DE3939537B4 - Magnetventil - Google Patents
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Abstract
Magnetventil mit einem an einem Ventilkörper (2) festlegbaren Magnetkopf (8), der einen mittels einer Elektromagnetspule (18) und einer Feder (26) in einem Ankerführungsrohr (9) axial verlagerbaren Anker (19) besitzt, der mittels einer Permanentmagnetkraft anhaltbar ist und eine gegen einen Ventilsitz (5) andrückbare Dichtung (20) aufweist, gekennzeichnet durch die für sich teilweise bekannten Merkmale, daß in dem Ankerführungsrohr (9) ein Kern (12) angeordnet ist, daß an der dem Anker (19) zugewandten Stirnseite des Kerns (12) eine durch ihre Magnetkraft selbsthaltende Permanentmagnetscheibe (22) festgelegt ist, daß in dem Ankerführungsrohr (9) an der dem Anker (19) zugewandten Seite der Permanentmagnetscheibe (22) eine als Kernscheibe ausgebildete Anschlagdämpfung (23) durch die Magnetkraft der Permanentmagnetscheibe (22) selbsthaltend festgelegt ist und daß ein Ende des Ankerführungsrohrs (9) an dem Ventilkörper (2) und das andere Ende an dem Kern (12) befestigt ist.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Magnetventil mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
- Aus der
DE 86 19 497 U1 ist ein Magnetventil bekannt, das einen Ventilkörper und einen an diesem befestigten Magnetkopf mit einer Elektromagnetspule, einer Feder, einem Anker, einem Ankerführungsrohr, einem Permanentmagneten, einem Ventilsitz und einer Dichtung aufweist. Der verhältnismäßig lang ausgebildete zylindrische Permanentmagnet ist in dem dem Ventilkörper abgewandten oberen Endbereich des Ankerführungsrohrs gelagert und dichtet letzteres gemeinsam mit einer oberen Scheibe nach außen hin ab. Die Scheibe und ein zugehöriger Mantel bestehen aus Eisen und bilden somit eine Abschirmung. Der Mantel ist unten an der dem Ventilkörper zugewandten Seite mit einem Flansch verschlossen, mit dem auch das Ankerführungsrohr dicht verbunden ist. Oben im Mantel befindet sich ein weiterer Flansch, der an der oberen Scheibe anliegt. Das obere Ende des Ankerführungsrohrs ist hier im Bereich des oberen Flansches und der oberen Scheibe befestigt. Wenn das Ventil geöffnet werden soll, wird ein Stromstoß durch die Elektromagnetspule geschickt. Dabei schlägt der Anker mit seiner oberen Stirnseite direkt und unmittelbar gegen den stoßempfindlichen Permanentmagneten. - Die
US 4 383 234 offenbart ein Magnetventil mit einem zusätzlichen Permanentmagneten, der außerhalb des oben geschlossenen Ankerführungsrohrs zwischen einer Gehäusewand des Magnetkopfes und der Verschlusswand des Ankerführungsrohrs angeordnet ist. Das untere Ende des Ankerführungsrohrs ist mehrfach stufenförmig verbreitert und greift mit einem zylindrischen Wandteil in eine Ausnehmung des Ventilkörpers ein. - Der
JP 60-210 806 A - Die
US 3 893 052 zeigt einen Magnetkopf mit einem Gehäuse, einer Elektromagnetspule, einem mehrstufig abgesetzten Anker, einer Feder und einem an einer großflächigen Stirnseite des Ankers anliegenden Permanentmagneten. - Ein aus der
DE 29 21 832 A1 bekanntes Magnetventil besitzt einen Magnetkopf, der auf einem Ventilkörper angeordnet ist. Der Magnetkopf weist ein Gehäuse, eine Elektromagnetspule, ein Ankerführungsrohr, einen Anker und einen Eisenkern auf. Der Anker ist aus einem stoßempfindlichen Permanentmagneten gebildet und schlägt beim Einschalten der Elektromagnetspule gegen den Eisenkern. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist der Permanentmagnet als auf dem Anker längsverschiebbar gelagertes Rohrstück ausgebildet, das ebenfalls erheblichen Schlagbeanspruchungen ausgesetzt und aufwendig ist. - Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Magnetventil der eingangs beschriebenen Art dahingehend weiterzubilden, dass mit einfachen Mitteln eine hohe Funktionstüchtigkeit und günstige Herstellung erzielt wird.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
- Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen sowie weitere Vorteile und wesentliche Einzelheiten der Erfindung sind den Merkmalen der Unteransprüche, der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen, die in einer einzigen Figur in schematischer teilweise geschnittener Darstellung bevorzugte Ausführungsformen als Beispiel zeigt.
- Das in der Zeichnung dargestellte erfindungsgemäße Ma gnetventil
1 weist einen Ventilkörper2 auf, der einen Einlaß3 und einen Auslaß4 für ein gasförmiges oder flüssiges Medium besitzt. Etwa in der Mitte des Ventilköpers2 , also zwischen dem Einlaß3 und dem Auslaß4 ist ein Ventilsitz5 ausgebildet. - Auf dem Ventilkörper
2 befindet sich eine Befestigungsplatte6 , die einen Bördel7 eines einem Magnetkopf8 zugehörigen Ankerführungsrohres9 übergreift. Die Befestigungsplatte6 kann mittels Schrauben oder dergleichen am Ventilkörper2 befestigt werden, und zwar so, daß der Bördel7 gegen einen Dichtring10 gedrückt wird, der in einer im Querschnitt U-förmigen Ringnut des Ventilkörpers2 gelagert sein kann. - Das dem Bördel
7 gegenüberliegende obere Ende des Ankerführungsrohres9 ist bevorzugt mittels einer Schweißverbindung11 an einem Eisenkern12 befestigt, der in das Ankerführungsrohr9 hineinragt. Am oberen Ende des Kerns12 kann ein Gewindeansatz13 ausgebildet sein, auf den eine Befestigungsmutter aufschraubbar ist. Die Befestigungsmutter14 übergreift ein Magnetkopfgehäuse15 , das elektrische Anschlüsse16 ,17 aufweist und eine Elektromagnetspule18 übergreift, die den Kern12 und das Ankerführungsrohr9 umschließt. - Im unteren Teil des Ankerführungsrohres
9 befindet sich ein Anker19 , der in dem Ankerführungsrohr9 axialverschiebbar gelagert ist. Am unteren Ende des Ankers19 ist eine Dichtung20 angeordnet, die in der dargestellten Verschlußstellung des Magnetventils1 auf dem Ventilsitz5 aufliegt. Der Durchmesser des im wesentlichen kreiszylindrischen Ankers19 kann zweckmäßig nur geringfügig kleiner sein als der Innnendurchmesser des Ankerführungsrohres9 , so daß der Anker19 weitgehend spielfrei in dem Ankerführungsrohr9 geführt ist. Etwa in der Mitte des Ankerführungsrohres9 weist der Anker19 an seinem oberen Ende einen im Durchmesser reduzierten Ansatz21 auf, wodurch die Gefahr einer erhöhten Reibung an der Wand des Ankerführungsrohres9 im Falle einer etwaigen Materialverformung am oberen Ende des Ankers9 unterbunden ist. - An der dem Anker
19 zugewandten Stirnfläche des Kerns12 ist eine Permanetmagnetscheibe22 vorgesehen, die aufgrund ihrer Magnetkraft selbsttätig an der Stirnseite des Kerns12 fest anhaftet. Die kreiszylindrische Permanentmagnetscheibe22 weist einen Durchmesser auf, der im wesentlichen gleich dem Durchmesser des Kerns12 ist. Die Dicke der Permanentmagnetscheibe22 ist wesentlich kleiner als der Scheibendurchmesser und beträgt beim vorliegenden Ausführungsbeispiel etwa nur ein Drittel des Durchmessers. - An der dem Anker
19 zugewandten Stirnseite der Permanentmagnetscheibe22 kann eine bevorzugt als Kernscheibe ausgebildete Anschlagdämpfung23 für den Anker19 vorgesehen sein, die durch die Magnetkraft der Permanentmagnetscheibe22 selbsthaltend an deren Stirnfläche festgelegt ist. Die Anschlagdämpfung23 ist maßlich etwa gleich der Permanentmagnetscheibe22 ausgebildet und weist einen Durchmesser auf, der etwa gleich dem Durchmesser des Kerns12 , der Permanentmagnetscheibe22 und des Ankers19 ist. Die Dicke der scheibenförmigen Anschlagdämpfung23 kann ebenfalls nur ein Drittel des Scheibendurchmessers betragen. - Wie der Zeichnung zu entnehmen ist, kann es günstig sein, sowohl den Kern
12 als auch die Permanentmagnetscheibe22 , die Anschlagdämpfung23 und den Anker19 koaxial zur Längsachse24 in der Elektromagnetspule18 vorzusehen. Außerdem ist zu erkennen, daß die Permanentmagnetscheibe22 und die Anschlagdämpfung23 zweckmäßig etwa in der Mitte der Elektromagnetspule18 vorgesehen sein können, so daß die Länge des Ankers19 vorteilhaft so bemessen werden kann, daß der Anker 19 zum einen eine Führung in dem Ankerführungsrohr9 erhält und zum anderen ein verhältnismäßig geringes Gewicht aufweist, so daß über den Magnetkopf8 nur verhältnismäßig geringe Betätigungskräfte aufzubringen sind. Dazu kann es günstig sein, den in der dargestellten Verschlußstellung des Magnetventils1 ersichtlichen Abstand25 zwischen dem Anker19 und der Anschlagdämpfung23 verhältnismäßig klein zu halten und zweckmäßig kleiner auszubilden als die Dicke der Anschlagdämpfung23 oder der Permanentmagnetscheibe22 . - Damit die Dichtung
20 in der dargestellten Verschlußstellung am Ventilsitz5 dicht anliegt, kann es günstig sein, eine Feder26 vorzusehen, die bevorzugt als schraubenförmige Druckfeder ausgebildet und in einer Axialbohrung des Ankers19 gelagert sein kann. Dabei kann das eine untere Ende der Feder26 an der Dichtung20 anliegen, während sich das andere obere Ende der Feder26 an der Anschlagdämpfung23 abstützen kann. Die Kraft der Feder26 ist so bemessen, daß sie in der dargestellten Ventilverschlußstellung größer ist als die Anzugskraft der Permanentmagnetscheibe22 , so daß gewährleistet ist, daß die Dichtung20 fest gegen den Ventilsitz5 gedrückt bleibt, solange der Magnetkopf8 nicht aktiviert ist. - Zum Öffnen des Magnetventils
1 wird der Magnetkopf8 impulsartig aktiviert, indem durch die Elektromagnetspule18 kurzzeitig ein elektrischer Strom fließt. - Durch das so aufgebrachte Elektromagnetfeld wird der Anker
19 nach oben verlagert, so daß der Ansatz21 an der Anschlagdämpfung23 zur Anlage gelangt und die Dichtung20 von dem Ventilsitz abgehoben ist, so daß das Medium vom Einlaß3 zum Auslaß4 strömen kann. Wenn der Anker19 an der Anschlagdämpfung23 anliegt, ist das Elektromagnetfeld für das Halten des Ankers19 nicht mehr erforderlich und kann somit abgeschaltet werden. Der Anker19 wird in seiner angehobenen Öffnungsstellung allein durch die Magnetkraft der Permanentmagnetscheibe22 gehalten, deren Haltekraft so bemessen ist, daß sie in der Ventilöffnungsstellung, wenn also der Ankeransatz21 an der Anschlagdämpfung23 anliegt, größer ist als die Gegenkraft der Feder26 . - Wenn das geöffnete Magnetventil
1 geschlossen werden soll, erhält die Elektromagnetspule18 einen beispielsweise durch eine Elektroniksteuerung umgepolten Stromimpuls, so daß kurzzeitig ein in entgegengesetzter Richtung wirksames Elektromagnetfeld aufgebaut wird, das etwa mindestens so groß ist wie die Kraft der Permanentmagnetscheibe22 und somit deren Haltekraft kurzzeitig aufhebt. Dabei wird der Anker19 durch die Kraft der Feder26 in Richtung nach unten verlagert, so daß sich der Ansatz21 von der Anschlagdämpfung23 entfernt und die Dichtung20 am Ventilsitz5 zur Anlage kommt. - Ein wesentlicher Vorteil besteht darin, daß das vorteilhaft kleinbauend kompakte Magnetventil
1 einfach und kostengünstig hergestellt werden kann, da lediglich die dünne Permanentmagnetscheibe22 in den Bereich zwischen dem Kern12 und dem Anker19 vorzusehen ist, wobei durch die ebenfalls einfach herzustellende scheibenförmige Anschlagdämpfung23 eine mechanische Abschirmung der ansonsten stoßempfindlichen Permanentmagnetscheibe22 gegeben und somit eine dauerhaft zuverlässige Funktionstüchtigkeit gewährleistet ist.
Claims (13)
- Magnetventil mit einem an einem Ventilkörper (
2 ) festlegbaren Magnetkopf (8 ), der einen mittels einer Elektromagnetspule (18 ) und einer Feder (26 ) in einem Ankerführungsrohr (9 ) axial verlagerbaren Anker (19 ) besitzt, der mittels einer Permanentmagnetkraft anhaltbar ist und eine gegen einen Ventilsitz (5 ) andrückbare Dichtung (20 ) aufweist, gekennzeichnet durch die für sich teilweise bekannten Merkmale, daß in dem Ankerführungsrohr (9 ) ein Kern (12 ) angeordnet ist, daß an der dem Anker (19 ) zugewandten Stirnseite des Kerns (12 ) eine durch ihre Magnetkraft selbsthaltende Permanentmagnetscheibe (22 ) festgelegt ist, daß in dem Ankerführungsrohr (9 ) an der dem Anker (19 ) zugewandten Seite der Permanentmagnetscheibe (22 ) eine als Kernscheibe ausgebildete Anschlagdämpfung (23 ) durch die Magnetkraft der Permanentmagnetscheibe (22 ) selbsthaltend festgelegt ist und daß ein Ende des Ankerführungsrohrs (9 ) an dem Ventilkörper (2 ) und das andere Ende an dem Kern (12 ) befestigt ist. - Magnetventil nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnetscheibe (
22 ) und die Anschlagdämpfung (23 ) in Längsrichtung des Kerns (12 ) gesehen etwa in der Mitte der Elektromagnetspule (18 ) vorgesehen sind. - Magnetventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnetscheibe (
22 ) und die Anschlagdämpfung (23 ) mit dem Kern (12 ) und dem Anker (19 ) koaxial in der Elektromagnetspule (18 ) angeordnet sind. - Magnetventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das an dem Ventilkörper (
2 ) befestigte Ende des Ankerführungsrohrs (9 ) einen gegen einen Dichtring (10 ) anpressbaren Bördel (7 ) aufweist. - Magnetventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnetscheibe (
22 ) und die Anschlagdämpfung (23 ) einen mit dem Kern (12 ) und dem Anker (19 ) etwa gleich großen Durchmesser aufweisen. - Magentventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (
19 ) einen im Durchmesser reduzierten Ansatz (21 ) aufweist, der gegen die Permanentmagnetscheibe (22 ) gerichtet und gegen die Anschlagdämpfung (23 ) anlegbar ist. - Magnetventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende der Feder (
26 ) der Permanentmagnetscheibe (22 ) zugewandt und an der Anschlagdämpfung (23 ) abgestützt ist. - Magnetventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende der Feder (
26 ) an der Dichtung (20 ) anliegt. - Magnetventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (
26 ) in einer Axialbohrung des Ankers (19 ) gelagert ist. - Magnetventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnetscheibe (
22 ) und die Anschlagdämpfung (23 ) etwa gleich dick sind. - Magnetventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abstand (
25 ) zwischen dem Anker (19 ) und der Anschlagdämpfung (23 ) etwa gleich oder kleiner ist als die Dicke der Permanentmagnetscheibe (22 ). - Magentventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zum beabstandeten Anker (
19 ) weisende Anzugskraft der Permanentmagnetscheibe (22 ) kleiner ist als die Gegenkraft der Feder (26 ). - Magnetventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den herangezogenen Anker (
19 ) haltende Haltekraft der Permanentmagnetscheibe (22 ) größer ist als die Gegenkraft der Feder (26 ).
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