DE2017528A1 - Magnetically operated valve assembly - Google Patents
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Description
PATENTANWÄLTE DR. ING. KARL BOEHMERT . DIPL-ING. ALBERT BOEHMERTPATENT LAWYERS DR. ING. KARL BOEHMERT. DIPL-ING. ALBERT BOEHMERT 28 BREMEN · FELDSTRASSE 24 · TEL. (0421) 491760, 44255128 BREMEN FELDSTRASSE 24 TEL. (0421) 491760, 442551
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PITHET-BOWES, IJiC. ·-**-.. i™ ■«*■ «.»PITHET-BOWES, IJiC. · - ** - .. i ™ ■ «* ■«. »
Name d. Anm.i -Name d. Note i -
ΡΓΡΗΕΥ.-BOVES, 150., Stamford, Staat Connecticut (7.St.A.)ΡΓΡΗΕΥ.-BOVES, 150., Stamford, Connecticut (7th St.A.)
Die Erfindung betrifft ©ine aajpietisch betätigte Ventilanordnung und Inabesondere eine Ventilanordnung, bei der ein beweglicher Ventllkörper durch eine neuartige Anwendung zweier magnetischer Felder zwischen zwei Betriebastellungen bewegbar 1st.The invention relates to © ine aajpietisch operated Valve arrangement and in particular a valve arrangement in which a movable valve body through a novel application of two magnetic fields movable between two operating positions 1st.
Auf vielen technischen Gebieten, wie druckmittelgesteuert en Schaltungen und logischen Systemen, sind IuJT-Zu-Vtntil· für die Steuerung dee Druckaiittela erforderlich, dl· von einfacher uud billiger Bauart sind und auch bei hohen Arbeitsgeschwindigkeitση während langer Zeiträume xuvarläeaig arbeiten. Ein solches Ventil «uß ferner folgend» Slgenschafton aufweisen: ee darf von in das Steuersystem eingedrungenen Verunreinigungen nicht beeinfIuBt werden; •a muß eine Ansprechzeit von etwa ein bis zwei HIlIisaku&den haben; und ea muß bei seiner Betätigung schlagartig arbeiten. Bekannte Ventile dieser ArtIn many technical areas, such as fluid-controlled circuits and logic systems, are IuJT-Zu-Vtntil · for controlling the pressure required, dl · are of simple and inexpensive design and also at high working speedση work extensively for long periods of time. A Such a valve "must also follow" propertyon have: ee must not be influenced by impurities that have entered the control system; • a must have a response time of about one to two holiisaku &den; and ea must in its operation work abruptly. Known valves of this type
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entsprechen aar einar odor mehreren der oben erwähnten Anfordertmgon in zufriedenstellender Weise» Ee gibt: hingegen, wenn überhaupt, nur wenige Vorrichtungen, die all© die vorerwähnten Vorteile aufweisen. Durch die Erfindung soll nun eine Ventilanordnung geschaffen werden, dia allen der oben erwähnten Srford©raisa© gerecht wird.aar einar odor correspond to several of the above Requested mgon in a satisfactory manner »There are: on the other hand, if at all, only a few devices which all © have the aforementioned advantages. The invention is now intended to create a valve arrangement, dia does justice to all of the above mentioned Srford © raisa ©.
Diese Aufgab© wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einer magnetisch betätigten Ventilanordnung, die mit «inera mit einer Ein- und mit einer Auslaßleitung verbundenen Gehäuse versehen ist, ein den Durchfluß von Druckmittel durch Bindentens eine dieser Leitungen steuernder Tentilk^sper; ein erstes magnetisch beeinflu&taa Bofcätigjmgeglied, das normalerweise den Ventilkörper nachgiebig In einer seiner beiden Betrlebsstellixngen hält; und ein zwDlt&e »agnetioch beeinflußtes Bs- This task is achieved according to the invention in that in a magnetically actuated valve arrangement, which is provided with a housing connected to an inlet and an outlet line, a valve valve controlling the flow of pressure medium through one of these lines; a first magnetically influencing actuator which normally resiliently holds the valve body in one of its two operating positions; and a second & e »agnetioch influenced Bs-
voxg^sehen sind; wobei die beiden Be~ r relativ zueinander so einstellbar sind) daß das sägetisch® F@ld des zweiten Betätigungagllo^a die Haltekraft doa ersten Betätigungsglieds überwindet und dadurch den Ventllkörper in eoine sedere Betrleb3»tellung überführt.voxg ^ are seen; where the two Be ~ r so adjustable relative to each other are) that the saw table® F @ ld of the second actuation agllo ^ a the holding force doa first actuator overcomes and thereby the valve body in eoine sedere Relief transferred.
Sine Att/jfüiirungsiora der Erfindung wird im folgenden anhand Aer Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen seigt bsw. Beigen:A description of the invention is given below described using aer drawings. In the drawings seigt bsw. Beige:
Fig. 1 einen Axialuchnitt durch die erfin-AuBgegeBlße VentilanordDung;Fig. 1 shows an axial section through the invention outer walls Valve arrangement;
FIg. 2 »in« JLiialatielcht der Ventilech*ibo; undFIg. 2 "in" JLiialatielcht der Ventilech * ibo; and
Flß. 3River. 3
imd 4 *ch*at*tloche Daretellungen i«r Wirkungsw«i«<e der Vorriohtung.imd 4 * ch * at * tloche representations of the effects the device.
Die la Pig. 1 gezeigte Ventilanordnung hat ein la woaentliohen «jliüiriechös Qehäuso 10 Bit einerThe la pig. 1 valve assembly shown has a la woaentliohen «Jliüiriechös Qehäuso 10 bit one
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arischen Kammer 11, an deren Ende «iaa nittlere Ausnehmung 1-2.angeordnet ist. In die Ausnehmung 12 erstreckt sich eine Einlaßleitung 14- und in die Kaaiser 11 eine Auelaßleitung 13. Beide Leitungen 13 und 14 bestehen aus abgedichtet, die Stirnwand 15 des Gehäuses 10 durchdringenden Rohren. Das innere Ende der in der Hitte des Gehäuses angeordneten Auslaßleitung 13 befindet sich in einer mittleren öffnung 16 eines ringförmigen Bauteils 1?, der in der Kaamor 11 angeordnet ißt und aus Eisen oder anderem magnet!~ sierbaren Hateriel besteht. Innerhalb der Kammer 11 ist ferner ein YentilkÖ2*per 20 vox-gesehen, der aus einer Scheibe 21 boateht, die mit einem axial gerichteten Uffifangsflansch 22 und in ihrer Mitte mit einem en der ßehöibeniaiionseita, befest igt en, federnd, nachgiebigen TTerschlußtöil 23 versehen ist« Der äußere Endebschnitt des Flanschoß 22 weist bei 24- eine bogenförmige Fläche auf, die das seitliche Verschwenken oder Kippen der Ventilscheibe 21, durch das der YerschluBteil 23 in und außor Eingriff mit dem inneren Ende der Auelaßleltung I3 gebracht wird, erleichtert. Die Geheibe 21 stellt ein erstes aiagnetiscb.ee Botätigungßglied dar und ist ein Permanentmagnet oder kann Kit einem Permanentmagneten versehen sein. Dieser Parsanent..iat so magnetisiert, daß die Achse seines aagnetiachen Jeldu Im wesentlichen entlang einer diametralen Linie 25 (Fig. 2) der Scheibe 21 b£w. in einer diese Linie enthaltenden oder einer Im wesentlichen parallel su dieser verlaufenden Ebene verl&uft. Der magnetische Kordpol 1? 1 und der magnetische Südpol S 1 des Felds liegen also an gegenüberliegenden Seiten der Scheibe 21 bzw. Ihres Durch-Aryan chamber 11, at the end of which there is a central recess 1-2. Is arranged. Extends into the recess 12 an inlet line 14- and into the Kaaiser 11 an outlet line 13. Both lines 13 and 14 consist of sealed, the end wall 15 of the housing 10 penetrating tubes. The inner end the outlet line 13 arranged in the middle of the housing is located in a central opening 16 an annular component 1? which is in the Kaamor 11 arranged eats and made of iron or other magnet! ~ manageable Hateriel exists. Inside the chamber 11 is also a YentilkÖ2 * per 20 vox-seen from a disc 21 boateht, which with an axially directed Uffifangsflansch 22 and in their middle with a en the ßehöibeniaiionseita, fastened, resilient, resilient TTerschlußtöil 23 is provided «The outer End section of the flange 22 has at 24- an arcuate one Surface on which the lateral pivoting or tilting of the valve disc 21 through which the YerschluBteil 23 is brought into and out of engagement with the inner end of the Auelaßleltung I3, facilitated. The enclosure 21 represents a first aiagnetiscb.ee Bot actuator and is a permanent magnet or the kit can be provided with a permanent magnet. This Parsanent..iat magnetized so that the axis Essentially along his aagnetiachen Jeldu a diametrical line 25 (Fig. 2) of the disc 21 b £ w. in a line containing this line or in an Im runs essentially parallel to this running plane. The magnetic cord pole 1? 1 and the magnetic South pole S 1 of the field are therefore on opposite sides Sides of the pane 21 or its diameter
Im normalen Betriebszustand der Ventllajaord~ spannt das megnetische Feld άβ^ Öcheifeo 21 inIn the normal operating condition of the Ventllajaord ~ spans the megnetic field άβ ^ Öcheifeo 21 in
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Verbindung mit dem ferromagnetische:!! ringförmigen Bauteil 17 den Ventilkörper 20 ständig mcgnetiech in Richtung auf den Bauteil 1? vor, und hält den Ventilkörper in Anlage an diesem Bauteil. Dadurch befindet sich auch der Verschlußteil 25 in dichtender Anlage am inneren Ende der Auslaßleitung 13 (Fig. 1). In dieser Betriebsstellung ist also eine Druckmittel-Strömung durch die Leitungen 13 und 14 unterbrochen.Connection with the ferromagnetic: !! annular Component 17 constantly mcgnetiech in the valve body 20 Direction towards component 1? before, and holds the valve body in contact with this component. This is located the closure part 25 is also in sealing contact with the inner end of the outlet line 13 (FIG. 1). In In this operating position, a pressure medium flow through the lines 13 and 14 is interrupted.
Die Kammer 11 ist nach außen mittels einer napfför™ migen Abdeckung 26 abgedichtet, die in das dem Bauteil 17 gegenüberliegende offene Ende 'der Kammer eingepreßt. 1st und durch Reibung gehalten wird. Nach dem Einsetzen der Abdeckung könnon also keine Verunreinigungen in die Kammer 11 eintreten. Das innere Ende 27 der Abdeckung 26 hält, wie dargestellt, den Bauteil I7 in seiner Stellung. An ihrer innenliegenden Fläche ist die Abdeckung mit einem vorstehenden mittleren Stift 31 versehen, der in eine etwas größere mittlere Öffnung 32 der Scheibe 21 hineinragt. Durch diese Stift- und Öffnungsanordnung 31, 52 wird der Ventilkörpor 20 in einer im wesentlichen koaxial mit der Auslaßleitung 15 liegenden Stellung gehalten, ohne daß aber dadurch ein seitliches Verschwenken der Ventilscheibe unterbunden wird.The chamber 11 is outwardly by means of a cupför ™ Migen cover 26 sealed, which is pressed into the component 17 opposite open end 'of the chamber. 1st and held by friction. After this When the cover is inserted, no contaminants can enter the chamber 11. The inner end 27 the cover 26 holds, as shown, the component I7 in its position. On its inner surface is the cover is provided with a projecting central pin 31 which protrudes into a somewhat larger central opening 32 of the disc 21. Through this pen- and orifice assembly 31, 52 becomes the valve body 20 held in a position substantially coaxial with the outlet conduit 15, but without thereby lateral pivoting of the valve disc is prevented.
Di· Wittol zum Verschwenken de* Ventilkörpers 20 bestehen aua einem «weiten magnetischen Betätigungeglied in Form eines an einem Kolben 36 befestigten Permanentmagneten 35· Der Kolben 36 kann sich axial in einem Gehäuseteil 37 bewegen, das - wie durch die gestrichelten Linien 40, 41 angedeutet - mit dem Gehäuse 2Q verbunden ist* Der Magnet hat voraugsweise quadratischen Querschnitt und seine QuerschnlttsflBche 1stThe Wittol for pivoting the valve body 20 consist of a wide magnetic actuating member in the form of a permanent magnet 35 attached to a piston 36. The piston 36 can move axially in a housing part 37 which - as indicated by the dashed lines 40, 41 - with the housing 2Q is connected * The magnet has a square cross-section and its cross-sectional area is 1
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im wesentlichen gleich der ihm gegenüberliegenden Fläche der Ventilscheibe 21. Der Xclben 36.igt normalerweise durch eine Feder 42 in eine äußere Stellung vorgespannt, in der ein an ihm angeordneter Seegerring 43 an der innenliegenden Fläche des Gehäuseteile 37 anliegt.essentially the same as the one opposite it Surface of the valve disk 21. The Xclben 36. usually by a spring 42 in an outer Prestressed position in which a Seeger ring 43 rests against the inner surface of the housing part 37.
Der Kolben 36 kann durch eine äußere Kraft entgegen der Kraft der Feder 42 nach innen bewegt werden, so daß der magnetische Pol am Inneren Ende 44 des Magneten 35 in eine der Scheibe 21 relativ nahe liegende Stellung gelangt. Venn der Kolben wieder· freigegeben wird, wird er und der Hagnet 35 durch die Feder 42 in seine in Fig. 1 gezeigte, normale äußere Stellung zurückgeführt, in der das Ende 44 des Magneten relativ weit von der Vent11scheibe 21 entfernt ist. Die innere und die äußere Betriebeetellung des Magneten sind so gewählt, daß in der äußeren Stellung des Magneten die magnetischen Felder der beiden magnetischen Betätigungflglieder nicht wirksam aufeinander einwirken, während in der inneren Stellung des Magneten 35 die beiden Magnetfelder sich gegenseitig wirksam beeinflußen.The piston 36 can be moved inward by an external force against the force of the spring 42, see above that the magnetic pole at the inner end 44 of the magnet 35 in one of the disc 21 relatively close Position. When the piston is released again, it and the magnet 35 are released by the spring 42 returned to its normal outer position shown in FIG. 1, in which the end 44 of the magnet is relatively far away from the valve disk 21. the inner and outer operating position of the magnet are chosen so that the magnetic fields of the two magnetic fields in the outer position of the magnet Actuating flaps do not interact effectively with each other while in the inner position of the magnet 35 the two magnetic fields influence each other effectively.
Zum leichteren Verständnis sei angenommen, daß der in Flg. 1 oben liegende Teil der Ventilscheibe 21 der magnetische Nordpol H 1 und ihr diesem Teil diametral gegenüberliegender unterer Teil der magnetlache Südpol S 1 sei; und ferner, daß das in Flg. 1 links liegende Ende des Magneten 35 dessen magnetischen lordpol H 2 und das recht· Ende de« Magneten dessen magnetischen Südpol S 2 bilde. Venn sich der Magnet 35 in seiner äußeren Stellung befindet, können sich die magnetischen Felder der beiden magnetischen Vorrichtungen nicht in wirksamer Velee beelnflußen, soFor ease of understanding it is assumed that the in fl. 1 part of the valve disk 21 located above the magnetic north pole H 1 and its lower part of the magnet area, which is diametrically opposite this part South pole S 1; and further that the in Flg. 1 left end of the magnet 35 its magnetic lord pole H 2 and the right end of the magnet whose magnetic south pole S 2 forms. Venn the magnet 35 is in its outer position, can the magnetic fields of the two magnetic devices do not flow effectively, so
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daß die Scheibe 21 in nachgiebiger Anlage am ferromagnetischen Bauteil 1? gehalten wird und kein Druckmittel von der Einlaßleitung 14 in die Auslaßleitung 13 strömen kann. Wenn ,jedoch der Magnet 35 seine innere Stellung einnimmt, dann wird sein magnetisches Feld mit dem der Scheibe 21 so zusammenwirken, daß auf das obere Ende der Scheibe auf Grund der dann nahe aneinanderliegenden Nordpole 91 und N2 ein· abstoßende Kraft einwirkt, während der Südpol S 1 der Scheibe durch den Hbrdpol N 2 des Magneten angesogen wird. Diese beiden abstoßenden und anziehenden Kräfte bilden ein Drehmomentenpaar, das den Ventilkörper 20, in Fig. 1 gesehen, im wesentlichen entgegengesetzt zur Uhrzeigerrichtung zu drehen sucht. Da dieses Drehmoment wesentlich größer als die magnetische Vorspannung ist, die normalerweise den Ventilkörper 20 in seiner in 31g. 1 gezeigten Stellung hält, wird sich öle Scheibe 21 au3 ihrer Schließoder "Zu"-Stellung in ihre geöffnete oder "Auf"-Stellung verschwenken, wie dies schomatlsch in Flg. und 4 gezeigt ist. Dieses Verschwenken geht sehr rasch und schlagartig vor sich. Der Drehpunkt diese? Bewegung liegt entlang der gebogenen Flache 24 am oberen Teil des Flansches 22, wenn diese Fläche in Anlage an die ihr benachbarte Oberfläche des ringförmigen ferromagnetlschen Bauteils 17 kommt. Dabei verschwenkt sich das untere Ende der Scheibe 21 von dem Bauteil 17 weg- Sie Stift- und Öffnungsanordnung 31 j 32 läßt diese Schwenkbewegung des Ventilkörpers 20 cu, verhindert aber, daß sich die Ventilscheibe in einem ins Gewicht fallenden Ausmaß radial zur Achse der Kammer 11 bewegt. Solange der Hagnet 35 in seiner inneren Stellung verbleibt, wird der Ventilkörper 20 seine geöffnete Stellung einnehmen, so daß Druckmittel zwischen den Leitungen 14 und 13that the disk 21 is in resilient contact with the ferromagnetic component 1? is held and no Pressure medium can flow from the inlet line 14 into the outlet line 13. If so, the magnet 35 assumes its inner position, then its magnetic field will interact with that of the disc 21 so that on the upper end of the disc due the then closely adjacent north poles 91 and N2 a repulsive force acts, while the south pole S 1 of the disk through the Hbrdpol N 2 of the magnet is sucked in. These two repulsive and attractive forces form a pair of torques which seeks to rotate the valve body 20, as seen in FIG. 1, essentially counterclockwise. Since this torque is much greater than the magnetic preload that normally the valve body 20 in its in 31g. 1 position shown holds, oil disk 21 will pivot from its closed or "closed" position into its open or "open" position, as shown in FIG. and 4 is shown. This pivoting takes place very quickly and suddenly. The fulcrum this? Movement is along the curved surface 24 on upper part of the flange 22 when this surface comes into contact with the surface of the annular ferromagnetic component 17 adjacent to it. Included the lower end of the disc 21 pivots from the component 17 away - you pin and opening arrangement 31 j 32 allows this pivoting movement of the valve body 20 cu, but prevents the valve disc from moving radially to the Axis of the chamber 11 moves. As long as the magnet 35 remains in its inner position, the valve body 20 will assume its open position, see above that pressure medium between the lines 14 and 13
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strömen kann. Wenn die DruckmittelStrömung zwischen diesen Leitungen unterbrochen werden soll, läßt man den Magneten 355 wieder in seine äußere Stellung gelangen, in dor so gut wie keine wirksame gegenseitige Beeinflussung der beiden magnetischen Felder vor» handen ist. Das magnetische PeId der Scheibe 21 wird dann Im Zusammenwirken mit dea ringförmigen "ferromagnetischen Bauteil 1? die Scheibe in ihre in Fig. 1 geseigte normale Schließstellisng zurückführen. Diese im Uhrzeigersinn erfolgende Bewegung vollzieht eich schlagartig.can flow. When the pressure medium flow between If these lines are to be interrupted, the magnet 355 is allowed to return to its outer position, in which there is almost no effective mutual influence of the two magnetic fields. hand is. The magnetic level of the disc 21 is Then, in cooperation with the ring-shaped "ferromagnetic component 1?" Return 1 sloped normal closing position. This clockwise movement takes place calibration abruptly.
Aus den vorstehenden Ausführungen ist ersichtlich, daß, solang· die beiden magnetischen Felder nicht wirksam aufeinander einwirken, die Vent 11 scheibe in ihrer Schließstellung verbleiben wird; sobald sich jedoch die beiden Felder gegenseitig in wirksamer Waise beelnflußen» wird die normale, den Ventilkörper 20 in seiner, Stellung haltende Kraft überwunden, so daß di· Ventlleoheib· schlagartig ihre geöffnete Stellung «1aalMt. Anschließend wird, wenn sich die beiden magnetischen Voider wieder ausreichend weit voneinander weg bewegt haben, der Ventilkörper schlagartig sein· normal· Schließstellung einnehmen. Diese schlagartig· n8ohnapp"-Vlr1ning führt su einem sehr schnellen Schließen und Offnen und wirkt sich äußerst günstig auf dl· SteuergeschwlndigkeJ t, das genaue. Arbeiten und die Wirtschaftlichkeit des su steuernden Systeme aus. Es wurde bei «ine? AuafUhrungsform der erfindungtgeidUSen Vorrichtung gefunden, daß die Vorrichtung b«i einer Ansprechzeit von ein bis swei Millisekunden suvorlfisslg und frei von Verunreinigungen Über lange Zeltrium· arbeitet. EIa weiterer Vorteil ist, daß der Hub dein Steuermagneten *5 sehr &u?s sein kg&nn.From the above it can be seen that as long as the two magnetic fields do not interact effectively, the valve disc will remain in its closed position; However, as soon as the two fields flow mutually in an effective orphan "the normal force holding the valve body 20 in its position is overcome, so that the valve body suddenly moves into its open position." Then, when the two magnetic voids have moved sufficiently far away from each other again, the valve body will suddenly assume its normal closed position. This abruptly · n 8ohnapp "-Vlr1ning su leads a very fast closing and opening and has an extremely favorable effect on dl · SteuergeschwlndigkeJ t, which precise. Work and the economy of the su-controlling systems. It was ine at?" AuafUhrungsform the erfindungtgeidUSen device found that the device works with a response time of one to two milliseconds and is free of contamination for a long time. Another advantage is that the stroke of your control magnet * 5 is very low.
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Es ist ersichtlich, daß auch der ringförmige Bauteil 17 als magnetisch wirksasss Bßtätigungsgliöd dienen und die dann des Anker bildende Scheibe 21 aus Eisen oder anderem magnetlsierbaren Hat«rial bestehen kann; in diese» Pail ist der Bauteil 1? in der gleichen Wei&e magnetisiert, wie dies unter Bezugnahme auf Fig. 2 für die Scheibe 21 beschrieben wurde.It can be seen that the ring-shaped component 17 also serves as a magnetically effective actuating element and the disk 21 which then forms the armature can consist of iron or other magnetizable material; in this »Pail is component 1? magnetized in the same Wei & e, as described with reference to Fig. 2 for the disk 21.
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| DE10360434A1 (en) * | 2003-12-22 | 2005-07-21 | Samson Ag | Arrangement, position sensor, device for regulating, driving and method for detecting the position of a drivable component |
| US7057369B2 (en) | 2003-12-22 | 2006-06-06 | Samson Aktiengesellschaft | System and device for regulating the position of a drivable component and drive therefor |
| DE10360434B4 (en) * | 2003-12-22 | 2006-12-07 | Samson Ag | Arrangement, position sensor, device for regulating, driving and method for detecting the position of a drivable component |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2043437A5 (en) | 1971-02-12 |
| US3625473A (en) | 1971-12-07 |
| GB1280574A (en) | 1972-07-05 |
| JPS4923924B1 (en) | 1974-06-19 |
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