DE2264688C3 - Proportional-Magnetventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Proportional-Magnetventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Solche Proportional-Magnetventile werden z. B. bei Gasverbrennungs-Regeleinrichtungen zur Steuerung der Gaszufuhr in Abhängigkeit von ermittelten Maßwerten verwendet.

Ein derartiges Proportional-Magnetventil ist aus der DE-OS 16 50 574 bekannt.

Nach der DE-OS 16 50 574 wird der Anker durch parallele Blattfedern geführt. Diese ringscheibenförmigen Blattfedern sind mit einem Ende an dem Gehäuse und mit dem anderen Ende an dem Anker angebracht, so daß sie den Anker über eine kurze Strecke führen können. Nachteilig ist bei dem bekannten Magnetventil, daß die Blattfedern in Bewegungsrichtung des Ankers nur eine geringe Steifigkeit haben; es wird deshalb eine gesonderte Schraubenfeder benötigt, um den Anker bei nicht erregtem Magnet nach unten zu drücken und damit das Ventil zu schließen.

Außerdem wird der Anker offensichtlich nur über eine relativ kurze Strecke verschoben, da bei einer größeren Auslenkung die Blattfedern nicht mehr senkrecht zu ihrer Fläche verformt werden, sondern einer Zugkraft in Richtung ihrer Fläche unterworfen werden. In dieser Richtung ist jedoch die Elastizität der Blattfedern äußerst gering, so daß von einer »Führung« keine Rede mehr sein kann.

Aus dem DE-GM 19 49 006 ist ein Magnetventil bekannt, das in etwa dem Magnetventil nach der DE-OS 16 50 574, also etwa der Gattung des Anmeldungsgegenstandes entspricht. Dabei sind Lager- oder Federscheiben vorgesehen, die den kreiszylindrischen Magnetanker frei abstützen und damit axial verschiebbar so lagern, daß er das Gehäuse nicht berühren kann.

Diese Federscheiben können senkrecht zu ihrer Fläche ausgelenkt werden, wodurch eine gewisse Führung des Ankers in seiner Längsrichtung möglich ist.

In radialer Richtung geben diese Federscheiben kaum nach. Bei einer starken Auslenkung des Magnetankers werden die Federscheibe nur noch auf Zug beansprucht, so daß ihre Elastizität nicht mehr ausgenutzt werden kann.

Aus der DE-AS 12 73 945 ist ein Magnetventil bekannt, bei dem die definierte Lage des Jochs gegenüber dem Kern durch eine Haltefeder gewährleistet ist, die zwischen dem Gehäuse und dem Joch eingesetzt ist. Diese Haltefeder dient jedoch nur dazu, das Joch in eine bestimmte Lage vorzuspannen, sie erfüllt keine Funktion in bezug auf die Führung dieses

Jochs.

Aus dem DE-GM 18 18 907 ist es bekannt, bei einem Ventil eine Tellerfeder mittels einer Hohlschraube einzustellen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Proportional-Magnetventil der angegebenen Gattung zu schaffen, das bei konstruktiv einfachem Aufbau eine relativ große Auslenkung des Ankers ermöglicht

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die ίο Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen insbesondere darauf, daß sich aufgrund der Anlenkung der gabelförmig ausgebildeten Endbereiche der Blattfedem an den Anker eine Art kardanische Aufhängung ergibt, wodurch diese Endbereiche der Federn und dementsprechend der Anker über eine relativ große Strecke ausgelenkt werden können. Außerdem ist die seitliche Verschiebung der Endbereiche der gabelförmigen Blattfedern äußerst gering, so daß der Anker sehr exakt geführt werden kann und beispielsweise sicher vermieden wird, daß er in Berührung mit der Spule kommt. Und schließlich läßt sich diese Aufhängung auch äußerst einfach fertigen, da der Herstellungsaufwand für die gabelförmig ausgebildeten Federn etwa mit dem Aufwand vergleichbar ist, wie er für die ringscheibenförmigen Blattfedern mit den nierenförmigen, einander überlappenden Schlitzen nach dem DE-GM 19 49 006 getrieben werden muß.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist in Anspruch 2 beansprucht.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Proportional-Magnetventil,

F i g. 2 eine perspektivische Ansicht einer Tauchkern-Halterung,

Fig.3 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Ankerhalterung,

F i g. 4 einen Schnitt längs Linie V-V von F i g. 3,

Fig.5 eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Ankerhalterung und

F i g. 6 einen Schnitt längs Linie VII-VII von F i g. 5.
Der Aufbau eines Proportional-Magnetventils 8 ist in Fig. 1 dargestellt. Ein eine Spule 9 tragender Spulenkörper 10 ist zwischen einem oberen und unteren Joch

11 und Ha mit dazwischenliegenden Abstandsstücken

12 und 12a angeordnet. Trag- oder Halteteile 13 und 13a so stehen von den Jochen 11 bzw. lla weg, wie besonders gut in F i g. 2 zu erkennen ist. Ein Anker (Tauchanker) 14 mit einem Fortsatz 15, der aus nichtmagnetischem Material hergestellt ist und einen Durchmesser besitzt, der kleiner als der des Ankers 14 ist, ist verschiebbar in eine Bohrung des Spulenkörpers 10 eingebracht. Der Spulenkörper 10 und seine zugeordneten Bauteile sind alle von einem Gehäuse 16 umschlossen. Der Grundoder Basisteil einer gabelförmig ausgebildeten Blattfeder 17 ist fest an dem von dem Joch 11 wegstehenden Tragteil 13 angebracht; die Schenkelenden der gabelförmig ausgebildeten Blattfeder 17 sind schwenkbar mittels Achsen 14a am oberen Teil des Ankers 14 angelenkt. Die Schenkelenden einer gabelförmig ausgebildeten Blattfeder 17a sind ebenfalls schwenkbar an dem Fortsatz 15 des Ankers 14 mittels Achsen 14/?angelenkt; das Grundteil der Blattfeder 17a ist an dem freien Ende einer Einstellplatte 18 befestigt, deren anderes Ende fest an dem von dem unteren Joch lla wegstehenden

Halteteil 13a angebracht ist. Der Anker 14 wird daher von den beiden oberen und unleren gabelförmig ausgebildeten Blattfedern 17 und 17a derart gehalten, daß die Reibung zwischen dem Anker 14 und dem Spulenkörper 10 verhindert werden kann; die Kräfte der Blattfedern 17 und 17a werden als Verzögerungskräfte verwendet, die auf den Anker 14 einwirken, wenn die Spule 9 erregt wird.

Die Einstellplatte 18 ist vorgesehen, um die Federkraft der Blattfeder 17a einzustellen, insbesondere kann esi;e Einstellschraube 19 am freien Ende der Einstellplatte 18 gelöst oder angezogen werden, um dadurch das freie Ende der Einstellplatte 18 auf das Joch 11 a zu oder von diesem weg zu bewegen; hierdurch wird die Anfangsdurchbiegung der Blattfeder 17a und damit is ihre Rückstellkraft geändert. Die Federkraft-Einstellplatte 18 dient dazu, die Einflüsse unterschiedlicher Beschaffenheit der Blattfedern 17 und 17a infolge von Maßfehlern, sowie andere Faktoren der Blattfedern 17 und 17a und der Spule 9 auszugleichen, die die gleichmäßige oder ruhige Bewegung des Ankers nachteilig beeinflussen.

Eine Trennscheibe oder Abdeckung 20 deckt die obere öffnung des Gehäuses 16 ab; der obere Teil des Ankers 14, der sich durch die Mittenbohrung der Trennscheibe 20 erstreckt, ist mittels einer Membran 21 abgedichtet Ein Verbindungsteil 22 weist Anschlüsse 23 und 24 zum Anschluß der Gasleitung 6 auf; in einem Durchlaß 25 zwischen den Anschlüssen 23 und 24 ist ein Ventilsitz 26 ausgebildet, auf welchem ein Verschlußstück 27 aufsitzt, das an dem oberen Ende des Ankers 14 befestigt ist Eine Abdichtung 28 ist zwischen der Abdeckung 20 und dem Verbindungsteil 22 angeordnet. Leitungen 29 erstrecken sich von der Spule 9 durch das Gehäuse 16.

Fließt der von einem Meßglied abgegebene Maximalstrom durch die Spule 9 des Proportional-Magnetventils 8, so wird der Anker 14 (in F i g. 1 nach unten) über die Maximalstrecke entgegen den Blattfedern 17 und 17a bewegt bis die den Anker 14 verschiebene Kraft im Gleichgewicht mit den Kräften der Blattfedern 17 und 17a in der Weise ist, daß das Verschlußstück 27 vom Ventilsitz 26 abgehoben wird. Infolgedessen kann die maximale Menge des Mediums durch das Proportional-Magnetventil 8 strömen.

Die wesentlichen mechanischen Bauteile des Proportional-Magnetventils 8 sind die den Anker 14 haltenden oder tragenden Einrichtungen, die daher im folgenden im Detail beschrieben werden sollen. Die als Halteeinrichtungen dienenden Blattfedern 17 und 17a halten den Anker 14 so, daß letzterer nicht in Berührung mit dem Spulenkörper 10 kommt Es tritt daher keine Reibung zwischen dem Anker 14 und dem Spulenkern 10 auf. Weiterhin kann die feine und empfindliche Einstellung des Abstandes zwischen dem Ventilsitz 26 und dem Verschlußstück 27 auf einfache, aber sehr zuverlässige Weise durchgeführt werden. Da die Rückstellkraft an dem Anker 14 mittels der Blattfedern 17 und 17a angelegt werden kann, wird keine weitere Feder oder etwas ähnliches benötigt Die vorderen Enden der eo gabelförmig ausgebildeten R'üUfedern 17 und 17a folgen nicht nur der Axialverschiebung des Ankers 14, sondern auch dessen Seitenverschiebung. Je länger die Blattfedern 17 und 17a sind, um so geringer wird die Seitenverschiebung, so daß die Abstandsänderung zwischen dem Spulenkörper 10 und dem Anker 14 auf ein Minimum zurückgeführt werden kann. Folglich kann auch eine gleichmäßige Magnetkraftverteilung derart erreicht werden, daß der Anker 14 zuverlässiger und genauer verschoben werden kann.

Wenn aber die Längen der Blattfedern 17 und 17a zu groß werden, wird das Magnetventil 8 unvermeidlich ziemlich groß. In den Fi g. 3 und 4 ist eine der in F i g. 2 dargestellten Blattfedern 17 ähnliche, gabelförmig ausgebildete Blattfeder 33 verwendet Der Anker 14 ist zwischen den Schenkeln 33a und 336 der Blattfeder 33 angeordnet; eine Achse 34 erstreckt sich zwischen den Schenkelenden 33a und 336. Der Anker 14 besteht aus einem oberen und einem unteren Teil; der Wurzelteil oder das eine Ende eines Armes 36 ist zwischen dem oberen und unteren Teil des Ankers 14 angeordnet und fest an dem unteren Teil mittels einer Schraube 35 angebracht, wie in Fig.4 dargestellt ist. Das vordere Ende des Arms 36 ist um die Achse 34 schwenkbar angeordnet. Der Anker 14 ist damit mittelbar mittels der Blattfeder 33 an den Schenkelenden 33a und 336 gehalten. Gegenüber der in F i g. 2 dargestellten Blattfeder 17, die den Anker 14 am freien Ende der Schenkel hält, ist der Anker 14 zwischen den Schenkeln 33a und 336 der gabelförmig ausgebildeten Blattfeder 33 so angeordnet, daß die Blattfedern verlängert werden können, ohne daß das Magnetventil 8 größer wird. Wenn die Blattfeder 33 zum Halten des Ankers 14 verwendet wird, kann dessen Seitenverschiebung weiterhin sehr gering gehalten werden, da die Abweichung der Achse des Ankers 14 von der der Mittenbohrung des Spulenkörpers 10 ein Minimum sein kann.

Anhand der F i g. 5 und 6 wird noch eine weitere, den Anker haltende Einrichtung beschrieben. Bei dieser Ausführungsform ist als erste Blattfeder eine rechtekkige, rahmenförmige Blattfeder 37 verwendet, der Anker 14 erstreckt sich durch die öffnung der Blattfeder 37, wie in F i g. 5 dargestellt ist. Als zweite Blattfeder ist eiae gabelförmig ausgebildete Blattfeder 38 vorgesehen, die von einer Seite der Blattfeder 37 wegsteht; die freien Enden der Schenkel der gabelförmig ausgebildeten Blattfeder 38 sind an dem Anker 14 mittels von diesem abstehender Achsen 39 schwenkbar angeordnet. Die andere Seite, die der Seite gegenüberliegt, von der aus die gabelförmig ausgebildete Blattfeder 38 verläuft, ist so fest an dem Halteteil angebracht, daß die Blattfeder

37 in der durch den Pfeil a in F i g. 6 angegebenen Richtung schwingt, wenn sich der Anker 14 in vertikaler Richtung bewegt; die gabelförmig ausgebildete Blattfeder 38 schwingt in der durch den Pfeil 6 angegebenen Richtung. Mit anderen Worten: Die Blattfedern 37 und

38 schwingen in entgegengesetzten Richtungen, so daß die seitliche Verschiebung der Blattfeder 38 durch die seitliche Verschiebung der Blattfeder 37 aufgehoben werden kann. Der Anker 14 kann daher in vertikaler Richtung koaxial zu der Mittenbohrung des Spulenkörpers 10 verschoben werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Proportional-Magnetventil mit einer Spule, einem Anker und mit als Führung für den Anker dienenden Blattfedern, die mit einem Ende fest an einem stationären Teil und mit dem anderen Ende an dem Anker angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfedern (17, 17a; 33, 33a; 37) gabelförmig ausgebildet sind und mit ihren Schenkelenden an einer gemeinsamen, starr mit dem Anker (14,15) verbundenen Achse (14a, 146; 34; 39) angelenkt sind.

2. Proportional-Regelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (18,19) zum Einstellen der Rückstellkraft vorgesehen sind.