DE2440565A1 - Elektromagnetisches duesenklappenventil - Google Patents
Elektromagnetisches duesenklappenventilInfo
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Description
Dipl.-Ing. Tiedtke Dipl.-Chem. Bühling
Dipl.-Ing. Kinne
8 München 2
Tel.: (089) 53 96 53-56 Telex: 524845 tipat cable address: Germaniapatent
München, den 23 . August 1974 B 6183
Tokyo Keiki Company Limited Tokyo, Japan
Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches
Dusenklappenventil.
Es ist im Stand der Technik bekannt, daß ein Dusenklappenventil eine Düse zum Ausströmen von Fluid und
eine Klappe umfaßt, die der Düse unter Bildung eines veränderlichen Spaltes zwischen beiden gegenüberliegt, und
daß der Druck bzw. der Durchsatz des Fluids durch Veränderung des Spaltes gesteuert wird.
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In Fig. 1 der beigefügten Zeichnungen ist ein Längsschnitt durch ein herkömmliches Düsenklappenventil
gezeigt. Dieses umfaßt eine Fluidleitung 2 aus nicht magnetischem Material, die an ihrem Austrittsende mit
einer Düse 1 versehen ist, eine aus magnetischem Material hergestellte Klappe 4, die der Düse 1 gegenüber so angeordnet
ist, daß zwischen beiden ein veränderbarer Spalt besteht, und einen Elektromagneten 7 mit einem die Fluidleitung
2 umgebenden Magnetkern 6, einer um den Kern 6 gewickelten Erregerspule 5 und einem magnetischen Joch
Die Klappe 4 ist schwenkbar am oberen Ende des Jochs 8 angelenkt, wobei die Klappe 4, der Kern 6 und das Joch 8
einen im wesentlichen geschlossenen magnetischen Weg vervollständigen.
Das aus der Düse 1 ausströmende Fluid übt auf die Klappe 4 eine Kraft aus, die versucht, diese in Uhrzeigerrichtung
zu drehen, wogegen der Elektromagnet 7 auf die Klappe eine Kraft ausübt, die versucht, ihn in Gegenuhrzeigerrichtung
zu drehen, so daß die Größe des Spaltes 3 dadurch bestimmt ist, daß sich diese beiden Kräfte im
Gleichgewicht halten. Demzufolge ist es möglich, den Auslaßdruck des Fluids oder dessen Durchsatz dadurch zu
steuern, daß der durch die Erregerspule 5 fließende Strom eingestellt wird. Aus diesem Grund ist es wünschenswert,
daß der Erregerstrom eine lineare Beziehung zum Auslaßdruck
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oder dem Durchsatz des Fluids haben soll.
Um dieses Ziel zu erreichen, ist vorgeschlagen worden, Luftspalte A, und A im Kraftlinienweg vorzusehen
und im Luftspalt A-, d.h. zwischen dem Kern 6 und
dem Joch 8, einen nicht magnetischen Abstandshalter 9 einzufügen.
In diesem Fall sollten die Längen der Luftspalte A und A so gewählt werden, daß diese Längen einem '
Bezugsdruck oder einem Bezugsdurchsatz entsprechen, der vom elektromagnetischen Dusenklappenventil geliefert
werden soll. Wenn mehrere stufenweise ansteigende Bezugsdrücke, beispielsweise 70, 140 und 250 kp/cm , gewählt
werden, ist es demzufolge erforderlich, zahlreiche Bauelemente zu verwenden, die so ausgelegt sind, daß sie
für die jeweiligen Bezugsdrücke angemessene Spaltlängen bilden. Daher ist es erforderlich, zahlreiche Kerne,
Abstandshalter und andere zugehörige Bauteile mit unterschiedlichen Längen vorzubereiten, damit sie geeignet
kombiniert werden können, wodurch sowohl die Kosten der Einrichtung erhöht werden als auch die Arbeit beim Zusammenbau
der Teile in der Weise, daß die gewünschten Bezugsdrücke festgelegt werden, erhöht wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes elektromagnetisches Dusenklappenventil zu
schaffen, durch das die beschriebenen Schwierigkeiten
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hinsichtlich einer Standardisierung der Bauteile und der Fertigung mit niedrigen Kosten behoben werden können
und das mit hoher Produktivität gefertigt werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einem elektromagnetischen Düsenklappenventil mit einer Düse zum Ausströmen von
Fluid, einem Elektromagneten, der einen Magnetkern, eine um den Kern gewickelte Erregerspule und ein Joch umfaßt,
einer magnetischen Klappe, die schwenkbar an einem Ende des Jochs so angelenkt ist, daß sie der Düse unter
Bildung eines veränderlichen Spalts zwischen beiden gegenüberliegt, wobei Kern, Joch und Klappe so angeordnet
sind, daß sie einen im wesentlichen geschlossenen magnetischen Weg bilden, und einem nicht magnetischen Abstandshalter,
der zwischen den Kern und das andere Ende des Jochs eingefügt ist, erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß ein magnetischer Abstandshalter mit dem nicht magnetischen Abstandshalter so kombiniert ist, daß diese
Abstandshalter in Reihe im magnetischen Weg liegen.
Um die Beziehung zwischen dem Ausgangsdurck oder dem Durchsatz des Fluids und dem durch die Erregerspule
fließenden Strom linear zu machen, kann vorzugsweise eine
Ringnut auf dem Umfang des Kernes ungefähr in Höhe seiner axialen Mitte vorgesehen sein.
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Sowohl der magnetische als auch der nicht magnetische Abstandshalter kann aus einer Schichtanordnung
aus mehreren Lagen aufgebaut sein, und die magnetischen Lagen und die nicht magnetischen Lagen können abwechselnd
geschichtet sein.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein herkömmliches elektromagnetisches Düsenklappenventilj
Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen, elektromagnetischen
Dusenklappenventils;
Fig. 3 eine Abwandlung des in Fig. 2 gezeigten elektromagnetischen Dusenklappenventils;
und
Fig. 4 ein Diagramm, das die Kennlinie der in Fig. 3 gezeigten Abwandlung zeigt.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 2 dargestellt und umfaßt eine Fluidleitung 12
aus nicht magnetischem Material, die an ihrem Austrittsende mit einer Düse 11 versehen ist, eine Klappe 14 aus
magnetischem Material, die der Düse 11 gegenüberliegt, wobei zwischen beiden ein Spalt 13 besteht, und einen
Elektromagneten 17 mit einem die Fluidleitung 12 umgebenden Magnetkern 16, einer um den Kern 16 gewickelten
Erregerspule 15 und einem magnetischen Joch 18. Die Klappe 14 ist schwenkbar am oberen Ende des Jochs 18
angelenkt, und Luftspalte A, und A? sind zwischen der
Klappe und dem Kern 16 bzw. zwischen dem Kern 16 und dem Joch 18 ausgebildet. Diese Bestandteile sind in gleicher
Weise wie bei dem Ventil gemäß Fig. 1 ausgebildet und angeordnet.
Die axiale Länge des Kernes 16 ist jeddch etwas kürzer als die bei dem herkömmlichen Kern. Entsprechend
sind zwei Abstandshalter 21 und 22 zwischen den Kern 16 und das Joch 18 so eingefügt, daß sie die Fluidleitung
umgeben. Die Abstandshalter 21 und 22 werden in direktem Kontakt gehalten. Der Abstandhalter 21 ist aus magnetischem
Material gefertigt, und der Abstandshalter 22 ist aus
nicht magnetischem Material gefertigt und hat eine Dicke gleich dem Luftspalt A der dem festgelegten Bezugsdruck
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bzw. dem festgelegten Bezugsdurchsatz entspricht. Die
Dicke des magnetischen Abstandshalters 21 ist so gewählt, daß der andere Luftspalt A. dann, wenn der magnetische
Abstandshalter 21 in in Fig. 2 gezeigter Weise eingebaut ist, die gewünschte Länge hat, wenn die Bestandteile
zusammengebaut sind. Wenn dies gewünscht wird, kann die relative Anordnung der Abstandshalter 21 und 22 umgekehrt
sein. Ferner kann auch ein Abstandshalter oder können beide Abstandshalter aus Lagen aufgebaut sein, die in
Axialrichtung des Kernes geschichtet sind. Alternativ können die magnetischen und nicht magnetischen Lagen beider
Abstandshalter abwechselnd geschichtet sein.
Die bisher beschriebene Baugruppe ist in einem Behälter 25 enthalten, der mit einer Auslaßöffnung 26
versehen ist. Bei dem in zuvor beschriebener Weise aufgebauten
elektromagnetischen Düsenklappenventil kann die Steuerung des Fluiddrucks oder des Durchsatzes im«wesentlichen
in gleicher Weise wie bei kerkömmlichen Vorrichtungen erfolgen. Mit der einen Ausnahme, daß für verschiedene
Werte des vorgeschriebenen Bezugsdrucks bzw. Bezugsdurchsatzes geeignete Kombinationen aus dem magnetischen
Abstandhalter 21 und' dem nicht magnetischen Abstandshalter
22 verwendet werden, können die übrigen Bestandteile allgemein für sämtliche Vierte des Bezugsdrucks bzw. Bezugsdurchsatzes benutzt werden. Aus diesem Grunde kann die
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Anzahl der vorzubereitenden Bestandteile für eine beliebige Anzahl vorgeschriebener Drücke oder Durchsätze
stark vermindert werden. Ferner können unvermeidbare Herstellungsfehler der Bestandteile leicht dadurch
korrigiert werden, daß geeignete Korrekturen der Abmessungen der Abstandshalter so durchgeführt werden,
daß immer für Luftspalte mit korrekter Länge gesorgt ist. Dadurch wird die Produktivität erhöht und werden die
Herstellungskosten vermindert.
Obwohl bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform lediglich eine Düse 11 in Verbindung mit einer
Klappe 14 verwendet wird, kann die Klappe auch zwischen einem Paar sich gegenüberliegender Düsen ■angeordnet
sein. Ferner kann für die Klappe eine geeignete Vorspannfeder vorgesehen sein, beispielsweise eine Torsionsfeder
oder eine Blattfeder. Ferner ist es auch möglich, den Elektromagneten 17 unabhängig von der Fluidleitung
12 auszubilden.
Um die lineare Beziehung zwischen dem durch die Erregerspule fließenden Strqn und dem zu steuernden
Druck oder Durchsatz zu verbessern, kann auf dem Umfang des Magnetkernes 16 eine Ringnut 19 vorgesehen sein,
und zwar im wesentlichen in Höhe der axialen Mitte des Magnetkernes, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist.
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Fig. 4 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen
dem Fluiddruck und dem Erregerstrom zeigt. Darin zeigt die Kurve A eine Druck-Strom-Abhängigkeit für den Fall,
daß keine Ringnut 19 vorgesehen ist; Kurve B zeigt die Wirkung des magnetischen Streuflusses, die durch
die Ringnut hervorgerufen wird* Kurve C zeigt die Resultierende aus Kurve A minus Kurve B, d.h. die gewünschte
lineare Druck-Strom-Abhängigkeit. Wie zuvor beschrieben wurde, werden erfindungsgemäß ein magnetischer
Abstandshalter 21 und ein nicht magnetischer Abstandshalter 22 zwischen den Kern 16 und das Joch 18
eingefügt, so daß es möglich ist, zahlreiche Bestandteile des elektromagnetischen Düsenklappenventils für zahlreiche
Bezugsdrücke und zahlreiche Bezugsdurchsätze zu standardisieren und den Zusammenbau sowie die Einstellung der
Erzeugnisse zu erleichtern. Dies hat zur Folge, daß es möglich ist, die Produktivität zu erhöhen und die
Herstellungskosten zu senken.
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Claims (5)
1. I Elektromagnetisches Düsenklappenventil mit einer Düse
zum Ausströmen von Fluid, einem Elektromagneten, der einen Magnetkern, eine um den Kern gewickelte Erregerspule
und ein Joch umfaßt, einer magnetischen Klappe, die schwenkbar an einem Ende des Jochs so angelenkt
ist, daß sie der Düse unter Bildung eines veränderlichen Spaltes zwischen beiden gegenüberliegt, wobei Kern, Joch
und Klappe so angeordnet sind, daß sie einen im wesentlichen geschlossenen magnetischen Weg bilden, und einem
nicht magnetischen Abstandshalter, der zwischen den Kern und das andere Ende des Jochs eingefügt ist, dadurch
gekennzeichnet, daß ein magnetischer Abstandshalter (21) mit dem nicht magnetischen Abstandshalter (22) so kombiniert
ist, daß diese Abstandshalter in Reihe im magnetischen Weg liegen.
2. Düsenklappenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (11) am Austrittsende einer Pluidleitung
(12) ausgebildet ist und daß der Magnetkern (16) um die Fluidleitung herum angeordnet ist.
3. Düsenklappenventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kern (16) auf seinem Außenumfang
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2k A O 5 6
ungefähr in der Mitte der axialen Länge des Kernes mit einer Ringnut (19) versehen ist.
4. Dusenklappenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der magnetische als auch der nicht magnetische Abstandshalter eine Schichtanordnung
aus mehreren Lagen umfaßt.
5. Dusenklappenventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Lagen aus magnetischem und nicht magnetischem Material abwechselnd geschichtet' sind.
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Date | Code | Title | Description |
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D2 | Grant after examination |