DE2440565C2 - Elektromagnetisches Düsenklappenventil - Google Patents
Elektromagnetisches DüsenklappenventilInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Düsenklappenventil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1.
Aus der FR-PS 15 31 234 ist ein elektromagnetisches 4·
Düsenklappenventil dieser Art bekannt, bei dem der der Düsenbohrung unter Bildung eines veränderlichen
Spalts gegenüberliegende Klappanker zur Linearisierung des Ansprechverhaltens durch zwei gegeneinander
wirkende Federn gehalten wird. Die Linearität zwischen >°
der Größe des Erregerstroms für den Elektromagneten und dem hierdurch bestimmten Fluid-Ausgangsdruck ist
bei dem bekannten Düsenklappenventil allerdings nur für einen bestimmten Bezugsdruck gegeben, so daß
beim Übergang auf einen anderen gewünschten " Bezugsdruck aufwendige Maßnahmen zur Wiederherstellung
der linearen Beziehung erforderlich sind.
Aus der US-PS 22 92 477 ist ein elektromagnetisches Düsenklappenventil bekannt, dessen Klappanker über
sein eines Ende mit dem Elektromagneten und über sein hl)
anderes Ende mit einer Düsenbohrung für den Fluidauslaß in Wirkverbindung steht, wobei die
Düsenbohrung entsprechend der Erregung bzw. Nichterregung des Elektromagneten entweder geschlossen
oder vollständig geöffnet ist. Aufgrund dieses lediglich h)
zwischen zwei Zuständen umschaltenden Ventilbetriebs treten bei dem bekannten Düsenklappenventil keine
Linearitätsorobleme auf. Maßnahmen zur Anpassung des Ventilbetriebs an unterschiedliche Bezugsdrücke
bzw. -durchsätze sind nicht angesprochen.
Weiterhin sind aus der DE-AS 20 50 620 und der AT-PS 1 81 473 Magnetventile bekannt, die mit einem
innerhalb eines Führungsrohrs bewegbaren federvorgespannten Kern arbeiten, der bei nichterregter Magnetspule
die Fluidauslaßöffnung entweder direkt oder unter Zwischenschaltung eines Zwischenstücks vei schließt
Zum Verhindern eines magnetischen Kurzschlusses bzw. zur Beeinflussung der Anzugschrakteristik weist
das Führungsrohr für den Kern einen nichtmagnetischen Abschnitt bzw. eine ringförmige Aussparung auf.
Eine Anpassung der bekannten Magnetventile an unterschiedliche Bezugsdrücke bzw. -durchsätze ist
nicht vorgesehen.
Darüber hinaus ist aus der US-PS 16 64612 ein
elektromagnetisches Düsennadelventil bekannt, bei dem die Düsenbohrung für den Fluidausdruck bei nicht
erregter Magnetspule mittels einer Düsennade! verschlossen ist. Der Abstand zwischen Düsennadelspitze
und Düsenbohrung ist hierbei durch eine Anzahl zwischengelegter Beilagscheiben auf den erforderlichen
Wert festgelegt, was die Möglichkeit eröffnet, z. B. nach einem Nachschleifen der Ventilnadel den Abstand
zwischen Ventilnadel und Düsenbohrung durch einfaches Herausnehmen zumindest einer der Beilagscheiben
entsprechend der nunmehr verringerten Nadellänge anzupassen. Auch hier sind die bei Verwendung des
Magnetventils für unterschiedliche Bezugsdrücke bzw. -durensätze auftretenden Probleme nicht erörtert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektromagnetisches Düsenklappenventil gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart auszugestalten, daß es sich in einfacher Weise unter Beibehaltung
des im wesentlichen linearisierten Ansprechverhaltens an unterschiedliche Bezugsdrücke oder -durchsätze
anpassen läßt.
Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmalen gelöst.
Erfindungsgemäß sind somit zwischen dem Magnetkern und dem Joch ein magnetischer und ein
nichtmagnetischer Abstandshalter angeordnet, wobei der durch den nichtmagnetischen Abstandshalter in dem
magnetischen Kreis gebildete Spalt nicht nur linearisierende Wirkung auf das Ansprechverhalten des Düsenklappenventils
besitzt, sondern auch einen bestimmten Bezugsdruck bzw. -durchsatz definiert. Ist ein Ventilbetrieb
bei verändertem Bezugsdruck bzw. -durchsatz erwünscht, so ist es nunmehr lediglich erforderlich,
einen nichtmagnetischen Abstandshalter entsprechend veränderter Stärke zu verwenden, wobei dann vorteilhaft
auch der magnetische Abstandshalter derart ausgetauscht wird, daß bei Verwendung desselben
Magnetkerns der mittlere Abstand zwischen Klappanker und Magnetkernoberseite den vorbestimmten Wert
beibehält. Der Übergang auf einen veränderten Bezugsdruck bzw. -durchsatz kann somit sehr rasch
durch einfachen Austausch der beiden Abstandshalter bei unveränderter Weiterverwendung der übrigen
Ventilbestandteile erfolgen. Damit ist die Anzahl der auf Lager zu haltenden Ventilbestandteile drastisch reduziert.
Darüber hinaus lassen sich durch geeignete Korrekturen der Abmessungen der Abstandshalter
unvermeidbare Herstellungsfehler der Ventilbestandteile in einfacher Weise korrigieren, womit sich der
auftretende Ventilbestandteilausschuß sowie die Herstellungskosten weiter vermindern lassen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind
Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung
näher erläutert.
In der einzigen Figur ist ein Ausführungsbeispiel des Düsenklappenventils dargestellt, das eine Fluidleitung 2
aus nichtmagnetischem Material, die an ihrem Austrittsende eine Düsenbohrung t besitzt, eine" der Düsenbohrung
1 unter Bildung eines Spalts 3 gegenüberliegenden Klappanker 4 aus magnetischem Material und einen
Elektromagneten 7 aufweist, der aus e<nem die Fluidleitung 2 umgebenden Magnetkern 6, einer um den
Magnetkern 6 gewickelten Erregerspule 5 und einem magnetischer. Joch 8 besteht. Der Klappanker 4 ist
schwenkbar am oberen Ende des Jochs 8 angelenkt. Zwischen dem Klappanker 4 und dem Magnetstern 6
bzw. zwischen dem Magnetkern 6 und dem Joch 8 sind Spalte A] und A2 ausgebildet. Der Klappanker 4, der
Magnetkern 6 und das Joch 8 bilden einen im wesentlichen geschlossenen magnetischen Kreis aus.
Das aus der Düsenbohrung 1 ausströmende Fluid übt auf den Klappanker 4 eine Kraft aus, die diesen in
Uhrzeigerrichtung zu drehen versucht, während der Elektromagnet 7 eine entgegengesetzt gerichtete Kraft
auf den Klappanker 4 ausübt. Die Größe des variablen Spalts 3 ist somit durch den Gleichgewichtszustand
dieser beiden Kräfte bestimmt, womit es möglich ist, den Fluid-Auslaßdruck oder den Fluid-Durchsatz durch
Einstellung des durch die Erregerspule 5 fließenden Stroms zu steuern.
Die in Axialrichtung gemessene Dicke des Magnetkerns 6 ist etwas geringer als die herkömmlicher
Magnetkerne. Zwischen den Magnetkern 6 und das Joch sind zwei Abstandshalter 9 und 10 derart eingefügt, daß
sie die Fluidleitung 2 umgeben. Der Abstandshalter 9 ist aus magnetischem Material gefertigt, während der mit
dem Abstandshalter 9 in direktem Kontakt gehaltene Abstandshalter 10 aus nichtmagnetischem Material
besteht und eine Dicke aufweist, die mit dem dem festgelegten Bezugsdruck bzw. -durchsatz entsprechenden
Spalt A2 übereinstimmt. Die Dicke des in der in der
Figur gezeigten Weise eingebauten magnetischen Abstandshalters 9 ist derart gewählt, daß der luftgefülUe
Spalt At nach Zusammenbau aller Ventilbestandteile die
gewünschte Länge besitzt. Falls gewünscht, kann die relative Anordnung der Abstandshalter 9 und 10
umgekehrt gewählt sein. Darüber hinaus kann zumindest einer der Abstandshalter auf einer Schichtanordnung
aus mehreren Lagen bestehen, die in Axialrichtung des Magnetkerns 6 geschichtet sind. Alternativ können
die magnetischen und die nichtmagnetischen Lagen beider Abstandshalter abwechselnd geschichtet sein.
Das beschriebene Ausführungsbeispiel des Düsenklappenventils ist in einem Behälter 11 untergebracht,
der eine Auslaßöffnung 12 aufweist. Die Steuerung des Fluiddrucks bzw. -durchsatzes kann bei dem beschriebenen
Ausführungsbeispiel im wesentlichen in gleicher Weise wie bei herkömmlichen Vorrichtungen erfolgen.
M't der einen Ausnahme, daß für unterschiedliche Werte des geforderten Bezugsdrucks bzw. -durchsatzes
jeweils geeignete Kombinationen aus dem magnetischen Abstandshalter 9 und dem nichtmagnetischen
Abstandshalter 10 verwendet werden, können alle übrigen Bestandteile unveränderf für sämtliche Bezugsdruck- bzw. Bezugsdurchsatzwerte verwendet werden,
so daß die Anzahl der bereitzuhaltenden Bestandteile erheblich verringert und eine Standardisierung möglich
ist.
Obwohl bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel lediglich eine einzige Düsenbohrung 1 in
Verbindung mit dem Klappanker 4 verwendet wird, kann der Klappanker auch zwischen einem Paar
einander gegenüberliegender Düsen angeordnet sein. Ferner kann für den Klappanker eine geeignete
Vorspannfeder wie z. B. eine Torsionsfeder oder eine Blattfeder vorgesehen sein. Darüber hinaus ist es auch
möglich, den Elektromagneten 7 unabhängig von der Fluidleitung 2 auszubilden.
Zur weiteren Verbesserung der Linearität zwischen dem durch die Erregerspule fließenden Strom und dem
zu steuernden Druck bzw. Durchsatz kann am Umfang des Magnetkerns 6 im wesentlichen in Höhe der axialen
Magnetkernmitte eine Ringnut vorgesehen sein.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Elektromagnetisches Düsenklappenventil mit einer einen Magnetkern eines Elektromagneten
durchsetzenden Düsenbohrung für den Fluidaustritt, einer um den Magnetkern gewickelten Erregerspule,
einem Joch und einem magnetischen Klappanker, der schwenkbar an einem Ende des Jochs angelenkt
ist, derart, daß er der Düsenbohrung unter Bildung eines veränderlichen Spalts gegenüberliegt, wobei
der Elektromagnet, das Joch und der Klappanker einen im wesentlichen geschlossenen magnetischen
Kreis bilden, dadurch gekennzeichnet, daß ein magnetischer Abstandshalter (9) in Reihe
liegend mit einem nichtmagnetischen Abstandshalter (10) zwischen dem Magnetkern (6) und dem
anderen Ende des Jochs (8) angeordnet ist, wobei durch den nichtmagnetischen Abstandshalter ein in
seiner Breite durch die Dicke desselben bestimmter Spalt (Α?) in dem im wesentlichen geschlossenen
magnetischen Kreis gebildet wird und die Summe aus der vorbestimmten Dicke des Magnetkerns und
den variablen Stärken des magnetischen und des nichtmagnetischen Abstandshalters derart gewählt
ist, daß der mittlere Abstand zwischen dem Klappanker (4) und der dem Klappanker gegenüberliegenden
Oberseite des Magnetkerns einen vorbestimmten Wert (A\) besitzt.
2. Düsenklappenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische und der
nichtmagnetische Abstandshalter (9 bzw. 10) jeweils als Schichtanordnung aus mehreren Lagen ausgeführt
sind.
3. Düsenklappenventil nech Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagen aus magnetischem
und nichtmagnetischem Material abwechselnd geschichtet sind.
J?0
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