[go: up one dir, main page]

DE10222902A1 - Zweiwegeventil - Google Patents

Zweiwegeventil Download PDF

Info

Publication number
DE10222902A1
DE10222902A1 DE2002122902 DE10222902A DE10222902A1 DE 10222902 A1 DE10222902 A1 DE 10222902A1 DE 2002122902 DE2002122902 DE 2002122902 DE 10222902 A DE10222902 A DE 10222902A DE 10222902 A1 DE10222902 A1 DE 10222902A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
valve body
way valve
valve
force
housing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE2002122902
Other languages
English (en)
Other versions
DE10222902B4 (de
Inventor
Jürgen Huber
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Original Assignee
Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH filed Critical Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Priority to DE2002122902 priority Critical patent/DE10222902B4/de
Publication of DE10222902A1 publication Critical patent/DE10222902A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10222902B4 publication Critical patent/DE10222902B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F16K31/0603Multiple-way valves
    • F16K31/0624Lift valves
    • F16K31/0627Lift valves with movable valve member positioned between seats
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F16K31/0603Multiple-way valves
    • F16K31/061Sliding valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F16K31/08Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid using a permanent magnet
    • F16K31/084Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid using a permanent magnet the magnet being used only as a holding element to maintain the valve in a specific position, e.g. check valves

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)

Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Zweiwegeventil (1, 10, 15, 19) mit einem zwei Eingänge und wenigstens einen Ausgang aufweisenden Gehäuse (2) sowie einem den Eingangsdrücken ausgesetzten, zwischen zwei Endstellungen des Zweiwegeventils (1, 10, 15, 19) verschiebbaren Ventilkörper (6, 11, 16, 20), welcher je nach seiner Stellung gleichzeitig jeweils den den höheren Eingangsdruck führenden Eingang mit dem Ausgang verbindet und den anderen Eingang von dem Ausgang trennt, wobei das Zweiwegeventil (1, 10, 15, 19) Mittel zur Rückhaltung des Ventilkörpers (6, 11, 16, 20) in einer der beiden Endstellungen bis zur Überschreitung eines vorgegebenen Differenzdrucks der beiden Eingäge aufweist. DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, dass die Rückhaltung durch die Kraft einer elektromagnetischen Wechselwirkung erfolgt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Zweiwegeventil gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Zweiwegeventile sind bekannt. Eine einfache Ausführungsform eines Zweiwegeventils ist beispielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift 196 38 545 beschreiben. Zweiwegeventile, auch Doppelrückschlagventile genannt, werden für Bremssysteme eingesetzt, bei denen von zwei unabhängigen Bremsdrucksystemen der höhere Druck an einen oder mehrere Bremszylinder durchgeschaltet werden soll. Bisherige Bauarten verwenden in der einfachsten Ausführungsform als Schaltelement einen Ventilkörper in Form eines Kolbens. Das Prinzip besticht durch seine Einfachheit, ist aber störanfällig. Sind die beiden Eingangsdrücke gleich hoch, so kann der Kolben zwischen beiden Endstellungen ungünstiger Weise in einer Zwischenstellung zum Stehen kommen, in der er den Ausgang blockiert. Solange er in dieser Stellung verharrt, ist der Ausgang mit keinem der Eingänge verbunden und der Bremszylinder kann weder be- noch entlüftet werden. Dieses Problem wurde durch verschiedene Aufbauprinzipien gelöst, welche aber die Komplexität und damit die Herstellungskosten deutlich erhöhen. Ein gattungsgemäßes Zweiwegeventil ist in der deutschen Offenlegungsschrift 25 20 889 beschrieben. In diesem zylinderförmigen Ventil liegen sich die beiden Eingänge auf den jeweiligen Stirnseiten gegenüber, während der Ausgang auf der Mantelfläche angeordnet ist. Als Ventilkörper dient eine Kugel, die zwischen den beiden Eingängen beweglich in dem zylinderförmigen Ventil passgenau geführt ist und durch ihren Sitz in einer der beiden Eingangsbohrungen an den Stirnseiten des Ventils den jeweiligen Eingang absperrt. Gegenüber dem Ausgang befindet sich eine Bohrung, durch die eine zweite Kugel teilweise in das Innere des zylinderförmigen Ventils hineinragt. Die zweite Kugel ist durch eine Feder vorgespannt, entgegen deren Kraft sie aus dem Inneren des zylinderförmigen Ventils herausgedrückt werden kann. Die beiden Kugeln und der Innenraum des zylinderförmigen Ventils sind derart dimensioniert, dass die zweite Kugel gerade maximal in den Innenraum hineinragt, wenn die den Ventilkörper bildende Kugel in einer ihrer Endstellungen am Ventilsitz anliegt. Dabei liegen die beiden Kugeln immer aneinander an, wobei die Feder die zweite Kugel gegen die den Ventilkörper bildende Kugel drückt. Die zweite Kugel wirkt dabei als Keil, der die den Ventilkörper bildende Ku gel je nach ihrer Endlage in den entsprechenden Ventilsitz drückt. Erst wenn die Differenz zwischen den Druckkräften der abgesperrten Leitung und der freien Leitung die von der als Keil wirkenden zweiten Kugel hervorgerufenen Rückhaltekraft übersteigt, bewegt sich die den Ventilkörper bildende Kugel aus ihrem Ventilsitz. Die Druckdifferenz zwischen abgeschalteter und zugeschalteter Druckleitung muss also immer einen Schwellwert übersteigen, um von einer Druckleitung auf die andere umzuschalten. Wird die den Ventilkörper bildende Kugel aus ihrem Sitz in Richtung Mitte des zylinderförmigen Ventils gedrückt, wird aufgrund der Winkelbeziehung der Verbindungslinie der Kugelmittelpunkte zu der Zylinderachse des Ventils die axiale Rückhaltekraft auf die den Ventilkörper bildende Kugel immer kleiner und ändert bei der Ventilmitte ihr Vorzeichen und wirkt in Richtung der Bewegung auf den anderen Ventilsitz zu. Die den Ventilkörper bildende Kugel verbleibt in dem anderen Ventilsitz, bis der entsprechende Druckdifferenzschwellwert mit umgekehrten Vorzeichen vorliegt. Ein Kraft-Weg-Diagramm der Schaltzyklen weist damit eine deutliche Hysterese auf.
  • Nachteilig an diesem Zweiwegeventil ist sein sehr aufwendiger Aufbau mit einer großen Teilezahl und einem hohem Bearbeitungsaufwand, der sich in hohen Fertigungskosten niederschlägt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zweiwegeventil zu schaffen, das bei einfachem Aufbau dieselbe Funktionalität bietet.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Das erfindungsgemäße Zweiwegeventil umfasst ein zwei Eingänge und wenigstens einen Ausgang aufweisendes Gehäuse sowie einen den Eingangsdrücken ausgesetzten, zwischen zwei Endstellungen des Zweiwegeventils verschiebbaren Ventilkörper, welcher je nach seiner Stellung gleichzeitig jeweils den den höheren Eingangsdruck führenden Eingang mit dem Ausgang verbindet und den anderen Eingang von dem Ausgang trennt. Dabei weist das Zweiwegeventil Mittel zur Rückhaltung des Ventilkörpers in einer der beiden Endstellungen bis zur Überschreitung eines vorgegebenen Differenzdruckes der beiden Eingänge auf. Die Rückhaltung des Ventilkörpers erfolgt erfindungsgemäß durch die Kraft einer elektromagnetischen Wechselwirkung, die vorzugsweise magnetischer Art ist. Der mechanische Aufbau wird im Vergleich zum Stand der Technik erheblich vereinfacht und die Komponentenvielfalt und der Fertigungsaufwand verringert.
  • Um eine hinreichende Magnetkraft zu erzielen, umfasst der Ventilkörper vorzugsweise ferromagnetisches Material. Von der Paarung Ventilkörper-Gehäuseanschlag, weist vorzugsweise mindestens eine Komponente ein permanentes magnetisches Moment auf. Dies kann beispielsweise der Ventilkörper sein. Der Ventilkörper kann dabei einen Permanentmagneten umfassen oder in seiner Gesamtheit permanent magnetisiert sein. Je nach Anwendungsfall kann die eine oder andere Ausgestaltung vorteilhaft sein. Für Anwendungen, bei denen der Ventilkörper vorteilhaft aus einem Material besteht, das nicht magnetisierbar ist, ist ein eingesetzter Permanentmagnet zu bevorzugen. Kann der Ventilkörper dagegen aus einem magnetisierbaren Werkstoff bestehen, so empfiehlt es sich, den magnetisierbaren Werkstoff bezüglich ihrer magnetischen Eigenschaften derart zu wählen, dass der gesamte Ventilkörper permanent magnetisiert werden kann.
  • Das Gehäuse umfasst vorzugsweise Anschläge aus ferromagnetischem Material.
  • Wenn der Ventilkörper ein permanentes magnetisches Moment besitzt und die Anschläge ein ferromagnetisches Material mit einer Koerzitivkraft im Größenbereich eines Weicheisens aufweisen, ergibt sich eine hinreichend gute Anziehungskraft zwischen dem Dipol des Ventilkörpers und dem induzierten magnetischen Moment der Anschläge. Da die Anschläge kein permanentes magnetisches Moment besitzen, braucht bei der Fertigung des Zweiwegeventils nicht auf die Polarität der Anschläge geachtet werden.
  • Die Anschläge können aber auch ein permanentes magnetisches Moment aufweisen. Wenn sowohl die Anschläge als auch der Ventilkörper ein permanentes magnetisches Moment besitzen, hat die Anziehungskraft eine größere Reichweite. Bei der Fertigung des Zweiwegeventils muss aber auf die richtige Polarität geachtet werden.
  • Die Anschläge können einerseits Permanentmagnete umfassen andererseits können sie in ihrer Gesamtheit permanent magnetisiert sein.
  • Wenn die Anschläge ein permanentes magnetisches Moment besitzen, kann der Ventilkörper aus einem ferromagnetischen Material mit einer Koerzitivkraft im Größenbereich eines Weicheisens bestehen. Die Reichweite der Anziehungskraft eines permanent magnetisierten Dipols auf einen durch ihn induzierten Dipol ist dabei nicht so groß wie bei zwei permanent magnetisierten Dipolen. Dies ist aber kein entscheidender Nachteil, da es in erster Hinsicht auf eine Schwellwertkraft ankommt, die überwunden werden muss, um den Ventilkörper aus seiner ersten Endstellung zu bringen. Ist diese Kraft erst einmal überwunden, soll schnellt der Ventilkörper in seine gegenüberliegende, zweite Endstellung. Den Ventilkörper aus einem Material mit geringer Koerzitivkraft auszugestalten, beinhaltet aber den Voreil, dass bei der Fertigung des Zweiwegeventils nicht auf die richtige Polarität geachtet werden muss. Der Ventilkörper kann als Spritzgussteil ausgeführt sein und muss nicht eigens nachgehandelt werden.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Ventilkörper wenigstens zwei Fühnangsrippen zu seiner Führung im Gehäuse und weist eine Dichtung zum Gehäuse in seinem axial mittleren Bereich auf. Die Führungsrippen des Ventilkörpers verhindern sein Verkippen. Diese Ausgestaltung hat zum Vorzug, dass die Innenwand des Gehäuses nicht derart exakt bearbeitet werden muss wie bei einem zylinderförmigen Ventilkörper, der passgenau sitzen muss. Die mittige Anordnung einer einzigen Dichtung bietet den Vorteil, dass der Ausgang durch die Einzeldichtung nicht vollkommen abgesperrt werden kann, wenn der Ventilkörper ungünstigstenfalls doch einmal genau in der Mitte des Zweiwegeventils stecken bleibt.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Endung ist das Zweiwegeventil derart aufgebaut, dass der Ventilkörper in Lage labilen Kräftegleichgewichts den Ausgang freigibt. Dies ist beispielsweise möglich, wenn sich der Ausgang des Zweiwegeventils außerhalb einer zentralen Mittellage befindet.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform dieses Gedankens ist ein magnetisierbarer Körper derart mit dem Ventilkörper verbunden, dass sein Mittelpunkt gegenüber dem Mittelpunkt des Ventilkörpers verschiebbar ist. In einer Endstellung des Ventilkörpers wird sich der magnetisierbare Körper aufgrund der magnetischen Anziehungskraft bezüglich des Ventilkörpers in Richtung des Anschlags dieser Endstellung bewegen. Damit ist sein Mittelpunkt gegenüber dem Ventilkörper in Richtung des Anschlags verschoben. Wird die magnetische Rückhaltekraft überwunden und schnellt der Ventilkörper in seine gegenüberliegende Endstellung, so bleibt der magnetisierbare Körper bezüglich des Ventilkörpers zunächst in dieser Stellung und verschiebt sich erst bei dem Auftreffen des Ventilkörpers auf den gegenüberliegenden Anschlag in dessen Richtung. Dies bedeutet, dass der magnetisierbare Körper noch außerhalb der Mittellage des labilen Gleichgewichts ist, wenn der Ventilkörper in der Mitte des Zweiwegeventils ist. Kommt der Ventilkörper hier zum Stillstand, würde der magnetisierbare Körper den Ventilkörper wieder zurückziehen. Wenn hingegen sich der magnetisierbare Körper in der labilen Mittellage befindet, ist der Ventilkörper über diese schon hinaus. Eine zentral am Ventilkörper angebrachte Dichtung wäre dann schon jenseits eines mittig angeordneten Ausgangs des Zweiwegeventils und würde diesen nicht blockieren.
  • Eine besonders starke magnetische Kraft auf den Ventilkörper mit kurzer Reichweite ergibt sich, wenn das Gehäuse oder der Ventilkörper ein senkrecht zur Bewegungsrichtung des Ventilkörpers im Gehäuse verlaufendes magnetisches Feld erzeugt. In dieser Orientierung ist der Gradient des Magnetfelds sehr hoch. Die magnetische Kraft ist daher lokal in unmittelbarer Umgebung eines Anschlags sehr hoch. Dies hat zum Vorteil, dass auch bei vergleichsweise schwachen magnetischen Momenten lokal hohe Haltekräfte erzeugt werden können.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die magnetische Anziehungskraft zwischen den Anschlägen und dem Ventilkörper variierbar. Dadurch können unterschiedliche Schwellwerte der Kraft zur Ablösung des Ventilkörper aus einer Endstellung eingestellt werden und damit unterschiedlichen Betriebsbedingungen von Pneumatiksystemen Rechnung getragen werden.
  • Vorzugsweise ist die Rückhaltekraft größer oder gleich der Kraft, die sich aus dem Druckabfall von infolge der Strömung durch das Zweiwegeventil unter Last an der Wirkfläche des Ventilkörpers ergibt. Dadurch wird ein oszillatorisches Schalten zwischen den beiden Eingängen vermieden.
  • Das durch das Zweiwegeventil strömende Medium ist vorzugsweise Druckluft. Druckluft zeichnet sich als unerschöpfliche Resource durch eine einfache Bereitstellung aus.
  • In Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
  • Es zeigen:
  • 1 ein schematisiertes Zweiwegeventil in einem Querschnitt mit einem Ventilkörper an dem linken Endanschlag,
  • 2 das Zweiwegeventil nach 1 mit seinem Ventilkörper in einer Zwischenstellung zwischen linkem und rechtem Endanschlag,
  • 3 das Zweiwegeventil nach 1 mit seinem Ventilkörper an dem rechten Endanschlag,
  • 4 eine hystereseförmige Relation zwischen der Druckdifferenz zweier Ventileingänge und dem Ort des Ventilkörpers,
  • 5 eine schematische Darstellung eines Zweiwegeventils mit einem Ventilkörper mit Führungsrippen und einer mittig angeordneten Dichtung,
  • 6 eine schematische Darstellung eines Zweiwegeventils mit einem Ventilkörper mit einen in seinem Inneren beweglich geführten magnetischen Dipol und
  • 7 eine schematische Darstellung eines Zweiwegeventils mit einem Ventilkörper und einem oder mehreren Dipolen, deren Lage in Richtung der Ventilkörperachse variierbar ist.
  • 8 einen Querschnitt von 7.
  • In den 1 bis 3 ist das erfindungsgemäße Zweiwegeventil 1 dargestellt und seine Wirkungsweise veranschaulicht. In der Mantelfläche eines zylinderförmigen Gehäuses 2 des Zweiwegeventils 1 sind drei Bohrungen 35 angebracht, zwei an den axial äußeren Enden des Gehäuses und eine dritte in der Mitte. Die beiden äußeren Bohrungen 3, 4 sind als Eingänge mit zwei nicht dargestellten, von einander unabhängigen Druckversorgungssystemen verbunden, die mittlere 5 dient als Ausgang zum Be- und Entlüften eines nicht dargestellten Verbrauchers, beispielsweise eines Bremszylinders. In dem Gehäuse 2 des Zweiwegeventils 1 ist ein kolbenförmiger Ventilkörper 6 beweglich geführt. Innerhalb des Ventilkörpers 6 ist ein Dipolmagnet 7 integriert. An beiden axialen inneren Stirnflächen des Gehäuses 2 sind ferromagnetische Anschläge 8, 9 angebracht.
  • In diesen ferromagnetischen Anschlägen 8, 9 wird ein magnetisches Dipolmoment induziert, wenn der Dipolmagnet 7 sich in der Nähe befindet. Dies erzeugt eine anziehende Kraft, die durch das Produkt aus dem induzierten Dipol mal dem Vektorgradienten des erregenden Felds gegeben ist. Der Ventilkörper 6 mit seinem integrierten Dipolmagnet 7 wird schließlich zu seinem näherliegenden Anschlag 8 oder 9 angezogen, wenn keine sonstige Kraft auf ihn einwirkt. In 1 ist der Ventilkörper 6 an seinem linken Anschlag dargestellt. Der Ventilkörper dichtet in dieser Position das über die linke Bohrung 3 angeschlossene Druckversorgungssystem mit dem Druck p1 gegenüber den Ausgang ab. An dem Ausgang liegt daher das über die rechte Bohrung 4 angeschlossene Druckversorgungssystem mit dem Druck p2 an. Fällt der Druck in p2 ab, so dass die durch die Druckdifferenz p1–p2 bewirkte Kraft auf den Ventilkörper 6 größer wird als die Haltekraft durch die magnetische Anziehung zwischen Dipolmagnet 7 und Anschlag 8, so löst sich der Ventilkörper 6 vom Anschlag 8. Da die Anziehungskraft zwischen Ventilkörper 6 und Anschlag 8 mit zunehmenden Abstand immer kleiner wird, schnellt der Ventilkörper 6, wenn er sich erst einmal vom Anschlag 8 gelöst hat, zum gegenüberliegenden Anschlag 9. Eine Zwischenstellung des Ventilkörpers 6 ist in 2 aufgezeigt. In dieser Zwischenstellung blockiert der Ventilkörper 6 die Bohrung 5 des Ausgangs. Da aber die magnetische Kraft zwischen dem Dipolmagnet 7 und dem Anschlag 8 bei diesem Abstand schon vernachlässigbar ist, die Kraft auf den Ventilkörper 6 infolge der Druckdifferenz p1–p2 aber unverändert hoch ist, wird der Ventilkörper 6 in Richtung des rechten Anschlags beschleunigt, so dass die Absperrung des Ausgangs nur sehr kurz andauert. Ist der Ventilkörper erst einmal über die Mittellage zwischen beiden Anschlägen hinausbewegt, so wirkt die Druckkraft und die jetzt vorherrschende Anziehungskraft zwischen dem Dipolmagnet 7 und dem rechten Anschlag 9 in die selbe Richtung und der Ventilkörper wird verstärkt bis zu seiner Anlage an dem rechten Anschlag 9 beschleunigt. In dieser zweiten stabilen Stellung gibt der Ventilkörper die Bohrung 5 des Ausgangs frei. Der Ventilkörper 6 bleibt in dieser zweiten Stellung, bis bei ungekehrter Druckdifferenz die Druckkraft auf den Ventilkörper 6 die Ablösekraft des Dipolmagnets 7 von dem rechten Anschlag 9 übersteigt.
  • Die Relation zwischen der Druckdifferenz p1–p2 zwischen den beiden Ventileingängen und der Ortslage des Ventilkörpers 6 ist in 4 dargestellt. Ausgehend von seiner linken Endlage verbleibt der Ventilkörper 6 bis zum Überschreiten der die Ablösekraft aufbringenden Schwellwertdruckdifferenz an dem linken Anschlag 8, schnellt dann aber unmittelbar zum rechten Anschlag und verbleibt dort, bis eine Schwellwertdruckdifferenz in umgekehrter Richtung am Ventilkörper anliegt.
  • In 5 ist eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführung eines Zweiwegeventils 10 mit einem Ventilkörper 11 mit Führungsrippen 12 und einer mittig angeordneten Dichtung 13 aufgezeigt. Da die mittige Dichtung nur über eine vernachlässigbar kleine axiale Länge an der Innenwand der Ventilgehäuses anliegt, wird zu keiner Zeit der Ausgang völlig abgesperrt, da immer ein Teil der Ausgangsbohrung 14 unüberdeckt bleibt. Der Verbraucher kann somit immer be- und entlüftet werden.
  • In 6 ist eine schematische Darstellung eines Zweiwegeventils 15 mit einem Ventilkörper 16 mit einem in seinem Inneren reibungsarm beweglich geführten magnetischen Dipol 17 aufgezeigt. Der magnetische Dipol 17 im Inneren des Ventilkörpers 16 bleibt in seiner ursprünglichen Endstellung innerhalb des Ventilkörpers 16, bis der Ventilkörper 16 bei seiner Bewegung von einem Anschlag 18 zum anderen auf den letzteren auftrifft. Ist der Ventilkörper 16 in seiner Mittelstellung, befindet sich der Dipol 17 innerhalb des Ventilkörpers 16 immer noch auf der Ausgangsseite und damit noch nicht im labilen Gleichgewicht zwischen beiden Anschlägen. Ist dagegen der Dipol in seiner labilen Mittellage, ist der Ventilkörper 16 schon über die Mittellage hinaus geschnellt und gibt mit seiner Dichtung den Ausgang frei.
  • In 7 und 8 ist eine schematische Darstellung einer weiteren alternativen Ausführungsform eines Zweiwegeventils 19 mit einem Ventilkörper 20 aus ferromagnetischem Material aufgezeigt. Der Ventilkörper 20 weist an seinen beiden Enden jeweils eine Auskragung 21 auf. Auf einer Seite des Ventilgehäuses sind u-förmige magnetische Dipole 22 verschieblich angebracht, welche jeweils auf der Ventilgehäuseseite in ferromagnetische Magnetpole enden. Die magnetischen Feldlinien werden von den Magnetpolen in Richtung des Ventilkörpers 20 geführt. Liegt der Ventilkörper 20 mit einem Ende an einem Anschlag an, so bildet er mit seiner Auskragung 21 an diesem Ende ein magnetisches Joch zwischen den gegenüberliegenden magnetischen Polen an den Seiten des Ventilgehäuses. Der Ventilkörper 20 führt damit mit seiner Auskragung 21 an diesem Ende die magnetischen Feldlinien zwischen den Magnetpolen. Das Ende des Ventilkörpers 20 befindet sich nicht direkt auf der Verbindungslinie zwischen den beiden Magnetpolen 24, 25, sondern leicht versetzt hierzu in einem Bereich eines hohen Vektorgradienten. Dies bewirkt eine hohe Haltekraft, die überwunden werden muss, um den Ventilkörper 20 aus seinem Sitz an diesem Anschlag zu entfernen. Die Lage der u-förmigen magnetischen Dipole ist entlang der Ventilachse einstellbar. Über die eingestellte Lage ist der Vektorgradient und damit die Haltekraft bestimmt. Auf diese Weise lässt sich je nach speziellem Pneumatiksystem eine geeignete Schaltcharakteristik des Zweiwegeventils 19 erreichen.
  • 1
    Zweiwegeventil
    2
    Gehäuse
    3
    Bohrung
    4
    Bohrung
    5
    Bohrung
    6
    Ventilkörper
    7
    Dipolmagnet
    8
    Anschlag
    9
    Anschlag
    10
    Zweiwegeventil
    11
    Ventilkörper
    12
    Führungsrippe
    13
    Dichtung
    14
    Ausgangsbohrung
    15
    Zweiwegeventil
    16
    Ventilkörper
    17
    Dipol
    18
    Anschlag
    19
    Zweiwegeventil
    20
    Ventilkörper
    21
    ferromagnetische Auskragung
    22
    magnetischer Dipol
    23
    ferromagnetisches Joch
    24
    Magnetpole
    25
    Verlauf der Feldlinien

Claims (18)

  1. Zweiwegeventil (1, 10, 15, 19) mit einem zwei Eingänge und wenigstens einen Ausgang aufweisenden Gehäuse (2) sowie einem den Eingangsdrücken ausgesetzten, zwischen zwei Endstellungen des Zweiwegeventils (1, 10, 15, 19) verschiebbaren Ventilkörper (6, 11, 16, 20), welcher je nach seiner Stellung gleichzeitig jeweils den den höheren Eingangsdruck führenden Eingang mit dem Ausgang verbindet und den anderen Eingang von dem Ausgang trennt, wobei das Zweiwegeventil (1, 10, 15, 19) Mittel zur Rückhaltung des Ventilkörpers (6, 11, 16, 20) in einer der beiden Endstellungen bis zur Überschreitung eines vorgegebenen Differenzdrucks der beiden Eingänge aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückhaltung durch die Kraft einer elektromagnetischen Wechselwirkung erfolgt.
  2. Zweiwegeventil (1, 10, 15, 19) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft der elektromagnetischen Wechselwirkung magnetischer Art ist.
  3. Zweiwegeventil (1, 10, 15, 19) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (6, 11, 16, 20) ferromagnetisches Material aufweist.
  4. Zweiwegeventil (1, 10, 15, 19) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (6, 11, 16, 20) ein permanentes magnetisches Moment aufweist.
  5. Zweiwegeventil (1, 10, 15, 19) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (6, 11, 16, 20) einen Permanentmagneten umfasst.
  6. Zweiwegeventil (1, 10, 15, 19) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der gesamte Ventilkörper (6, 11, 16, 20) permanent magnetisiert ist.
  7. Zweiwegeventil (1, 10, 15, 19) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) Anschläge (8, 9, 18) aus ferromagnetischem Material aufweist.
  8. Zweiwegeventil (1, 10, 15, 19) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das ferromagnetische Material der Anschläge (8, 9, 18) eine Koerzitivkraft im Größenbereich eines Weicheisens aufweist.
  9. Zweiwegeventil (1, 10, 15, 19) nach Ansprach 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschläge (8, 9, 18) ein permanentes magnetisches Moment aufweisen.
  10. Zweiwegeventil (1, 10, 15, 19) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschläge (8, 9, 18) Permanentmagnete umfassen.
  11. Zweiwegeventil (1, 10, 15, 19) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamten Anschläge (8, 9, 18) permanent magnetisiert sind.
  12. Zweiwegeventil (1, 10, 15, 19) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das ferromagnetische Material des Ventilkörpers (6, 11, 16, 20) eine Koerzitivkraft im Größenbereich eines Weicheisens aufweist.
  13. Zweiwegeventil (1, 10, 15, 19) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (6, 11, 16, 20) wenigstens zwei Führungsrippen (12) zu seiner Führung im Gehäuse (2) umfasst und eine Dichtung (13) zum Gehäuse (2) in seinem axial mittleren Bereich aufweist.
  14. Zweiwegeventil (1, 10, 15, 19) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es derart aufgebaut ist, dass der Ventilkörper (6, 11, 16, 20) in Lage labilen Kräftegleichgewichts den Ausgang freigibt.
  15. Zweiwegeventil (1, 10, 15, 19) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein magnetisierbarer Körper derart mit dem Ventilkörper (6, 11, 16, 20) verbunden ist, dass sein Mittelpunkt gegenüber dem Mittelpunkt des Ventilkörpers (6, 11, 16, 20) verschiebbar ist.
  16. Zweiwegeventil (1, 10, 15, 19) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) oder der Ventilkörper (6, 11, 16, 20) ein senkrecht zur Bewegungsrichtung des Ventilkörpers (6, 11, 16, 20) im Gehäuse (2) verlaufendes magnetisches Feld erzeugt.
  17. Zweiwegeventil (1, 10, 15, 19) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetische Anziehungskraft zwischen den Anschlägen (8, 9, 18) und dem Ventilkörper (6, 11, 16, 20) variierbar ist.
  18. Zweiwegeventil (1, 10, 15, 19) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückhaltekraft größer oder gleich der Kraft ist, die sich aus dem Druckabfall Δp infolge der Strömung durch das Zweiwegeventil (1, 10, 15, 19) unter Last an der Wirkfläche des Ventilkörpers (6, 11, 16, 20) ergibt.
DE2002122902 2002-05-23 2002-05-23 Zweiwegeventil Expired - Fee Related DE10222902B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2002122902 DE10222902B4 (de) 2002-05-23 2002-05-23 Zweiwegeventil

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2002122902 DE10222902B4 (de) 2002-05-23 2002-05-23 Zweiwegeventil

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10222902A1 true DE10222902A1 (de) 2004-01-15
DE10222902B4 DE10222902B4 (de) 2004-07-15

Family

ID=29723072

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2002122902 Expired - Fee Related DE10222902B4 (de) 2002-05-23 2002-05-23 Zweiwegeventil

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10222902B4 (de)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2520889A (en) * 1949-10-03 1950-08-29 Charles G Paden Apparatus for cleansing eggs in bulk
US3273583A (en) * 1966-09-20 Pressure relief valves
DE2520889A1 (de) * 1974-05-13 1975-12-04 Midland Ross Corp Zweiwegeabsperrventil, insbesondere fuer pneumatische kraftfahrzeugbremsanlagen
DE19638545A1 (de) * 1996-09-20 1998-03-26 Wabco Gmbh Zweiwegeventil

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3273583A (en) * 1966-09-20 Pressure relief valves
US2520889A (en) * 1949-10-03 1950-08-29 Charles G Paden Apparatus for cleansing eggs in bulk
DE2520889A1 (de) * 1974-05-13 1975-12-04 Midland Ross Corp Zweiwegeabsperrventil, insbesondere fuer pneumatische kraftfahrzeugbremsanlagen
DE19638545A1 (de) * 1996-09-20 1998-03-26 Wabco Gmbh Zweiwegeventil

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
H. Linse: Elektrotechnik für Maschinenbauer Teubn- er, Stuttgart, 1992, S.61-62
H. Linse: Elektrotechnik für Maschinenbauer Teubn-er, Stuttgart, 1992, S.61-62 *
N.N.: Elektromagnetismus , DMOZ, Netscape 1998- 2000, in: www.dmoz.org./world/Deutsch/Wissenschaft /Naturwissenschaften/Physik/Elektromagnetismus/des c.html
N.N.: Elektromagnetismus , DMOZ, Netscape 1998- 2000, in: www.dmoz.org./world/Deutsch/Wissenschaft/Naturwissenschaften/Physik/Elektromagnetismus/desc.html *

Also Published As

Publication number Publication date
DE10222902B4 (de) 2004-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69117673T2 (de) Hochgeschwindigkeitsdreiwegeventil für Fluidum unter Druck zum Beispiel Druckluftkranläufe
DE102005035798A1 (de) Elektromagnetventil
EP3239572B1 (de) Vorrichtung zur durchflussregelung eines fluids
DE4012832C2 (de) Magnetventil
DE102016104304A1 (de) Magnetventil
DE202007012652U1 (de) Magnetventil
EP0681128A1 (de) Magnetventil
DE2110596B2 (de) Magnetventil
DE2435256C3 (de) Servogesteuertes Ventil
DE102010060885A1 (de) Motorlager für ein Kraftfahrzeug
EP3409984A1 (de) Kolbenschieberventil
DE202004006156U1 (de) Magnetantrieb für ein Ventil
DE102016109865A1 (de) Elektromagnetische Ventilvorrichtung und System
EP3124840B1 (de) Elektrisch betätigtes ventil
DE102019204839A1 (de) Elektromagnetische Antriebseinrichtung und damit ausgestattetes Proportional-Magnetventil
DE102004017088A1 (de) Ventilvorrichtung
DE102009034790A1 (de) Zylinder mit Endlagendämpfung
DE3202145A1 (de) Mehrwegeventil, insbesondere zur verwendung in dialyse-geraeten
DE4415068A1 (de) Bistabiles Magnetventil
DE2826973A1 (de) Magnetventil
EP4428416A1 (de) Magnetventil
DE10222902B4 (de) Zweiwegeventil
DE102017211257B4 (de) Elektromagnetischer Antrieb und damit ausgestattetes Ventil
DE1168725B (de) Durchgangsmagnetventil mit elektromagnetischer Hilfsventilausloesung
DE4020164A1 (de) Elektromagnetisch betaetigtes ventil

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee