DE2541033C2

DE2541033C2 - Valve control magnet with ball armature

Info

Publication number: DE2541033C2
Application number: DE19752541033
Authority: DE
Inventors: Rudolf 4970 Bad Oeynhausen Walloschke
Original assignee: FR Buschjost GmbH and Co KG
Current assignee: IMI Norgren Buschjost GmbH and Co KG
Priority date: 1975-09-15
Filing date: 1975-09-15
Publication date: 1982-12-30
Also published as: DE2541033A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Ventilsteuermagneten mit Kugelanker, dessen Erregerwicklung einen Polschuh aus magnetischem Werkstoff aufnimmt, der zum Durchfluß des Strömungsmittels eine Längsbohrung besitzt, in die an einem Ende eine Buchse aus nicht magnetisierbarem Material eingesetzt ist, die den Ventilsitz einer bei magnetischer Anziehung als Verschlußteil dienenden ferromagnetischen Kugel sowie einen die Bewegung dieser Kugel begrenzenden Anschlag bildet, um in deren Schließstellung einen zum Remanenzabbau erforderlichen Mindest-Luftspalt aufrechtzuerhalten.The invention relates to a valve control magnet with a ball armature, the excitation winding of which has a pole piece made of magnetic material, which has a longitudinal bore for the flow of the fluid has, into which a bushing made of non-magnetizable material is inserted at one end, which forms the valve seat a ferromagnetic ball serving as a closure part in the case of magnetic attraction and a die Movement of this ball-limiting stop forms in order to reduce remanence in its closed position required minimum air gap to be maintained.

Dieser zwischen dem Polschuh und der den Anker darstellenden ferromagnetischen Kugel einen Abstand herstellende magnetische Luftspalt soll ein Kleben der Kugel am Ventilsitz nach Abschalten des Erregerstromes infolge von Remanenz verhindern und auf diese Weise einwandfreie Steuerbewegungen des Ventiles gewährleisten. Hierzu muß er einesteils im Hinblick auf den erforderlichen Remanenzabbau groß genug sein, während es andererseits wünschenswert ist, ihn zur Erzielung eines günstigen Wirkungsgrades der Erregerwicklung so vertretbar klein und gleichmäßig wie möglich zu halten. Da sich derartige Luftspalte erfahrungsgemäß in der Größenordnung von 0,1 bis 0,5 mm mit einer Toleranz von kleiner als ± 0,1 mm bewegen, wird bei den bisher üblichen Bauarten von der Fertigung eine beträchtliche Genauigkeit mit Nachmeßvorgängen verlangt.This a distance between the pole piece and the ferromagnetic ball representing the armature The aim of the magnetic air gap is to cause the ball to stick to the valve seat after the excitation current has been switched off prevent due to remanence and in this way flawless control movements of the valve guarantee. For this purpose, it must be large enough, on the one hand, with regard to the required reduction in remanence, while on the other hand it is desirable to use it in order to obtain a favorable efficiency of the excitation winding to be kept as small and even as possible. Since experience has shown that such air gaps will move on the order of 0.1-0.5mm with a tolerance of less than ± 0.1mm In the case of the previously common types of manufacture, considerable accuracy with remeasuring processes required.

Aus der US-PS 23 66 412 ist es bekannt, die in das Bohrungsende des Polschuhs eingesetzte Buchse aus nicht magnetisierbarem Material mit einem der Stirnfläche des Polschuhs aufsitzenden Bund zu versehen, damit die zugleich als Anker und Verschlußteil wirkende ferromagnetische Kugel im vom Polschuh angezogenen Zustand stets denselben Abstand zu diesem aufweist Als Nachteil ergibt sich jedoch die überaus schwierige Herstellung von Buchsen so kleiner Abmessungen, deren Bund stets dieselbe Breite haben muß, wenn der magnetische Luftspalt zwischen Polschuh und Kugel immer gleich groß sein soll.From US-PS 23 66 412 it is known from the socket inserted into the bore end of the pole piece to provide non-magnetizable material with a collar resting on the end face of the pole piece, thus the ferromagnetic ball, which acts at the same time as armature and closure part, in the pole piece attracted State always has the same distance to it. However, the disadvantage is that it is extremely difficult Manufacture of sockets so small dimensions, the collar must always have the same width when the magnetic air gap between pole piece and ball should always be the same.

Weiterhin ist durch die DE-PS 10 01 073 ein elektromagnetisch betätigtes Ventil bekannt geworden, bei dem das magnetische Kleben des Kugelankers dadurch vermieden wird, daß der der Kugeloberfläche angepaßte nichtmagnetische Ventilsitz um ein sehr kleines Maß über die gleichfalls kugelig ausgearbeitete Stirnfläche des durchbohrten Magnetkerns hinausragt Eine solche Anordnung ist fertigungstechnisch kaum zu verwirklichen, wenn von dem zwischen der auf den Ventilsitz gepreßten Kugel und dem Magnetkern einzuhaltenden Luftspalt gleichbleibende Maßgenauigkeit gefordert wird.Furthermore, an electromagnetically operated valve has become known from DE-PS 10 01 073, at which the magnetic sticking of the ball anchor is avoided by the fact that the ball surface is adapted non-magnetic valve seat by a very small amount over the also spherical end face of the pierced magnet core protrudes Such an arrangement can hardly be realized in terms of production technology, if to be observed between the ball pressed onto the valve seat and the magnetic core Air gap constant dimensional accuracy is required.

Die von der zuvor genannten DE-PS 10 01 073 ausgehende Konstruktion der DE-PS 15 00 223 sieht in der Längsbohrung des Magnetkerns eine den Ventilsitz bildende nichtmagnetische Buchse vor, die über die konische Endfläche des Magnetkerns so weit hinausstehen soll, daß sich zwischen ihr und der Kugel ein Luftspalt ergibt, wenn die Kugel auf der Buchse aufsitzt Die Größe des Luftspaltes und seine Maßgenauigkeit werden also wiederum vom Überstand der Buchse bestimmt, der sich bei der Fertigung jedoch ebenfalls nur sehr schwer einhalten läßt und einer ständigen Kontrollebedarf. The construction of DE-PS 15 00 223 starting from the aforementioned DE-PS 10 01 073 sees in the Longitudinal bore of the magnet core before a valve seat forming non-magnetic bushing, which over the conical The end face of the magnetic core should protrude so far that there is an air gap between it and the ball results when the ball rests on the socket. The size of the air gap and its dimensional accuracy are so again determined by the protrusion of the socket, which is also only very difficult to adhere to and a constant need for control.

Eine ähnliche Möglichkeit zur Herstellung eines dem Remanenzabbau dienenden Mindest-Luftspaltes durch eine die Bewegung des Kugelankers begrenzende Anschlagbuchse ist ferner in der DE-OS 20 03 799 gezeigt Auf Grund der offenbar erkannten fertigungstechnischen Probleme schlagen aber beide Druckschriften gleichzeitig vor, die Kugel mit einem Überzug aus nichtmagn Mischern Stoff zu versehen, der durch seine Stärke den magnetischen Luftspalt hervorrufen soll. Doch auch eine derartige, mittels Elektrolyse auf die Kugel aufzubringende nichtmagnetische Schicht würde in der Praxis erhebliche Kosten verursachen und wäre daher nach wirtschaftlichen Gesichtspunkten nicht vertretbar. A similar possibility for producing a minimum air gap serving to reduce remanence a stop bushing limiting the movement of the ball armature is also shown in DE-OS 20 03 799 However, because of the production-related problems that have apparently been recognized, both publications beat at the same time to provide the ball with a coating of non-magnetic mixer material, which through its Strength should cause the magnetic air gap. But also such, by means of electrolysis on the Non-magnetic layer to be applied with balls would in practice and would be very expensive therefore not justifiable from an economic point of view.

In Anbetracht des erläuterten Standes der Technik hat es sich die Erfindung zur Aufgabe gemacht, einen Ventilsteuermagneten mit Kugelanker der eingangs bezeichneten Gattung zu schaffen, bei dem es gelingt, den magnetischen Luftspalt im Hinblick auf einen ausreichenden Remanenzabbau stets groß genug zu halten, ihn dabei dennoch so vertretbar klein wie möglich zu machen, um keine Magnetkraft zu verlieren, und dieses Ziel durch einen wenig Aufwand erfordernden, nur geringe Maßabweichungen ergebenden Fertigungsvorgang zu verwirklichen.In view of the explained prior art, the invention has set itself the task of providing a To create valve control solenoids with ball armatures of the type mentioned at the beginning, in which it is possible to always keep the magnetic air gap large enough with regard to a sufficient reduction in remanence, Nevertheless, to make it as small as possible, so as not to lose any magnetic force, and this The aim is a manufacturing process that requires little effort and results in only minor dimensional deviations to realize.

Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht in überraschend einfacher Weise darin, daß die den Ventilsitz der als Verschlußteil dienenden ferromagnetischen Kugel bildende Buchse aus nicht magnetisierbarem Material nach ihrem Einsetzen in den Polschuh mit dessen Stirnseite spanabhebend bearbeitet istThe solution to the problem is in a surprisingly simple manner that the valve seat of the A ferromagnetic ball-forming socket made of non-magnetizable material and serving as a closure part is machined after its insertion into the pole piece with its end face

Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird erreicht, daß der zwischen dem Kugelanker und dem PoI-schuh genau einzuhaltende magnetische Luftspalt lediglich von der Wandstärke der aus nicht magnetisierbarem Material bestehenden Buchse beeinflußt wird. Diese ist jedoch bei den heutigen Fertigungsmethoden ohnehin nur sehr geringen Schwankungen unterworfen, so daß sich das ausschließlich davon abhängige Luftspaltmaß kaum noch verändern kann. Andere Fertigungsvorgänge, wie das Ablängen der Buchse vom Rohrmaterial sowie ihr Einsetzen in den Polschuh haben dagegen keinerlei Einfluß mehr auf das Luftspaltmaß, womit alle fertigungstechnischen Schwierigkeiten und Nachmeßvorgänge entfallen. Insofern läßt sich die Herstellung der erfindungsgemäßen Ventilsteuermagneten auf Grund geringer BearbeitungskostenWith the embodiment according to the invention it is achieved that the between the ball anchor and the PoI shoe Magnetic air gap to be precisely maintained only depends on the wall thickness of the non-magnetizable air gap Material existing socket is affected. However, this is with today's manufacturing methods anyway subject to only very slight fluctuations, so that the air gap dimension that is exclusively dependent on it can hardly change. Other manufacturing operations, such as cutting the bushing from the Pipe material and its insertion into the pole piece, on the other hand, no longer have any influence on the size of the air gap, which eliminates all manufacturing difficulties and remeasuring processes. In this respect, lets the production of the valve control magnets according to the invention due to low processing costs

außerordentlich preisgünstig gestalten, was vor allem bei Massenartikeln dieser Art von großer Bedeutung istMake extremely inexpensive, which is especially important for mass-produced items of this type is

Ein Ausführungsbeispiel des Anmeldungsgegenstandes wird an Hand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigenAn embodiment of the subject of the application is described with reference to the drawing. In this demonstrate

Fig. 1 die Schnittdarstellung eines die Erfindungsmerkmale aufweisenden Ventilsteuermagneten undFig. 1 is a sectional view of the features of the invention having valve control solenoids and

F i g. 2 den vergrößerten Ausschnitt A aus F i g. 1.F i g. 2 shows the enlarged section A from FIG. 1.

Der abgebildete Ventilsteuermagnet setzt sich aus einer Erregerwicklung 1, einem sie umgebenden Magnetkörper ?. sowie einem innerhalb der Erregerwicklung 1 befindlichen Polschuh 3 aus magnetischem Werkstoff zusammen. Der Polschuh 3 ist zum Durchfluß des Strömungsmittels mit einer Längsbohrung 4 versehen, die an ihrem Ende eine Buchse 5 aufnimmt Diese Buchse 5 bildet den Ventilsitz einer stirnseitig vor dem Polschuh 3 angeordneten ferromagnetischen Kugel 6, die ihn bei magnetischer Anziehung verschließt und sicn bei stromloser Erregerwicklung 1 an einen außerhalb des Magnetkörpers 2 vorgesehenen weiteren Ventilsitz 7 anlegtThe valve control magnet shown consists of an excitation winding 1, a magnetic body surrounding it ? and a pole piece 3 made of magnetic material and located within the field winding 1. The pole piece 3 is provided with a longitudinal bore 4 for the flow of fluid, which receives a socket 5 at its end 1 applies to a further valve seat 7 provided outside of the magnet body 2

Die in das Ende der Längsbohrung 4 des Polschuhs 3 eingesetzte Buchse 5 hat neben ihr-ür Wirkung als Ventilsitz die Aufgabe, ein magnetisches Kleben der Kugel 6 bei stromloser Erregerwicklung 1 iniolge von remanentem Magnetismus zu verhindern. Zu diesem Zweck ist sie aus nicht magnetisierbarer Material hergestellt wodu„Oh sich entsprechend F i g. 2 zwischen dem Polschuh 3 und der Oberfläche der Kugel 6 ein magnetischer Luftspalt 8 bildet Damit dieser stets dasselbe Maß hat, ist es erforderlich, daß die Buchis 5 stirnseitig immer mit der Stirnfläche 9 des Polschuhes 3 genau fluchtet, ohne ihre Lage verändern zu können. Dieses Ziel wird nach der Erfindung fertigungstechnisch am einfachsten dadurch erreicht, daß die Buchse 5 nach ihrem Einsetzen in den Polschuh 3 mit dessen Stirnfläche 9 spanabhebend, z. B. durch Abdrehen, plan bearbeitet ist Hierdurch hängt das Maß des magnetischen Luftspaltes 8 lediglich von der Wandstärke der Buchse 5 ab, die sich vom Fertigungsvorgang her nur in sehr kleinen, unter der Toleranzgrenze des Luftspaltes 8 liegenden Toleranzen bewegtThe bushing 5 inserted into the end of the longitudinal bore 4 of the pole piece 3 also acts as a valve seat the task of a magnetic gluing of the ball 6 with currentless exciter winding 1 iniolge of remanent To prevent magnetism. For this purpose it is made of non-magnetizable material wodu "Oh yourself according to F i g. 2 between the pole piece 3 and the surface of the ball 6 forms a magnetic air gap 8 so that it always has the same dimension has, it is necessary that the Buchis 5 face always exactly aligned with the end face 9 of the pole piece 3 without being able to change their position. This The aim is achieved according to the invention in terms of production technology in the simplest way that the socket 5 after their insertion into the pole piece 3 with its end face 9 cutting, z. B. machined flat by turning As a result, the size of the magnetic air gap 8 depends only on the wall thickness of the socket 5, which from the manufacturing process are only very small, below the tolerance limit of the air gap 8 Tolerances moved

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claim:

Valve control magnet with ball armature, the field winding of which has a magnetic pole piece Receives material, which has a longitudinal bore for the flow of the fluid, into which on one end of a sleeve made of non-magnetizable material is used, which is the valve seat at magnetic attraction serving as a closure part ferromagnetic ball and a movement this ball-limiting stop forms in order to reduce remanence in its closed position required minimum air gap to be maintained, characterized in that the socket (5) that forms the valve seat of the ferromagnetic ball (6) serving as a closure part made of non-magnetizable material after its insertion into the pole piece (3) with its end face (9) is machined flat