DE2440565C2

DE2440565C2 - Elektromagnetisches Düsenklappenventil

Info

Publication number: DE2440565C2
Application number: DE2440565A
Authority: DE
Inventors: Shinji Yokohama Saito; Masao Kawasaki Suzuki
Original assignee: Tokyo Keiki Co Ltd
Current assignee: Tokyo Keiki Inc
Priority date: 1974-04-25
Filing date: 1974-08-23
Publication date: 1982-12-23
Also published as: JPS5351997Y2; GB1498056A; DE2440565A1; JPS50135895U; US3982554A

Description

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Düsenklappenventil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der FR-PS 15 31 234 ist ein elektromagnetisches ⁴· Düsenklappenventil dieser Art bekannt, bei dem der der Düsenbohrung unter Bildung eines veränderlichen Spalts gegenüberliegende Klappanker zur Linearisierung des Ansprechverhaltens durch zwei gegeneinander wirkende Federn gehalten wird. Die Linearität zwischen >° der Größe des Erregerstroms für den Elektromagneten und dem hierdurch bestimmten Fluid-Ausgangsdruck ist bei dem bekannten Düsenklappenventil allerdings nur für einen bestimmten Bezugsdruck gegeben, so daß beim Übergang auf einen anderen gewünschten " Bezugsdruck aufwendige Maßnahmen zur Wiederherstellung der linearen Beziehung erforderlich sind.

Aus der US-PS 22 92 477 ist ein elektromagnetisches Düsenklappenventil bekannt, dessen Klappanker über sein eines Ende mit dem Elektromagneten und über sein ^hl) anderes Ende mit einer Düsenbohrung für den Fluidauslaß in Wirkverbindung steht, wobei die Düsenbohrung entsprechend der Erregung bzw. Nichterregung des Elektromagneten entweder geschlossen oder vollständig geöffnet ist. Aufgrund dieses lediglich ^h) zwischen zwei Zuständen umschaltenden Ventilbetriebs treten bei dem bekannten Düsenklappenventil keine Linearitätsorobleme auf. Maßnahmen zur Anpassung des Ventilbetriebs an unterschiedliche Bezugsdrücke bzw. -durchsätze sind nicht angesprochen.

Weiterhin sind aus der DE-AS 20 50 620 und der AT-PS 1 81 473 Magnetventile bekannt, die mit einem innerhalb eines Führungsrohrs bewegbaren federvorgespannten Kern arbeiten, der bei nichterregter Magnetspule die Fluidauslaßöffnung entweder direkt oder unter Zwischenschaltung eines Zwischenstücks vei schließt Zum Verhindern eines magnetischen Kurzschlusses bzw. zur Beeinflussung der Anzugschrakteristik weist das Führungsrohr für den Kern einen nichtmagnetischen Abschnitt bzw. eine ringförmige Aussparung auf. Eine Anpassung der bekannten Magnetventile an unterschiedliche Bezugsdrücke bzw. -durchsätze ist nicht vorgesehen.

Darüber hinaus ist aus der US-PS 16 64612 ein elektromagnetisches Düsennadelventil bekannt, bei dem die Düsenbohrung für den Fluidausdruck bei nicht erregter Magnetspule mittels einer Düsennade! verschlossen ist. Der Abstand zwischen Düsennadelspitze und Düsenbohrung ist hierbei durch eine Anzahl zwischengelegter Beilagscheiben auf den erforderlichen Wert festgelegt, was die Möglichkeit eröffnet, z. B. nach einem Nachschleifen der Ventilnadel den Abstand zwischen Ventilnadel und Düsenbohrung durch einfaches Herausnehmen zumindest einer der Beilagscheiben entsprechend der nunmehr verringerten Nadellänge anzupassen. Auch hier sind die bei Verwendung des Magnetventils für unterschiedliche Bezugsdrücke bzw. -durensätze auftretenden Probleme nicht erörtert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektromagnetisches Düsenklappenventil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart auszugestalten, daß es sich in einfacher Weise unter Beibehaltung des im wesentlichen linearisierten Ansprechverhaltens an unterschiedliche Bezugsdrücke oder -durchsätze anpassen läßt.

Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmalen gelöst.

Erfindungsgemäß sind somit zwischen dem Magnetkern und dem Joch ein magnetischer und ein nichtmagnetischer Abstandshalter angeordnet, wobei der durch den nichtmagnetischen Abstandshalter in dem magnetischen Kreis gebildete Spalt nicht nur linearisierende Wirkung auf das Ansprechverhalten des Düsenklappenventils besitzt, sondern auch einen bestimmten Bezugsdruck bzw. -durchsatz definiert. Ist ein Ventilbetrieb bei verändertem Bezugsdruck bzw. -durchsatz erwünscht, so ist es nunmehr lediglich erforderlich, einen nichtmagnetischen Abstandshalter entsprechend veränderter Stärke zu verwenden, wobei dann vorteilhaft auch der magnetische Abstandshalter derart ausgetauscht wird, daß bei Verwendung desselben Magnetkerns der mittlere Abstand zwischen Klappanker und Magnetkernoberseite den vorbestimmten Wert beibehält. Der Übergang auf einen veränderten Bezugsdruck bzw. -durchsatz kann somit sehr rasch durch einfachen Austausch der beiden Abstandshalter bei unveränderter Weiterverwendung der übrigen Ventilbestandteile erfolgen. Damit ist die Anzahl der auf Lager zu haltenden Ventilbestandteile drastisch reduziert. Darüber hinaus lassen sich durch geeignete Korrekturen der Abmessungen der Abstandshalter unvermeidbare Herstellungsfehler der Ventilbestandteile in einfacher Weise korrigieren, womit sich der auftretende Ventilbestandteilausschuß sowie die Herstellungskosten weiter vermindern lassen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind

Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

In der einzigen Figur ist ein Ausführungsbeispiel des Düsenklappenventils dargestellt, das eine Fluidleitung 2 aus nichtmagnetischem Material, die an ihrem Austrittsende eine Düsenbohrung t besitzt, eine" der Düsenbohrung 1 unter Bildung eines Spalts 3 gegenüberliegenden Klappanker 4 aus magnetischem Material und einen Elektromagneten 7 aufweist, der aus e<nem die Fluidleitung 2 umgebenden Magnetkern 6, einer um den Magnetkern 6 gewickelten Erregerspule 5 und einem magnetischer. Joch 8 besteht. Der Klappanker 4 ist schwenkbar am oberen Ende des Jochs 8 angelenkt. Zwischen dem Klappanker 4 und dem Magnetstern 6 bzw. zwischen dem Magnetkern 6 und dem Joch 8 sind Spalte A] und A₂ ausgebildet. Der Klappanker 4, der Magnetkern 6 und das Joch 8 bilden einen im wesentlichen geschlossenen magnetischen Kreis aus.

Das aus der Düsenbohrung 1 ausströmende Fluid übt auf den Klappanker 4 eine Kraft aus, die diesen in Uhrzeigerrichtung zu drehen versucht, während der Elektromagnet 7 eine entgegengesetzt gerichtete Kraft auf den Klappanker 4 ausübt. Die Größe des variablen Spalts 3 ist somit durch den Gleichgewichtszustand dieser beiden Kräfte bestimmt, womit es möglich ist, den Fluid-Auslaßdruck oder den Fluid-Durchsatz durch Einstellung des durch die Erregerspule 5 fließenden Stroms zu steuern.

Die in Axialrichtung gemessene Dicke des Magnetkerns 6 ist etwas geringer als die herkömmlicher Magnetkerne. Zwischen den Magnetkern 6 und das Joch sind zwei Abstandshalter 9 und 10 derart eingefügt, daß sie die Fluidleitung 2 umgeben. Der Abstandshalter 9 ist aus magnetischem Material gefertigt, während der mit dem Abstandshalter 9 in direktem Kontakt gehaltene Abstandshalter 10 aus nichtmagnetischem Material besteht und eine Dicke aufweist, die mit dem dem festgelegten Bezugsdruck bzw. -durchsatz entsprechenden Spalt A2 übereinstimmt. Die Dicke des in der in der Figur gezeigten Weise eingebauten magnetischen Abstandshalters 9 ist derart gewählt, daß der luftgefülUe Spalt At nach Zusammenbau aller Ventilbestandteile die gewünschte Länge besitzt. Falls gewünscht, kann die relative Anordnung der Abstandshalter 9 und 10 umgekehrt gewählt sein. Darüber hinaus kann zumindest einer der Abstandshalter auf einer Schichtanordnung aus mehreren Lagen bestehen, die in Axialrichtung des Magnetkerns 6 geschichtet sind. Alternativ können die magnetischen und die nichtmagnetischen Lagen beider Abstandshalter abwechselnd geschichtet sein.

Das beschriebene Ausführungsbeispiel des Düsenklappenventils ist in einem Behälter 11 untergebracht, der eine Auslaßöffnung 12 aufweist. Die Steuerung des Fluiddrucks bzw. -durchsatzes kann bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel im wesentlichen in gleicher Weise wie bei herkömmlichen Vorrichtungen erfolgen.

M't der einen Ausnahme, daß für unterschiedliche Werte des geforderten Bezugsdrucks bzw. -durchsatzes jeweils geeignete Kombinationen aus dem magnetischen Abstandshalter 9 und dem nichtmagnetischen Abstandshalter 10 verwendet werden, können alle übrigen Bestandteile unveränderf für sämtliche Bezugsdruck- bzw. Bezugsdurchsatzwerte verwendet werden, so daß die Anzahl der bereitzuhaltenden Bestandteile erheblich verringert und eine Standardisierung möglich ist.

Obwohl bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel lediglich eine einzige Düsenbohrung 1 in Verbindung mit dem Klappanker 4 verwendet wird, kann der Klappanker auch zwischen einem Paar einander gegenüberliegender Düsen angeordnet sein. Ferner kann für den Klappanker eine geeignete Vorspannfeder wie z. B. eine Torsionsfeder oder eine Blattfeder vorgesehen sein. Darüber hinaus ist es auch möglich, den Elektromagneten 7 unabhängig von der Fluidleitung 2 auszubilden.

Zur weiteren Verbesserung der Linearität zwischen dem durch die Erregerspule fließenden Strom und dem zu steuernden Druck bzw. Durchsatz kann am Umfang des Magnetkerns 6 im wesentlichen in Höhe der axialen Magnetkernmitte eine Ringnut vorgesehen sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektromagnetisches Düsenklappenventil mit einer einen Magnetkern eines Elektromagneten durchsetzenden Düsenbohrung für den Fluidaustritt, einer um den Magnetkern gewickelten Erregerspule, einem Joch und einem magnetischen Klappanker, der schwenkbar an einem Ende des Jochs angelenkt ist, derart, daß er der Düsenbohrung unter Bildung eines veränderlichen Spalts gegenüberliegt, wobei der Elektromagnet, das Joch und der Klappanker einen im wesentlichen geschlossenen magnetischen Kreis bilden, dadurch gekennzeichnet, daß ein magnetischer Abstandshalter (9) in Reihe liegend mit einem nichtmagnetischen Abstandshalter (10) zwischen dem Magnetkern (6) und dem anderen Ende des Jochs (8) angeordnet ist, wobei durch den nichtmagnetischen Abstandshalter ein in seiner Breite durch die Dicke desselben bestimmter Spalt (Α?) in dem im wesentlichen geschlossenen magnetischen Kreis gebildet wird und die Summe aus der vorbestimmten Dicke des Magnetkerns und den variablen Stärken des magnetischen und des nichtmagnetischen Abstandshalters derart gewählt ist, daß der mittlere Abstand zwischen dem Klappanker (4) und der dem Klappanker gegenüberliegenden Oberseite des Magnetkerns einen vorbestimmten Wert (A\) besitzt.

2. Düsenklappenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische und der nichtmagnetische Abstandshalter (9 bzw. 10) jeweils als Schichtanordnung aus mehreren Lagen ausgeführt sind.

3. Düsenklappenventil nech Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagen aus magnetischem und nichtmagnetischem Material abwechselnd geschichtet sind.

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