DE3133037C2

DE3133037C2 - Temperaturgesteuertes Ventil

Info

Publication number: DE3133037C2
Application number: DE3133037A
Authority: DE
Inventors: Hideo Toyota Aichi Haneda; Masatoshi Kariya Aichi Kato; Masataka Toyota Aichi Otsuki; Mitsuyuki Gamagoori Aichi Suzuki; Minoru Toyota Aichi Yamanaka
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1980-08-29
Filing date: 1981-08-21
Publication date: 1983-10-27
Also published as: US4407448A; DE3133037A1; JPS5743068A

Abstract

Das temperaturgesteuerte Ventil umfaßt ein Ventilelement, das aus einem magnetisch weichen, amorphen Metall besteht und in einem Bereich angeordnet ist, dessen Temperatur das Ventil schalten soll. Das Ventilelement ist magnetisch mit einem Dauermagneten gekoppelt, der es normalerweise entgegen der Kraft einer Feder an einem Ventilsitz anliegend hält, so daß der Strömungskanal durch das Ventil geschlossen ist. Wenn jedoch das Ventilelement eine Temperatur oberhalb seines Curiepunktes hat, ist das Ventilelement paramagnetisch, so daß es nicht mehr vom Dauermagneten angezogen wird, sondern von der Feder in eine Stellung verlagert wird, in der der Strömungsweg durch das Ventil offen ist. Das Ventil ist einfach ausgebildet und arbeitet genau.

Description

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Die Erfindung betrifft ein temperaturgesteuertes Ventil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE-AS 20 26 629 ist ein derartiges Ventil bekannt, dessen Ventilelement aus einem langgestreck- -to ten Ventilstößel und mehreren den Ventilstößel umgebenden stangenförmigen Speichen besteht, die ihrerseits an einem Ende ortsfest gehalten und durch eine Druckfeder in Dehnungsrichtung vorgespannt sind. Die Speichen bestehen aus einer Nickel-Titan-Legierung, deren Gefüge sich bei einer bestimmten Umwandlungstemperatur umwandelt und oberhalb der Umwandlungstemperatur große Festigkeit besitzt, während unterhalb der Umwandlungstemperatur eine deutliche Dehnung der Speichen durch die angreifende Feder erzwungen wird. Allerdings erfordert das bekannte Ventil relativ großen konstruktiven Aufwand.

Weiterhin ist aus der DE-AS 12 62 708 ein Ventil bekannt, das druckgesteuert ist. Bei dem bekannten Ventil ist an einem Ende des Ventilstößels eine ferromagnetische Platte angebracht, die zwischen zwei Anschlagstellungen bewegbar ist, in denen jeweils ein Permanentmagnet angeordnet ist. Die Bewegung der ferromagnetischen Platte und damit das Schaltverhalten des Ventils wird durch die von den beiden Permanentmagneten erzeugten gegensinnigen Kräfte, eine an der ferromagnetischen Platte angreifende Feder und den auf den Ventilstößel einwirkenden Fluiddruck bestimmt. Ein temperaturabhängiges Schahverhalten läßt sich mit dem bekannten Ventil nicht erzielen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein temperaturgesteuertes Ventil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, das sich unter Beibehaltung exakten Schaltverhaltens durch einfachen Aufbau auszeichnet

Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Mitteln gelöst.

Erfindungsgemäß besteht somit das Ventilelement aus magnetisch weichem amorphem Metall, dessen magnetische Eigenschaften sich beim Curiepunkt, der der Schalttemperatur des Ventils entspricht, ändert Die Schließ- und Öffnungsbewegung des Ventilelements läßt sich damit in einfacher Weise durch den weiterhin vorgesehenen, auf das Ventilelement einwirkenden Dauermagneten steuern, so daß sich bei äußerst einfachem Aufbau eine exakte zuverlässige Ventilsteuerung erzielen läßt

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert

Die einzige Figur zeigt einen Längsschnitt durch das temperaturgesteuerte Ventil.

In der Figur ist ein temperaturgesteuertes Ventil 10 dargestellt, das einen Ventilkörper 13 aufweist der aus Kunststoff besteht und in dem ein Einlaß 11 sowie ein Auslaß 52 ausgebildet sind. Fest mit dem Ventilkörper 13 ist eine Kappe 14 verbunden, die beispielsweise aus Messing besteht. Die Kappe 14 und der Ventilkörper 13 bilden zusammen ein Gehäuse 15, in dem eine Ventilkammer 16 ausgebildet ist, die in Verbindung mit dem Auslaß 12 steht. Durch die Kammer hindurch kann darüberhinaus eine Verbindung zwischen dem Einlaß 11 und dem Auslaß 12 hergestellt werden. Der Einlaß 11, die Ventilkammer 16 und der Auslaß 12 bilden somit einen Strömungskanal bzw. Strömungsweg. Die links in der Figur liegende Oberseite der Kappe 14 ist einem Bereich ausgesetzt, dessen Temperatur erfaßt bzw. überwacht werden soll. Diese Oberseite dient somit als Temperaturfühler. Im Inneren der Kappe 14 und nahe deren Temperaturfühlbereich ist ein Ventilelement 17 angeordnet, das aus mehreren Lagen bzw. Schichten bzw. Blechen aus einem magnetisch weichen, amorphen Metall besteht, wobei die verschiedenen Bleche übereinandergelegt sind und mit Hilfe von Nieten 18 miteinander verbunden sind. Eine Feder 19 ist mit ihrem einen Ende am Ventilkörper 13 festgelegt und greift mit ihrem anderen Ende am Ventilelement 17 an, so daß auf das Ventilelement 17 in Axialrichtung eine nach links (in der Figur) gerichtete Kraft wirkt. Am Ventilkörper 13 ist innerhalb des Gehäuses 15 ein ringförmiger Dauermagnet 20 befestigt, der magnetisch mit dem Ventilelement 17 gekoppelt ist. Am linken Ende des Einlasses 11 ist ein Ventilsitz 21 angebracht, an dem das Ventilelement 17 anliegen kann. Die Verbindung zwischen dem Einlaß 11 und der Ventilkammer 16 ist unterbrochen, wenn das Ventilelement 17 am Ventilsitz 21 anliegt. Der Curiepunkt des amorphen Metalls, das das Ventilelement 17 bildet, liegt bei derjenigen Temperatur, bei der der Schaltvorgang zwischen dem offenen und dem geschlossenen Zustand des Ventils auftreten soll.

Wenn die Temperatur des Temperaturfühlbereiches unterhalb des Curiepunktes des amorphen Metalls liegt, so daß das amorphe Metall durch den Dauermagneten 20 magnetisch erregt bzw. magnetisiert ist, führt dies dazu, daß der Dauermagnet 20 das Ventilelement 17 entgegen der Federkraft der Feder 19 angezogen hält, so daß das Ventilelement in Axialrichtung nach rechts verlagert ist und dabei am Ventilsitz 21 anliegt, was

wiederum zur Folge hat, daß die Verbindung zwischen dem Einlaß 11 und dem Auslaß 12 unterbrochen ist Wenn die Temperatur des Temperaturfühlbereiches den Curiepunkt des amorphen Metalls erreicht oder übersteigt wird das amorphe Metall aufgrund seiner Eigenschaften zu einem paramagnetischen Material, so daß das Ventilelement 17 nicht länger vom Dauermagneten 20 magnetisch erregt wird. Demzufolge wird das Ventilelement 17 durch die Kraft der Feder 19 vom Ventilsitz 21 abgehoben, so daß die Verbindung zwischen dem Einlaß 11 und dem Auslaß 12 geöffnet wird. Ein bevorzugtes magnetisch weiches, amorphes Metall zur Herstellung des Ventilelementes 17 stellt ein Kobaltsystem dar. Durch Änderung des Gehaltes an Kobalt kann der Curiepunkt in einem Bereich von ungefähr -30° C bis +300⁰C frei eingestellt werden. Dementsprechend kann die Temperatur, bei der der Arbeitspunkt des Ventils liegt d. h. bei dem das Ventil schaltet, frei eingestellt werden.

Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, besteht das Ventilelement aus einem magnetisch weichen, amorphen Metall, das beim Curiepunkt oder oberhalb des Curiepunktes, der den Arbeitspunkt des Ventiles angibt, in charakteristischer Weise zu einem paramagnetischen Material wird. Das Ventilelement ist magnetisch mit einem Dauermagneten gekoppelt so daß es durch diesen magnetisch erregt bzw. magnetisiert wird. Die magnetische Erregung und der bei Temperaturen am Curiepunkt oder oberhalb desselben auftretende Magnetisierungsverlust ermöglichen einen direkten, zuverlässigen Ventilbetrieb. Es ist somit mit Hilfe von konstruktiv einfachen Mitteln erhöhte Genauigkeit erreicht

Das Ventilelement ist in einem Bereich angeordnet, dessen Temperatur das Ventil schalten soll, und magnetisch mit dem Dauermagneten derart gekoppelt, daß es normalerweise entgegen der Kraft einer Feder an einem Ventilsitz anliegend gehalten wird, so daß der Strömungskanal durch das Ventil geschlossen ist Wenn jedoch das Ventilelement eine Temperatur oberhalb seines Curiepunktes hat, ist das Ventilelement paramagnetisch, so daß es nicht mehr vom Dauermagneten angezogen wird, sondern von der Feder in eine Stellung verlagert wird, in der der Strömungsweg durch das Ventil offen ist. Das Ventil ist einfach ausgebildet und arbeitet genau.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Temperaturgesteuertes Ventil mit einem Ventilelement aus Metall, das verlagerbar in einem temperaturempfindlichen Bereich des Ventilgehäuses gelagert ist, in dem ein Strömungskanal ausgebildet ist der von dem Ventilelement unterbrochen werden kann, und mit einer Feder, die in Öffnungsrichtung gegen das Ventilelement drückt, wobei das Ventil so ausgebildet und das Metall des Ventilelementes so beschaffen ist, daß sich bei einer bestimmten Temperatur das Gefüge des Materials umwandelt und das Ventilelement mit Hilfe der Kraft der Feder in die Offenstellung bzw. gegen die Kraft der Feder in die Schließstellung übergeht, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (17) aus einem magnetisch weichen, amorphen Metall besteht und mit einem Dauermagneten (20) so gekoppelt ist, daß bei einer Temperatur des temperaturempfindlichen Bereichs des Ventilgehäuses (15) unterhalb des Curiepunktes das Ventilelement (17) auf Grund der magnetischen Erregung in Schließstellung gehalten wird und bei Erreichen der Curietemperatur zu einem paramagnetischen Körper wird, der dann von der Kraft der Feder (19) in Offenstellung verlagert wird.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement aus mehreren aufeinandergeschichteten Blechen besteht.

3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dauermagnet (20) ringförmig ausgebildet ist.