DE2443687A1

DE2443687A1 - Magnetventil

Info

Publication number: DE2443687A1
Application number: DE19742443687
Authority: DE
Inventors: Hans-Michael Kratochwilla
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1974-09-12
Filing date: 1974-09-12
Publication date: 1976-04-01
Also published as: FR2284812A1; IT1042427B; BR7505868A; YU227475A

Description

Magnetventil

Die Erfindung bezieht sich auf ein magnetisch betätigbares Ventil für ein flüssiges oder gasförmiges Medium, das einen durch Magnetkraft zwischen mindestens zwei Schaltstellungen hin und her bewegbaren Anker zur Steuerung des Mediumstroms enthält.

Bekannte Magnetventile enthalten zur Ankerbetätigung einen Elektromagneten. Die BetätigungSKittel, die die Fortsetzung des Ankers bilden können, erstrecken sich dabei von der Magnetspule in das Innere des Ventilgehäuses und müssen daher exakt abgedichtet sein. Wegen der Reibung zwischen den Dichtungsmitteln und dem Betätigungsglied muß die Kraft, die der Elektromagnet auf die Betätigungsmittel ausübt, verhältnismäßig groß,sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Magnetventil der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem eine Durchführung von Betätigungsmitteln durch das Ventilgehäuse unter Verwendung

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von Dichtungsmitteln entfallen kann und bei dein die Betätigungskraft geringer sein kann als bei den bekannten Magnetventilen. Die Ventilsteuerung soll ohne elektrische Schaltelemente möglich sein.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Verstellung des Ankers ein mechanisch verstellbarer Dauermagnet vorhanden ist. Bei dem erfindungsgemäßen Ventil wird der Anker im Ventilgehäuse und der Dauermagnet außerhalb des Ventilgehäuses angeordnet. Mechanische Verbindungsmittel zwischen den beiden Bauelementen sind nicht erforderlich. Ferner entfallen elektrische Steuereinrichtungen für das Ventil. Wegen der fehlenden mechanischen Verbindung zwischen dem Dauermagneten und dem Anker ist die Betätigungskraft für das Ventil verhältnismäßig gering. Eine weitere Reduzierung dieser Betätigungskraft ist möglich, wenn gemäß dem Anspruch 4 eine hydraulische Hilissteuerung. für die Ventilbetätigung erfolgt. Im Rahmen der Erfindung können durch ein einziges Betätigungsglied gemäß dem Anspruch 5 auch mehrere Dauermagnete und damit mehrere Ventilwege geschaltet werden. Ausgestaltungen dieses Gedankens ergeben sich aus den Ansprüchen 6 bis 8.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Magnetventil nach der Erfindung und

Fig, 2 eine Anordnung mit zwei Magnetventilen, die durch eine gemeinsame Handhabe betätigbar sind«

Das in der Figur 1 dargestellte Magnetventil besitzt ein Ventilgehäuse 1, das mit einem Eingangsstutzen 2 und einem Ausgangs-

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stutzen 3 versehen ist. Der Ausgangsstutzen 3 ragt ins Innere des Gehäuses 1 und bildet dort mit seinem Ende einen Ventilsitz Dem Ventilsitz 4 ist ein als Teller ausgebildetes Verschlußglied zugeordnet, das von einer Membran 6 aus elastischem Material überzogen ist, welche am Gehäuse 1 befestigt ist. Der von der Membran 6 begrenzte Raum ist durch eine Platte 7 geschlossen. Die Membran 6 liegt am Teller 5 an, welcher auf seiner Oberseite eine Scheibe 9 trägt, gegen die ein Anker 10 durch eine Druckfeder 11 gedrückt wird. Der von der Membran 6 und der Platte 7 begrenzte Raum steht mittels eines Kanals 12 mit dem Ausgang und mittels eines Kanals "13 mit dem Eingang den Ventils in Verbindung. Der Kanal' 12 mündet auf der Oberseite der Scheibe 9 und diese Mündung wird in der gezeichneten Ventilstellung durch den Anker 10 verschlossen.

Zur Betätigung des Ventils dient ein Dauermagnet 14, welcher in Richtung des Pfeils 15 bewegbar gelagert ist.

Das Ventil gemäß Figur 1 befindet sich in seiner Absperrstellung, in der der Teller 5 die Membran 6 ^egen den Ventilsitz 4 drückt. Soll das Ventil geöffnet werden, so wird der Dauermagnet 14 in Richtung auf die Platte 7 bewegt. Dabei zieht er den Anker 10 an, d.h. nach oben, und dieser gibt die Mündung des Kanals 12 frei. Nunmehr kann das Medium durch lie Kanäle 13 und 12 vom Eingangsstutzen 2 in den Ausgangsstutzen 3 fließen und den Teller 5 mit der Membran 6 vom Ventilsitz 4 anheben.

Soll das Ventil wieder geschlossen werden, so wird der Dauermagnet '|4 in die gezeichnete stellung zurückbewegt. Dadurch wird die Mündung des Kanals 12 durch den Anker 10, der in die gezeichnete Stellung durch die Feder 11 zurückbewegt wird, verschlossen und in dem Raum zwischen der Membran 6 und der Platte 7 baut sich ein Druck auf, der die Membran 6 über den Teller 5 gegen den Ventilsitz 4 preßt.

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Die gezeichnete Ventilausbildung mit Hilfssteuerung hat den großen Vorteil, daß die Kraft, die zur Ventilbetätigung erforderlich ist, nicht den Druck des strömenden Mediums überwinden muß, sondern lediglich zur Überwindung der Kraft der Feder 11 ausreichen muß. Zur Ventilbetätigung ist daher eine sehr geringe Kraft bereits ausreichend«,

Der Kanal 12 verläuft im Ausgangsstutzen 3 in einem Führungsglied 16, das das Durchströmen einer Flüssigkeit oder eines Gases vom Ventilsitz 4 aus in den Ausgangsstutzen 3 erlaubt.

In der Figur 2 sind zwei Ventile gemäß Figur 1 dargestellt, deren gemeinsamer Eingangsstutzeh 17 auf der nicht sichtbaren Rückseite angeordnet ist und die zwei Ausgangsstutzen 18 und 19 aufweisen. Die Betätigung der beiden Ventile erfolgt durch eine gemeinsame, Handhabe 2O₅ die an einem Kipphebel 21 befestigt ist. Der Kipphebel 2Ί ist mit-seiner Schwenkachse 22 in einem Langloch einer Kulisse 24 verschiebbar geführt und wird durch eine Feder 25 in der gezeichneten Ruhestellung gehalten. Mit dem Kipphebel 21 sind zwei Dauermagnete 26 und 27 fest verbunden. Die Kulisse ist an den Ventilgehäusen befestigt.

Wird die Handhabe 20 in Richtung des Pfeils 28 nach rechts gedrückt, so wird der Dauermagnet 27 gegen die Platte 29 des Ventils 30 gedrückt und dieses Ventil geöffnet. Das strömende Medium strömt also vom Eingangsstutzen 17 in den Ausgangsstutzen 19. Dabei wird die Feder 25 gespannt. JMach dem Loslassen der Handhabe 20 bewegt die Feder 25 den Dauermagnet 27 wieder in die gezeichnete Ruhelage, so daß das Ventil 30 wieder geschlossen wird.

Wird.auf die Handhabe 20 in Richtung des Pfeils 31 gedrückt, so Wird der Kipphebel 21 nach links verschoben, wobei die Schwenkachse 22 im Langloch 23 ebenfalls nach links wandert. Dadurch gleitet der Zapfen 32 auf die Kulisse 24 auf und der Zapfen 33

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von der Kulisse 24 herab. Nach dem Herabgleiten des Zapfens 33 von der Kulisse 24 wird der Dauermagnet 26 gegen die Platte 34 des Ventils 35 gedrückt und dieses Ventil geöffnet, d.h. der Mediumstrom vom Einlaßstutzen 17 zum Auslaßstutzen 18 freigegeben. Nach dem Loslassen der Handhabe 20 behält der Dauermagnet die erreichte Lage bei, d.h. er bleibt an der Platte 34 haften. Erst wenn die Handhabe 20 wieder in Richtung des Pfeils 28 zurückgedrückt wird, erfolgt eine Unterbrechung des Mediumstroms vom Einlaßstutzen 17 zum Auslaßstutzen 18. Die Feder 25 ist dabei so bemessen, daß sie ein Haftenbleiben des Magnets 26 an der Platte 34 und andererseits die Ruhelage der Handhabe 20 und damit des Hebels 21 in der gezeichneten Lage sicherstellt. ¥ird also die Handhabe 20 aus der linken Endstellung in die Ruhelage zurückbewegt, so ist beim Überschreiten der Ruhelage eine starke Gegenkraft der Feder 25 zu spüren. Die Ruhelage ist daher eindeutig definiert.

Im Rahmen der Erfindung kann die Feder 25 anstelle an der rechten auch an der linken Seite der Ventilanordnung gemäß Figur 3 angeordnet werden. In diesem Fall ist das Ventil 35 durch Tasten betätigbar. Ferner ist es möglich, auf beiden Seiten des Kipphebels 21 Federn anzuordnen. In diesem Fall sind beide Ventile 30 und 35 durch Tasten zu betätigen. Wird überhaupt keine Feder verwendet, d.h. die Feder 25 entfernt, so besitzt die Ventilanordnung zwei stabile Schaltstellungen.

Eine Ventilanordnung gemäß den Figuren 1 oder 2 eignet sich zur Steuerung des Durchflusses von Wasser für zahnärztliche Zwecke. Die Anordnung gemäß Figur 2 erlaubt es dabei beispielsweise, mittels des Ventils 30 den Wasserstrom zur Mundglasspülung und mittels des Ventils 35 zur Spülung eines Speibeckens zu steuern. Das Speibecken muß dabei über längere Zeit gespült werden, so daß die Betätigungsvorrichtung für das Ventil 35 zur Öffnung des Ventils 35 eine stabile Schaltstellung besitzt, während die Spülung eines Mundglases durch Tippen auf die Handhabe 20 in Richtung des Pfeils 28 erfolgen kann.

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Im Rahmen der Erfindung kann der Dauermagnet auch im Ventilraum zur Steuerung des Mediumstroms und der weichmagnetische Anker außerhalt) dieses Raumes angeordnet werden.

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Claims

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Patentansprüche

Π J Magnetisch betätigbares Yentil für ein flüssiges oder gasförmiges Medium, das einen durch Magnetkraft zwischen mindestens zwei Schaltstellungen hin und her bewegbaren Anker zur Steuerung des Mediumstroms enthält, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verstellung des Ankers (10) ein mechanisch verstellbarer Dauermagnet (14) vorhanden ist«,
2. Yentil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (10) in dem vom Medium durchströmten, gekapselten Ventilteil (1) und der Dauermagnet (14) außerhalb dieses Ventilteils liegt.
3. Ventil nach Anspruch 2,' dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltstellung des Ankers (10) durch eine Platte (7) begrenzt ist, die einen Teil der Außenwand des Ventils bildet, und daß der Dauermagnet (14) auf der Außenseite dieser Platte (7) verstellbar gelagert ist.
4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (10) in einem von einer Membran (6) abgeschlossenen Ventilraum li^gt, der durch je einen Kanal (12, 13) mit der Ausgangs- und der Eingangsseite des Ventils verbunden ist, daß der Anker (10) durch den Dauermagneten (14) zwischen einer die Mündung des zur Ausgangsseite führenden Kanals (12) verschließenden und freigebenden Stellung hin und her bewegbar ist, und daß ein bei der Membranbewegung mitbewegbarer Wandteil (6) des Ventilraums zum Steuern des Mediumstroms dient.

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5. Yentil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einer Eingangsöffnung (17) und mehreren AusgangsÖffnungen (18, 19)» dadurch gekennzeichnet,· daß jeder Ausgangs Öffnung (18, 19) je

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ein Anker und ein Dauermagnet (26, 27) zugeordnet ist und daß alle Dauermagnete (26, 27) durch eine gemeinsame- Betätigungsvorrichtung (20, 21) verstellbar sind.
6, Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsvorrichtung (20, 21) Federmittel (25) zugeordnet sind, welche die Rückbewegung mindestens eines Dauermagneten (27) in seine Ruhestellung beim Loslassen der Betätigungsverrichtung (20, 21) bewirken,
7. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrichtung (20, 21) eine in zwei Richtungen (28, 3t) verstellbare Handhabe (20) auf v/eist und so ausgebildet ist, daß sie beim Betätigen der Handhabe (20) in der einen Richtung (28) nach dem Loslassen in die Ruhelage zurückkehrt und beim Betätigen der Handhabe (20) in der anderen Richtung (31) nach dem Loslassen der Handhabe (20) ihre Arbeitsstellung beibehält.

8* Ventil nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, daß die Handhabe (20) an einem Kippglied (21) befestigt ist, desser. Schwenkachse (22) in einem Langloch (23) einer mit d^m Ventilgehäuse fest verbundenen Kulisse (24) verschiebbar gelagert ist, an dem zu beiden Seiten der Schwenkachse (22) je ein Dauermagnet (26, 27) befestigt ist und an einem Ende eine am Ventilgehäuse verankerte Feder (25) angreift, die es in eine Ausgangsstellung zieht, in der die Schwenkachse (22) an einer vorbestimmten Stelle des Langlochs liegt, und daß am Kippglied (21) Anschläge (32, 33) so angeordnet sind, daß von ihnen je einer der Lage der Schwenkachse (22) entsprechend auf der Kulisse (24) aufgleitet und die Verstellung eines der Dauermagnete (26, 27) in die Arbeitsstellung verhindert.

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