DE1085736B

DE1085736B - Magnetventil fuer Fluessigkeiten aller Druckbereiche

Info

Publication number: DE1085736B
Application number: DED26013A
Authority: DE
Inventors: Roger Charles Dubois
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1956-07-23
Filing date: 1957-07-18
Publication date: 1960-07-21

Description

DEUTSCHES

Bei vielen bekannten Magnetventilen arbeitet das Verschluß stück mit einer Rückholfeder zusammen. So ist ein elektromagnetisches Regelventil bekannt, bei welchem die Rückholfeder in der Schließ stellung des Ventils gespannt ist.

Bei einem anderen Ventil arbeitet die Ventilstange mit zwei Magnetsystemen — eines für die Schließ- und eines für die Öffnungsstellung — und zwei gegeneinandergeschalteten Federn zusammen. Zweck dieser Gegeneinanderschaltung soll es sein, die Magnetsysteme von der Beschleunigungsarbeit zu entlasten, falls größere Massen mit der Ventilstange verbunden sind.

Diese Ausführungen sind druekstoßempfindlich und gestatten kein schlagfreies Aufsetzen des Verschlußstückes auf den Ventilsitz.

Ferner ist eine Steuerung bekannt, welche aus einem entlasteten Steuerschieber und einem Hilfskolben besteht. Die Übertragung der Antriebskraft zwischen Steuerschieber und Hilfskolben erfolgt durch eine Feder.

Gegenstand der Erfindung ist demgegenüber ein Magnetventil für alle Druckbereiehe, das ein vollkommen schlagfreies Aufsetzen des Verschluß Stückes und Abdichten der Durohschlußverbindung gestattet. Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß die Veirstellkräfte auf das Verschlußstück durch ein federelastisches System übertragen werden, das der Elektromagnet bei seiner Betätigung in an sich bekannter Weise verschiebt.

Bezüglich des Verschluß Stückes ist zwar von der bekannten hydraulischen Entlastung Gebrauch gemacht, es werden auch gegeneinandergeschaltete Federn verwendet. Die Federn sind hier aber nicht, wie bei der erwähnten bekannten Einrichtung, für die Größe des aufzubringenden Schließdruckes ohne Bedeutung. Vielmehr sind sie es, die den Schließdruck bestimmen. Dies geht besonders deutlich daraus hervoT, daß bei der bekannten Einrichtung das Verschlußstück bei unerregten Magneten in der Mittellage zwischen öffnungs- und Schließstellung stehen würde. Eine solche Mittellage existiert bei dem Magnetventil gemäß der Erfindung nicht. Infolge der Übertragung der Verstellkräfte durch das Federsystem ist es möglich, mit sehr kleinen Verstellkräften Druckmittel mit großen Drücken zu beherrschen.

Die Zeichnung stellt Ausführungsbeispiele der Erfindung dar. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsfoirm eines Dreiwegeventils bei unerregtem Elektromagneten,

Fig. 2 einen ähnlichen Teilsdhnitt dieser Ausführungsform bei erregtem Elektromagneten,

Fig. 3 einen Teil-Längsschnitt einer zweiten Ausführungsfoirm, die ein Durchgangsventil darstellt,

Magnetventil für Flüssigkeiten
aller Druckbereiche

Anmelder:
Roger Charles Dubois, Le Locle (Schweiz)

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. Prinz und Dr. rer. nat. G. Hauser,
Patentanwälte, München-Pasing, Bodenseestr. 3 a

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 23. Juli 1956 und 12. Februar 1957

Roger Charles Dubois, Le Locle (Schweiz),
ist als Erfinder genannt worden

Fig. 4 einen ähnlichen Schnitt einer dritten Ausführungsform, die zwei gekoppelte Dreiwegeventile darstellt,

Fig. 5 einen Längsschnitt einer vierten Ausführungsform mit zwei Verschluß stücken,

Fig. 6 einen Teilschnitt der Anordnung nach Fig. 5 zur Erläuterung der Wirkungsweise,

Fig. 7 einen Schnitt einer Variante einer Einzelheit.

Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Dreiwegeventil besteht aus einem Ventilgehäuse 1, in dem sich die Ventilstange 2 für das doppelwirkende Verschlußstück 2 a mit den Ausgleichskolben 3 und 4 vertikal verschieben kann; der obere Teil 8 der Ventilstange 2 besitzt quadratischen Querschnitt und gleitet mit sehr geringem Spiel in einer entsprechenden öffnung im Kern 6 a des Elektromagneten 6, der von einem Gehäuse 6 b umgeben ist. Die Ventilstange 2 weist an ihrem oberen Ende einen Bund 14 auf, gegen den eine Feder 11 drückt; letztere trägt einen mit dem Anker 7 des Elektromagneten verbundenen Bügel 10. Die Ventilstange 2 drückt mit ihrem unteren Ende gegen eine Feder 9, die vom Boden des mit einer Bohrung 16 versehenen Ventilgehäuses 1 gehalten wird.

009 567/189

Das Ventilgehäuse 1 weist drei Anschlüsse auf, nämlich einen in die Kammer 17 mündenden Eintritt A sowie zwei Austritte B und C₁ die oberhalb und unterhalb der Kammer 17 liegen und mit den Zylindern 18, 19 für die Ausgleichskolben in Verbindung stehen. Die Abdichtung der Kolben 3 und 4 erfolgt durch Dichtungsringe 5. Der Hub des Verschlußstücks 2 a ist kleiner als der des Ankers 7, so daß bei angezogenem Anker 7, wenn das Verschlußstück la am Sitz 13 aufliegt, der Bund 14 einen gewissen Betrag e vom Anker 7 absteht (Fig. 2).

Die Wirkungsweise des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Magnetventils ist folgende:

Bei unerregtem Elektromagneten 6 (Fig. 1) liegt das Verschluß stück 2a auf seinem Sitz 12, und das Druckmittel strömt von A nach B. Die vom Druckmittel auf das Verschlußstück 2 a ausgeübte Kraft wird dabei vollständig durch die gleichzeitig auf den Ausgleichskolben 3 wirkende Kraft ausgeglichen.

Bei erregtem Elektromagneten 6 befindet sich das VerscMußstück 2 a in seiner unteren Lage (Fig. 2). Das Druckmittel strömt von A nach C₁ und seine Wirkung auf das Verschluß stück 2 a wird durch die gleichzeitige Einwirkung auf den Ausgleichskolben 4 ausgeglichen; da die Verbindung zwischen der Ventilstange 2 und dem Anker 7 elastisch ist, wird die magnetische Anzugskraft nicht unmittelbar übertragen. Das Verschlußstück 2a wird auf seinem Sitz 13 von der resultierenden Kraft der beiden gegeneinanderwirkenden Federn 9 und 11 gehalten.

Selbst wenn der Anker 7 vom Elektromagneten 6 schlagartig angezogen wird, überträgt sich diese Kraft infolge der Feder 11 nur gedämpft auf die Ventilstange 2; damit tritt auf keinen Fall ein schädlicher Schlag zwischen dem Verschluß stück 2 a und seinem Sitz 13 auf.

Das in der Fig. 3 dargestellte Durchgangsventil arbeitet analog zum Ventil der Fig. 1 und 2.

In Fig. 4 ist ein M ehr wegeventil mit zwei gekoppelten Dreiwegeventilen dargestellt, das der Fig. 1 und 2. Dieses Ventil enthält eine Feder W₁ deren Wirkung auf die beiden Ventilstangen vom Betriebszustand der beiden Elektromagneten abhängt. Sie entspricht der Feder 9 nach Fig. 1.

Das in Fig. 5 dargestellte Magnetventil weist zwei nebeneinanderliegende Verschlußstücke 2 a auf, wovon jedes unter der dauernden Einwirkung je einer Feder 9 steht. Die beiden Verschlußstücke 2 α sind bei erregtem Elektromagneten der Wirkung einer gemeinsamen Feder 11 unterworfen, die über den Übertragungshebel 20 gleichzeitig auf die beiden Ventilglieder wirkt, wobei auf der oberen Seite des Übertragungshebels ein Stößel 2 und an seiner Unterseite Anschläge 21 angreifen. Diese Ausführungsform unterscheidet sich durch eine etwas veränderte Konstruktion des Elektromagneten, dessen Anker durch einen Tauchanker 23 ersetzt wurde, der in einer Ausnehmung eines Ansatzes 24 des Gehäuses 6 b gleiten kann. Das Magnetgehäuse ist am Ventilgehäuse 1 verschraubt. Der Stößel 2 wird in einem Magnetkern 25 geführt, der von der Magnetspule 26 umgeben ist und ein ringförmiges Unterteil 27 besitzt, das in Verbindung mit dem Gehäuse 6 b den magnetischen Kreis am unteren Teil des Elektromagneten schließt. Die Feder 11 wird in einer öffnung des Ankers 23 mittels einer Schraube 28 gehalten und kann dadurch in ihrer Spannung geregelt werden.

Die beiden Verschlußstücke 2 a werden bei unerregtem Elektromagneten durch die beiden Federn 9 an ihre oberen Sitze 12 gepreßt. Ist der Elektromagnet erregt, so drückt sie die resultierende Kraft der Federn 9 und 11 gegen ihre unteren Sitze 13.

Das Ventil weist fünf Anschlüsse A₁ B₁ C₁ D₁ E auf. Es ergeben sich für die beiden Stellungen der Verschluß stücke 2 a die Strömungen nach den voll ausgezogenen und den gestrichelten Pfeilen.

Wie Fig. 6 zeigt, ist der Bund 14 des Stößels 2 bei erregtem Elektromagneten von der Auflagefläche am Kern 23 abgehoben, auf welche er bei unerregtem Elektromagneten anliegt, so daß die Verschlußstücke unter der resultierenden Wirkung der Federn 9 und 11 gegen ihre unteren Sitze gedruckt werden.

In Fig. 7 sind die Dichtungsringe der Fig. 1 durch einen Faltenbalg 5 ersetzt.

Es ist möglich, statt Druckfedern Zugfedern zu verwenden.

Es wäre weiterhin möglich, zwei oder mehrere Flüssigkeiten durch die Ventilstellung und die Wahl der Strömungswege in bestimmtem Verhältnis zu mischen. In diesem Fall würde es· genügen, dafür zu sorgen, daß der Anker nicht auf zwei Stellungen beschränkt ist — entsprechend einem erregten oder unerregten Magneten —, sondern noch Zwischenstellungen einnehmen kann, die den verschiedenen Werten des Erregerstroms der Magnetspule entsprechen. Ferner wäre es durchaus möglich, einen zweiten Elektromagneten vorzusehen, der auf die Feder 9 oder die Unterseite des Kolbens 3 einwirkt — ähnlich zur Einwirkung des oberen Elektromagneten auf die obere Fläche des Kolbens 4 —, wodurch die beiden Stellungen des Ventils durch Erregung des einen oder anderen Elektromagneten erhalten werden; diese Lösung hätte den Vorteil, daß nach erfolgter Verschiebung und einer geeigneten, anschließenden Verriegelung des Ventils der Speisestrom abgestellt werden kann. Ein durch die beweglichen Teile betätigter Schalter könnte dabei die Erregung der Magnetspule abschalten, sobald der Anker seine Endstellung erreicht hat.

Claims

Patentansprüche:

1. Elektromagnetisch betätigtes Ventil für alle Druckbereiche mit mindestens einem entlasteten Verschluß stück und einem auf dieses einwirkenden federelastischen System, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellkräfte auf das Verschlußstück (2 a) durch ein federelastisches System (9, 11) übertragen werden, das der Elektromagnet (6) bei seiner Betätigung in an sich bekannter Weise verschiebt.

2. Magnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Stirnseiten der das Verschlußstück (2 a) tragenden Ventilstange (2) je eine Schraubenfeder (9, 11) angreift, von denen die eine (9) fest mit dem Ventilgehäuse (1) verbunden ist und das Verschluß stück (2 a) gegen den zugehörigen Ventilsitz (12) anpreßt und von denen die andere (11) am beweglichen Anker (7) das Magnetsystem (6) befestigt und mit diesem axial verschiebbar ist.

3. Magnetventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei parallel liegende Ventilanordnungen vorgesehen sind, deren Ventilstangen mit dem einen Ende dauernd der Wirkung je einer zugehörigen Feder (9) unterliegen und deren anderes Ende sich an einen gemeinsamen Übertragungshebel (20) abstützt, welcher seinerseits unter der Einwirkung der anderen Feder (11) steht (Fig. 5).

4. Magnetventil nach einem der Ansprüche ί bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung zwischen den Ausgleichskolben (3., 4) und ihren zugehörigen Zylinderwänden durch einen Faltenbalg (5) erfolgt (Fig. 7).

5. Magnetventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung der Feder (11) durch eine geeignete Einrichtung (28) einstellbar ist (Fig. 5).

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 314523, 552 942, 715, 842 572, 897 940, 912 721; österreichische Patentschrift Nr. 185 183; belgiische Patentschrift Nr. 493 921; französische Patentschriften Nr. 434 631, 990138; britische Patentschriften Nr. 599901, 635 776; USA.-Patentschriften Nr. 2 353 835, 2 619 121.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen