EP2950323B1 - Strömungswächter - Google Patents

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EP2950323B1
EP2950323B1 EP15020045.9A EP15020045A EP2950323B1 EP 2950323 B1 EP2950323 B1 EP 2950323B1 EP 15020045 A EP15020045 A EP 15020045A EP 2950323 B1 EP2950323 B1 EP 2950323B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
control
magnet
arrangement according
arrangement
switching
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP15020045.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2950323A3 (de
EP2950323A2 (de
Inventor
Lothar Hartmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suttner GmbH
Original Assignee
Suttner GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suttner GmbH filed Critical Suttner GmbH
Publication of EP2950323A2 publication Critical patent/EP2950323A2/de
Publication of EP2950323A3 publication Critical patent/EP2950323A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2950323B1 publication Critical patent/EP2950323B1/de
Active legal-status Critical Current
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H35/00—Switches operated by change of a physical condition
    • H01H35/24—Switches operated by change of fluid pressure, by fluid pressure waves, or by change of fluid flow
    • H01H35/38—Switches operated by change of fluid pressure, by fluid pressure waves, or by change of fluid flow actuated by piston and cylinder
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H35/00—Switches operated by change of a physical condition
    • H01H35/24—Switches operated by change of fluid pressure, by fluid pressure waves, or by change of fluid flow
    • H01H35/40—Switches operated by change of fluid pressure, by fluid pressure waves, or by change of fluid flow actuated by devices allowing continual flow of fluid, e.g. vane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H36/00—Switches actuated by change of magnetic field or of electric field, e.g. by change of relative position of magnet and switch, by shielding
    • H01H36/0073—Switches actuated by change of magnetic field or of electric field, e.g. by change of relative position of magnet and switch, by shielding actuated by relative movement between two magnets

Definitions

  • the present invention relates to an arrangement according to the preamble of claim 1 or 12.
  • the present invention relates to arrangements, such as flow monitors, pressure switches and valves, in particular so-called unloader valves, in which an arranged in a fluid path or responsive to a fluid flow or a fluid pressure control element is electrically magnetically coupled to an associated switch, in particular so that the switch depending on the position of the control switches or the control controls the switch or operated magnetically.
  • the DE 102 24 142 A1 discloses a flow switch for a high pressure cleaning system.
  • a plunger is disposed in a rectilinear tube and carries a control magnet.
  • the plunger is linearly movable together with the control magnet depending on the fluid flow.
  • Outside a microswitch is arranged with a arranged on a rocker switching magnet.
  • the solenoid is pivotable about an axis transverse to the tube axis or axis of movement of the control magnet.
  • the magnetic interaction or coupling causes the microswitch in dependence can be switched from the position of the plunger. Difficult here is the achievement of a good magnetic coupling and a good response at the same time good fluid management in particular low pressure losses.
  • the WO 2005/035985 A1 relates to a device for controlling hydraulic pumps with an elastically-inhibited check valve, with a pressure-detecting device downstream of a flow-detecting device and with a switch for switching on and off the power supply of the hydraulic pump, in parallel operation by the Flußdetektionselnraum and the pressure detection means.
  • the DE 31 44 709 A1 relates to a cross-piece built in a pipeline with a passage valve, the stopcock of which has a first end with a lockable adjusting ring in a connection, a second end in a connection and a segment body connecting both ends.
  • a control piston with clearance Through an axial bore of the first end extends a control piston with clearance, which has a ring magnet at a tapered end, which is adjustable in a bore in an insert at the connection with the control piston and cooperates with a micro-switch.
  • the microswitch is in the present case designed as a reed contact.
  • the US 4,365,125 relates to a flux-operated switching device in which magnets are moved relative to each other so that unequal poles are adjacent to each other, which causes an attraction force and a displacement of one of the magnets, so that a switching contact of a switch is pushed to a second operating position.
  • the present invention has for its object to provide an arrangement, in particular a flow monitor or a valve, in particular with a magnetically controlled switch, with a very good or strong magnetic coupling, a defined switching behavior or response and / or an optimized fluid management are possible .
  • the proposed arrangement has a control responsive to fluid flow or fluid pressure and / or disposed in a fluid path.
  • the control is, in particular, a valve element, a piston or the like.
  • the proposed arrangement preferably has an electrical switch, in particular a microswitch.
  • the control element is associated with a control magnet and the switch with a switching magnet, in particular so that the switch can be controlled by the control element, particularly preferably as a function of a position or position of the control element.
  • control magnet is preferably designed as a ring magnet.
  • Such magnets are particularly suitable for a coaxial arrangement of the magnets and / or are conducive to a strong magnetic coupling, so that in particular a defined switching behavior is supported or enabled.
  • the switching magnet is preferably only linearly movable. This in turn is conducive to a strong magnetic coupling of the magnet and / or a defined switching behavior.
  • the switching magnet preferably acts via a sliding contact on a lever of the switch. This is conducive to a strong magnetic coupling of the magnets, in particular since this allows a very fluid-near arrangement of the switching magnet and / or facilitates a pure linear movement of the switching magnet.
  • the arrangement or the switch in particular micro-switch, a lever for actuating the switch.
  • the solenoid or an associated or associated switch plunger or such a shift rod or a correspondingly assigned and actuated by the solenoid switching part acts on the lever to actuate the switch.
  • the offset or distance of the pivot point of the lever of the switch to the point of application of the switching plunger or switching part or the switching rod or the switching magnet on the lever determine with which force the switch is actuated.
  • the behavior can be adjusted via the articulation or size of the lever.
  • the fluid flow is preferably deflected in the assembly, or the fluid path is preferably angled. This is conducive to a preferred coaxial arrangement and / or axial or linearly movable guidance of the control element and / or control magnet without having to limit or constrict the fluid flow or flow excessively.
  • the arrangement has a preferably hollow cylindrical wall, wherein the control magnet outside and the shift magnet are arranged inside. This is conducive to a very strong magnetic coupling of the magnets and / or a defined switching behavior, wherein in particular a compact construction is made possible.
  • This structure allows the switch to be switched without passing moving parts such as a switch plunger or a shift rod or a switch member through seals and sealing.
  • a movement of the control element or the control magnet is preferably fluidically damped or damped by immersion in a dead volume.
  • the control element is preferably movable between a control position and a working position and vice versa, wherein in both positions (end positions) in each case a fluid flow is still possible.
  • the housing part preferably has at least two areas with different inner diameters, in particular so that a narrower gap is formed in the control position and a larger gap is formed between the control element and the housing part or the respective area in the working position. In a simple way, fluid flows of different sizes are realized in the two positions or positions of the control element.
  • an intermediate region is arranged between the regions, which has an even smaller inner diameter.
  • a very defined switching behavior or response can be realized with a simple structure. This is advantageous in particular for flow monitors or the like.
  • the control is also commonly referred to as a float.
  • Fig. 1 shows in a schematic section a first embodiment of a proposed arrangement 1, which is assigned in particular to a high-pressure cleaning device, not shown.
  • the arrangement 1 is connected to the high pressure cleaning device or grown on this or built into this or integrated in any other way.
  • High-pressure cleaning devices also referred to as high-pressure cleaners in the sense of the invention, are usually used for cleaning purposes.
  • a liquid in particular water, is pressurized by a high-pressure pump and usually discharged via a connected valve gun and nozzle.
  • the high-pressure cleaning devices are usually provided with a valve arrangement - a so-called unloader - so that when shooting the valve gun or nozzle and the pump continues the liquid in the circuit is pumped, so the pump does not work against the closed valve gun or nozzle.
  • the proposed arrangement 1 can form such an unloader or such a valve or be used in this sense.
  • the proposed arrangement 1 may also constitute another valve such as a pressure relief valve or the like, or a flow switch, a pressure switch or the like.
  • the arrangement 1 preferably forms a valve, wherein different states in the Fig. 1 and 2 are shown, namely the open state in Fig. 1 and the closed state in Fig. 2 , Later will be based on the other Fig. 3 to 5 a second embodiment of the proposed arrangement 1 explained in more detail, in which this forms a flow switch or is designed as such.
  • this forms a flow switch or is designed as such.
  • the arrangement 1 preferably has a housing 2 with an inlet 3 and an outlet 4 for a fluid, not shown.
  • the fluid was in particular a liquid or water, in particular as usual in high-pressure cleaning devices. However, it may be any other fluid such as a gas or the like.
  • the arrangement 1 preferably forms a fluid path F from the inlet 3 to the outlet 4, through which the fluid can flow when the fluid path F is not interrupted.
  • the arrangement 1 preferably has a control element 5, which responds in particular to a fluid flow and / or the fluid pressure and / or is arranged in the fluid path F.
  • the control element 5 is preferably designed as a valve element, valve piston or the like. In particular, therefore, the arrangement 1 forms a valve or has such a valve.
  • control element 5 can also be, for example, only an elastically deformable and / or reversibly movable element which, for example, responds to the pending fluid pressure or a differential pressure or the like or changes its position or position as a function thereof. In this case, no fluid path F for the fluid need be provided or opened. Then, if necessary, only a single hydraulic or fluidic closure, such as the inlet 3 o. The like.
  • the arrangement 1 or its housing part 2 preferably has a sealing seat 6, which is used for example or formed thereof.
  • control element 5 and the sealing seat 6 form a valve.
  • Fig. 2 shows in one too Fig. 1 corresponding schematic section of the proposed arrangement 1 and the control 5 in the closed position or control position.
  • the control element 5 In the closed position, the control element 5 is preferably seated on the sealing seat 6 or abuts against it, so that the fluid path F is interrupted.
  • Fig. 1 shows the arrangement 1 and the control 5 in the open position.
  • the control 5 is lifted from the sealing seat 6, in the illustrated example, in particular by a stroke H.
  • control element 5 is associated with a spring 7, which particularly preferably biases or presses the control 5 in the closed position or against the sealing seat 6.
  • control element 5 can be opened, for example, by the impending fluid pressure or the fluid flow against the force of the spring 7, that is lifted off the sealing seat 6.
  • control element 5 is controlled by an actuator, not shown, or the like, for example to form an actively controlled valve.
  • the control element 5 is assigned a control magnet 8.
  • the control element 5 has the control magnet 8 and / or is firmly connected thereto.
  • control element 5 is preferably provided with a shaft 5A, starting from a head assigned in particular to the sealing seat 6 or cooperating therewith.
  • the shaft 5A preferably forms a receptacle for the associated control magnet 8 in the region of its free end.
  • the control magnet 8 can be pushed onto the shaft 5A and can be secured or secured on the control element 5 or shaft 5A by means of a holding element 9 or the like.
  • the holding element 9 is screwed onto the free end of the shaft 5A and secures the control magnet 8 in the axial direction.
  • the control magnet 8 is preferably annular or designed as a ring magnet. Its inner diameter is preferably adapted to the receiving area of the shaft 5A. This allows a simple attachment or connection with the control element 5 or its shaft 5A. However, other constructive solutions are possible.
  • the shaft 5A is preferably hollow or hollow cylindrical, particularly preferably for receiving and / or supporting one end of the spring 7.
  • the arrangement 1 preferably has a holding part 10 and / or further housing part 11.
  • the holding part 10 closes off the first housing part 2 or the fluid path F or a dead volume 2A or a movement range for the control element 5 or the control magnet 8 fluidically, preferably outwards or toward the second housing part 11.
  • the two housing parts 2 and 11 are preferably firmly connected to each other, in particular screwed.
  • the arrangement 1 preferably has a particular electrical switch 12, in particular a micro-switch o. The like., On.
  • the switch 12 is arranged on or in the housing part 11, in particular accommodated in a receiving space 11A of the arrangement 1 or of the housing part 11.
  • the switch 12 is preferably associated with a solenoid 13, in particular to the switch 12 and a switching element 12A of the switch 12 to operate.
  • the actuation of the switch 12 or switching element 12A via a lever 12B which is preferably pivotally mounted on the switch 12.
  • the arrangement 1 particularly preferably has a switching part 14, in particular a switching piston, via which the switching magnet 13 actuates the switch 12 or the switching element 12A or the lever 12B.
  • the arrangement 1 preferably has a connecting part 15, via which the switching magnet 13 is coupled or connected to the switching part 14.
  • the switching magnet 13 is coupled or connected to the switching part 14.
  • This shift rod is in particular only linear reciprocable or guided longitudinally displaceable.
  • the arrangement 1 or the holding part 10 preferably has a holding portion 10A, in particular for holding or supporting the adjusting element 5 and / or the spring 7 and / or for guiding the switching magnet 13 or the switching rod.
  • the holding portion 10A is provided in the region of its free end with a bore or opening 10B to receive the spring 7 and / or lead or support.
  • the holding portion 10A is designed for the longitudinally displaceable guidance of the holding element 5.
  • the holding portion 10A is particularly preferably formed at least substantially cylindrical or bolt-like.
  • the holding portion 10A engages in the shaft 5A of the adjusting element 5 in order to guide this to be linearly displaceable or to hold.
  • control element 5 or the control magnet 8 is longitudinally displaceable and / or (only) linearly displaceable, here guided in the direction of the axis A and / or in the direction of a rotation axis or the central axis of the control magnet 8 movable or displaceable.
  • the central ring axis of the control magnet 8 corresponds to the direction of movement or movement axis A.
  • the arrangement 1 or the holding part 10 and / or the holding portion 10A preferably has a central recess or bore for displaceably guiding the switching magnet 13 and / or connecting part 15 or the switching rod.
  • the arrangement 1 or the holding part 10 or the holding portion 10 A has a wall 10 C, which is in particular formed as a hollow cylinder and / or as thin as possible and / or which is arranged between the control magnet 8 and the switching magnet 13.
  • the solenoid 13 is disposed within the wall 10C and the control magnet 8 outside the wall 10C.
  • the switching magnet 13 is preferably preferably linearly displaceable or movable along the axis A or along the same axis as the control magnet 8 or the adjusting element 5.
  • the solenoid 13 is preferably at least substantially cylindrical. Its cylinder axis preferably runs in the direction of the movement axis A and / or coaxially with the central ring axis of the control magnet 8.
  • the switching magnet 13, the switching part 14 and the optional connecting part 15 or the switching rod is or are thus preferably displaceably guided in the direction of the axis A and / or at least substantially linearly movable only.
  • the switching rod or the switching magnet 13 preferably engages via the optional connecting part 15 and the switching part 14 - alternatively but also directly - on the switch 12 - more precisely on the lever 12B - particularly preferably via a sliding contact to the said, preferred exclusive linear movement in the direction of the axis A, while the lever 12B executes a pivoting movement depending thereon.
  • the two magnets 8 and 13 repel.
  • This repulsive force takes place through the preferably thin and / or in particular hollow cylindrical wall 10C.
  • a very strong magnetic coupling or strong magnetic repulsion can be achieved.
  • the combination of the ring magnet 8 with the particular cylindrical bar magnet 13 is also a strong magnetic coupling or repulsion beneficial.
  • the solenoid 13 is preferably arranged over an end face of the control magnet 8. This is also conducive to strong magnetic coupling or repulsion.
  • the two magnets 8 and 13 are preferably aligned coaxially with each other. This is also conducive to strong magnetic coupling or repulsion.
  • the switching magnet 13 is preferably biased toward the control element 5 or control magnet 8, in particular resiliently, particularly preferably together with the switching element 12A, lever 12B, switching part 14 and / or connecting part 15.
  • the switching element 12A and / or the lever 12B accordingly be resiliently biased and / or an unillustrated biasing means, such as a corresponding spring may be provided.
  • the corresponding parts can also be firmly connected to one another, in order in particular to form a type of shift rod with optionally permanently connected shift magnet 13.
  • Fig. 2 shows the assembly 1 and the control 5 in the closed position.
  • the fluid path F is interrupted here.
  • the spring 7 biases the control 5 against the sealing seat 6 in the closed position.
  • the fluid flowing through the inlet 3 can open the arrangement 1 or the valve or the adjusting element 5 formed therefrom, in particular lift it off from the sealing seat 6, as in FIG Fig. 1 shown.
  • the fluid path F is opened and the fluid, not shown, can flow from the inlet 3 through the arrangement 1 or its housing part 2 via the open adjusting element 5 to the outlet 4.
  • the fluid path F or the fluid flow is angled or has the inlet 3 on the one hand and the outlet 4 in opposite, preferably mutually perpendicular directions.
  • This is conducive to optimizing the fluid path F or the fluid flow, since a control magnet 8 which is as strong as possible and correspondingly large can be installed in the fluid space of the housing part 2 and movably guided without significantly disturbing or obstructing the fluid path F or the fluid flow hinder.
  • the opening of the valve or lifting of the actuating element 5, in particular about the stroke H causes a corresponding movement of the actuating magnet 8. Due to the thereby increasing or successful magnetic repulsion of the solenoid 13 deviates along the axis of movement A accordingly and can in the opposite direction overcome acting bias and operate the switch 12, in particular on the optional connecting part 15 and the switching member 14, the lever 12 B actuate here pivot upwards, as in Fig. 1 represented, whereby the switch 12 and its switching element 12A is actuated.
  • the magnetic coupling thus causes the switching or actuation of the switch 12.
  • the two magnets 8 and 13 are preferably in the common axis A.
  • the control magnet 8 is preferably made of hard ferrite or contains this.
  • the solenoid 13 is preferably made of or contains neodymium material.
  • the diameter of the switching magnet 13 is preferably less than 10 mm, more preferably less than 5 mm, in particular at least substantially 3 mm, and / or more than 2 mm.
  • the length of the switching magnet 13 is preferably about 0.5 to 5 times its diameter, in particular about 1 to 3 times, more preferably at least substantially 2 times its diameter.
  • the control magnet 8 preferably has an outer diameter of less than 30 mm, in particular less than 20 mm, particularly preferably less than 17 mm, and / or more than 8 mm, in particular more than 12 mm and / or preferably more than 14 mm.
  • the ratio of length to diameter of the control magnet 8 is preferably between 0.2 and 1.5, in particular between 0.4 and 0.8, in particular between 0.55 and 0.65.
  • FIGS. 3 to 5 a second embodiment of the proposed arrangement 1 explained in more detail, with particular reference only to essential differences.
  • the previous remarks and explanations in particular with regard to the first embodiment therefore apply in particular correspondingly or in addition, even if this is not repeated.
  • the arrangement 1 is designed in particular as a flow monitor or forms such.
  • no tightly closed in the closed state valve is formed.
  • the control element 5 is preferably movable between a control position on the one hand and a working position on the other hand and vice versa.
  • Fig. 3 shows in a schematic section the arrangement 1 with the control element 5 in the control position, which corresponds at least substantially to the closed position of the first embodiment.
  • Fig. 4 shows a partial enlargement of an in Fig. 3 lower portion of the housing part 2 and the head of the actuating element 5 of Fig. 3 ,
  • Fig. 5 shows in one too Fig. 3 corresponding schematic section of the arrangement 1 with the control element 5 in the working position, which corresponds at least substantially to the open position according to the first embodiment.
  • control element 5 is then preferably raised from its lowered position or moved out of the control position as soon as a minimum volume or minimum fluid flow is exceeded.
  • This volume or this minimum flow is preferably determined by a gap S between the control element 5 and the housing wall, as in FIG Fig. 4 shown schematically, the partial enlargement of Fig. 3 represents.
  • control element 5 is then preferably lifted or moved upwards by the fluid flow.
  • the transmitted fluid flow is preferably less than the working position.
  • the gap S decisive for the passed fluid flow is preferably substantially smaller than the gap S 'resulting in the working position, as in FIG Fig. 4 indicated.
  • Fig. 4 shows the actuator 5 in the control position and dashed in the working position.
  • the arrangement 1 or the housing or housing part 2 has at least two regions 2B and 2C with different diameters D2 and D4 in order to form two different diameter steps, in particular for the control position and the working position.
  • the diameter D2 is preferably considerably smaller than the diameter D4, so that the gap S in the control position is smaller than the gap S 'in the working position, as in FIG Fig. 4 indicated.
  • the diameter D1 of the control element 5 or the head of the control element 5 is smaller than the diameter D2 and in particular slightly smaller than a diameter D3 of an intermediate region 2D, which is arranged between the two regions 2B and 2C or the two end positions (control position and working position) or is formed.
  • the diameter D3 of the intermediate region 2D is smaller than the diameter D2 of the diameter D2 corresponding to the control position.
  • the intermediate region 2D leads to a particularly small gap when the head of the control element 5 is located in this region, so that a smaller annular gap with respect to the control position and thus a higher resistance for the fluid flow is formed. This leads to a particularly good switching and / or defined switching behavior or response of the arrangement 1 and the control of the fifth
  • the size of the gap S in the control position is preferably or alternatively determined not only by the diameter ratios or the diameter difference, but in particular alternatively or additionally by an axial distance of the head of the control element 5 from the area of reduced diameter, here the intermediate area 2D, or the distance from a shoulder forming the transition from the intermediate region 2C to the region 2D. This particular axial distance then determines with the size of the gap S in the control position.
  • a hydraulic damping of the movement of the control element 5 or control magnet 8 is provided.
  • This is preferably realized by immersing the control element 5 or the control magnet 8 in a dead volume 2A.
  • the control magnet 8 - here together with the holding element 9 - dips into the dead volume 2A in the housing part 2 or in a fluidically connected area (further) when the actuating element 5 moves out of the closed position or Control position moved to the open position or working position.
  • the opposite direction is correspondingly damped, since the fluid can only flow in throttled fashion via the said gap into the dead volume 2A.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)
  • Indication Of The Valve Opening Or Closing Status (AREA)
  • Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder 12.
  • Es gibt insbesondere in der Reinigungstechnik, aber auch auf sonstigen technischen Gebieten viele hydraulische Ventile, von denen abhängig vom Schaltzustand ein elektrisches Signal für die Steuerung verschiedener Funktionen abgefragt wird. Beispielhaft sind hier Strömungswächter, Druckschalter, Unloader-Ventile u. dgl. zu nennen.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Anordnungen, wie Strömungswächter, Druckschalter und Ventile, insbesondere sogenannte Unloader-Ventile, bei denen ein in einen Fluidweg angeordnetes bzw. auf eine Fluidströmung oder einen Fluiddruck ansprechendes Steuerelement mit einem zugeordneten Schalter elektrisch magnetisch gekoppelt ist, insbesondere so dass der Schalter in Abhängigkeit von der Lage des Steuerelements schaltet bzw. das Steuerelement den Schalter steuert oder magnetisch betätigt.
  • Es sind Strömungswächter bekannt, bei denen der Schaltzustand durch Reedschalter abgefragt wird. Hierdurch wird eine mechanische Kopplung vermieden, die abgedichtet werden muss. Dies ist besonders vorteilhaft, weil es keine Leckagen geben kann, die zur Zerstörung der Elektronik führen können. Nachteilig ist, dass bei der Reedschaltertechnologie nur geringe Ströme geschaltet werden können und dass bei längeren Zuleitungen eine Schutzbeschaltung erforderlich ist. Außerdem sind die Glaskörper der Reedschalter gegen mechanische Beanspruchungen relativ empfindlich. Dies ist insbesondere beim Einsatz im Hochdruckbereich nachteilig.
  • Die DE 102 24 142 A1 offenbart einen Strömungsschalter für ein Hochdruckreinigungssystem. Ein Plungerkolben ist in einem geradlinigen Rohr angeordnet und trägt einen Steuermagneten. Der Plungerkolben ist zusammen mit dem Steuermagneten in Abhängigkeit in Abhängigkeit von der Fluidströmung geradlinig bewegbar. Außerhalb ist ein Mikroschalter mit einem an einer Schaltwippe angeordneten Schaltmagneten angeordnet. Der Schaltmagnet ist um eine Achse quer zur Rohrachse bzw. Bewegungsachse des Steuermagneten schwenkbar. Die magnetische Wechselwirkung bzw. Kopplung führt dazu, dass der Mikroschalter in Abhängigkeit von der Stellung des Plungerkolbens geschaltet werden kann. Schwierig ist hier die Erreichung einer guten magnetischen Kopplung und eines guten Ansprechverhaltens bei gleichzeitig guter Fluidführung mit insbesondere niedrigen Druckverlusten.
  • Die WO 2005/035985 A1 betrifft eine Einrichtung zur Kontrolle hydraulischer Pumpen mit einem elastisch gehemmten Rückschlagventil, mit einer Druck-Detektionseinrichtung stromab einer Fluss-Detektionseinrichtung und mit einem Schalter zum An- und Ausschalten der Stromversorgung der hydraulischen Pumpe, im Parallelbetrieb durch die Fluss-Detektionselnrichtung und die Druckdetektionseinrichtung.
  • Die DE 31 44 709 A1 betrifft ein in einer Rohrleitung eingebautes Kreuzstück mit einem Durchlassventil, dessen Hahnküken ein erstes Ende mit einem feststellbaren Stellring in einem Anschluss, ein zweites Ende in einem Anschluss und einen beide Enden verbindenden Segmentkörper aufweist. Durch eine Axialbohrung des ersten Endes verläuft ein Schaltkolben mit Spiel, der an einem verjüngten Ende einen Ringmagneten aufweist, der in einer Bohrung in einem Einsatz am Anschluss mit dem Schaltkolben verstellbar ist und mit einem Mikroschalter zusammenwirkt. Der Mikroschalter ist vorliegend als Reed-Kontakt ausgeführt.
  • Die US 4,365,125 betrifft eine flussbetätigte Schalteinrichtung, bei der Magnete relativ zu einander derart bewegt werden, dass ungleiche Pole zueinander benachbart sind, was eine Anziehungskraft und eine Verschiebung eines der Magneten bewirkt, so dass ein Schaltkontakt eines Schalters in eine zweite Betriebsstellung geschoben wird.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung, insbesondere einen Strömungswächter oder ein Ventil, insbesondere mit einem magnetisch angesteuerten Schalter anzugeben, wobei eine sehr gute bzw. starke magnetische Kopplung, ein definiertes Schaltverhalten bzw. Ansprechverhalten und/oder eine optimierte Fluidführung ermöglicht werden,
  • Die obige Aufgabe durch eine Anordnung gemäß Anspruch 1 oder 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Die vorschlagsgemäße Anordnung weist ein Steuerelement auf, das auf eine Fluidströmung oder einem Fluiddruck anspricht und/oder in einem Fluidweg angeordnet ist. Bei dem Steuerelement handelt es sich Insbesondere um ein Ventilelement, einen Kolben o. dgl.
  • Vorzugsweise weist die vorschlagsgemäße Anordnung einen elektrischen Schalter, insbesondere Mikroschalter, auf. Zur bevorzugten magnetischen Kopplung des Steuerelements und Schalters ist dem Steuerelement ein Steuermagnet und dem Schalter ein Schaltmagnet zugeordnet, insbesondere so dass der Schalter von dem Steuerelement steuerbar ist, besonders bevorzugt in Abhängigkeit von einer Lage oder Position des Steuerelements schaltet.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Steuermagnet vorzugsweise als Ringmagnet ausgeführt. Solche Magnete eignen sich insbesondere für eine koaxiale Anordnung der Magnete und/oder sind einer starken magnetischen Kopplung zuträglich, so dass insbesondere ein definiertes Schaltverhalten unterstützt bzw. ermöglicht wird.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Schaltmagnet vorzugsweise nur linear bewegbar. Dies ist wiederum einer starken magnetischen Kopplung der Magnet und/oder einem definierten Schaltverhalten zuträglich.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wirkt der Schaltmagnet vorzugsweise über eine gleitende Anlage auf einen Hebel des Schalters ein. Dies ist einer starken magnetischen Kopplung der Magnete zuträglich, insbesondere da dies eine sehr fluidnahe Anordnung des Schaltmagneten ermöglicht und/oder eine reine Linearbewegung des Schaltmagneten erleichtert.
  • Besonders bevorzugt weist die Anordnung bzw. der Schalter, insbesondere Mikroschalter, einen Hebel zur Betätigung des Schalters auf. Insbesondere wirkt der Schaltmagnet bzw. ein zugeordneter oder damit verbundener Schaltstößel bzw. eine solche Schaltstange oder ein entsprechend zugeordnetes und vom Schaltmagnet betätigtes Schaltteil auf den Hebel ein, um den Schalter zu betätigen.
  • Besonders bevorzugt kann der Versatz bzw. Abstand des Drehpunkts des Hebels des Schalters zum Angriffspunkt des Schaltstößels bzw. Schaltteils bzw. der Schaltstange bzw. des Schaltmagneten am Hebel bestimmen, mit welcher Kraft der Schalter betätigt wird. Je nachdem, wie viel Kraft von dem Schaltmagnet zur Verfügung steht und wie viel Weg in der Anordnung bzw. im Gehäuse zur Verfügung steht, kann über die Anlenkung bzw. Größe des Hebels das Verhalten eingestellt werden.
  • Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Fluidströmung vorzugsweise in der Anordnung umgelenkt bzw. ist der Fluidweg vorzugsweise abgewinkelt. Dies ist einer bevorzugten koaxialen Anordnung und/oder axialen bzw. linear beweglichen Führung des Steuerelements und/oder Steuermagneten zuträglich, ohne den Fluidfluss bzw. Durchfluss übermäßig begrenzen bzw. einengen zu müssen.
  • Besonders bevorzugt weist die Anordnung eine vorzugsweise hohlzylindrische Wandung auf, wobei der Steuermagnet außerhalb und der Schaltmagnet innerhalb angeordnet sind. Dies ist einer sehr starken magnetischen Kopplung der Magnete und/oder einem definierten Schaltverhalten zuträglich, wobei insbesondere auch ein kompakter Aufbau ermöglicht wird. Dieser Aufbau ermöglicht das Schalten des Schalters ohne, dass bewegende Teile, wie ein Schaltstößel oder eine Schaltstange oder ein Schaltteil, durch Dichtungen hindurch geführt und abgedichtet werden müssen.
  • Gemäß einem weiteren, auch unabhängig realisierbaren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Bewegung des Steuerelements bzw. des Steuermagneten vorzugsweise durch Eintauchen in ein Totvolumen fluidisch gedämpft oder dämpfbar. Dies ist einem definierten Ansprechverhalten bzw. Schaltverhalten zuträglich. Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Steuerelement vorzugsweise zwischen einer Steuerposition und einer Arbeitsposition und umgekehrt bewegbar, wobei in beiden Positionen (Endpositionen) jeweils ein Fluidfluss noch ermöglicht wird. Das Gehäuseteil weist vorzugsweise mindestens zwei Bereiche mit unterschiedlichem Innendurchmesser auf, insbesondere so dass in der Steuerposition ein engerer Spalt und in der Arbeitsposition ein größerer Spalt zwischen dem Steuerelement und dem Gehäuseteil bzw. dem jeweiligen Bereich gebildet ist. So werden auf einfache Weise unterschiedlich große Fluidflüsse in den beiden Positionen bzw. Stellungen des Steuerelements realisiert. Besonders bevorzugt ist zwischen den Bereichen ein Zwischenbereich angeordnet, der einen noch kleineren Innendurchmesser aufweist. So kann ein sehr definiertes Schaltverhalten bzw. Ansprechverhalten bei einfachem Aufbau realisiert werden. Dies ist insbesondere für Strömungswächter o. dgl. vorteilhaft. In diesen Fällen wird das Steuerelement auch üblicherweise als Schwimmer bezeichnet.
  • Die vorgenannten Aspekte der vorliegenden Erfindung und die sich aus der nachfolgenden Beschreibung ergebenden Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung können unabhängig voneinander, aber auch in beliebiger Kombination realisiert werden.
  • Weitere Aspekte, Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung zweier bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung. Es zeigt:
    • Fig. 1
    einen schematischen Schnitt einer vorschlagsgemäßen Anordnung gemäß einer ersten Ausführungsform mit einem Steuerelement in einer geöffneten Stellung;
    Fig. 2
    einen schematischen Schnitt der Anordnung mit dem Steuerelement in einer geschlossenen Stellung;
    Fig. 3
    einen schematischen Schnitt einer vorschlagsgemäßen Anordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform mit einem Steuerelement in einer Steuerposition;
    Fig. 4
    eine ausschnittsweise Vergrößerung von Fig. 3;
    Fig. 5
    einen schematischen Schnitt der Anordnung gemäß Fig. 3 mit dem Steuerelement in einer Arbeitsposition; und
    Fig. 6
    eine schematische Seitenansicht der Anordnung.
  • Fig. 1 zeigt in einem schematischen Schnitt eine erste Ausführungsform einer vorschlagsgemäßen Anordnung 1, die insbesondere einer nicht dargestellten Hochdruckreinigungsvorrichtung zugeordnet ist. Insbesondere ist die Anordnung 1 an die Hochdruckreinigungseinrichtung angeschlossen bzw. an diese angebaut oder in diese eingebaut oder in sonstiger Weise integriert.
  • Hochdruckreinigungsvorrichtungen, auch kurz Hochdruckreiniger genannt, im erfindungsgemäßen Sinne werden üblicherweise für Reinigungszwecke eingesetzt. Eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser, wird von einer Hochdruckpumpe unter Druck gesetzt und üblicherweise über eine angeschlossene Ventilpistole und Düse ausgegeben. Die Hochdruckreinigungsvorrichtungen sind üblicherweise mit einer Ventilanordnung - einem sogenannten Unloader - versehen, so dass bei Schießen der Ventilpistole bzw. Düse und weiterlaufender Pumpe die Flüssigkeit im Kreislauf förderbar ist, die Pumpe also nicht gegen die geschlossene Ventilpistole bzw. Düse arbeitet. Die vorschlagsgemäße Anordnung 1 kann einen derartigen Unloader bzw. ein derartiges Ventil bilden oder in diesem Sinne eingesetzt werden.
  • Jedoch kann die vorschlagsgemäße Anordnung 1 auch ein sonstiges Ventil, wie ein Überdruckventil oder dergleichen, oder einen Strömungswächter, einen Druckschalter o. dgl., bilden.
  • Bei der ersten Ausführungsform bildet die Anordnung 1 vorzugsweise ein Ventil, wobei verschiedene Zustände in den Fig. 1 und 2 dargestellt sind, nämlich der geöffnete Zustand in Fig. 1 und der geschlossene Zustand in Fig. 2. Später wird anhand der weiteren Fig. 3 bis 5 eine zweite Ausführungsform der vorschlagsgemäßen Anordnung 1 näher erläutert, bei der diese einen Strömungswächter bildet bzw. als solche ausgebildet ist. Nachfolgend wird zunächst nur auf die erste Ausführungsform näher eingegangen, wobei sich diese Ausführungen und Erläuterungen insbesondere entsprechend oder ergänzend auf die zweite Ausführungsform beziehen.
  • Die Anordnung 1 gemäß der ersten Ausführungsform weist vorzugsweise ein Gehäuse 2 mit einem Einlass 3 und einem Auslass 4 für ein nicht dargestelltes Fluid auf. Bei dem Fluid handelte es sich insbesondere um eine Flüssigkeit bzw. Wasser, insbesondere wie bei Hochdruckreinigungsvorrichtungen üblich. Jedoch kann es sich auch um jedes andere Fluid, wie ein Gas oder dergleichen, handeln.
  • Die Anordnung 1 bildet vorzugsweise einen Fluidweg F vom Einlass 3 zum Auslass 4, durch den das Fluid bei nicht unterbrochenem Fluidweg F strömen kann.
  • Die Anordnung 1 weist vorzugsweise ein Steuerelement 5 auf, das insbesondere auf eine Fluidströmung und/oder den Fluiddruck anspricht und/oder in dem Fluidweg F angeordnet ist. Bevorzugt kann das Steuerelement 5 den Fluidweg F in einer geschlossenen Stellung (vgl. Fig. 2) unterbrechen oder zumindest drosseln und in einer geöffneten Stellung (vgl. Fig. 1) freigeben oder weniger stark drosseln. Im vorliegenden Fall ist das Steuerelement 5 bevorzugt als Ventilelement, Ventilkolben oder dergleichen ausgebildet. Insbesondere bildet daher die Anordnung 1 ein Ventil oder weist einen solchen auf.
  • Alternativ kann es sich bei dem Steuerelement 5 beispielsweise auch nur um ein elastisch verformbares und/oder reversibel bewegliches Element handeln, das beispielsweise auf den anstehenden Fluiddruck oder einen Differenzdruck oder dergleichen reagiert bzw. abhängig davon seine Lage oder Position ändert. In diesem Fall muss kein Fluidweg F für das Fluid bereitgestellt oder geöffnet werden. Dann genügt ggf. auch nur ein einziger hydraulischer bzw. fluidischer Abschluss, wie der Einlass 3 o. dgl.
  • Beim Darstellungsbeispiel weist die Anordnung 1 bzw. deren Gehäuseteil 2 vorzugsweise einen Dichtsitz 6 auf, der beispielsweise eingesetzt oder davon gebildet ist.
  • Vorzugsweise bilden das Steuerelement 5 und der Dichtsitz 6 ein Ventil.
  • Fig. 2 zeigt in einem zu Fig. 1 korrespondierenden schematischen Schnitt die vorschlagsgemäße Anordnung 1 bzw. das Steuerelement 5 in der geschlossenen Stellung oder Steuerposition. In der geschlossenen Stellung sitzt das Steuerelement 5 vorzugsweise auf dem Dichtsitz 6 bzw. liegt an diesem an, so dass der Fluidweg F unterbrochen ist.
  • Fig. 1 zeigt die Anordnung 1 bzw. das Steuerelement 5 in der geöffneten Stellung. Hier ist das Steuerelement 5 vom Dichtsitz 6 abgehoben, beim Darstellungsbeispiel insbesondere um einen Hub H.
  • In der geöffneten Stellung ist der Fluidweg F freigegeben bzw. besteht eine fluidische Verbindung zwischen dem Einlass 3 und dem Auslass 4.
  • Vorzugsweise ist dem Steuerelement 5 eine Feder 7 zugeordnet, die das Steuerelement 5 besonders bevorzugt in die geschlossene Stellung bzw. gegen den Dichtsitz 6 vorspannt bzw. drückt.
  • Beim Darstellungsbeispiel kann das Steuerelement 5 beispielsweise durch den anstehenden Fluiddruck bzw. die Fluidströmung gegen die Kraft der Feder 7 geöffnet, also vom Dichtsitz 6 abgehoben werden.
  • Alternativ ist es jedoch auch möglich, dass das Steuerelement 5 durch einen nicht dargestellten Aktuator oder dergleichen gesteuert wird, um beispielsweise ein aktiv gesteuertes Ventil zu bilden.
  • Dem Steuerelement 5 ist ein Steuermagnet 8 zugeordnet. Insbesondere weist das Steuerelement 5 den Steuermagneten 8 auf und/oder ist mit diesem fest verbunden.
  • Beim Darstellungsbeispiel ist das Steuerelement 5 ausgehend von einem - insbesondere dem Dichtsitz 6 zugeordneten bzw. mit diesem zusammenwirkenden - Kopf vorzugsweise mit einem Schaft 5A versehen. Der Schaft 5A bildet vorzugsweise im Bereich seines freien Endes eine Aufnahme für den zugeordneten Steuermagneten 8. Besonders bevorzugt ist der Steuermagnet 8 auf den Schaft 5A aufschiebbar und am Steuerelement 5 bzw. Schaft 5A mittels eines Halteelements 9 oder dergleichen sicherbar bzw. festlegbar. Beispielsweise ist das Halteelement 9 auf das freie Ende des Schafts 5A aufgeschraubt und sichert den Steuermagneten 8 in axialer Richtung.
  • Der Steuermagnet 8 ist vorzugsweise ringförmig ausgebildet bzw. als Ringmagnet ausgeführt. Sein Innendurchmesser ist vorzugsweise an den Aufnahmebereich des Schafts 5A angepasst. Dies ermöglicht eine einfache Befestigung bzw. Verbindung mit dem Steuerelement 5 bzw. deren Schaft 5A. Jedoch sind auch andere konstruktive Lösungen möglich.
  • Der Schaft 5A ist vorzugsweise hohl bzw. hohlzylindrisch ausgebildet, besonders bevorzugt zur Aufnahme und/oder Abstützung eines Endes der Feder 7.
  • Die Anordnung 1 weist vorzugsweise ein Halteteil 10 und/oder weiteres Gehäuseteil 11 auf. Insbesondere schließt das Halteteil 10 das erste Gehäuseteil 2 bzw. den Fluidweg F bzw. ein Totvolumen 2A oder einen Bewegungsbereich für das Steuerelement 5 bzw. den Steuermagneten 8 fluidisch - vorzugsweise nach außen bzw. zum zweiten Gehäuseteil 11 hin - ab.
  • Die beiden Gehäuseteile 2 und 11 sind vorzugsweise fest miteinander verbunden, insbesondere verschraubt.
  • Die Anordnung 1 weist vorzugsweise einen insbesondere elektrischen Schalter 12, insbesondere einen Mikroschalter o. dgl., auf. Beim Darstellungsbeispiel ist der Schalter 12 am bzw. im Gehäuseteil 11 angeordnet, insbesondere in einem Aufnahmeraum 11A der Anordnung 1 bzw. des Gehäuseteils 11 aufgenommen.
  • Dem Schalter 12 ist vorzugsweise ein Schaltmagnet 13 zugeordnet, insbesondere um den Schalter 12 bzw. ein Schaltelement 12A des Schalters 12 zu betätigen.
  • Besonders bevorzugt erfolgt die Betätigung des Schalters 12 bzw. Schaltelements 12A über einen Hebel 12B, der vorzugsweise am Schalter 12 schwenkbar gelagert ist.
  • Besonders bevorzugt weist die Anordnung 1 ein Schaltteil 14, insbesondere einen Schaltkolben, auf, über den der Schaltmagnet 13 den Schalter 12 bzw. das Schaltelement 12A bzw. den Hebel 12B betätigt.
  • Beim Darstellungsbeispiel weist die Anordnung 1 vorzugsweise ein Verbindungsteil 15 auf, über das der Schaltmagnet 13 mit dem Schaltteil 14 gekoppelt bzw. verbunden ist. Jedoch sind auch andere konstruktive Lösungen möglich.
  • Besonders bevorzugt bildet der Schaltmagnet 13 insbesondere zusammen mit dem Schaltteil 14 und/oder optional Verbindungsteil 15 eine Schaltstange zur Betätigung des Schalters 12 bzw. Schaltelements 12a bzw. Hebels 12b. Diese Schaltstange ist insbesondere nur linear hin- und her bewegbar bzw. längsverschieblich geführt. Beim Darstellungsbeispiel weist die Anordnung 1 bzw. das Halteteil 10 vorzugsweise einen Halteabschnitt 10A auf, insbesondere zur Halterung bzw. Lagerung des Stellelements 5 und/oder der Feder 7 und/oder zur Führung des Schaltmagneten 13 bzw. der Schaltstange.
  • Vorzugsweise ist der Halteabschnitt 10A im Bereich seines freien Endes mit einer Bohrung oder Öffnung 10B versehen, um die Feder 7 aufzunehmen und/oder zu führen bzw. abzustützen.
  • Besonders bevorzugt ist der Halteabschnitt 10A zur längs verschieblichen Führung des Halteelements 5 ausgebildet. Hierzu ist der Halteabschnitt 10A besonders bevorzugt zumindest im Wesentlichen zylindrisch bzw. bolzenartig ausgebildet.
  • Besonders bevorzugt greift der Halteabschnitt 10A in den Schaft 5A des Stellelements 5 ein, um dieses zu dessen linear verschiebbar zu führen bzw. zu halten.
  • Insbesondere ist das Steuerelement 5 bzw. der Steuermagnet 8 längs verschieblich und/oder (nur) linear verschieblich, hier in Richtung der Achse A und/oder in Richtung einer Rotationsachse bzw. der Zentralachse des Steuermagneten 8 bewegbar bzw. verschieblich geführt. Insbesondere entspricht die zentrale Ringachse des Steuermagneten 8 der Bewegungsrichtung bzw. Bewegungsachse A.
  • Die Anordnung 1 bzw. das Halteteil 10 und/oder der Halteabschnitt 10A weist bzw. weisen vorzugsweise eine insbesondere zentrale Ausnehmung oder Bohrung zur verschieblichen Führung des Schaltmagneten 13 und/oder Verbindungsteils 15 bzw. der Schaltstange auf.
  • Besonders bevorzugt weist die Anordnung 1 bzw. das Halteteil 10 bzw. der Halteabschnitt 10A eine Wandung 10C auf, die insbesondere hohlzylindrisch ausgebildet und/oder möglichst dünn ausgeführt ist und/oder die zwischen dem Steuermagneten 8 und Schaltmagneten 13 angeordnet ist.
  • Vorzugsweise ist der Schaltmagnet 13 innerhalb der Wandung 10C und der Steuermagnet 8 außerhalb der Wandung 10C angeordnet.
  • Der Schaltmagnet 13 ist vorzugsweise entlang der Achse A bzw. entlang der gleichen Achse wie der Steuermagnet 8 bzw. das Stellelement 5 vorzugsweise ausschließlich linear verschiebbar bzw. beweglich.
  • Der Schaltmagnet 13 ist vorzugsweise zumindest im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet. Seine Zylinderachse verläuft vorzugsweise in Richtung der Bewegungsachse A und/oder koaxial zur zentralen Ringachse des Steuermagneten 8.
  • Der Schaltmagnet 13, das Schaltteil 14 und das optionale Verbindungsteil 15 bzw. die Schaltstange ist bzw. sind also vorzugsweise in Richtung der Achse A verschieblich geführt und/oder zumindest im Wesentlichen nur ausschließlich linear bewegbar.
  • Die Schaltstange bzw. der Schaltmagnet 13 greift vorzugsweise über das optionale Verbindungsteil 15 und das Schaltteil 14 - alternativ aber auch direkt - am Schalter 12 - genauer gesagt am Hebel 12B - besonders bevorzugt über eine gleitende Anlage an, um die genannte, bevorzugte ausschließliche lineare Bewegung in Richtung der Achse A zu ermöglichen, während der Hebel 12B in Abhängigkeit davon eine Schwenkbewegung ausführt bzw. ausführen kann.
  • Vorzugsweise stoßen sich die beiden Magnete 8 und 13 ab. Diese Abstoßungskraft erfolgt durch die vorzugsweise dünne und/oder insbesondere hohlzylindrische Wandung 10C hindurch. So kann eine sehr starke magnetische Kopplung bzw. starke magnetische Abstoßung erreicht werden.
  • Die Kombination des Ringmagneten 8 mit dem insbesondere zylindrischen Stabmagneten 13 ist ebenfalls einer starken magnetischen Kopplung bzw. Abstoßung zuträglich.
  • Der Schaltmagnet 13 ist vorzugsweise über einer Stirnfläche des Steuermagneten 8 angeordnet. Dies ist ebenfalls einer starken magnetischen Kopplung bzw. Abstoßung zuträglich.
  • Die beiden Magnete 8 und 13 sind vorzugsweise koaxial zueinander ausgerichtet. Dies ist ebenfalls einer starken magnetischen Kopplung bzw. Abstoßung zuträglich.
  • Der Schaltmagnet 13 ist vorzugsweise zum Steuerelement 5 bzw. Steuermagnet 8 hin vorgespannt, insbesondere federelastisch, besonders bevorzugt zusammen mit dem Schaltelement 12A, Hebel 12B, Schaltteil 14 und/oder Verbindungsteil 15. Beispielsweise kann das Schaltelement 12A und/oder der Hebel 12B entsprechend federelastisch vorgespannt sein und/oder ein nicht dargestelltes Vorspannmittel, wie eine entsprechende Feder, vorgesehen sein.
  • Die magnetische Abstoßung drängt den Schaltmagneten 13 in die entgegengesetzte Richtung, hier zum Schalter 12 hin. Dementsprechend kann es genügen, dass der Schaltmagnet 13 lose am optionalen Verbindungsteil 15 und/oder Schaltteil 14 angreift bzw. anliegt, insbesondere da eine entsprechende radiale Führung vorzugsweise gewährleistet ist. Jedoch können die entsprechenden Teile auch fest miteinander verbunden sein, um insbesondere eine Art Schaltstange mit ggf. fest verbundenem Schaltmagneten 13 zu bilden.
  • Fig. 2 zeigt die Anordnung 1 bzw. das Steuerelement 5 in der geschlossenen Position. Der Fluidweg F ist hier unterbrochen. Die Feder 7 spannt das Steuerelement 5 gegen den Dichtsitz 6 in die geschlossene Position.
  • Bei der Darstellung gemäß Fig. 2 befindet sich dementsprechend der Steuermagnet 8 in seiner unteren bzw. dem Dichtsitz 6 nahen Position, wobei gleiches für den Schaltmagneten 13 gilt. In diesem Zustand befinden sich dann dementsprechend das Verbindungsteil 15, das Schaltteil 13 und der Hebel 12B in der nicht betätigten bzw. unteren bzw. dem Dichtsitz 6 nahen Position. In diesem Zustand ist der Schalter 12 bzw. dessen Schaltelement 12A nicht betätigt.
  • Durch entsprechend hohen Druck kann das durch den Einlass 3 einströmende Fluid die Anordnung 1 bzw. das davon gebildete Ventil bzw. das Stellelement 5 öffnen, insbesondere vom Dichtsitz 6 abheben, wie in Fig. 1 dargestellt. Damit wird der Fluidweg F geöffnet und das nicht dargestellte Fluid kann vom Einlass 3 durch die Anordnung 1 bzw. dessen Gehäuseteil 2 über das geöffnete Stellelement 5 zum Auslass 4 strömen.
  • Vorzugsweise ist der Fluidweg F bzw. die Fluidströmung abgewinkelt bzw. weist der Einlass 3 einerseits und der Auslass 4 in entgegengesetzte, vorzugsweise senkrecht zueinander stehende Richtungen. Dies ist einer Optimierung des Fluidwegs F bzw. der Fluidströmung zuträglich, da so ein möglichst starker und dementsprechend groß bauender Steuermagnet 8 im Fluidraum des Gehäuseteils 2 verbaut und beweglich geführt werden kann, ohne den Fluidweg F bzw. die Fluidströmung maßgeblich zu stören bzw. zu behindern.
  • Das Öffnen des Ventils bzw. Anheben des Stellelements 5, insbesondere um den Hub H bewirkt eine entsprechende Bewegung des Stellmagneten 8. Aufgrund der dadurch ansteigenden bzw. erfolgenden magnetischen Abstoßung weicht der Schaltmagnet 13 entlang der Bewegungsachse A entsprechend aus und kann die in die entgegengesetzte Richtung wirkende Vorspannung überwinden und den Schalter 12 betätigen, insbesondere über das optionale Verbindungsteil 15 und das Schaltteil 14 den Hebel 12B betätigen, hier nach oben verschwenken, wie in Fig. 1 dargestellt, wodurch der Schalter 12 bzw. dessen Schaltelement 12A betätigt wird.
  • Wenn die vom Fluiddruck bzw. der Fluidströmung auf das Stellelement 5 ausgeübte Öffnungskraft unter die Schließkraft der Feder 7 sinkt, schließt die Anordnung 1 bzw. das Stellelement 5 wieder. Dementsprechend bewegt sich der Stellmagnet 8 in die in Fig. 2 gezeigte Stellung zurück. Der Schaltmagnet 13 folgt dieser Rückbewegung, insbesondere aufgrund seiner entsprechenden Vorspannung in diese Richtung und der sich verringernden magnetischen Abstoßung, wenn sich der Abstand zwischen den Magneten 8 und 13 vergrößert.
  • Die magnetische Kopplung bewirkt also das Schalten bzw. Betätigen des Schalters 12.
  • Die beiden Magnete 8 und 13 liegen vorzugsweise in der gemeinsamen Achse A.
  • Der Steuermagnet 8 ist vorzugsweise aus Hartferrit hergestellt oder enthält dieses.
  • Der Schaltmagnet 13 ist vorzugsweise aus Neodym-Material hergestellt oder enthält dieses.
  • Der Durchmesser des Schaltmagneten 13 beträgt vorzugsweise weniger als 10 mm, besonders bevorzugt weniger als 5 mm, insbesondere zumindest im Wesentlichen 3 mm, und/oder mehr als 2 mm.
  • Die Länge des Schaltmagneten 13 beträgt vorzugsweise etwa das 0,5- bis 5-fache seines Durchmessers, insbesondere etwa das 1- bis 3-fache, besonders bevorzugt zumindest im Wesentlichen das 2-fache seines Durchmessers.
  • Der Steuermagnet 8 weist vorzugsweise einen Außendurchmesser von weniger als 30 mm, insbesondere weniger als 20 mm, besonders bevorzugt von weniger als 17 mm, und/oder von mehr als 8 mm, insbesondere mehr als 12 mm und/oder bevorzugt mehr als 14 mm auf.
  • Das Verhältnis von Länge zu Durchmesser des Steuermagneten 8 beträgt vorzugsweise zwischen 0,2 und 1,5, insbesondere zwischen 0,4 und 0,8, insbesondere zwischen 0,55 und 0,65.
  • Nachfolgend wird anhand der Figuren 3 bis 5 eine zweite Ausführungsform der vorschlagsgemäßen Anordnung 1 näher erläutert, wobei insbesondere nur auf wesentliche Unterschiede eingegangen wird. Die bisherigen Ausführungen und Erläuterungen insbesondere bezüglich der ersten Ausführungsform gelten daher insbesondere entsprechend oder ergänzend, auch wenn dies nicht wiederholt wird.
  • Bei der zweiten Ausführungsform ist die Anordnung 1 insbesondere als Strömungswächter ausgebildet oder bildet einen solchen. Insbesondere wird kein im geschlossen Zustand dichtschließendes Ventil gebildet. Vielmehr ist das Steuerelement 5 vorzugsweise zwischen einer Steuerposition einerseits und einer Arbeitsposition andererseits und umgekehrt bewegbar.
  • Fig. 3 zeigt in einem schematischen Schnitt die Anordnung 1 mit dem Steuerelement 5 in der Steuerposition, die zumindest im Wesentlichen der geschlossenen Stellung der ersten Ausführungsform entspricht.
  • Fig. 4 zeigt eine ausschnittsweise Vergrößerung eines in Fig. 3 unteren Bereichs des Gehäuseteils 2 bzw. des Kopfes des Stellelements 5 von Fig. 3.
  • Fig. 5 zeigt in einem zu Fig. 3 korrespondierenden schematischen Schnitt die Anordnung 1 mit dem Steuerelement 5 in der Arbeitsposition, die zumindest im Wesentlichen der geöffneten Stellung gemäß der ersten Ausführungsform entspricht.
  • Bei der zweiten Ausführungsform wird das Steuerelement 5 vorzugsweise dann aus seiner abgesenkten Position angehoben bzw. aus der Steuerposition bewegt, sobald ein Mindestvolumen oder Mindestfluidstrom überschritten wird. Dieses Volumen bzw. dieser Mindeststrom wird vorzugsweise durch einen Spalt S zwischen dem Steuerelement 5 und der Gehäusewand bestimmt, wie in Fig. 4 schematisch dargestellt, die eine ausschnittsweise Vergrößerung von Fig. 3 darstellt.
  • Beim Darstellungsbeispiel bzw. in der Darstellung gemäß Fig. 3 wird das Steuerelement 5 durch den Fluidstrom dann vorzugsweise angehoben bzw. nach oben bewegt.
  • Wenn das Steuerelement 5 aus der Steuerposition in die Arbeitsposition durch den Fluiddruck bzw. Fluidstrom bewegt wird, wird der Stellmagnet 8 entsprechend verschoben und aufgrund der magnetischen Kopplung der Schaltmagnet 13 entsprechend beeinflusst. Dies führt zu der gewünschten Betätigung des Schaltmagneten 13 bzw. der Schaltstange und damit zur Betätigung des Schalters 12, wie in Fig. 5 dargestellt.
  • In der Steuerposition ist der durchgelassene Fluidstrom vorzugsweise geringer als der Arbeitsposition.
  • In der Steuerposition ist der für den durchgelassenen Fluidstrom maßgebliche Spalt S vorzugsweise wesentlich kleiner als der sich in der Arbeitsposition ergebende Spalt S', wie in Fig. 4 angedeutet. Fig. 4 zeigt das Stellelement 5 in der Steuerposition und gestrichelt in der Arbeitsposition.
  • Vorzugsweise weist die Anordnung 1 bzw. das Gehäuse oder Gehäuseteil 2 mindestens zwei Bereiche 2B und 2C mit unterschiedlichen Durchmessern D2 und D4 auf, um zwei unterschiedliche Durchmesserstufen insbesondere für die Steuerposition und die Arbeitsposition zu bilden. Der Durchmesser D2 ist vorzugsweise merklich bzw. deutlich kleiner als der Durchmesser D4, so dass der Spalt S in der Steuerposition kleiner als der Spalt S' in der Arbeitsposition ist, wie in Fig. 4 angedeutet.
  • Der Durchmesser D1 des Steuerelements 5 bzw. des Kopfs des Steuerelements 5 ist kleiner als der Durchmesser D2 und insbesondere etwas kleiner als ein Durchmesser D3 eines Zwischenbereichs 2D, der zwischen den beiden Bereichen 2B und 2C bzw. den beiden Endpositionen (Steuerposition und Arbeitsposition) angeordnet bzw. gebildet ist. Vorzugsweise ist der Durchmesser D3 des Zwischenbereichs 2D kleiner als der Durchmesser D2 des zu der Steuerposition korrespondierenden Durchmessers D2.
  • Der Zwischenbereich 2D führt zu einem besonders geringen Spalt, wenn sich der Kopf des Steuerelements 5 in diesem Bereich befindet, so dass ein gegenüber der Steuerposition kleinerer Ringspalt und damit ein höherer Widerstand für den Fluidstrom gebildet wird. Dies führt zu einem besonders guten Durchschalten und/oder definierten Schaltverhalten bzw. Ansprechverhalten der Anordnung 1 bzw. des Steuerelements 5.
  • Die Größe des Spalts S in der Steuerposition wird vorzugsweise bzw. alternativ nicht nur durch die Durchmesserverhältnisse oder die Durchmesserdifferenz bestimmt, sondern insbesondere alternativ oder zusätzlich auch durch einen axialen Abstand des Kopfs des Steuerelements 5 von dem Bereich mit verringertem Durchmesser, hier dem Zwischenbereich 2D, bzw. von dem Abstand von einer Schulter, die den Übergang von dem Zwischenbereich 2C zu dem Bereich 2D bildet. Dieser insbesondere axiale Abstand bestimmt dann mit die Größe des Spalts S in der Steuerposition.
  • Vorzugsweise ist bei der Anordnung 1 gemäß beiden Ausführungsformen eine hydraulische Dämpfung der Bewegung des Steuerelements 5 bzw. Steuermagneten 8 vorgesehen. Vorzugsweise wird dies durch Eintauchen des Steuerelements 5 bzw. des Steuermagneten 8 in ein Totvolumen 2A realisiert. Beim Darstellungsbeispiel taucht nämlich der Steuermagnet 8 - hier zusammen mit dem Halteelement 9 - in das Totvolumen 2A im Gehäuseteil 2 bzw. in einem mit dem Fluidweg F fluidisch in Verbindung stehenden Bereich (weiter) ein, wenn sich das Stellelement 5 aus der geschlossenen Stellung bzw. Steuerposition in die geöffnete Stellung bzw. Arbeitsposition bewegt. Vorzugsweise wird ein verhältnismäßig kleiner Spalt zwischen dem Stellmagneten 8 und der umgebenden Wandung, hier der Seitenwandung des Totvolumens 2A, gebildet, so dass das Fluid aus dem Totvolumen 2A nur über diesen Spalt gedrosselt entweichen kann, wodurch die gewünschte Dämpfung ermöglicht wird.
  • Vorzugsweise wird die entgegengesetzte Richtung entsprechend gedämpft, da das Fluid über den genannten Spalt in das Totvolumen 2A nur gedrosselt einströmen kann.
  • Anstelle des Steuermagneten 8 kann selbstverständlich auch ein sonstiges Teil oder ein sonstiger Abschnitt des Stellelements 5 in das Totvolumen 2A eintauchen. Es sind also auch andere konstruktive Lösungen mit entsprechender Funktion möglich.
  • Es ist anzumerken, dass die beiden Magnete 8 und 13 auch vertauscht werden können.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1
    Anordnung
    2
    Gehäuseteil
    2A
    Totvolumen
    2B
    Bereich (Steuerposition)
    2C
    Bereich (Arbeitsposition)
    2D
    Zwischenbereich
    3
    Einlass
    4
    Auslass
    5
    Steuerelement
    5A
    Schaft
    6
    Dichtsitz, Verengung
    7
    Feder
    8
    Steuermagnet
    9
    Halteelement
    10
    Halteteil
    10A
    Halteabschnitt
    10B
    Öffnung
    10C
    Wandung
    11
    Gehäuseteil
    11A
    Aufnahmeraum
    12
    Schalter
    12A
    Schaltelement
    12B
    Hebel
    13
    Schaltmagnet
    14
    Schaltteil
    15
    Verbindungsteil
    16
    Kabelanschluss
    A
    Achse
    D
    Durchmesser
    F
    Fluidweg
    H
    Hub
    S
    Spalt

Claims (14)

  1. Anordnung (1) mit einem auf eine Fluidströmung oder einen Fluiddruck ansprechenden und in einem Fluidweg (F) angeordneten Steuerelement (5) und einem Schalter (12), wobei zur magnetischen Kopplung des Steuerelements (5) und Schalters (12) dem Steuerelement (5) ein Steuermagnet (8) und dem Schalter (12) ein Schaltmagnet (13) zugeordnet ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Schaltmagnet (13) nur linear bewegbar ist, wobei der Steuermagnet (8) als Ringmagnet ausgeführt ist.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltmagnet (13) über eine gleitende Anlage auf einen Hebel (12B) des Schalters (12) einwirkt, und/oder
    dass eine Bewegung des Steuerelements (5) bzw. Steuermagneten (8) durch Eintauchen in ein Totvolumen (2A) fluidisch gedämpft oder dämpfbar ist, und/oder dass der Steuermagnet (8) entlang seiner Ringachse in Abhängigkeit von der Fluidströmung bewegbar ist.
  3. Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltmagnet (13) in der Ringachse des Steuermagneten (8) angeordnet und/oder bewegbar ist.
  4. Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Magnete (8, 13) insbesondere ausschließlich linear bewegbar sind.
  5. Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Magnete (8, 13) insbesondere ausschließlich entlang der gleichen Achse (A) und/oder in die gleiche Richtung bewegbar sind.
  6. Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Magnete (8, 13) koaxial angeordnet und/oder bewegbar sind.
  7. Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete (8, 13) insbesondere ausschließlich einen zylindrischen oder ringförmigen Querschnitt aufweisen.
  8. Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltmagnet (8) über einer Stirnfläche des Steuermagneten (8) angeordnet ist.
  9. Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Magnete (8, 13) rotationssymmetrisch ausgebildet und in Achsrichtung (A) bewegbar sind.
  10. Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (1) eine vorzugsweise hohlzylindrische und/oder dünne Wandung (10C) aufweist, wobei der Steuermagnet (8) außerhalb und der Schaltmagnet (13) innerhalb angeordnet ist.
  11. Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerelement (5) zwischen einer Steuerposition und einer Arbeitsposition und umgekehrt in einem Gehäuseteil (2) bewegbar ist, wobei das Gehäuseteil (2) mindestens zwei Bereiche (2B, 2C) mit unterschiedlichem Innendurchmesser, so dass in der Steuerposition ein enger Spalt (S) und in der Arbeitsposition ein großer Spalt (S) zwischen dem Steuerelement (5) und dem Gehäuseteil (2) bzw. dem jeweiligen Bereich (2B, 2C) gebildet ist.
  12. Anordnung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Steuerelement (5) zwischen einer Steuerposition und einer Arbeitsposition und umgekehrt in einem Gehäuseteil (2) bewegbar ist, wobei das Gehäuseteil (2) mindestens zwei Bereiche (2B, 2C) mit unterschiedlichem Innendurchmesser, so dass in der Steuerposition ein enger Spalt (S) und in der Arbeitsposition ein großer Spalt (S) zwischen dem Steuerelement (5) und dem Gehäuseteil (2) bzw. dem jeweiligen Bereich (2B, 2C) gebildet ist.
  13. Anordnung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil (2) einen Zwischenbereich (2D) zwischen den beiden Bereichen (2B, 2C) aufweist, wobei der Innendurchmesser des Zwischenbereichs (2D) gegenüber den anderen Bereichen (2B, 2C) verringert ist.
  14. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (1) einen Einlass (3) und einen Auslass (4) aufweist, die quer zueinander ausgerichtet sind, so dass die Fluidströmung umgelenkt wird bzw. der Fluidweg (F) abgewinkelt ist.
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