DE3619818A1 - Magnetventilsystem - Google Patents
MagnetventilsystemInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Magnetventilsystem für kleine Über
drücke und kleine Durchflußmengen eines Fluids, insbesondere
Luft, das die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruches 1 auf
weist.
Für kleine Überdrücke bis zu etwa 0,15 bar und kleine Durchfluß
mengen bis zu etwa 30 l/min sind die bekannten Sitzventile er
heblich überdimensioniert. Sie haben deshalb einen großen Platz
bedarf und einen entsprechend großen Herstellungsaufwand. Aber
auch die bekannten Kolbenschieber-Magnetventile sind für kleine
Durchflußmengen bei kleinen Drücken unwirtschaftlich und haben
außerdem ebenfalls einen relativ großen Platzbedarf.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Magnetventil
system für kleine Überdrücke und kleine Durchflußmengen zu schaf
fen, das trotz eines geringen Raumbedarfes sehr kostengünstig
ist. Diese Aufgabe löst ein Magnetventilsystem mit den Merkmalen
des Anspruches 1.
Die Verwendung eines handelsüblichen Elektromagneten eines Klapp
anker-Relais reduziert bereits wesentlich die Kosten und den
Raumbedarf. Hierzu trägt aber auch bei, daß das Betätigungsglied
durch wenigstens einen Teil des Klappankers gebildet ist, weil
ein Minimum an Einzelteilen sich ebenfalls raumsparend und kos
tenreduzierend auswirkt. Wegen der kleinen Durchflußmenge ist ein
relativ kleiner Ventilhub ausreichend, weshalb die Hebelarmlänge
des Betätigungsgliedes klein gewählt werden kann, was ebenfalls
den Raumbedarf gering hält. Die erforderlichen Ventilkräfte sind
ebenfalls gering und können deshalb von einem entsprechend klei
nen Elektromagneten aufgebracht werden.
Im Hinblick auf eine Minimierung der Anzahl der erforderlichen
Bauteile und eine einfache Montage ist bei einer bevorzugten Aus
führungsform der Ventilkörper unmittelbar am Klappanker befe
stigt. Mit besonders geringem Aufwand läßt sich ein zuverlässiges
Verschließen des Kanales mit sehr kleiner Betätigungskraft errei
chen, wenn der Ventilkörper, der vorteilhafterweise aus einem
elastischen Material wie Latex oder Kunststoff besteht, nicht an
eine glatte Fläche angedrückt wird, in der die Mündungsöffnung
des Kanals liegt, sondern das in die Kammer mündende Ende des Ka
nals durch einen über die Kammerwandung überstehenden Abschnitt
eines Rohres gebildet ist. Der Überstand dieses Rohres über die
Kammerwandung kann dabei so gering sein, daß zusätzlich eine An
lage des Ventilkörpers an der Kammerwandung erfolgt.
Das erfindungsgemäße Ventilsystem läßt sich nicht nur in ein
facher Weise so ausbilden, daß beim Erregen des Elektromagneten
die Mündungsöffnung verschlossen wird. Man kann die Anordnung des
Ventilkörpers am Klappanker und die Lage der Mündungsöffnung be
züglich des Ventilkörpers ebenso einfach derart wählen, daß beim
Erregen des Elektromagneten die Mündungsöffnung freigegeben, das
Ventil also geöffnet wird.
Im letztgenannten Falle ist allerdings eine Rückstellfeder uner
läßlich, welche bei entregtem Eletromagneten das Ventil geschlos
sen hält. Eine Rückstellfeder ist aber auch dann vorteilhaft,
wenn beim Erregen des Elektromagneten das Ventil geschlossen wird,
weil sie dann das Ventil zwangsläufig öffnet, wenn der Elektro
magnet entregt wird. Ordnet man dem Klappanker einen kleinen
Dauermagneten zu, dann kann das erfindungsgemäße Ventil auch im
pulsartig angesteuert werden. Selbst für eine Betriebsweise als
stetiges Ventil eignet sich die erfindungsgemäße Lösung, sofern
eine Rückstellfeder vorgesehen ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind wenigstens zwei die
Kammer begrenzende und bis auf den Kanal sowie eine Zu- oder Ab
leitung dicht verschließende Teile eines Gehäuses vorgesehen, in
dem der Elektromagnet mit seinem Klappanker angeordnet ist. Da
die Kammer abgeschlossen ist, kann mit ihrem Inneren auch eine
Meßleitung in Verbindung stehen, die eine Druckmessung ermög
licht. Hierbei ist es von Vorteil, daß die Kammer mit einem sehr
kleinen Volumen ausgeführt sein kann, so daß dieses Volumen dann,
wenn beispielsweise der Druck in einem angeschlossenen Verbrau
cher gemessen werden soll, durch das Kammervolumen nicht nennens
wert verfälscht wird. Die Druckmessung, welche auch ein Steuern
oder ein Regeln des Druckzustandes in einem angeschlossenen Ver
braucher, Druckerzeuger oder Druckspeicher ermöglicht, kann des
halb in der Kammer oder einer an diese angeschlossenen Meßleitung
erfolgen.
Um das Kammervolumen möglichst klein zu halten, ist es zweck
mäßig, den den Elektromagneten aufnehmenden Teil des Gehäuses
möglichst klein zu machen. Um dennoch eine einfache Gehäuseform
zu erhalten, ist vorteilhafterweise der eine Teil des Gehäuses
gemäß Anspruch 5 ausgebildet.
Damit eine einfache Form des Klappankers genügt, ist es hierbei
vorteilhaft, den Kanal gemäß Anspruch 6 anzuordnen.
Besondere Vorteile hat die erfindungsgemäße Lösung dann, wenn
zwei oder mehr vorzugsweise gleich ausgebildete und in ein und
demselben Gehäuse angeordnete Ventile nebeneinander gereiht sind,
da hierbei die Kosten- und Raumersparnis besonders groß ist. Man
kann also beispielsweise außer einer der Anzahl der Verbraucher
entsprechenden Anzahl von Ventilen ein Ventil einem Druckerzeuger
und ein Ventil einer Druckablaßleitung zuordnen. Da die einzel
nen, vorzugsweise gleich ausgebildeten Ventile unabhängig vonein
ander geschaltet werden können, kann man mittels einer solchen
Baueinheit beispielsweise bei den einzelnen Vebrauchern unter
schiedliche Drücke erzeugen und aufrechterhalten oder auch deren
Drücke messen und gegebenenfalls verändern.
Bei einem gemeinsamen Gehäuse für mehrere Elektromagneten ist es
besonders vorteilhaft, jeden Elektromagneten in einer separaten
Vertiefung des einen Gehäuseteils anzuordnen, da dann das Kammer
volumen so klein wie möglich gehalten wird, ohne daß eine kompli
zierte Gehäuseform erforderlich wäre.
Sofern eine Rückstellfeder erforderlich ist, ist diese vorzugs
weise als eine Blattfeder gemäß Anspruch 9 ausgebildet. Aus Fer
tigungsgründen, aber auch Montagegründen ist hierbei eine Ausbil
dung gemäß Anspruch 10 besonders vorteilhaft. Sind wenigstens
zwei Ventile nebeneinander angeordnet, dann kann das Metallplätt
chen allen Klappankern zugeordnet sein, wobei eine Ausbildung ge
mäß Anspruch 11 besonders vorteilhaft ist. Ein derartiges Metall
plättchen mit Zungen läßt sich beispielsweise durch Ätzen sehr
kostengünstig herstellen.
Im folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dar
gestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbei
spiels,
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 1.
Ein im wesentlichen in Form eines langgestreckten Blockes aus ge
bildetes Gehäuse 1, das im Ausführungsbeispiel aus Kunststoff be
steht, weist in einer der sich in Gehäuselängsrichtung er
streckenden Wände sechs in Gehäuselängsrichtung mit gleichen Zwi
schenräumen nebeneinander angeordnete, die Wand durchdringende
Bohrungen auf, in denen abgedichtet je ein Rohr 2 mit Hilfe je
einer Mutter 3 festgelegt ist. Der über die Außenseite des Gehäu
ses 1 überstehende Teil jedes Rohres 2 ist als Anschlußstutzen
für eine Schlauchleitung ausgebildet. Das innenliegende Ende je
des Rohres 2 steht geringfügig über die Innenseite dieser Wand
über, welche, abgesehen von einer umlaufenden Randzone, eine im
Inneren des Gehäuses 1 vorgesehene Kammer 4 teilweise begrenzt.
Das Gehäuse 1 ist in der durch die Kammerwand und die umlaufende
Randzone definierten Ebene in einen Oberteil 1′ und einen Unter
teil 1′′ geteilt. Der Oberteil 1′ braucht aber nicht oberhalb des
Unterteiles 1′′ zu liegen. Das Gehäuse 1 kann jede beliebige Lage
einnehmen.
Die Kammer 4, welche die Form einer rechteckförmigen Platte hat,
ist in die dem Oberteil 1′ zugekehrte Seite des Unterteiles 1′′
eingelassen. Zwischen der die Kammer 4 berandenden, ebenen Zone
des Unterteils 1′′ und der umlaufenden Randzone des Oberteils 1′
liegt eine Dichtung 6, welche das Gehäuse 1 dicht verschließt,
wenn der Oberteil 1′ und der Unterteil 1′′ mittels Schrauben 20
zusammengespannt sind.
Jedem der Rohre 2 ist im Unterteil 1′′ eine im Ausführungsbeispiel
zylindrische Vertiefung 7 zugeordnet, deren Längsachse lotrecht
auf der Teilungsebene des Gehäuses steht. Die Vertiefungen 7
sind, wie Fig. 3 zeigt, in der gleichen Richtung wir die Rohre 2
nebeneinander angeordnet, wobei die Längsachse jedes Rohres 2 zu
sammen mit der Längsachse der zugeordneten Vertiefung 7 Ebenen
definieren, die parallel zu den Stirnflächen 8 des Gehäuses 1
liegen. Der Durchmesser der gleich ausgebildeten Vertiefungen 7
ist wenig größer als der größte Durchmesser eines handelsüblichen
Elektromagneten 9 eines Klappanker-Relais und die axiale Länge
der Vertiefungen 7 ist so gewählt, daß nur der Polkörper 10 des
von der Erregerwicklung 11 umfaßten Schenkels des U-förmigen Mag
netkernes und der freie Endabschnitt 12 des anderen Schenkels in
die Kammer 4 hineinragen. Zur Festlegung der Elektromagneten 11
in ihren Vertiefungen 7 genügt es, die Elektromagneten am Grund
der Vertiefungen festzukleben. Da jeder der gleich ausgebildeten
Elektromagnete 9 seine Vertiefung 7 nahezu vollständig ausfüllt,
wird das Volumen der Kammer 4 durch die Vertiefungen 7 nur wenig
vergrößert.
Die Anschlüsse für die Elektromagneten 9 können direkt in der
Wand des Gehäuses 1 festgelegt sein. Die Wand kann in diesem Be
reich zurückversetzt sein. Eine derartige Wandeinziehung ist aber
auch dann von Vorteil, wenn die Anschlüsse der Elektromagnete an
einer Leiterplatte 13 vorgesehen sind. Im Ausführungsbeispiel ist
eine solche Wandeinziehung 14 sowohl in der Unterseite des Unter
teiles 1′′ als auch in dessen einer Seitenwand vorgesehen.
Der freie Endabschnitt 12 des einen Schenkels des Magnetkernes
bildet, wie bei Klappanker-Relais üblich, eine Gabel, in die ein
Klappanker 15 eingelegt ist, der in seiner Lagerzone beidseitig
auf die freie Breite der Gabel reduziert ist und dadurch nur eine
Kippbewegung machen kann, gegen eine Verschiebung in seiner
Längsrichtung jedoch durch die Gabel gesichert ist. Als Klappan
ker 15 dient ein rechteckförmiges Eisenplättchen, das einen dop
pelarmigen Hebel bildet, dessen einer Arm den Polkörper 10 über
greift. Der andere Arm des in der Kammer 4 liegenden Klappankers
15 übergreift das in die Kammer 4 ragende Ende des Rohres 2 und
trägt auf der diesem Ende zugekehrten Seite einen fest mit ihm
verbundenen Ventilkörper 16 in Form eines Plättchen aus einem
weichen, elastischen Dichtungsmaterial, beispielsweise einen
Kunststoff oder Latex.
Ist der Elektromagnet 9 erregt, dann liegt der eine Arm des
Klappankers 15 flach am Polkörper 10 an. Der andere, den Ventil
körper 16 tragende Arm drückt den Ventilkörper 16 mit der erfor
derlichen Schließkraft an das in die Kammer 4 ragende Ende des
Rohres 2 sowie an eine dieses Rohrende umgebende Ringzone der
durch den Oberteil 1′ gebildeten Wand der Kammer 4.
Da alle Elektromagnete 9 unabhängig voneinander steuerbar sind,
sind alle Ventile ebenfalls unabhängig voneinander steuerbar.
Um sicherzustellen, daß beim Abschalten des Elektromagneten 9 der
Klappanker 15 in diejenige Schwenklage geht, in welcher der Ven
tilkörper 16 den größtmöglichen Abstand von dem Ende des Rohres 2
hat, ist jedem Klappanker 15 eine Rückstellfeder 17 in Form einer
federnden Zunge zugeordnet, welche sich in Längsrichtung des
Klappankers 15 gegen dessen den Ventilkörper 16 tragendes Ende
hin erstreckt. Die gleich ausgebildeten Rückstellfedern 17 ha
ben, wie Fig. 3 zeigt, eine etwas geringere Breite als die Weite
der durch den freien Endabschnitt 12 gebildeten Gabel und enden
im Abstand vom Ventilkörper 16.
Alle Rückstellfedern 17 sind Teile eines Metallplättchens 18, das
mit seinem senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Zungen verlau
fenden Rand in einer Nut liegt, die längs der Kammer 4 in der dem
Oberteil 1′ zugekehrten Fläche des Unterteiles 1′′ vorgesehen ist
und eine an die Dicke des Metallplättchens angepaßte Tiefe sowie
eine der Länge des Randes entsprechende Länge hat. Der Rand des
Metallplättchens 18 ist dadurch im Gehäuse 1 festgelegt. Zwischen
den die Rückstellfedern 17 bildenden Zungen und von diesen je
durch einen Schlitz getrennt, erstrecken sich von dem in der Nut
liegenden Rand parallel zu den Zungen Stegteile 18′ über die Kam
mer 4 hinweg. Ihr freies Ende liegt in einer Nut 19, welche längs
des Randes der Kammer 4 in der dem Oberteil 1′ zugekehrten Seite
des Unterteiles 1′′ vorgesehen ist und eine der Dicke der Stegteile
18′ entsprechende Tiefe hat. Daher sind die Stegteile 18′ auch im
Bereich ihres freien Endes festgelegt. Die Rückstellfedern 17 und
die Stegteile 18′ werden vorteilhafterweise dadurch gebildet, daß
man, ausgehend von einem rechteckförmigen Metallplättchen, die
nicht benötigten Materialpartien durch Ätzen entfernt.
Im Ausführungbeispiel liegen die die Rückstellfedern 17 bildenden
Zungen in dem sich unmittelbar an den alle Rückstellfedern 17 und
Stegteile 18′ verbindenden Längsstreifen anschließenden Abschnitt
ebenso wie die Stegteile 18′ an der dem Unterteil 1′′ zugekehrten
Seite des Oberteils 1′ an. Der sich an diesen abgestützten Ab
schnitt anschließende Endabschnitt ist gegen den Klappanker 15
hin abgebogen und drückt auf diesen mit der erforderlichen Feder
kraft. Durch diese Ausbildung und Abstützung der Rückstellfedern
17 erhält man man eine definierte Rückstellkraft, wodurch es mög
lich ist, die Betätigungskraft des Elektromagneten 9 auf einem
Minimum zu halten.
Sind beispielsweise an drei der Rohre 2 je ein Druckbehälter,
beispielsweise je eine mit Luft gefüllte Kammer, an das vierte
Rohr eine Druckmeßeinrichtung und an das fünfte Rohr ein Drucker
zeuger angeschlossen, dann kann für jeden Druckbehälter unab
hängig von den anderen Druckbehältern eine Druckmessung sowie ei
ne Druckerhöhung und eine Druckverminderung vorgenommen werden.
Für die Druckmessung werden das dem Druckbehälter zugeordnete
Ventil und das der Druckmeßeinrichtung zugeordnete Ventil gleich
zeitig geöffnet. Für eine Druckerhöhung wird außerdem das dem
Druckerzeuger zugeordnete Ventil, für eine Druckverminderung das
Ventil mit dem freien Rohr 2 geöffnet.
Alle in der vorstehenden Beschreibung erwähnten sowie auch die
nur allein aus der Zeichnung entnehmbaren Merkmale sind als wei
tere Ausgestaltungen Bestandteile der Erfindung, auch wenn sie
nicht besonders hervorgehoben und insbesondere nicht in den An
sprüchen erwähnt sind.
Claims (11)
1. Magnetventilsystem für kleine Überdrücke und kleine
Durchflußmengen eines Fluids, insbesondere Luft, mit wenigstens
einem in eine Kammer mündenden Kanal, einem zum Zwecke des Ver
schließens und Öffnens der Mündungsöffnung des Kanals an diese
andrückbaren beziehungsweise von ihr weg bewegbaren Ventilkörper
und einem die Antriebskraft des dem Ventilkörper zugeordneten
Elektromagneten auf den Ventilkörper übertragenden Betätigungs
glied, dadurch gekennzeichnet, daß
- a) der Elektromagnet (9) die Bauweise der Elektromagneten von Klappanker-Relais aufweist und
- b) das Betätigungglied durch wenigstens einen Teil des Klapp ankers gebildet ist.
2. Magnetventilsystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Ventilkörper (10) unmittelbar an dem als dop
pelarmiger Hebel ausgebildeten Klappanker (15) befestigt ist.
3. Magnetventilsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das in die Kammer (4) mündende Ende des Ka
nals durch einen über die Kammerwandung überstehenden Abschnitt
eines Rohres (2) gebildet ist.
4. Magnetventilsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet durch wenigstens zwei die Kammer (4) be
grenzende und bis auf den Kanal sowie eine Zu- oder Ableitung
dicht verschließenden Teile (1′, 1′′) eines Gehäuses (1), in dem
der Elektromagnet (9) mit seinem Klappanker (15) angeordnet ist.
5. Magnetventilsystem nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, da der eine Teil (1′) des Gehäuses (1) eine zur Kammer
(4) hin offene Vertiefung (7) aufweist, welche den Elektromagne
ten (9) bis auf seine mit dem Klappanker (15) zusammenwirkende
Polstücke (10, 12) aufnimmt und in einem geringen Abstand um
gibt.
6. Magnetventilsystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kanal diejenige Wand des einen Teils (1′)
des Gehäuses (1) durchdringt, welche der dem Elektromagneten (9)
abgekehrten Seite des Klappankers (15) zugewandt ist.
7. Magnetventilsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Kanäle im Abstand ne
beneinander mit zueinander parallelen und in ein und derselben
Ebene liegenden Längsachsen sowie eine gleiche Anzahl von Elek
tromagneten (9) mit je einem Klappanker (15) in entsprechender
Anordnung vorgesehen sind.
8. Magnetventilsystem nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß jeder Elektromagnet (9) in einer separaten Vertie
fung (7) des einen Gehäuseteils (1′′) angeordnet ist.
9. Magnetventilsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß am Klappanker (15) eine als Blattfe
der ausgebildete Rückstellfeder (17) anliegt.
10. Magnetventilsystem nach Anspruch 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Rückstellfeder (17) durch eine Zunge eines Me
tallplättchens (18) gebildet ist, das in der Kammer (4) zwischen
dem Klappanker (15) und der ihm zugewandten Kammerwand liegend
sich von der einen zur gegenüberliegenden Kammerseite erstreckt
und an diesen Kammerseiten festgelegt ist.
11. Magnetventilsystem nach Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß bei wenigstens zwei im Abstand nebeneinander ange
ordneten Magnetventilen (9) mit Klappanker (15) das Metallplätt
chen (18) sich über alle Klappanker (15) hinweg erstreckt und
alle der je eine Rückstellfeder (17) bildenden Zungen in der Er
streckungsrichtung der Klappanker (15) parallel zueinander ver
laufend sowie den zugeordneten Klappanker (15) auf einem Teil von
dessen Länge überdeckend einstückig mit dem Metallplättchen (18)
ausgebildet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863619818 DE3619818A1 (de) | 1986-06-12 | 1986-06-12 | Magnetventilsystem |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863619818 DE3619818A1 (de) | 1986-06-12 | 1986-06-12 | Magnetventilsystem |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3619818A1 true DE3619818A1 (de) | 1987-12-17 |
Family
ID=6302886
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863619818 Withdrawn DE3619818A1 (de) | 1986-06-12 | 1986-06-12 | Magnetventilsystem |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3619818A1 (de) |
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- 1986-06-12 DE DE19863619818 patent/DE3619818A1/de not_active Withdrawn
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Legal Events
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |