DE2540599C2

DE2540599C2 - Magnet-Ventil

Info

Publication number: DE2540599C2
Application number: DE2540599A
Authority: DE
Inventors: Harald Petit-Saconnex Genf Stampfli
Original assignee: Honeywell Lucifer SA
Current assignee: Parker Hannifin Manufacturing Switzerland SA
Priority date: 1975-06-27
Filing date: 1975-09-09
Publication date: 1986-02-13
Also published as: FR2317573B1; NL179845B; JPS525014A; CH591038A5; BE843456A; IT1062224B; JPS5550591B2; NL179845C; NL7605760A; AT358343B; GB1544125A; ATA433476A; CA1040182A; FR2317573A1; DE2540599A1; DK285476A; SE422986B; US4082116A; SE7607299L

Description

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Eine Membrane 17 ist an ihrem Außenrand zwischen verschiebbaren Teile einwirkt (siehe F i g. 2).
dem Teil 8 und dem Gehäuse 1, festgeklemmt Der In- Wenn die Erregung der Wicklung 6 unterbrochen

nenrand dieser Membrane 17 ist frei und liegt in wird, bewegt die Rückstellfeder 11 Gen Magnetkern 10 Schließstellung des Ventils an dem unteren Ende des nach unten, und das Ventil nimmt seine in F i g. 1 darge-Magnetkernes 10 an. Dadurch sperrt diese Membrane 5 stellte Schließstellung wieder ein.
17 den direkten Durchlaß zwischen der Kammer 13 und Die F i g. 4 veranschaulicht die zweite Ausführungseiner Kammer 18 ab, welche letztere unterhalb dieser form, die von der ersten sehr »venig abweicht, aber be; Membrane liegt und mit dem Einlaßkanal 2 in Verbin- welcher die Membrane 17 weggelassen wurde, und die dung steht Dichtigkeit zwischen dem Gehäuse 1 und dem ieil 8

Die Arbeitsweise dieses Ventils ist die folgende: io durch einen Dichtungsring 20 gewährleistet wird. Bei

In der durch F i g. 1 dargestellten Schließstellung wird dieser Ausführungsform wird die Verbindung zwischen der Ventilteller 4 durch die Wirkung der Feder 11 und dem Einlaßkanal 2 und der Kammer 13 über zwei ringdes in der Kammer 13 herrschenden Druckes des Me- förmige Durchlässe (Ringspalte) 21 und 22 erzielt Der diums gegen den Ventilsitz 5 gepreßt Findet kein Ab- Durchlaß 22 ist durch den zwischen dem unteren Ende f!uß des Druckmittels statt, so ist dieser Druck gleich 15 des Magnetkernes 10 und einer kreisringförmigen Ripgroß wie jener in der mit dem Einlaßkanal 2 verbun- pe 23 bestehenden Spielraum gebildet. Der Querschnitt denen Leitung, weil in dieser Stellung die Kammer 18 dieses ringförmigen Durchlasses 22 variiert in Funktion über die um den Ventilsitz 5 und um den Ventilteller 4 der Bewegung des verschiebbaren Magnetkerns 10 und herum vorgesehenen Spielräume mit der Kammer 14 nimmt zu, sobald das untere Ende des Magnetkernes 10 verbunden ist, wodurch der Einlaßdruck in die Kammer 20 diese Rippe 23 freigibt.

13 übertragen wird. Die durch das Medium auf den Der andere Durchlaß 21 ist wie in der ersten Ausfüh-

Ventiiteller 4 ausgeübte Druckkraft ist also gleich dem rungsform durch den Spielraum zwischen der Außen-Druckunterschied des Mediums zwischen dem Einlaß 2 wand des Sitzes 5 und der Schulter 19 der Aussparung und dem Auslaß 3, multipliziert mit der Kreisfläche des 14 des Magnetkernes 10 gebildet.
Ventilsitzes 5. 25 Bei dieser zweiten Ausführungsform ist die Arbeits-

Wird die Wicklung 6 zur öffnung des Ventils erregt, weise ganz ähnlich wie jene, die in bezug auf die erste so wird der Magnetkern 10 durch den feststehenden Ausführungsform erläutert wurde. Zu Beginn des Abhe-Magnetkern 9 angezogen, und gegen die relativ schwa- bens des Magnetkernes 10 wird die zentrale Bohrung 15 ehe Rückstellkraft der Feder 11 nach oben bewegt. des Ventiltellers 4 freigegeben, was zum Druckabfall in Während des ersten Teils dieser Bewegung entfernt sich 30 der Kammer 13 führt, die nun mit dem Auslaßkanal 3 die Rippe 16 vom Ventilteller 4 und gibt die zentrale verbunden ist.

Bohrung 15 frei. Aufgrund des relativ kleinen Durch- Bei einer Zwischenstellung des Magnetkernes 10 be-

messers der Rippe 16 ist die erforderliche Kraft zur findet sich dieser in der in F i g. 5 dargestellten Lage, bei Überwindung des durch das Medium ausgeübten Druk- welcher das Abheben des Ventiltellers 4 von seinem Sitz kes klein. 35 5 beginnt, welches kurz vor der Freigabe der Rippe 23

Durch das öffnen der Bohrung 15 wird die Kammer durch den Magnetkern 10 stattfindet, und dies, wenn der 13 mit dem Auslaßkaiial 3 verbunden, und der Druck in Durchlaßquerschnitt zwischen den Kammern 13 und 18 dieser Kammer 13 nimmt stark ab, weil der Durchlaß- seinen minimalen Wert aufweist. Der in der Kammer 18 querschnitt der Bohrung 15 bedeutend größer ist als der herrschende Druck übt eine Schubkraft aus, die auf die Querschnitt zum Durchlaß des Mediums von der Kam- 40 ganze, den Sitz 5 umgebende Kreisringfläche des bemer 18 zur Kammer 13. Zu Beginn der Bewegung ist der weglichen Magnetkernes 10 einwirkt. Diese Schubkraft kleinste Querschnitt dieses Durchlasses entweder durch ist jedoch schwächer als jene im Fall gemäß Fig. 1, wo den Spielraum zwischen der Außenwand des Ventilsit- die Membrane 17 den Durchlaß 22 absperrt. Die Fi g. 6 zes 5 und der unteren öffnung der Aussparung 14 oder zeigt die offene Stellung des Ventils.

durch den Spielraum zwischen em Umfang des Ventil- 45

tellers 4 und der innenwand der Aussparung 14 be- Hierzu! Blatt Zeichnungen

stimmt.

Es ist zu bemerken, daß zu Beginn dieser Bewegung
der durch das Medium ausgeübte Druck gegen die Unterseite der Membrane 17 eine nach oben gerichtete 50
Schubkraft bewirkt, die die Bewegung des Magnetkernes 10 unterstützt, und dies, bis die Stellung des Magnetkernes und der Membrane, der in F i g. 2 dargestellten
Stellung entspricht.

Im zweiten Teil der Aufwärtsbewegung des Magnet- 55
kernes 10 wird der Ventilteller 4 durch eine am unteren
Ende des Magnetkernes 10 vorgesehene Schulter 19
vom Ventilsitz 5 abgehoben. Die zum Abheben des Ventiltellers 4 erforderliche Kraft ist relativ schwach, weil
im Zeitpunkt, da dieser Ventilteller vom Sitz 5 abgehe- 60
ben werden muß, der Druckunterschied zwischen der
Kammer 13 und dem Auslaßkanal 3 verhältnismäßig
klein ist. Ferner ergibt sich, daß im Zeitpunkt des Abhebens des Ventiltellers 4 jegliche Verbindung zwischen
den Kammern 13 und 18 durch die Berührung der Schul- 65
ter 19 mit dem Ventilteller 4 unterbunden wird, und der
in der Kammer 18 herrschende Druck auf die ganze
Kreisrin£f!äche der außerhalb des Sitzes 5 liegenden

Claims

Patentansprüche:

1. Magnet-Ventil, bestehend aus einem Gehäuse mit einem Zulauf und einem Ablauf, einem Ventilsitz, einem eine Bohrung zum Ablauf hin aufweisenden Ventilteller, der mit dem Ventilsitz zusammenarbeitet, einem in einer Kammer bewegbaren Magnetkern, der in der Schließstellung des Ventils den Ventilteller, die Bohrung verschließend, auf den Ventilsitz drückt und bei der Öffnungsbewegung mit einer nach innen ragenden Schulter den Ventilteller, die Bohrung zum Ablauf hin und den Ventilsitz freigebend, mitnimmt, einem in Richtung der Magnetkernbewegungen hin- und herbeweglichen, mit der Kammer slrömungsmäßig verbundenen Raum, in dem der Ventilteller frei beweglich gelagert ist und aus einem den Raum über dem Ventilteller und die Kammer mit dem Zulauf verbindenden Durchlaß, der bei einer Anhebung des Magnetkerns in die Offenstellung geschlossen wird sowie aus einem zusätzlichen Durchlaß zwischen dem Zulauf und der Kammer bzw. dem Raum über dem Ventilteller, dadurch gekennzeichnet,daß der Raum und die nach innen ragende Schulter (19) durch eine Aussparung (14) am Ende des Magnetkerns (10) gebildet sind, daß der Durchtrittsquerschnitt der Durchlässe (21, 22) in der Schließstellung des Magnetkerns (10) und in der Stellung kurz daneben kleiner als der Durchtrittsquerschnitt der Bohrung (15) ist, daß die Schulter (19) im Zeitpunkt des Abhebens des Ventiltellers (4) vom Ventilsitz (5) den einen Durchlaß (21) durch Anlagen an dem Ventilteller schließt und daß der Durchtrittsquerschnitt des zusätzlichen Durchlasses (22) in der Offenstellung des Magnetkerns (10), durch das untere Ende des Magnetkerns (10) gesteuert, größer ist als in der Schließstellung und einer Stellung kurz daneben.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Durchlaß durch einen Ringspalt (22) zwischen dem Magnetkern (10) und einer ringförmigen Rippe (23) des Gehäuses (8) gebildet wird.

3. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaß in der Schließstellung des Magnetkernes (10) und in einer Stellung kurz daneben durch einen Ringspalt (21) zwischen der Schulter (19) und dem Ventilsitz (5) und durch einen Ringspalt zwischen dem Ventilteller (4) und der zylindrischen Innenwand der Aussparung (14) gebildet wird.

4. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse eine nach innen ragende elastische Membran (17) sitzt, die in Schließstellung des Magnetkerns (10) und in einer Stellung kurz daneben an dem Magnetkern (10) unten dichtend anliegt und in der Offenstellung des Magnetkerns (10) einen Durchgang zwischen sich und dem Magnetkern (10) freigibt.

5. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schließstellung der Magnetkern (10) die Bohrung (15) in dem Ventilteller (4) mittels einer an seiner Stirnseite befindlichen Ringrippe (16) verschließt, deren Durchmesser kleiner als der Durchmesser des Ventilsitzes (5) ist.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Magnet-Ventil nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1. Ein derartiges Ventil ist aus der CH-PS 3 95 672 bekannt Bei diesem Ventil wird durch den s Druck des zu steuernden Druckmittels eine Kraft erzeugt, die beim öffnen des Ventilteller mithilft Dieses Ventil weist einen relativ aufwendigen Aufbau auf, da es neben einem verschiebbaren, den Ventilschließkörper aufweisenden Hauptkolben einen elektromagnetisch betätigten Hilfskolben benötigt

Ausgehend von dem bekannten Ventil ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine relativ einfache Anordnung anzugeben die es gestattet, eine die öffnung erleichternde Hilfskraft zu erzeugen, welche während des ersten Teiles der Öffnungsbewegung verhältnismäßig stark ist und ferner Mittel vorzusehen, durch die die weitere Öffnungsbewegung des Ventils praktisch ungehindert erfolgen kann.
Die Lösung der vorstehend angegebenen Aufgabe gelingt gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1. Weitere vorteilhafte Merkmale des erfindungsgemäßen Ventils sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Eine Steuerung des Durchtrittsquerschnitts eines Durchlasses zwischen einem Zulauf und einer Kammer über e,nem Ventilschließkörper in Abhängigkeit vom Hub des Ventilschließkörpers ist an sich aus der DE-AS 12 63 425 bekannt Der Durchtrittsquerschnitt ist hierbei in der Offenstellung größer als in der Schließstellung.

Die Zeichnung zeigt schematisch und beispielhaft zwei Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Ventils. Es zeigt
F i g. 1 einen Axialschnitt der ersten Ausführungsform,

F i g. 2 und 3 einen Ausschnitt der F i g. 1 für zwei verschiedene Betriebsstellungen,

Fig.4 einen Axialschnitt der zweiten Ausführungsform,

Fig.5 und 6 einen Ausschnitt der Fig.4 für zwei verschiedene Betriebsstellungen.

Das in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Magnet-Ventil umfaßt ein Gehäuse 1 mit einem Einlaßkanal (Zulauf) 2 und einem Auslaßkanal (Ablauf) 3. Der Durchfluß des Druckmittels von diesem Einlaßkanal zum Auslaßkanal wird durch einen Ventilteller 4 gesteuert, der mit einem Ventilsitz 5 zusammenwirkt.

Der elektromagnetische Teil des Ventils umfaßt eine Wicklung 6, die auf einem aus unmagnetischem Werkstoff bestehenden Rohr 7 sitzt, das mit einem im Gehäuse 1 eingeschraubten Teil 8 formschlüssig verbunden ist. In diesem Rohr 7 befinden sich ein feststehender Magnetkern 9 und ein verschiebbarer Magnetkern 10, welcher den Ventilteller 4 trägt und unter Wirkung einer Feder 11 steht, die bestrebt ist, den Ventilteller 4 gegen den Ventilsitz 5 zu pressen.

Der verschiebbare Magnetkern 10 weist zwei Längsnuten 12 auf, die seine Bewegung im Druckmittel erleichtern, welches die durch den Innenraum des Rohres 7 gebildete Kammer 13 füllt. Diese Nuten 12 stehen in Verbindung mit einer Aussparung 14 am Ende des verschiebbaren Magnetkernes 10, in welcher der Ventilteller 4 freibeweglich gelagert ist. Letzterer weist eine zentrale Bohrung 15 auf, und der Grund der Aussparung 14 ist mit einer kreisringförmigen Rippe 16 versehen, die jeweils an dem Ventilteller zum Anliegen kommt, um die Bohrung 15 zu verschließen, deren Durchmesser kleiner ist als jener des Ventilsitzes 5.