DE3133051C2

DE3133051C2 - Elektromagnetisch betätigtes Zweistellungsventil

Info

Publication number: DE3133051C2
Application number: DE3133051A
Authority: DE
Inventors: Kojiro Okazaki Aichi Mori
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1980-08-29
Filing date: 1981-08-21
Publication date: 1984-10-18
Also published as: US4361275A; JPS6364676B2; JPS5743073A; DE3133051A1

Abstract

Das Magnetventil weist ein Ventilelement auf, das einen Strömungsweg offenhalten und sperren kann. Gesteuert wird das Ventilelement von einem Elektromagneten, zu dem ein elektrischer Flußweg gehört, in dem auch die Rückstellfeder für das Ventilelement liegt. Die Rückstellfeder besteht aus einem magnetisch weichen, amorphen Metall und ist der Temperatur ausgesetzt, auf die die temperaturgesteuerte Sicherheitsvorrichtung ansprechen soll. Oberhalb des Curiepunktes des Metalles der Rückstellfeder ist diese paramagnetisch, so daß sich dann der Erregungszustand des Elektromagneten nicht mehr auf das Ventilelement auswirken kann und dieses allein von der Federkraft der Rückstellfeder zwangsläufig in eine bestimmte Stellung gebracht wird.

Description

I^ Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisch

Ü betätigtes ZweisteÜjngsventil gemäß dem Oberbegriff

ijj des Patentanspruchs.

?.j Ein solches Zweistellungsventil ist bekannt (US-PS

1* 32 43 013). Bei diesem bekannten Ven-il besteht die Si-

iii cherheitsvorrichtung aus einem temperaturempfindli-

i;. chen Schalter, der in Reihe mit der Wicklung des Elek-

H tromagneteri geschaltet ist und innerhalb der Wicklung

'C oder dicht bei dieser angeordnet ist. Der Schalter hat

■£ hauptsächlich die Aufgabe, das Ventil selbsttätig mit

^ sehr niedriger Frequenz umzuschalten, wozu er auf die

i^; Temperatur der Wicklung des Elektromagneten an-

;^:; spricht, die davon beeinflußt wird, ob durch die Wick-

' lung Strom fließt oder nicht. Als Sicherheitsventil, das

\:~- auf Temperaturänderungen in der Umgebung anspricht,

;i ist das bekannte Ventil mit einer Sicherheitsvorrichtung

wenig geeignet, da es selber die Zustandsänderungen ^; hervorruft, auf die es anspricht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße elektromagnetisch betätigte Zweistellungsventil derart auszubilden, daß es zuverlässig auf ■ die Temperatur eines zu überwachenden Bereichs anspricht, ohne daß diese durch das Magnetventil selber wesentlich beeinflußt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs gelöst. Beim erfindungsgemäßen Ventil dient als Sicherheitsvorrichtung nicht eine zusätzliche Vorrichtung, wie sie in Form des temperaturempfindlichen Schalters beim gattungsgemäßen Ventil vorgesehen ist. sondern ein ohnehin beim Ventil vorhandenes Element, nämlich dessen Rückstellfeder, die zudem in einem Bereich angeordnet ist, dessen Temperatur erfaßt werden soll. Dadurch ist das erfindungsgemäße Magnetventil sowohl einfacher ausgebildet als auch besser als Sicherheitsventil geeignet als das vorstehend erörterte bekannte Ventil.

•λ Aus der US-PS 26 01 579 ist es bekannt, bei einem

Magnetventil mit Hilfe eines ringförmigen Elementes aus magnetisch weichem Metall den Magneten des Magnetventils kurzzuschließen, wenn die Temperatur oberhalb des Curiepunktes liegt. Dadurch wird verhindert, daß der Magnet ein Ventilelement anziehen kann. Es ist somit durch diese Vorveröffentlichung im Prinzip bekannt, einen Magneten eines Magnetventils durch Ausnutzung der Änderung der magnetischen Eigenschaft am Curiepunkt kurzzuschließen. Die Ausbildung der Rückstellfeder als Curiepunkt-gesteuerte Sicherhebevorrichtung ist dadurch jedoch nicht angeregt

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

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Ausführungsfonn eines erfindungsgemäßen Zweistellungsventils; und

F i g. 2 eine F i g. 1 ähnliche Darstellung, die das Ventil in einer anderen Betriebsstellung zeigt.

Die Figuren zeigen ein Ventil 10 mit temperaturgesteuerter Sicherheitsvorrichtung, zu dem ein Gehäuse 11 aus magnetischem Material gehört. Im Gehäuse 11 ist ein Kanal 13 ausgebildet, der in Verbindung mit einem Einlaß 12 steht In einer Kappe 15 aus einem Kunststoff ist ein Auslaß 14 ausgebildet Das Gehäuse 11 und die Kappe 15 sind fest und luftdicht miteinander verbunden und begrenzen eine von ihnen eingeschlossene Ventilkammer 16, die in Verbindung mit dem Auslaß 14 steht. In der Ventilkammer 16 ist ein Ventilelement 17 aus einem nicht magnetischen Werkstoff angeordnet, das die Verbindung zwischen der Ventilkammer 16 und dem Kanal 13 entweder sperren oder offenhalten kann. Auf diese Weise kann das Ventilelement 17 die Verbindung durch einen Strömungsweg steuern, zu dem der Einlaß 12, der Kanal 13, die Ventilkammer 16 und der Auslaß 14 gehören. Das Ventilelement 17 arbeitet mit einem am Gehäuse 11 ausgebildeten Ventilsitz 18 zusammen und wird vom Gehäuse 11 in Axialdichtung verschiebbar getragen. An seinem anderen Ende ist das Ventilelement mit einem Tauchkolben ^: 9 aus einem magnetischen Material verbunden. Mit dem Tauchkolben 19 zusammen bildet das Ventilelement Ί7 ein Verschlußstück des Ventils. Auf einem Spulenkern 21, der den Tauchkolben 19 umgibt, ist eine Elcktromagnetwicklung 20 angeordnet, die zur Steuerung der Verschiebung des Tauchkolbens 19 erregt und enterregt werden kann. Am in den F i g. 1 und 2 linken Ende des Tauchkolbens 19 ist dieser einem Bereich ausgesetzt, dessen Temperatur überwacht bzw. erfaßt werden soll. Ferner ist der Tauchkolben 13 im Weg des magnetischen Flusses des im wesentlichen von der Wicklung 20 gebildeten Elektromagneten angeordnet. Eine Rückstellfeder 22 ist mit ^:hrem äußeren Rand am Gehäuse 11 befestigt und weist einen inneren, umlaufenden Rand auf, der um das andere, in den Fig. 1 und 2 linke Ende des Tauchkolbens geklemmt ist Die Rückstellfeder 22 besteht aus mehreren Lagen bzw. Blechen aus einem magnetisch weichen, amorphen Metall mit sehr guter Elastizität, das unterhalb des Curiepunktes hohe Permeabilität hat, am Curiepunkt oder darüber jedoch zu paramagnetischem Material wird. Das Ventil ist am gewünschten Einbauort mittels einer Halterung 23 angebracht.

Wenn im Betrieb die Wicklung 20 entregt ist, hält die Rückstellfeder 22 aufgrund ihrer Elastizität den Tauchkolben 19 in einer Endstellung nach links (in Fig. 1) b-i verschoben, so daß das Venlilclcmenl 17 auf dem Ventilsit/. 18 sitzt und dadurch die Verbindung zwischen der Ventilkammer 16 und dem Kanal 13 unterbricht.

Wenn dagegen die Wicklung 20 erregt ist, geht ihr

magnetischer Fluß durch das Gehäuse 11, die Rückstellfeder 22 und den Tauchkolben 19, so daß der Tauchkolben 19 magnetisiert ist und nach rechts (in Fig.2) cnigegen der Kraft der Rückstellfeder 22 in die andere Endstellung verschoben wird. Dabei hebt das Ventilelement 17 vom Ventilsitz 18 ah, so daß die Verbindung zwischen der Ventilkammer 16 und dem Kanal 13 geöffnet wird.

Wenn die Temperatur des Bereiches, dessen Temperatur überwacht bzw. erfaßt werden soll, den Curiepunkt des magnetisch weichen amorphen Metalls übersteigt aus dem die Rückstellfeder 22 besteht, wird das Metall zu einem paramagnetischen Körper, so daß der Flußweg, auf dem im vorstehend geschilderten Fall der Tauchkolben 19 erregt wird, am Ort der Rückstellfeder 22 unterbrochen ist, selbst wenn die Wicklung 20 erregt bleibt. Dies hat zur Folge, daß die Kraft der Rückstellfeder 22 den Tauchkolben 19 nach links verschiebt, wie dies in F i g. 1 gezeigt ist so daß dadurch das Ventilelement 17 zwangsläufig auf den Ventilsitz 18 gedrückt wird, was wiederum zur Folge hat da" die Verbindung zwischen der Ventilkammer 16 und dem Kana' 53 unterbrochen wird. Die Rückstellfeder 22 stellt somit eine Sicherheitsvorrichtung dar.

Ein bevorzugtes magnetisch weiches, amorphes Metall zur Bildung der Rückstellfeder 22 ist eine Kobaltlcgierung. Durch Änderung des Kobaltgehaltes kann der Curiepunkt frei in einem Bereich von ungefähr -30⁰C bis + 300° C gewählt werden. Demzufolge kann die Temperatur, bei der das Ventilelement unabhängig vom Erregungszustand des Elektromagneten bzw. der Wicklung 20 zwangsläufig in die Stellung gebracht wird, die dem enterregten Zustand entspricht frei gewählt werden.

Ein Anwendungsbeispiel für das Ventil besteht darin, daß dieses in der Brennstoffleitung einer ölgefeuerten Heizvorrichtung angeordnet wird. Im Betrieb wird die Wicklung erregt solange die Heizvorrichtung mit öl gespeist werden soll. Im Falle einer Überhitzung der Heizvorrichtung übersteigt die Temperatur den Curiepunkt des ai.iorphen Metalls, aus dem die Rückstellfeder 22 besteht, so daß die Ölzufuhr zwangsläufig unterbrochen wird und dadurch verhindert werder kann, daß es zu einem Brand oder einer ähnlichen gefährlichen Situation kommt.

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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Elektromagnetisch betätigtes Zweistellungsventil, dessen Verschlußstück bei erregtem Elektromagneten in seine eine Endstellung und mit Hilfe einer am Verschlußstück angreifenden Rückstellfeder aus Metall in seine andere Endstellung überführbar ist, die es normalerweise bei nichterregtem Elektromagneten einnimmt, wobei das Ventil mit einer temperaturgesteuerten Sicherheitsvorrichtung ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellfeder (22) die Sicherheitsvorrichtung bildet, aus einem magnetisch weichen, amorphen Metall besieht, einen Abschnitt des magnetischen Kreises bildet und in einem Bereich angeordnet ist, dessen Temperatur erfaßt werden soll, und daß das magnetisch weiche, amorphe Metall einen Curiepunkt hat, der den Arbeitspunkt der Rückstellfeder wiedergibt, derart, daß d&no, wenn die Temperatur der Rückstellfeder den Curiepunkt übersteigt, das VersehiüB-stück unabhängig vom Erregungszustand des Elektromagneten zwangsläufig in seine der Ruhestellung der Rückstellfeder entsprechende Endstellung verlagert wird.