DE2541033A1

DE2541033A1 - Electromagnetically operated ball valve - has non magnetic bush incorporated in pole piece limiting ball travel and remanence

Info

Publication number: DE2541033A1
Application number: DE19752541033
Authority: DE
Inventors: Rudolf Walloschke
Original assignee: Buschjost GmbH
Current assignee: IMI Norgren Buschjost GmbH and Co KG
Priority date: 1975-09-15
Filing date: 1975-09-15
Publication date: 1977-03-17
Also published as: DE2541033C2

Abstract

An electromagnetically operated ball valve has the ball (6) seating in the mouth of the liquid discharge tube (7), blocking it. The excitation winding (1) is mounted above the ball, partially surrounding it, with a tubular pole shoe (3) down the middle, so that the ball is lifted when the winding is energised. A bush (5) of non magnetic material is embedded in the end of the pole shoe. This acts as a stop for the ball when lifted. In the lowered position the minimum air gap is maintained for reduction of remanence. After insertion in the pole shoe (3), the bush (5) and shoe (3) are flush machined.

Description

DIPL-ING. H.-J. HENTZSCHEL 68/348DIPL-ING. H.-J. HENTZSCHEL 68/348

Patentingenieur
497 Bad OeynhausenPatent engineer
497 Bad Oeynhausen

Am Hoben Ufer 8 Talefoa 2?22§Am Hoben Ufer 8 Talefoa 2? 22§

Pr. Buschjost KG, 497 Bad Oeynhausen-LohePr. Buschjost KG, 497 Bad Oeynhausen-Lohe

Ventilsteuermagnet mit KugelankerValve control magnet with ball armature

Die Erfindung betrifft einen Ventilsteuermagneten mit Kugelanker, dessen Erregerwicklung einen Polschuh aus magnetischem Werkstoff aufnimmt, der zum Durchfluß des Strömungsmittels eine Längsbohrung besitzt, in die an einem Ende eine Buchse aus nicht magnetisierbarem Material eingesetzt ist, die den Ventilsitz einer bei magnetischer Anziehung als Verschlußteil dienenden ferromagnetischen Kugel sowie einen die Bewegung dieser Kugel begrenzenden Anschlag bildet, um in deren Schließstellung einen zum Remanenzabbau erforderlichen Mindest-Luftspalt aufrechtzuerhalten. Dieser zwischen dem Polschuh und der den Anker darstellenden ferromagnetischen Kugel einen Abstand herstellende magnetische Luftspalt soll ein Kleben der Kugel am Ventilsitz nach Abschalten des Erregerstromes infolge von Remanenz verhindern und auf diese Weise einwandfreie Steuerbewegungen des Ventiles gewährleisten. Hierzu muß er einesteils im Hinblick auf den erforderlichen Remanenzabbau groß genug sein, während esThe invention relates to a valve control magnet with a ball armature, the excitation winding of which has a magnetic pole piece Receives material which has a longitudinal bore for the flow of the fluid, into which one at one end Socket made of non-magnetizable material is used, the valve seat of a ferromagnetic ball serving as a closure part in the case of magnetic attraction, as well as one the Movement of this ball-limiting stop forms in order to reduce remanence in its closed position Maintain minimum air gap. This between the pole piece and the ferromagnetic armature representing the armature A magnetic air gap that creates a distance between the ball is supposed to stick the ball to the valve seat after the excitation current has been switched off prevent due to remanence and in this way ensure perfect control movements of the valve. For this purpose, it must on the one hand be large enough with regard to the required reduction in remanence while it

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- 2 - 68/348- 2 - 68/348

andererseits wünschenswert ist, ihn zur Erzielung eines günstigen Wirkungsgrades der Erregerwicklung so vertretbar klein und gleichmäßig wie möglich zu halten* Da sich derartige Luftspalte erfahrungsgemäß in der Größenordnung von 0,1 "bis 0,5 mm mit einer Toleranz von kleiner als ±0,1 mm bewegen, wird bei den bisher üblichen Bauarten von der Fertigung eine beträchtliche Genauigkeit mit Nachmeßvorgängen verlangt.on the other hand, it is desirable to keep it so justifiable small in order to achieve a favorable efficiency of the excitation winding and to keep it even as possible * As such Experience has shown that air gaps are in the order of 0.1 "to 0.5 mm with a tolerance of less than ± 0.1 mm, a considerable accuracy with remeasuring processes is required from the manufacturing process with the previously customary designs.

Aus der US-PS 2 366 412 ist es bekannt, die in das Bohrungsende des Polschuhs eingesetzte Buchse aus nicht magnetisierbarem Material mit einem der Stirnfläche des Polschuhs aufsitzenden Bond zu versehen, damit die zugleich als Anker und VersehluSteil wirkende ferromagnetische Kugel im vom Polschuh angezogenen Zustand stets denselben Abstand zu diesem aufweist. Als Nachteil ergibt sich jedoch die Überaue schwierige Herstellung von Buchsen so kleiner Abmessungen, deren Bund stets dieselbe Breite haben muß, wenn der magnetische Luftspalt zwischen Polschuh und Kugel immer gleich groß sein soll.It is known from US Pat. No. 2,366,412 that the socket inserted into the bore end of the pole piece is made of non-magnetizable To provide the material with a bond that sits on the end face of the pole piece so that it also acts as an anchor ferromagnetic ball acting in the from Pole shoe tightened state always has the same distance to this. The disadvantage, however, is the overhang difficult production of sockets so small, the collar must always have the same width if the magnetic The air gap between the pole piece and the ball should always be the same.

Weiterhin ist durch die DT-PS 1 001 073 ein elektromagnetisch betätigtes Ventil bekannt geworden, bei dem das magnetische Kleben des Kugelankers dadurch vermieden wird, daß der der Kugeloberfläche angepaßte nichtmagnetische Ventilsitz um ein sehr kleines Maß über die gleichfalls kugeligFurthermore, through the DT-PS 1 001 073 an electromagnetically operated valve has become known in which the magnetic Sticking of the ball anchor is avoided in that the non-magnetic valve seat adapted to the ball surface by a very small amount over the likewise spherical

- 3 7 09811/0592- 3 7 09811/0592

- 3 - 68/348 ,- 3 - 68/348,

ausgearbeitete Stirnfläche des durchbohrten Magnetkerns hinausragt. Eine solche Anordnung ist fertigungstechnisch kaum zu verwirklichen, wenn von dem zwischen der auf den Ventilsitz gepreßten Kugel und dem Magnetkern einzuhaltenden Luftspalt gleichbleibende Maßgenauigkeit gefordert wird.Elaborated face of the pierced magnetic core protrudes. Such an arrangement is manufacturing technology hardly feasible if the one between the ball pressed onto the valve seat and the magnetic core has to be observed Air gap constant dimensional accuracy is required.

Die von der zuvor genannten DT-PS 1 001 073 ausgehende Konstruktion der DT-PS 1 500 223 sieht in der Längsbohrung des Magnetkerns eine den Ventilsitz bildende nichtmagnetische Buchse vor, die über die konische Endfläche des Magnetkerns so weit hinausstehen soll, daß sich zwischen ihr und der Kugel ein Luftspalt ergibt, wenn die Kugel auf der Buchse aufsitzt. Die Größe des Luftspaltes und seine Maßgenauigkeit werden also wiederum vom überstand der Buchse bestimmt, der sich bei der Fertigung jedoch ebenfalls nur sehr schwer einhalten läßt und einer ständigen Kontrolle bedarf.The construction based on the aforementioned DT-PS 1 001 073 DT-PS 1 500 223 sees a non-magnetic valve seat in the longitudinal bore of the magnet core Bushing in front of the conical end face of the magnetic core should protrude so far that there is an air gap between it and the ball when the ball is on the socket sits on. The size of the air gap and its dimensional accuracy are in turn determined by the protrusion of the bush, which, however, is also very difficult to adhere to during production and requires constant monitoring.

Eine ähnliche Möglichkeit zur Herstellung eines dem Remanenzabbau dienenden Mindest-Luftspaltes durch eine die Bewegung des Kugelankers begrenzende Anschlagbuchse ist ferner in der DT-GMS 6 939 569 sowie der DT-OS 2 003 799 gezeigt. Auf Grund der offenbar erkannten fertigungstechnischen Probleme schlagen aber beide Druckschriften gleichzeitig vor, die Kugel mit einem Überzug aus nichtmagnetischem Stoff zu versehen, der durch seine Stärke den magnetischen Luft-A similar possibility for producing a minimum air gap serving to reduce remanence by means of the movement The stop bushing limiting the ball anchor is also shown in DT-GMS 6 939 569 and DT-OS 2 003 799. However, because of the production-related problems that have apparently been recognized, both publications hit at the same time propose to provide the ball with a coating of non-magnetic material, which, by its strength, prevents the magnetic air

- 4 -709811/0592- 4 -709811/0592

2 B 4 1 G 32 B 4 1 G 3

- 4 - 68/348- 4 - 68/348

spalt hervorrufen soll. Doch auch eine derartige, mittels Elektrolyse auf die Kugel aufzubringende nichtmagnetische Schicht würde in der Praxis erhebliche Kosten verursachen und wäre daher nach wirtschaftlichen Gesichtspunkten nicht vertretbar.should cause a gap. But also such a non-magnetic one to be applied to the ball by means of electrolysis Layer would cause considerable costs in practice and would therefore not be from an economic point of view justifiable.

In Abetracht des erläuterten Standes der Technik hat es sich die Erfindung zur Aufgabe gemacht, einen Ventilsteuermagneten mit Kugelanker der eingangs bezeichneten Gattung zu schaffen, bei dem es gelingt, den magnetischen Luftspalt im Hinblick auf einen ausreichenden Remanenzabbau stets groß genug zu halten, ihn dabei dennoch so vertretbar klein wie möglich zu machen, um keine Magnetkraft zu verlieren, und dieses Ziel durch einen wenig Aufwand erfordernden, nur geringe Maßabweichungen ergebenden Fertigungsvorgang zu verwirklichen.In view of the explained prior art, the invention has made it its task to provide a valve control magnet to create with ball anchor of the type mentioned, in which it is possible to create the magnetic air gap in the With a view to a sufficient reduction in remanence, always keep it large enough while still being just as small as to make possible so as not to lose any magnetic force, and this goal by requiring little effort only to realize manufacturing process resulting in minor dimensional deviations.

Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht in überraschend einfacher Weise darin, daß die den Ventilsitz der als Verschlußteil dienenden ferromagnetischen Kugel bildende Buchse aus nicht magnetisierbarem Material nach ihrem Einsetzen in den Polschuh mit dessen Stirnseite spanabhebend bearbeitet ist;The solution to the problem posed is in a surprisingly simple manner that the valve seat as a closure part serving ferromagnetic ball-forming socket machined from non-magnetizable material after being inserted into the pole piece with its end face is;

Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird erreicht, daßWith the embodiment according to the invention it is achieved that

- 5 70981 1 /0592 - 5 70981 1/0592

- 5 - 68/348- 5 - 68/348

der zwischen dem Kugelanker und dem Polschuh genau einzuhaltende magnetische Luftspalt lediglich von der Wandstärke der aus nicht magnetisierbarem Material bestehenden Buchse beeinflußt wird. Diese ist jedoch bei den heutigen Fertigungsmethoden ohnehin nur sehr geringen Schwankungen unterworfen, so daß sich das ausschließlich davon abhängige Luftspaltmaß kaum noch verändern kann. Andere Fertigungsvorgänge, wie das Ablängen der Buchse vom Rohrmaterial sowie ihr Einsetzen in den Polschuh haben dagegen keinerlei Einfluß mehr auf das Luftspaltmaß, womit alle fertigungstechnischen Schwierigkeiten und Nachmeßvorgänge entfallen. Insofern läßt sich die Herstellung der erfindungsgemäßen Ventilsteuermagneten auf Grund geringer Bearbeitungskosten außerordentlich preisgünstig gestalten, was vor allem bei Massenartikeln dieser Art von großer Bedeutung ist.the one between the ball anchor and the pole piece to be adhered to exactly Magnetic air gap only depends on the wall thickness of the socket made of non-magnetizable material being affected. However, this is the case with today's manufacturing methods anyway subject to only very slight fluctuations, so that the air gap dimension that is exclusively dependent on it can hardly change. Other manufacturing operations, such as cutting the bushing from the pipe material as well their insertion into the pole piece, however, no longer has any influence on the size of the air gap, which means that all production-related Difficulties and remeasurements are eliminated. In this respect, the valve control magnets according to the invention can be manufactured Due to the low processing costs, make it extremely inexpensive, especially in the case of mass-produced items this kind is of great importance.

Ein Ausfuhrungsbeispiel des Anmeldungsgegenstandes wird an Hand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigen:An exemplary embodiment of the subject of the application is at Hand outlined drawing. Show in it:

Fig. 1 die Schnittdarstellung eines die Erfindungsmerkmale1 shows the sectional view of one of the features of the invention

aufweisenden Ventilsteuermagneten und Pig. 2 den vergrößerten Ausschnitt A aus Fig. 1.having valve control solenoids and Pig. 2 shows the enlarged detail A from FIG. 1.

Der abgebildete Ventilsteuermagnet setzt sich aus einer Erregerwicklung 1, einem sie umgebenden Magnetkörper 2 sowie einem innerhalb der Erregerwicklung 1 befindlichenThe valve control magnet shown consists of an excitation winding 1, a magnet body 2 surrounding it and one located within the field winding 1

- 6 709811/0592 - 6 709811/0592

- 6 - ' 68/348- 6 - '68/348

Polschuh 3 aus magnetischem Werkstoff zusammen. Der Polschuh 3 ist zum Durchfluß des Strömungsmittels mit einer Längsbohrung 4 versehen, die an ihrem Ende eine Buchse 5 aufnimmt. Diese Buchse 5 "bildet den Ventilsitz einer stirnseitig vor dem Polschuh 3 angeordneten ferromagnetischen Kugel 6, die ihn "bei magnetischer Anziehung verschließt und sich bei stromloser Erregerwicklung 1 an einen außerhalb des Magnetkörpers 2 vorgesehenen weiteren Ventilsitz 7 anlegt.Pole piece 3 composed of magnetic material. The pole piece 3 is provided with a longitudinal bore 4 for the flow of the fluid which receives a bushing 5 at its end. This socket 5 "forms the valve seat of a ferromagnetic ball 6 arranged on the end face in front of the pole piece 3, which it "closes when there is magnetic attraction and when the field winding 1 is de-energized it attaches to an outside of the magnet body 2 provided further valve seat 7 applies.

Die in das Ende der Längsbohrung 4 des Polschuhs 3 eingesetzte. Buchse 5 hat neben ihrer Wirkung als Ventilsitz die Aufgabe, ein magnetisches Kleben der Kugel 6 bei stromloser Erregerwicklung 1 infolge von remanentem Magnetismus zu verhindern. Zu diesem Zweck ist sie aus nicht magnetisierbarem Material hergestellt, wodurch sich entsprechend Pig. zwischen dem Polschuh 3 und der Oberfläche der Kugel 6 ein magnetischer Luftspalt 8 bildet. Damit dieser stets dasselbe Maß hat, ist es erforderlich, daß die Buchse 5 stirnseitig immer mit der Stirnfläche 9 des Polschuhes 3 genau fluchtet, ohne ihre Lage verändern zu können. Dieses Ziel wird nach der Erfindung fertigungstechnisch am einfachsten dadurch erreicht, daß die Buchse 5 nach ihrem Einsetzen in den Polschuh 3 mit dessen Stirnfläche 9 spanabhebend, vorzugsweise durch Abdrehen, plan bearbeitet ist. Hierdurch hängt das Maß des magnetischen Luftspaltes 8 lediglich von derThe inserted into the end of the longitudinal bore 4 of the pole piece 3. In addition to its function as a valve seat, socket 5 has the task of magnetically sticking the ball 6 when it is de-energized Excitation winding 1 closes as a result of remanent magnetism impede. For this purpose it is made of non-magnetizable material Material made, which accordingly Pig. between the pole piece 3 and the surface of the ball 6 magnetic air gap 8 forms. So that this always has the same dimension, it is necessary that the socket 5 is on the end face is always precisely aligned with the end face 9 of the pole piece 3 without being able to change its position. This goal is after the invention achieved in the simplest way in terms of manufacturing that the socket 5 after its insertion into the Pole shoe 3 is machined flat with its end face 9, preferably by turning. This depends the extent of the magnetic air gap 8 only from the

- 7 709811/0592 - 7 709811/0592

- 7 - 68/348- 7 - 68/348

Wandstärke der Buchse 5 ab, die sich, vom Fertigungsvorgang her nur in sehr kleinen, unter der Toleranzgrenze des Luftspaltes 8 liegenden Toleranzen bewegt.Wall thickness of the socket 5, which is from the manufacturing process moved forward only in very small tolerances lying below the tolerance limit of the air gap 8.

709811/0592709811/0592

Claims

DIPL-ING. HI. HENTZSCHEL f

Patentingenieur bö/j4öPatent engineer bö / j4ö

497 Bad Oeynhausen

Am Hohen Ufer 8 Telefon 2922§Am Hohen Ufer 8 Telephone 2922§

Ms. Buschjost KG-, 497 Bad Oeynhausen-Lohe

Protection claim

Valve control solenoid with ball armature, its excitation winding a pole piece made of magnetic material receives the Flow of the fluid has a longitudinal bore into which a sleeve made of non-magnetizable at one end Material is used that the valve seat of a ferromagnetic serving as a closure part in the case of magnetic attraction Ball and a stop limiting the movement of this ball forms in order to be in its closed position a minimum air gap required to reduce remanence to maintain

characterized in that the socket (5) of non-magnetizable material forming the valve seat of the ferromagnetic ball (6) serving as a closure part is machined flat with its end face (9) after being inserted into the pole piece (3).

709811/0592709811/0592