DE8520013U1 - Vorgesteuertes Magnetventil - Google Patents

Description

■«■ g...-.a.

• >l III

VorgestieUertes Magnetventil

Diese Neuerung betrifft ein vorgesteuertes Magnetventil, nach deim Oberbegriff des Anspruches 1. Derartige Ventile werden dort eingesetzt, wo mit relativ geringer elektrischer Aufnahmeleistung große Nennweiten und Betriebsdrücke gesteuert werden müssen.

Es sind entsprechend vorgesteuerte Magnetventile bekannt, bei denen das VerschluBglied durch eine Membran dargestellt wird.

Hierbei verschließt der elektromagnetisch bewegbare Anker eine Düse, die meist dem Zentrum der Membran angeordnet ist und den Membranhub voll mit durchfährt. Nachteilig an diesem System ist, daß sich der Ankerhub aus dem Hub der Membran einerseits ergibt, und andererseits einen entsprechenden Überhub erfordert, wenn die Membran gegen die Änkerrichtung auf einen mechanischen Anschlag gefahren ist, um die Düse innerhalb der Membran weiter offen zu halten. Dieser enorm hohe Hub des Ankers erfordert eine mit zunehmenden Ankerhub überproportionale elektrische Aufnahmeleistung. Als weiterer Nachteil bei diesem Stand der Technik 1st zu sehen, daß die Membran auch in Ihrem flexiblen Bereich dem vollen Betriebsdruck ausgesetzt ist und hierdurch übermäßig beansprucht wird, wodurch sich die Lebensdauer des Ventiles stark reduziert.

Aufgrund des hohen Ankerhubes ergibt sich bereits eine relativ lange elektromagnetische Umschaltzeit, die weiterhin durch den Druckabbau im Bereich zwischen Membrane Und Magnetventil bestimmt wird.

Als weiterer Nachteil iät die Membran zu sehen, bei der es sich generell Um speziell zuzuordnende Formteile handelt, die sich in Ihrem Herstellungsverfahren als aufwendig und nicht als handelsübliche , preiswerte Dichtelemente darstellen.

Aufgabe dieser Neuerung ist es, ein vorgesteuertes Magnetventil zu schaffen; daß mit möglichst geringem Ankerhub bei kleiner elektrischer Aufnahmeleiatung auskommt, das gleichzeitig über preiswerte, handelsübliche Dichtelemente verfügt und eine sehr lange Lebensdauer gewährleistet.

Die Lösung dieser Aufgabe findet sich im kennzeichnenden Merkmal des Anspruches 1 und den folgenden Unteransprüchen.

Im folgenden wird die Neuerung des vorgesteuerten Magnetventiles anhand der Figuren 1 bis 4 beispielhaft verdeutlicht:

Figur 1 Zeigt das vorgesteuerte Magnetventil in der spannungslosen Ausführung, in

Figur 2 ist die Spule an Spannung gelegt.

In einem Vorsteuergehäuse 1 ist der Zulauf P mit der Abschlußdüse 3 dichtend eingebracht, ebenso eine Aufnahme für das Verschlußglied 4. Dieses Verschlußglied 4 ist in Richtung der Düse 3 Kit einer Flachdichtuhg 5 versehen, und wird durch eine dynamische Dichtung 6 gegenüber dem Ventilgehäuse abgedichtet.

Weiterhin beinhaltet dieses Verschlußglied 4 einen by-pas 7 durch den ein Teilluftstrom von P aus entnommen wird und im Bereich der Düse 8 druckmäßig ansteht* Die Düse 8 wird durch den Anker Iu einöa näyfi&t VBnt ilcS 9 dicht Vcr — schlossen, und der Raum 8 a ist über einen Kanal 11 mit dem Ausgang A verbunden. Wird elektrische Spannung an die Spule des Magnetventiles gelegt, fährt der Anker in die dargestellte Position der Figur 2 und gibt die Düse 8 frei, so däß über den Raum 8 a und den Kanal 11 der auf der Fläche F vorherrschende Druck entweichen und das VerschluBglied 4 ebenfalls in die dargestellte Position fahren kann.

Wird die Spannung an der Magnetspule gelöscht, fällt der Anker durch die Federkraft auf die Düse 8 und verschließt diese hermetisch. Dur1:h den by-pas 7 baut sich auf der Fläche F ein Druck auf, der das Verschlußglied 4 gegen die Düse 3 fährt und hier die Düse 3 dicht verschließt fFig. 1). Das hier als Lippring dargestellte Dichtelement 6 kann selbstverständlich auch eine andere Form einnehmen, wie z. B. die eines O-Ringes. Ebenso kann der by-pas 7 aus dem Verschlußglied herausgenommen und unmittelbar von P aus als gedrosselte Bohrung der Fläche F zugeordnet werden.

·· III· it «·««

j —· t» —» i , ,

Als Weiteres Merkmal ist bei diesem Ventil der Kanal 11 derart angeordnet^ daß in diesem bei Ausströmen des Fluides Von P nach A ein Unterdruck entsteht. Diese Anordnung kann beispielsweise wie in Figur 1 dargestellt, dadurch erreicht werden, daß der Austritt des Kanales 11 in Richtung A im Bereich einer Verwirbelung 12 erfolgt.

In den

Figuren

und 4 wird der Unterdruck durch entsprechende Strömungserhöhungen im Bereich eines sich verengenden Querschnittes 20 bzw. 30 erreicht:

Durch diesen Unterdruck im Kanal 11-und demzufolge auch im Raum 8 a-erfolgt einerseits ein schnelleres Umschalten beim Anlegen der Spannung* da bereits bei kurzem Anliften des VerschluBgliedes 4 von der Düse 3 im Kanal 11, im Raum 8 a und der Düse Unterdruck entsteht, und diese Räume schneller entlüftet, wodurch der auf der Dichtung 5 anstehende Druck früher wirksam werden kann.

Als Vorteile dieser Nennung sind u. a. zu nennen:

Beim Abschalten der elektrischen Spannung und beim Abbau des Magnetfeldes unterstützt dieser Unterdruck ebenfalls das Abfallen des Ankers gegen die Düse R. Somit wird sowohl für das Ein- wie auch das Ausschalten eine kürzere Schaltzeit durch den strömungsmäBigen Aufbau des Ventiles erreicht.

at··

< - «7 — II ···

Eine erhebliche Verkürzung der Schaltzeit ergibt sich durch die Reduzierung des Ankerhubes, der ausschließlich ausreichend sein muß, über dem Ringspalt der Düse 8 deren vollen Querschnitt zu gewährleisten. Die Beeinflußung der Schaltzeit ist weiterhin abhängig durch das Querschnittsverhältnis des by-pas 7 zum Durchmesser der Düse 8, das sich druckabhängig mit einfachen Mitteln optimieren läßt und für eine Serienfertigung fest vorgegebene Werte einnimmt.

Als weiterer Vorteil zählt die einfache Ausführung des Verschlußgliedes 4, welches bei Bedarf auch einstückig herstellbar· ist. Weiterhin ist die Flexibilität in der Nennweite, die ebenfalls mit einfachen Mitteln durch den freien Durchmesser der Düse mit dem zuhörigen Verschlußglied 4 in weitesten Grenzen anpaßbar ist, zu nennen.

Claims (5)

Vorgesteuertes Magnetventil Schutzanspruche;

1. Vorgesteuertes Magnetventil, bei dem ein VerschluB-glied durch einen Hilfsluftstrom, der dem Hauptluftstrom (P) entnommen j gegen einen Dichtsitz dichtend gedrückt und dessen auf dem VerschluBglied der Dichtseite (3) entgegengesetzt wirkende Druck über eine Düs^ entlüfbar ist, wodurch beim Entlüften das VerschluBglied von seinem Dichtsitz abhebt, wenn das Magnetventil an Spannung angelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als VerschluBglied (4) ein axial bewegbarer Kolben vorgesehen ist, der einerseits in seiner Aufnahme dichtend (6) gleite.t, andererseits eine mit der Dichtfläche (3) korrospondierende Dichtung (5) beinhaltet sowie gleichzeitig den in seinem Durchflußquerschnitt gegenüber der Dü&vi (8) stark reduziertem by-pas (7) aufnimmt.

2. Vorgesteuertes Magnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (8) ortsfest vorgesehen ist.

3* Vorgesteuertes Magnetventil nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilraum (8 a) über einen Kanal (11) mit dem freien Auslaß (A) in einem Bereich verbunden ist, wo aufgrund der freien Ausströmung aus A Unterdruck vorherrschend ist.

4. Vorgesteuertes Magnetventil nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einmündung des Kanales

' (11) in einem Bereich erfolgt, wo aufgrund der Aus

strömung durch den freien Ausgang (A) eine Verwirbelung (12) entsteht, die für den Unterdruck im Kanal (11) verantwortlich zeichnet.

■|

5. Vorgesteuertes Magnetventil nach Ansprüchen 1 bis 3

; dadurch gekennzeichnet, daß die Einmündung des Kanales

(11) im Bereich erhöhter Strömungsgeschwindigkeit durch entsprechend angeordnete Querschnittsreduzierungen (20; 30) erfolgt.

I 4 ♦