DE2059169A1

DE2059169A1 - Magnetventil

Info

Publication number: DE2059169A1
Application number: DE19702059169
Authority: DE
Inventors: Otello Baldi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-12-02
Filing date: 1970-12-02
Publication date: 1972-06-15

Description

. £ ZIMÖEN 7 Stuttgarts

T.ltlon 246522

Bankkonto; Girokasse Stuttgart Nr. 2 9Θ3 228 Postscheck: Stutfa«rt 43333

19. Nov. 1970 PA 324

Aniaelaerin: Firma

Herion-Werke KG 7012 FeITbach Stuttgarter Str. 120

M a g'η e tventil

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schaltmagneten, insbesondere Magnetventil mit einem verschiebbar gelagerten Magnetanker in einem Führungsrohr, d. h. einem sogenannten Magnetanker-Führungsrohr mit auf einem Teil seiner Länge verringerten oder unterbrochenen magnetischen Fluß, sowie einer FeItL-schlußstellung zwischen inkerstirnfläche und einem oberen Abschluß des Führungsrohres.

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Bei solchen Magnetausbildungen ist die Verringerung bzw. die Unterbrechung des magnetischen Flusses in dem Magnetführungsrohr dadurch erreicht, daß ein zusätzlicher, nicht magnetischer'Rohrteil zwischengelötet wird. Es ist auch weiterhin bekannt, bei derartigen Magnetführungsrohren den Magnetfluß lediglich dadurch zu verringern, daß das Magnetführungsrohr außen oder innen in Umfangsrichtung verlaufende Ausnehmungen aufweist, die evtl„ nachträglich mit einem nicht magnetischen werkstoff aufgefüllt werden. Hier wird lediglich eine Schwächung des Magnetflusses bewirkt, die in einer Reihe von Fällen ausreicht.

Der Aufbau und die Herstellung solcher Magnetankerführungsrohre sind kompliziert und erfordern eine Anzahl zusätzlicher Bearbeitungsvorgange, die nach der Erfindung vermieden werden sollen.

Dies wird dadurch erreicht, daß das Führungsrohr und der für den Magnetfeldrückschluß vorgesehene Einsatz ein einstückiges Bauteil bilden und daß das Führungsrohr innerhalb einer gewünschten Länge bzw. Zone aus einem aushärtbaren ferritischen Eisenmetall, vorzugsweise einem rostfreien und entsprechend legierten Stahl besteht, und daß die Strecken bzw. Zonen, die nicht magnetisch sein sollen, durch Umwandlung des ferritisehen

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Materialgefüges in den austenitischen Zustand durch Aushärtung erfolgt. Die Aushärtung wird dadurch bewirkt, daß das Materi al bis zur Liquidus -Linie vorzugsweise induktiv erhitzt und anschließend entsprechend abgeschreckt wird.

Auf diese V/eise wird die Festigkeit und Druckdichte des Führungsrohres verbessert, was insbesondere bei Ventilen, deren Führungsrohr unmittelbar dem Mediumdruck ausgesetzt sind, günstige Auswirkungen hat. Die Wanddicke des Führungsrohres kann wesentlich verringert werden, weil keine Befestigungsstellen, z. B. Lötstellen zwischen dem Führungsrohr und dem als Deckel ausgebildeten Einsatz berücksichtigt werden müssen. Hinzu kommt eine Verringerung des magnetischen Widerstandes für den Durchgang der Magnetlinien, infolge des Wegfalls der Trennsteile zwischen dem Führungarohr und dem Deckel, was eine Steigerung des Wirkungsgrades des Ventils bedeutet.

Es ist auch möglich, daß anstelle von Wärmeeinwirkung zur Umwandlung des-ferrit ischen G-efügezustandes in den austenitischen Zustand auch Kälteeinwirkung zum Ziel führt.

Im einzelnen kann die Anordnung so getroffen sein, 20982 5/0307 _₄_

daß der Querschnitt des als Deckel ausgebildeten Einsatzes des Führungsrohres mittels außen und/oder innen auf denselben auflegbarer Scheiben oder Ringe aus magnetisch leitendem Werkstoff veränderbar ist. Damit ist es möglich, den Durchflußquerschnitt für die magnetischen Feldlinien zu vergrößern, d. h. die Magnetkräfte den Ventilverhältnissen anzupassen.

Ferner kann eine größere Anzugskraft des Magnetankers dadurch erreicht werden, daß die dem Jinker zugekehrte Fläche des als Deckel ausgebildeten Einsatzes eine kegelstumpfförmige Erhöhung aufweist, die mit einer in Form und Größe entsprechenden Vertiefung im inker zusammenwirkt oder umgekehrt.

Die Erhöhung am Deckel kann auch als Einzelteil ausgebildet sein, das in das Führungsrohr vorzugsweise klemmend eingesetzt wird.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß durch die Einstückigkeit von Rohr und Deckel sowie durch die mögliche QuerSchnittsveränderung des Deckels mittels auflegbarer Scheiben in Verbindung mit der Umwandlung der entsprechenden Eisen-Metall-Legierung aus dem ferritischen in den austenitischen Gefügezustand sehr genau begrenzte nicht-magnetische Zonen entstehen

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und daß der magnetische Feldaufbau derartiger Umschaltventile wesentlich verbessert wird, ohne einen zusätzlichen Bauaufwand. Das Magnetankerführungsrohr einschließlich eines Magnetrückschlußdeckels besteht praktisch einheitlich aus einem durchgehenden Material, . es sind keinerlei Lötungen oder sonstige Verbindungen für die nicht magnetischen Zonenabschnitte und den Deckel erforderlich und der Zeitaufwand für die Herstellung derartiger Rohre geht wesentlich zurück. Selbst für hohe Innendrücke bei solchen Magnetventilen, die ja in der Regel dem Mediumdurchfluß unmittelbar ausgesetzt sind, sind diese Magnetankerführungsrohre ohne weiteres gewachsen.

Wie im einzelnen die Erfindung ausführbar ist, zeigen mit den für sie wesentlichen Teilen die Ausführungsbeispiele in der Zeichnung, und zwar in

E¹Ig. 1 einen Schnitt eines Magnetventiles und Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Magnetventils in Textdarstellung.

In dem Ventilgehäuse 1 befindet sich in an sich bekannter v/eise das Verschlußstück 2 und auf das Ventilgehäuse wird das Magnetanker-Pührungsrohr 3 befestigt, beispielsweise durch einen Aufschraubvorgang. In dem Magnetanker-i'ührungsrohr ist axial verschiebbar der

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Magnetanker 4 angeordnet, dessen obere Stirnfläche 5 mit einem Deckel 6 · des Magnetanker-Fiihrungsrohrs 3 bei eingeschalteter Magnetwicklung 7 in Verbindung mit dem Eisenrückschluß 8 die IFeldschlußstellung bildet.

Um einen magnetischen Kurzschluß zu vermeiden, ist das Magnet anker-lMihrungs rohr im Bereich des Einsatzes magnetisch unterbrochen und nach dem Ausführungsbeispiel wird die obere Rohrstrecke 9 nicht magnetisch ausgebildet, und zwar in der Weise, daß das aus einem aushärtbaren und nicht rostenden Bisenmetall, und zwar einer entsprechenden magnetisierbaren Stahllegierung bestehende Magnetankerführungsrohr 3 in diesem oberen Bereich 9 aus dem ferritischen in den austenitischen Zustand übergeführt wird, und zwar in bekannter Weise durch einen Aushärtungsvorgang, indem dieser obere Eohrteil vorzugsweise durch nicht dargestellte induktive Erwärmung bis in den Bereich der "liquidus-Linie" etwa bis zu 1.100° Celsius und anschließende Abschreckung seinen austenitischen Endzustand erreicht.

Auf diese Weise ist mit relativ einfachen Mitteln eine magnetische Unterbrechung des Magnetanker-Führungsrohres sichergestellt, ohne daß zusätzliche Lötungen und sonstige Verbindungsmittel erforderlich werden.

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Man hat es in einfacher Weise in der Hand, die Länge bzw. auch örtlich begrenzbare Zonen des Magnetanker-Führungsrohres beliebig auszuwählen, ohne daß irgendein Mehraufwand dabei erforderlich wird.

Das Führungsrohr 3 ist mittels einem Deckel 6' abgeschlossen, der mit dem Führungsrohr 3 ein einstückiges Bauteil bildet. Dieser Deckel 6' bildet mit der ihm zugekehrten Stirnfläche 5 des Ankers 4 bei eingeschalteter Magnetwieklung 7 in Verbindung mit dem Eisenrückschluß 8 die Feldschlußstellung.

Im. Bereich unterhalb des Deckels 6' ist die nicht magnetische Rohrstrecke 9 "vorgesehen, deren Funktion und Herstellung bereits beschrieben worden sind.

z.B. mittels eines Einsatzes 12 mit Der Deckel 6¹ ist auf seiner Innenfläche/xa einer

kegelstumpfförmigen Erhöhung 10 ausgebildet (siehe Fig. 2), die mit einer Vertiefung 11 gleicher Form und " Größe im Anker 4 zusammenwirkt, während in nichterregtem Zustand zwischen der Erhöhung 10 und der Vertiefung 11 der Luftspalt gebildet wird. Durch eine solche Ausbildung wird eine größere Anzugskraft auf den Anker 4 ausgeübt.

Zur Vergrößerung des magnetischen Querschnittes 209825/0307 _ ₈ _

des Deckels 6' können Scheiben oder Ringe 12, wie sie in der Fig. 2 mit gestrichelten Linien angedeutet sind, außen und/oder innen auf den Deckel aufgelegt werden. Die Scheiben oder Ringe 12 können so befestigt werden, daß sie zum einen mit der Führungsrohrinnenwand verklemmt oder verstemmt werden und zum anderen außen mittels einer Schraube gehalten werden.

Ist im Deckel 6' ein weiterer Schlauchanschluß vorgesehen, so können die Ringe 12 auch mittels des AnschlußStutzens am Deckel 6^f befestigt werden.

Wichtig ist es, daß durch diese Maßnahmen ein einteiliges durchgehendes Magnetführungsrohr mit einstückigem oberen Abschluß erreichbar ist, ohne daß irgendwelche zusätzlichen Befestigungsprobleme od. dgl. noch zu berücksichtigen sind, für die Steuerung des magnetischen Widerstandes, d. h. für die Unterbrechung bzw. Verringerung des Magnetdurchganges.

Bs ist selbstverständlich, daß die Erfindung auch anwendbar ist, wenn die Umwandlung von Teilen bzw. bestimmten Zonen des Magnetführungsrohres in den austenitischen bzw. vom austenitischen in den ferritischen Zustand auch durch anwendung von Kälte erfolgt und daß in einer Weiterbildung auch noch eine zusätzliche

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Oberflächenhärtung durch entsprechende Härtemittel, ■beispielsweise Fitride, Verwendung finden kann, wobei die Innen- und/öder üußenoberflache des "betreffenden Rohrteiles "bzw. der betreffenden Zone mit einer zusätzlichen Härtesehicht versehen werden kann, um ggf. die sich dadurch bildenden Eigenspannungszustände für Festigkeitsproblenie derartiger Magnetführungshülsen auszunutzen. Dies kann besonders dann wichtig sein, Wenn derartige I'ührungsrohre dem Mediumdruek unmittelbar ausgesetzt sind und eine bestimmte Wandstärke nicht überschreiten sollen. Es ist dann ein relativ dünnwandiger Jtafbau möglich, der sich bisher auf ©rund der Unterteilung der Magnetführungsrohre nicht durchführen ließ, da lötungen und ähnliche Baumaßnahmen für die Unterbrechung bzw. Verringerung des magnetischen Flusses eine bestimmte Wandstärke der Magnetf ührungsrohre zwingend vorgesehrieben haben. Man kann jetzt die Wandstärken derartiger Magnetführungsrohre erheblich unterschreiten.

Es ist somit bei derartigen Führungsrohren eine Art Baukastensystem realisierbar, indem ein Standaniausführungsrohr ZoB* ohne Kegel zugrunde gelegt wird· Mit wenigen. Handgriffen ist es möglich, daa Rohr, in weitere Ausfün* rungsf ormen durch Einlegen der geeigneten Scheiben umzu- ?/andeln·

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Claims

Patent-lug. - 10 - Stuttgart TeL»*22 Herion-Werke Pl 324 Patentansprüche

1.J Elektrischer Schaltmagnet, insbesondere Magnetventil mit einem in einem Führungsrohr verschiebbar gelagerten Magnetanker, und mit einem auf der Länge des Führungirr ohr es verringerten oder unterbrochenen magnetischen Flusses sowie einer Feldschlußstellung zwischen Ankerstirnflache und einem Einsatz im Führungsrohr, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsrohr (3) und der für den Magnetfeldrückschluß vorgesehene Einsatz (6) ein einstückiges Bauteil bilden, und daß für die Unterbrechung bzw. Verringerung des magnetischen Flusses des Führungsrohres innerhalb einer bestimmten Länge bzw» Zone das Rohr aus einem aushärtbaren, ferri-Mschen Eisenmetall besteht, und daß die Zone bzw« nicht magnetische Strecke durch Umwandlung des ferritischen Materialzustandes in den austenitischen Zustand durch Aushärtung erfolgt (Erwärmung bis zur "Liquidus-Linie" und Abschreckung) oder umgekehrt.

2. Magnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dam Anker (4) zugekehrte Fläche des als Deckel (6¹) ausgebildeten Einsatzes eine kegelstumpfförmige Erhöhung

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(10) aufweist, die mit einer in Form und Größe entsprechenden Vertiefung (11) im Imker (4) zusammenwirkt oder umgekehrt.

3· Magnetventil nach den .Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Querschnitt des als Deckel (6¹) ausgebildeten Einsatzes mittels außen und/oder innen auf denselben auflegbarer Seheiben (12) oder Ringe aus magnetisch leitendem Werkstoff veränderbar ist.

4. Magnetventil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung (10) als Einzelteil ausgebildet und in das Führungsrohr (3) einsetzbar und in. diesem gegebenenfalls klemmend gehalten ist.

5. Magnetventil, insbesondere nach Jtaspruch l_r dadurch gekennzeichnet, dass die parzielle magnetische Unterbrechung, d»fe· die ferritischaustenitische Umwandlung oder umgekehrt durch Kälteeinwirkung erfolgt»

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