-
Die Erfindung betrifft ein Magnetventil mit einem verschiebbar gelagerten
Magnetanker in einem Führungsrohr mit auf einem Teil seiner Länge verringertem oder
unterbrochenem magnetischem Fluß, sowie einer Feldschlußstellung zwischen Ankerstirnfläche
und einem Einsatz im Führungsrohr.
-
Bei solchen Magnetausbildungen ist die Verringerung bzw. die Unterbrechung
des magnetischen Flusses in dem Magnetführungsrohr dadurch erreicht, daß ein zusätzlicher,
nicht magnetischer Rohrteil zwischengelötet wird. Es ist auch weiterhin bekannt,
bei derartigen Magnetführungsrohren den Magnetfluß lediglich dadurch zu verringern,
daß das Magnetführungsrohr außen oder innen in Umfangsrichtung verlaufende Ausnehmungen
aufweist, die eventuell nachträglich mit einem nicht magnetischen Werkstoff aufgefüllt
werden. Hier wird lediglich eine Schwächung des Magnetflusses bewirkt, die in einer
Reihe von Fällen ausreicht.
-
Der Aufbau solcher Magnetanker-Führungsrohre ist verwickelt und erfordert
eine Reihe zusätzlicher Arbeitsvorgänge, die nach der vorliegenden Erfindung vermieden
werden sollen.
-
Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß für die Unterbrechung
bzw. Verringerung des magnetischen Flusses des Führungsrohres innerhalb einer gewünschten
Länge bzw. Zone das Rohr aus einem aushärtbaren ferritischen Eisenmetall, vorzugsweise
einem rostfreien und entsprechend legierten Stahl besteht und daß die Herstellung
der Zonen bzw. Strecken, die nicht magnetisch sein sollen, durch Umwandlung des
ferritischen Materialgefüges in den austenitischen Zustand durch Aushärtung erfolgt.
Die Aushärtung wird dadurch bewirkt, daß das Material bis zur Liquidus-Linie vorzugsweise
induktiv erhitzt wird, mit anschließender entsprechender Abschrekkung.
-
Es ist auch in einer Weiterbildung der Erfindung möglich, das Magnetanker-Führungsrohr
aus austenitischem Material herzustellen und die dann magnetisch gewünschten Rohrstrecken
entsprechend durch die dafür bekannten Maßnahmen in den magnetischen Zustand zurückzuverwandeln.
An Stelle Wärmeeinwirkung für die Umwandlung des ferritischen in den austenitischen
Zustand des Ausgangsmaterials ist es naturgemäß auch möglich, die Umwandlung auch
durch Kälteeinwirkung zu erreichen.
-
Für diesen Umwandlungsvorgang empfiehlt es sich, bei Verwendung von
Wärme die gewünschte Rohrlänge durch eine an sich bekannte Induktionsheizung mittels
einer außen auf das Rohrteil entsprechend der gewünschten Rohrlänge aufgeschobenen
und induktiv beheizten Spule durchzuführen.
-
Die Erfindung hat den Vorteil, daß durch Verwendung der Induktionsheizung
und durch die Umwandlung der entsprechenden Eisen-Metall-Legierung aus dem ferritischen
in den austenitischen Zustand sehr genau begrenzbare, nicht magnetische Zonen erhalten
werden können, die den magnetischen Feldaufbau derartiger Umschaltventile wesentlich
verbessern, ohne einen zusätzlichen Bauaufwand.
-
Das Magnetankerführungsrohr besteht praktisch einheitlich aus einem
durchgehenden Material, es sind keinerlei Lötungen oder sonstige Verbindungen für
die nicht magnetischen Zonenabschnitte erforderlich und der Zeitaufwand für die
Herstellung derartiger Rohre geht wesentlich zurück. Selbst für hohe Innendrücke
bei solchen Magnetventilen, die ja in der
Regel dem Mediumdurchfluß unmittelbar ausgesetzt
sind, sind diese Magnetankerführungsrohre ohne weiteres geeignet und es kann lediglich
vorteilhaft sein, während des Umwandlungsprozesses aus dem ferritischen in den austenitischen
Zustand noch zusätzliche Härtemittel, beispielsweise Nitride zu verwenden, um die
Innen- und/oder Außenoberfläche mehr oder weniger tief noch weiter zu härten. Damit
entsteht ein zusätzlicher Innen- bzw. Außenspannungszustand in den Oberflächen,
der die Druckbelastung derartiger Magnetanker-Führungsrohre begünstigt.
-
Wie im einzelnen die Erfindung ausführbar ist, zeigen mit den für
sie wesentlichen Teilen die Ausführungsbeispiele in der Zeichnung, und zwar in F
i g. 1 einen Schnitt eines Magnetventiles und Fig.2 ein zusätzlich herausgezeichnetes
Magnetführungsrohr ebenfalls im Schnitt, Fig. 3 zeigt ein Magnetventil in einer
Weiterbildung mit einem Magnetanker-Führungsrohr, das aus austenitischem Material
bestand und dessen magnetischer Teil in fern fisches Material umgewandelt wurde,
F i g. 4 einen Teilausschnitt nach F i g. 3.
-
In dem Ventilgehäuse 1 befindet sich in an sich bekannter Weise das
Verschlußstück 2 und auf das Ventilgehäuse wird das Magnetanker-Führungsrohr 3 befestigt,
beispielsweise durch einen Aufschraubvorgang. In dem Magnetanker-Führungsrohr ist
axial verschiebbar der Magnetanker 4 angeordnet, dessen obere Stirnfläche 5 mit
einem Einsatz 6 in dem Magnetanker-Führungsrohr 3 bei eingeschalteter Magnetwicklung
7 in Verbindung mit dem Eisenrückschluß 8 die Feldschlußstellung bildet.
-
Um einen magnetischen Kurzschluß zu vermeiden, ist das Magnetanker-Führungsrohr
im Bereich des Einsatzes 6 magnetisch unterbrochen und nach dem Ausführungsbeispiel
wird die obere Rohrstrecke 9 nicht magnetisch ausgebildet, und zwar in der Weise,
daß das aus einem aushärtbaren und nicht rostenden Eisenmetall, und zwar einer entsprechenden
magnetisierbaren Stahllegierung, bestehende Magnetanker-Führungsrohr 3 in diesem
oberen Bereich 9 aus dem ferritischen in den austenitischen Zustand übergeführt
wird, und zwar in bekannter Weise durch einen Aushärtungsvorgang, indem dieser obere
Rohrteil vorzugsweise durch nicht dargestellte induktive Erwärmung bis in den Bereich
der »Liquidus-Linie« etwas bis zu 11000 C und anschließende Abschrekkung seinen
austenitischen Endzustand erreicht.
-
Auf diese Weise ist mit relativ einfachen Mitteln eine magnetische
Unterbrechung des Magnetanker-Führungsrohres sichergestellt, ohne daß zusätzliche
Lötungen und sonstige Verbindungsmittel erforderlich werden. Das Magnetanker-Führungsrohr
ist nach wie vor bearbeitbar und es erhält dann seinen Einsatz 6 für die Feldschlußstellung
und der magnetische Wirkungsgrad ist in keiner Weise beeinträchtigt. Man hat es
in einfacher Weise in der Hand, die Länge bzw. auch örtlich begrenzbare Zonen des
Magnetanker-Führungsrohres beliebig auszuwählen, ohne daß irgendein Mehraufwand
dabei erforderlich wird.
-
In der F i g. 2 ist das Magnetanker-Führungsrohr 3 noch einmal teilweise
herausgenommen und der austenitische Abstand 9 deutlicher eingezeichnet mit dem
Einsatz 6. Es ist selbstverständlich auch möglich, an Stelle eines solchen Einsatzes
6 auch das Magnetanker-Führungsrohr lediglich durch einen durchgehenden,
deckelartigen
Teil abzuschließen ein schließlich eines magnetischen Rücksehlusses z. B.
-
gemäß dem Ausführungsbeispiel.
-
In F i g. 3 ist ebenfalls in einem Längsschnitt ein Ventil gezeigt,
bei dem der Magnetanker 4 in dem Magnetanker-Führungsroh r 3 axial verschiebbar
in bekannter Weise gelagert ist. Auch hier ist ein Einsatz 6 für den oberen Abschluß
des Rohres vorgesehen, der gleichzeitig die Feldschlußstellung und einen weiteren
Ventildurchgang bildet. Es ist jedoch auch möglich, die Feldschlußstellung nach
unten zu verlegen. Der Einsatz ist dann zu durchbohren für das Ventilgestänge.
-
Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 ist das Magnetführungsrohr
nicht magnetisch ausgebildet, so daß der Bereich 9' nicht magnetisch ist, während
nun der restliche Rohrteil 3' durch entsprechende Behandlung jetzt in den magnetisierbaren
Zustand übergeführt wurde, für den Feldübergang.
-
In F i g. 4 ist diese Ausbildung noch einmal stärker herausgezeichnet.
Der Magnetanker 4 und das Magnetführungsrohr ist angedeutet, und zwar der Rohrteil
9' und der in den magnetisierbaren Abschnitt übergeführte Rohrteil 3', der in bekannter
Weise mit dem Ventilgehäuse entsprechend verbunden wird.
-
Diese Ausführung hat den Vorteil einer beachtlichen Leistungserhöhung
und dies wirkt sich insbesondere auch bei Wechselstrombetrieb aus, da eine niedrigere
Wärrneentwicklung durch die geringeren Magnetisierungsverluste auftritt.
-
Wichtig ist es, daß durch diese Maßnahmen ein einteiliges durchgehendes
Magnetführungsrohr mit oder ohne fest eingesetzten oberen Abschluß erreichbar ist.
ohne daß irgendwelche zusätzlichen Befestigungsprobleme od. dgl. noch zu berücksichtigen
sind, für die Steuerung des magnetischen Widerstandes, d. h. für die Unterbrechung
bzw. Verringerung des Magnetdurchganges.
-
Es ist selbstverständlich, daß die Erfindung auch anwendbar ist,
wenn die Umwandlung von Teilen bzw. bestimmten Zonen des Magnetführungsrohres in
den austenitischen bzw. vom austenitischen in den ferritischen Zustand auch durch
Anwendung von Kälte erfolgt und daß in einer Weiterbildung auch noch eine zusätzliche
Oberflächenhärtung durch entsprechende Härtemittel, beispielsweise Nitride, Verwendung
finden kann, wobei die Innen- und/oder Außenoberfläche des betreffenden Rohrteiles
bzw.
-
der betreffenden Zone mit einer zusätzlichen Härteschicht versehen
werden kann, um gegebenenfalls die sich dadurch bildenden Eigenspannungszustände
fiir Festigkeitsprobleme derartiger Magnetführungshülsen
auszunutzell. Dies kann
bcsonders dann wichtig sein, wenn derartige Führungsrohre dem Mediumdruck unmittelbar
ausgesetzt sind und eine bestimmte Wandstärke nicht überschreiten sollen. Es ist
dann ein relativ dünnwandiger Aufbau möglich, der sich bisher aus Grund der Unterteilung
der Magnetführungsrohre nicht durchführen ließ, da Lötungen und ähnliche Baumaßnahmen
für die Unterbrechung bzw.
-
Verringerung des magnetischen Flusses eine bestimmte Wandstärke der
Magnetführungsrohre zwingend vorgeschrieben haben. Man kann jetzt die Wandstärken
derartiger Magnetführungsrohre erheblich unterschreiten.