DE202005013233U1 - Magnetventil-System - Google Patents

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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F16K31/0644One-way valve
    • F16K31/0655Lift valves
    • F16K31/0658Armature and valve member being one single element

Abstract

Magnetventil-System mit einem Ventilgehäuse (10), das einen Einlaßkanal (12), einen Auslaßkanal (14) und dazwischen einen Dichtsitz (16) aufweist, ferner mit einem elektromagnetischen Antrieb (18), der eine Magnetspule (20), einen beweglichen Kern (26), einen festen Kern (36), ein Joch und ein Kernführungsrohr (28) aufweist,
– das mit einem aufgeweiteten Ende (30) am Ventilgehäuse (10) befestigt ist,
– das von der Magnetspule (20) umgeben ist und
– in dem der bewegliche Kern (26) aufgenommen und geführt ist,
sowie mit einem Schließkörper (32), der mit dem Dichtsitz (16) zusammenwirkt, wobei
– in einer ersten Systemausführung der Schließkörper (32) direkt mit dem beweglichen Kern (26) verbunden und durch diesen betätigt ist und
– in einer zweiten Systemausführung mit gleichem Kernführungsrohr (28) und gleicher Magnetspule (20) wie bei der ersten Systemausführung das aufgeweitete Ende (30) des Kernführungsrohres (28) ein durch den beweglichen Kern (26) betätigtes Pilotventil (38) aufnimmt, an...

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Magnetventil-System.
  • Magnetventile sind die in der Fluidtechnik am häufigsten verwendeten Steuerungsglieder. Ihre Aufgaben sind das Absperren, Freigeben, Dosieren, Verteilen oder Mischen von Gasen oder Flüssigkeiten.
  • Standardmäßig werden direkt wirkende Magnetventile, zum Beispiel Hubanker-Magnetventile, eingesetzt. Dabei ist ein Schließkörper des Magnetventils direkt mit dem beweglichen Magnetkern verbunden und wird durch diesen betätigt. Der Schließkörper wirkt mit einem Dichtsitz, der zwischen einem Einlaßkanal und einem Auslaßkanal eines Ventilgehäuses angeordnet ist, so zusammen, daß eine Gas- oder Flüssigkeitsströmung gesteuert wird.
  • Bei hohen Systemdrücken und/oder großen Nennweiten sind in direkt wirkenden Magnetventilen entsprechend größere Magnetkräfte und elektrische Ansteuerleistungen erforderlich. Dafür benötigte größere Magnetspulen würden das Gesamtgewicht, die Baugröße und die Kosten erhöhen. In diesem Fall setzt man daher vorgesteuerte Ventile ein. Bei vorgesteuerten Magnetventilen wird ein Hauptventil durch ein elektromagnetisches Vorsteuerventil (Pilotventil) mit kleineren Strömungsquerschnitten und kleinerer elektrischer Ansteuerleistung angesteuert.
  • Durch die bestmögliche Anpassung des Magnetventils an die jeweiligen Einsatzbedingungen ergeben sich eine Vielzahl von Ventilbaureihen.
  • Die Erfindung schafft nun ein Magnetventil-System mit einem Ventilgehäuse, das einen Einlaßkanal, einen Auslaßkanal und dazwischen einen Dichtsitz aufweist, ferner mit einem elektromagnetischen Antrieb, der eine Magnetspule, einen beweglichen Kern, einen festen Kern, ein Joch und ein Kernführungsrohr aufweist, das mit einem aufgeweiteten Ende am Ventilgehäuse befestigt ist, das von der Magnetspule umgeben ist und in dem der bewegliche Kern aufgenommen und geführt ist, sowie mit einem Schließköper, der mit dem Dichtsitz zusammenwirkt. Dabei ist in einer ersten Systemausführung der Schließkörper direkt mit dem beweglichen Kern verbunden und durch diesen betätigt, und in einer zweiten Systemausführung mit gleichem Kernführungsrohr und gleicher Magnetspule wie bei der ersten Systemausführung nimmt das aufgeweitete Ende des Kernführungsrohres ein durch den beweglichen Kern betätigtes Pilotventil auf, an dessen Kolben der Schließkörper befestigt ist. Durch dieses erfindungsgemäße Magnetventil-System werden zwei Ventilbaureihen zusammengefaßt, wobei die Anzahl der unterschiedlichen Bauteile der beiden Baureihen auf ein Minimum reduziert ist. Die wesentlichen Bauelemente, wie die Magnetspule mit ihrem elektrischen Anschluß, das Kernführungsrohr und das Ventilgehäuse (ausgenommen die Nenndurchmesser des Einlaß- und Auslaßkanals) bleiben unverändert. Lediglich der bewegliche Magnetkern wird an die Bauweise mit bzw. ohne Pilotventil angepaßt. Zwei Ventilbaureihen mit identischer Magnetspule können somit als direktwirkendes Ventil (für geringe Systemdrücke und/oder kleine Nennweiten) oder als vorgesteuertes Ventil (für hohe Systemdrücke und/oder große Nennweiten) ausgebildet sein. Insgesamt kann so die Anzahl der unterschiedlichen Teile für ein umfangreiches Ventilsortiment reduziert werden, ohne daß die Anzahl zur Verfügung stehender Baureihen verringert werden müßte. Dies bietet große wirtschaftliche Vorteile bei der Lagerhaltung und Montage.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Kolben des Pilotventils im erweiterten Bereich des aufgeweiteten Endes des Kernführungsrohres dichtend aufgenommen. Dadurch bietet der Kolben eine ausreichende Größe, um auch größere Schließkörper bei entsprechend großen Nenndurchmessern problemlos befestigen zu können.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. In diesen zeigen:
  • 1 einen Längsschnitt durch eine erste Systemausführung des erfindungsgemäßen Magnetventil-Systems, und
  • 2 einen Längsschnitt durch eine zweite Systemausführung des erfindungsgemäßen Magnetventil-Systems.
  • Die 1 zeigt eine erste Systemausführung eines Magnetventil-Systems mit einem Ventilgehäuse 10, das einen Einlaßkanal 12, einen Auslaßkanal 14 und dazwischen einen Dichtsitz 16 aufweist. Ferner ist ein elektromagnetischer Antrieb 18 zu sehen, der eine Magnetspule 20, ein Spulengehäuse 22 mit einem elektrischen Anschluß 24, einen beweglichen Kern 26 und ein Kernführungsrohr 28 umfaßt.
  • Das Kernführungsrohr 28 ist mit einem aufgeweiteten Ende 30 am Ventilgehäuse 10 befestigt. Die Magnetspule 20 umgibt das Kernführungsrohr 28, in dem der bewegliche Kern 26 aufgenommen und geführt ist.
  • In dieser ersten Systemausführung ist ein Schließkörper 32 direkt mit dem beweglichen Kern 26 verbunden und wird durch diesen betätigt. Der Schließkörper 32 wirkt mit dem Dichtsitz 16 so zusammen, daß die Strömung eines Druckmediums (Flüssigkeit, Dampf, Gas) vom Einlaßkanal 12 zum Auslaßkanal 14 gesperrt oder freigegeben ist.
  • In 1 ist beispielhaft ein direktwirkendes Ventil dargestellt, das sich bei nicht bestromter Magnetspule 20 in einer geschlossenen Stellung befindet.
  • In dieser geschlossenen Stellung wird der bewegliche Kern 26 durch eine Druckfeder 34 so beaufschlagt, daß der mit dem beweglichen Kern 26 verbundene Schließkörper 32 dichtend auf den Dichtsitz 16 gepreßt wird.
  • Bei einer Bestromung der Magnetspule 20 wird der bewegliche Kern infolge einer Magnetkraft entgegen der Kraft der Druckfeder 34 bewegt, wodurch sich der Schließkörper 32 vom Dichtsitz 16 entfernt und eine Strömung des Druckmediums vom Einlaßkanal 12 zum Auslaßkanal 14 erlaubt.
  • Die 2 zeigt eine zweite Systemausführung des Magnetventil-Systems, wobei identische oder sich entsprechende Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen wie in 1 versehen sind.
  • Die vorgefertigte Baugruppe aus der Magnetspule 20, dem Spulengehäuse 22 und dem elektrischem Anschluß 24 sowie das Kernführungsrohr 28 sind absolut identisch zur ersten Systemausführung gemäß 1. Auch das Ventilgehäuse 10 ist weitgehend unverändert. Lediglich die Nenndurchmesser der Anschlüsse des Einlaßkanals 12 und des Auslaßkanals 14 sind vergrößert. Das Ventilgehäuse 10 könnte jedoch auch identisch zu dem in 1 ausgeführt sein und sich lediglich durch die Druckverhältnisse im Einlaßkanal 12 und Auslaßkanal 14 unterscheiden.
  • Die 1 und 2 stellen beispielhaft eine dichtende Befestigung zwischen dem Kernführungsrohr 28 und dem Ventilgehäuse 10 sowie eine Fixierung des Spulengehäuses 22 am Ventilgehäuse 10 dar. Im Stand der Technik sind hierzu detaillierte Informationen und Varianten (verschraubt, verrastet, etc.) angegeben, weshalb hier nicht näher darauf eingegangen wird. Für die vorliegende Erfindung ist lediglich von Bedeutung, daß eine gewählte Variante der Befestigung/Fixierung absolut identisch in beiden Systemausführungen nach 1 und 2 verwendet werden kann.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform bildet das Kernführungsrohr 28 mit einem festen Kern 36 eine vorgefertigte Baugruppe. Dabei ist das Kernführungsrohr 28 mit dem festen Kern 36 einstückig ausgebildet, verprägt oder auf sonstige Art und Weise fest und dichtend verbunden.
  • Die zweite Systemausführung gemäß 2 unterscheidet sich also im wesentlichen nur durch die „Einbauteile" des Kernführungsrohrs. So wurde im Vergleich zu 1 der bewegliche Kern 26 verkürzt, um im Bereich des aufgeweiteten Endes 30 des Kernführungsrohrs 28 ein durch den beweglichen Kern 26 betätigtes Pilotventil 38 aufnehmen zu können. Das Pilotventil 38 weist einen hülsenförmigen Kolben 40 auf, an dem der Schließkörper 32 befestigt ist. Der Schließkörper 32 weist eine Bohrung 42 auf und bildet einen Pilotventil-Dichtsitz 44 aus, der mit einem Pilotventil-Schließkörper 46 zusammenwirkt. Eine Pilotventil-Druckfeder 48 beaufschlagt den Pilotventil-Schließkörper 46 derart, daß er auf den Pilotventil-Dichtsitz 44 gedrückt wird.
  • In der Ausführungsform nach 2 ist der Kolben 40 im erweiterten Bereich des aufgeweiteten Endes 30 des Kernführungsrohres 28 dichtend geführt. Dadurch kann der Kolben 40 auch problemlos große Schließkörper 32 für Anschlüsse mit entsprechend großen Nenndurchmessern aufnehmen.
  • Die Funktionsweise entspricht der von allgemein bekannten, vorgesteuerten Ventilen. Der bewegliche Kern 26 gibt bei seiner Aktivierung, den zumeist relativ kleinen Nenndurchmesser des Pilotventils 38 frei, wodurch sich die Druckverhältnisse am Kolben 40 ändern, so daß sich der Schließkörper 32 von seinem Dichtsitz 16 entfernt, und das Hauptventil eine Strömung vom Einlaßkanal 12 zum Auslaßkanal 14 ermöglicht.
  • Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Magnetventil-Systems liegt also kurz gesagt darin, daß sich eine direktwirkende Ventilbaureihe nur minimal von einer vorgesteuerten Ventilbaureihe unterscheidet. Lediglich der bewegliche Kern 26 muß für die vorgesteuerte Ventilbaureihe angepaßt, insbesondere verkürzt werden, so daß genügend Raum für ein Pilotventil 38 vorhanden ist.

Claims (2)

  1. Magnetventil-System mit einem Ventilgehäuse (10), das einen Einlaßkanal (12), einen Auslaßkanal (14) und dazwischen einen Dichtsitz (16) aufweist, ferner mit einem elektromagnetischen Antrieb (18), der eine Magnetspule (20), einen beweglichen Kern (26), einen festen Kern (36), ein Joch und ein Kernführungsrohr (28) aufweist, – das mit einem aufgeweiteten Ende (30) am Ventilgehäuse (10) befestigt ist, – das von der Magnetspule (20) umgeben ist und – in dem der bewegliche Kern (26) aufgenommen und geführt ist, sowie mit einem Schließkörper (32), der mit dem Dichtsitz (16) zusammenwirkt, wobei – in einer ersten Systemausführung der Schließkörper (32) direkt mit dem beweglichen Kern (26) verbunden und durch diesen betätigt ist und – in einer zweiten Systemausführung mit gleichem Kernführungsrohr (28) und gleicher Magnetspule (20) wie bei der ersten Systemausführung das aufgeweitete Ende (30) des Kernführungsrohres (28) ein durch den beweglichen Kern (26) betätigtes Pilotventil (38) aufnimmt, an dessen Kolben (40) der Schließkörper (32) befestigt ist.
  2. Magnetventil-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (40) des Pilotventils (38) im erweiterten Bereich des aufgeweiteten Endes (30) des Kernführungsrohres (28) dichtend aufgenommen ist.
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