Ventilsitz 13 drückt, dicht abgeschlossen. Beim Einschalten der Magnetspule 1 wird der Ventilkolben 4 an den in die Spule hineinragenden feststehenden Magnetkern 3 angezogen, wobei die Dichtung 29 auf die Mündung der Bohrung 6 drückt und damit hier den Abfluß des Mediums sperrt. Dadurch fließt jetzt das Medium vom Anschluß 11 durch die Bohrung vom Ventilsitz 13 in den Raum 12 und von dort durch den Anschluß 10 zum Verbraucher. Beim Abschalten der Magnetspule 1 tritt der erstere Zustand wieder ein, so daß nunmehr das gestaute Medium beim Verbraucher von diesem im Rückfluß über den Anschluß 10 in dem Raum 12 übe : den oder die in dem Ventilkolben 4 befindlichen Längskanäle 30 drei die offenstehende Mündung der Bohrung 6 entweichen kann.
Bei der Darstellung nach Fig. 1 und der schematischen Darstel. lung von Fig. 4b ist das Ventil stromlos geöffnet. Dabei drückt eben. falls die Feder 16 den Ventilkolben 4 mit seiner Dichtung 14 auf

den Ventilsitz 13t ao daß hier der Abfluß des strömenden Mediums un

terbroohen ist. Bei dieser Stellung ist die dem'Ventilkolben 4 zugekehrte Mündung der Bohrung 6, die in diesem Fall Zuflußleitung is geöffnet. Die Bohrung 6 steht also über den oder die in dem Ventilkolben 4 befindlichen Längskanäle 30 mit dem Raum 12 in Verbindung, der dauernd mit dem Anschluß 10 verbunden ist, da dieser kein Abschlußventil hat.

Bei dieser Schaltstellung "stromlos geöffnet", entsprechend der dchematischen Darstellung der Fig.4b, wird das zufließende Me-

dium am Anschluß der Bohrung 6 an dessen Mündung durch die Dichtung

29 bei eingeschalteter Magnatspule 1 und damit angezogenen Ventil-Kolben 4 mit der auf die Mündung der Bohrung 6 druckenden Dichtung 29 dicht abgeschlossen. Daa bei nichteingeschalteter Magnetspule 1 durch die Bohrung 6 und deren offenstehende Mündung über den oder die in aem Ventilkolben 4 befindlichen Längskanäle 30 durch den

Ra m 12 uber den. ascu uß 10 beim Verbraucher gestaute Medium kann

jetzt bei eingeschalteter Manetspule 1 im Rückfluß durch den n-

schluß"'0 über den Raum 12 und die offenstehende Bohrung im Ventil-

sitz 13 durch den Anschluß 11 entweichen.

Bei der Darstellung nach Fig. 1 und der schematischen Darstellung von Fig.40 ist es ein Durchgangsventil, das stromlos geöffnet @ ist. Dabei dr@ckt die Feder 16 den Ventilkolben 4, bei dem in diesem Fall die Dichtung 14 in Fortfall kommt, an die Stirnwand von Raum 12.

Der Anschluß 1 sowie der auswechselbare Ventilaitz 13 kommen bei dieser Ausführung des Gehäuses 9 ebenfalls in Fortfall. Bei dieser Schaltstellung ist die dem Ventilkolben 4 zugekehrte Mündung der Bohrung 6 geöffnet, Die Bohrung 6 steht also über den oder die in dem Ventilkolben 4 befindlichen Längskanäle 30 mit dem Raum 12 in Verbindung, der dauernd mit dem Anschluß 10 verbunden ist, da dieser kein AbeohluBventil hat.

Bei dieser Schaltatellung kann also das strömende Medium je

nach der gewünschten Strömungsrichtung entweder Uber den Anschluß

1, 0 in den Raum 12 und von hier über die Kanäle 30 und die Bohrung 6

das Ventil durchströmen oder aber den umgekehrten eg nehmen, d. h.

über die Bohrung 6, die Kanäle 30, den Raum 12 und den Anschluß 10.

Diese drei Möglichkeiten sind schematisch in Fig. 4a bis 4c

wiedergegeben. Dabei zeigt Fig. 4a die DreiweejuafUhrung nach Fig. 1

stromlos geschlossen, die Fig. 4b die Dreiwegeausrlilirung nach Fig. 1

stromlos geöffnet, die ? i6. 4o die DurchgansausfUhrung nach Fig. 1

stromlos geöffnet. Hierbei ist gemliß Pie. 4a zu verstehen, daß der

Ventilsitz 13 stromlos esohloasen ist) und die Rokatrmunarich-

tung von dem Anschluß 10 zur Bohrung 6 verläuft. Bei F1ß. 4b ist zu

verstehen, daß der Ventilsitz 13 unter Litrom geöffnet ijt und die

RUckströmunsrichtung von dem nsohluß 10 über den Raum 12 durch

die Bohrung des Ventilsitzes 13 und den Anschluß 11 verläuft.

Bei Fig. 4c ist zu verstehen, daß die Mündung der Bohrung 6

stromlos gpöffiiet ist und die Stromungarichtujng von dz schluß 10

zur Bohrung 6 oder umgekehrt, d. h. von der Bohrung 6 nach dem An-

schluß 10 verläuft*

Die vierte MUglichkeit, die schematisch in Fig, 4d wiedergege-

ben ist, zeigt ein sogenanntes stromlos geschlossenes Durohgangsven-

til nach Fig. 2. Auch hierbei kann die Strömuzigariehtung, wenn der

Magnetkern 4 bei eingeschalteter Magnetspule 1 angezogen und damit

die Bohrung im auswechselbaren Ventilsitz 13 geöffnet ist, wahlwei-

se von Anschluß 10 über den Raum 12 nach Anschluß 11 oder umgekehrt

erfolgen.

DieAusführung nach Fig2 unterscheidet sioh nur insofern

von der nach Fi. tt als der feststehende magnotkernteil 3 massiv

von aer nach 2i, u

luft, d. h. die Bohrung 6 gemäß Fig. 1 fehlt und außerdem in dem'reil 4

die Längskanäle 30 fortgelssen sind. Alle übrigen Teile entsprechen denen nach Fig. 1 und vind daher auch mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Sowohl bei der Ausführung nach Fig. 1 als such der nach Fig. 2

wird der Anschluß geöffnet, wenn die 2 (iagrietoiule erregt wird und

dadurch der feststehende Magnetkernteil 3 den als Ventilkolben die-

nenden Teil 4 anzieht. Nun stehen Jie \nsohluuse, 0, 11 über den Raum

12miteinander in Verbindung und ist bei der Ausführung nach Fi. 1

der Kanal 6 durch die Dioiitunß 29 verschlossen.

Die Ausführung nach Fiß. 3 entspricht hinsichtlich des Ventil-

aufbaues derjeni6en nach Fig. 19 Es handelt ach hier also wiederum

um ein sogenanntes Dreiwegeventil, Die der Fig. 1 entsprechenden Teile

uind in Fig. 3 mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen.

Der Unterschied gegenüber der Ausführung nach fig. 1 besteht darin, daß das Ventil nach Fig. 3 explosionsgeschützt ist, d. h., in einem explosionssicheren Gehäuse sitzt. Zu diesem Zweck ist eine Gehäusehülse 31 vorgesehen, die vorteilhaft aus druckteatem Grauguß besteht.

Diese Gehäusehülse faßt mit ihrem einen Ende über einen Zentrierkragen 32, der am Ventilanschlußgehüuse 9vorgesehen ist. Das andere Ende ist mittels eines Deckels 32 verschlossen, der einen Zontrierkragen 34 hat, mit dem er in das abgesetzte Ende der Gehäusehülse 31 faßt. Die Spalte 35,36 sind entsprechend lang bemessen, um einen sicheren Explosionsechutz zu gewährleisten ; außerdem können noch Dichtungen 37/38 vorgesehen werden. Mit der Mutter 39 ist der feststehende Teil 3 von außen mit dem Deckel 33 verschrsubt.

Dieerfindungagemäß ausgebildeten Elektromagnetventile blei-

ben auch bei größter mechanischer Beanspruchung störunanfällig, da Stopfbuchsen und Menbrandiohtungen in Fortfall kommen. Durch die absolute Dichtigkeit nach außen sowie an den Dichtsitzen im DurohfluBkanal können sie vornehmlich für gasförmige Medien verwendet werden. Aber auch alle übrigen Medien ausschließlich hochgradige Säuren und Laugen, können mit den Ventilen nach der Erfindug gesohaltet werden. Die Ventile sind staub-und spritzwasserdicht gekapaelt.

Die in 21993 wiedergegebene exploaionageschützte Einkapse-

lung kann auch bei Ventilen nach Fig. 2 vorgesehen werden.

" -

AnsprUche

Z=at : 8= : 2ZS8 : tS

Blektromagnetventili eekenazeichnet durch einen in errichtung

geteilten Magnetkern (2) mit einem feststehenden, in die Magnetspule (1) hineinragenden Teil (3)und einem axial in der Magnetspule (1) verschiebbar geführten, als Ventilkolben dienenden Teil (4), der mindestens an einer Stirnseite eine Dichtung (14)

zum Verschließen eines Ventilsitzes (13) bzw. einer Zu-oder Ab-

flujBSf nung fr ein strömendes Mittel hat und dessen dem festste-

henden Teil (3) zugekehrte Stirnseite ebenso Nie diese von der

Mitte nach dem Umfang zu schräg verläuft.

2.) Blektromagnetventil nach Anspruch li dadurch gekennzeichnet# daß

die dem feststehenden Teil (3) des Magntkernea zugekehrte Stirn-

Claims

seite des axial veraohiebbaron Teiles (41 konkav und die ihr gegenüberliegende Stirnseite des feststehenden Teiles (3) entsprechend konvex ist.

3.) Elektromagnetventil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugekehrten Stirn seiten des feststehenden und dea axial beweglichen Teiles des Magnetkernes (2) in der Mitte waagerecht sind und nach dem Umfang zu unter einem Win- kel von insbesondere 1200 schrag 3nsteigend bz./, achräg abfal- lend verlaufen. 4.) Elektromagnetventil nach üispruch 1 bi 3, dadurch bekennzeich- net, das der als Ventilkolben dienende leil (4) des Magnetker- nes unter der. Yirieung einer ih bei stromlosem Elektromagneten

dichtend auf einen Ventilsitz (13) drückenden, der elektromagnetischen Kraft bei erregtem Elektromagneten entgegenwirkenden Feder (16) steht. 5 5.)" ElektrOtüanetventil nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeich- nett daß der feststehende Teil (3) des Magnetkernes in Sich- tung seiner Längsaohae durchbohrt tat und mit seinem-bus der Magnetspule hervorstehenden Ende an eine Zu-oder Abflußleitung aneohließbar ist, während der als Ventilkolben dienende Teil (4) des Magnetkernes an der dem feststehenden Teil (3) zugekehrten Stirnseite eine Dichtung (29) zum Verschließen des ihr gegen-

überliegenden Endes der axialen Bohrung (6) des feststehenden Teiles (3) des Magnetkernes bei erregtem Elektromagneten hat.

6.) Elektromagnetventil nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch ein Dreiwegeventil mit drei mit einem gemeinsamen im Ventil lie- genden Raum (12) in Verbindung stehe den Anaohläsaent von denen

der eine (10) gegenüber dem Raum (12) dauernd offen ist, während wechselweise bei stromlosem Elektromagneten durch den Ventilkolben (4) der eine (11) geschlossen und der andere (6) geöffnet und bei erregtem Elektromagneten der umgekchrte Zustand zu verzeichnen ist. 7.) Elektlooiasnetventil nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet durch

ein Durcbgangsventil mit axial durchbohrtem, feststehenden Magnetkernteil (3) und nur einem d@uernd gegenüber dem Raum (12) geöffneten Ventilanschluß (10).

8.) Elektromsgnetventil nach Anspruch 1 bis 4, Gekennzeichnet durch einDurchgungsvontil mit massivem, feststehenden M getkernteil (3) und zwei in einem emeinadmen, im Ventil gelegenen Raum (12) mundende Ventilansohliisao (10, 11), von denen der eine (10) dau- ernd gegenüber dem Raum (12) offen ist und der andere bei strom- losen Magneten durch den als Ventilkolben dienenden Teil (4) des Elektromagneten verschlossen ist. 9.) Eloktromanetventil nach Anspruch 1 bis 6, dadurch exennzeich- net, daß der als Ventilkolben dienende Magnetkernteil (4) in den

gemeinsamen Raum (12), in dem die Ventilanschlüsse (10, 11) münden, hineinragt und hier eine Ringschulter (15) hat, zwischen der und einer im Ventilgehäuse (9) oder an der Führung (8) des Ventilkolbens sitzenden Ringaohulter eine den Ventilkolben bei stromlosem Elektromsgneten dichtend gegen den einen Ventilanschluß (11) drückende Druokfeder (16) liegt.

10.) Elektromagnetventil nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet auf dem Ventilgehäuse (9) sitzt, in das der Ventilkolben (4) hineinragt und auf dem eine den Eiektromagneten abdeckende Gehäusekappe (25) sitzt.

11.) Elektromagnetventil nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet in einem hülsenartigen druckfesten Metallgehäuse (nut) sitzt, das an einem Ende durch des mit einem Zentrierkragen (32) versehene Ventilanschlußgehäuse (9) und am

anderen Ende durch einen mit einem Zentrierkrjgen (34) versehenen Deckel (32) verschlossen ist, wobei zwischen Gehäuse (31), Deckel (33) und ventilanschlußgehäuse (9) gegebenenfalls noch Dichtungen vorgesehen sind.

12.) Elektromagnetventil nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, diß die den beiden Enden des Ventilkolbens (4) gegenüberliegenden Durchlässe auswechselbare Ventilsitze haben.