DE3841474A1

DE3841474A1 - Valve for the timed dispensing of liquid to gel-like medium

Info

Publication number: DE3841474A1
Application number: DE19883841474
Authority: DE
Inventors: Fritz Karnatz; Anton Dipl Ing Krista
Original assignee: Macon Klebstoff-Auftragsgeraete 4006 Erkrath De GmbH; Macon Klebstoff Auftragsg GmbH
Current assignee: Macon Klebetechnik GmbH
Priority date: 1988-12-09
Filing date: 1988-12-09
Publication date: 1990-06-13

Abstract

The electromagnetically operated valve (100) has an armature (20) which is prevented from coming into direct contact with the end face (23) of the opposite pole piece (18) by a spacer sleeve (25) composed of non-magnetisable material. This reduces the effect of the sticking of the armature (20) at relatively high working frequencies. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil der dem Ober begriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art.The invention relates to a valve of the waiter Concept of claim 1 corresponding art.

Ein solches Ventil ist aus der DE-PS 16 52 298 bekannt. Ein Anwendungsgebiet derartiger Ventile ist der Auftrag von Leimspuren auf an dem Ventil vorbeilaufende Sub strate aus Papier, Vlies oder dergleichen. Die Leimspuren müssen an einer ganz bestimmten Stelle der Substrate in einer ganz bestimmten Länge aufgebracht werden.Such a valve is known from DE-PS 16 52 298. One application of such valves is the order from traces of glue to sub passing the valve strate of paper, fleece or the like. The glue traces have to be at a very specific point in the substrates a certain length can be applied.

Die Tendenz geht dahin, die Arbeitsgeschwindigkeit bei solchen Leimauftragsanlagen ständig zu erhöhen. Es wurde jedoch gefunden, daß hierbei Probleme auftreten, insofern bei verschiedenen Arbeitsgeschwindigkeiten und dementsprechend verschiedenen Frequenzen der Ventilbe tätigung die Länge der Leimspuren über den Bereich ver schiedener Bahngeschwindigkeiten nicht konstant blieb.The trend is going, the speed of work to constantly increase in such glue application systems. It however, it has been found that problems arise in so far at different working speeds and accordingly different frequencies of the Ventilbe the length of the glue traces over the area ver different web speeds did not remain constant.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte Ventil dahingehend auszugestalten, daß die Länge der Leim spuren bei allen in Betracht kommenden Arbeitsgeschwin digkeiten konstant bleibt.The invention has for its object the known Valve in such a way that the length of the glue traces at all possible working speeds remains constant.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 wiederge gebene Erfindung gelöst.This object is achieved by the in claim 1 existing invention solved.

Es wurde nämlich gefunden, daß ein Grund für die Ver änderung der Länge von Leimspuren das sogenannte "Kleben" des Ankers an dem Polstück in der Spule ist. Wenn der Strom abgeschaltet wird, dauert es durch das Kleben eine gewisse Zeit, bis die Feder den Anker mit dem Ventilglied wieder auf den Ventilsitz zurückgedrückt und dadurch den Leimstrom unterbrochen hat. Während das Öffnen des Ventils und damit die Lage der Leimspur relativ präzise bestimm bar sind, kommt durch das Kleben eine Unsicherheit in die Ventilbewegung hinein. Das Kleben tritt bei unmittel barer Anlage der Stirnseite des Ankers an der Stirnseite des Polstücks auf, wenn also die höchste Anziehungskraft vorliegt. Die Magnetisierung fällt beim Abfallen des Stroms ab, doch kann es durch winzige Unterschiede der Lage der beiden Stirnseiten zueinander in einem gewissen Bereich unterschiedlich lange dauern, bis die Anziehungskraft so weit abgefallen ist, daß die Feder den Anker gegen den Ventilsitz in Bewegung setzen kann.It was found that a reason for the Ver change the length of glue traces the so-called "gluing" of the armature on the pole piece in the coil. If the When power is turned off, it takes one by gluing one certain time until the spring anchors with the valve member pressed back onto the valve seat and thereby the Glue flow has interrupted. While opening the valve and thus determine the position of the glue track relatively precisely are insecure due to the gluing the valve movement into it. The sticking occurs immediately Able the face of the anchor on the face of the pole piece, if so the highest attraction is present. The magnetization drops when the current drops but it can be caused by tiny differences in the location of the both end faces to each other in a certain area take different lengths of time to become attractive has dropped so far that the spring against the anchor can set the valve seat in motion.

Durch die erfindungsgemäße Einhaltung eines geringen Abstandes kommt es nicht zu einer unmittelbaren Anlage der Stirnseiten gegeneinander und wird der Effekt des Klebens vermieden. Es zeigt sich, daß auf diese Weise eine viel präzisere Schließung des Ventils beim Abschalten des Stroms erzielbar ist.By maintaining a low level according to the invention Distance there is no direct investment of the end faces against each other and the effect of Avoiding sticking. It turns out that this way a much more precise closing of the valve when switching off of the current is achievable.

Ein bei den praktisch vorkommenden Ventilgrößen zweck mäßiger Abstand liegt im Bereich von 0,01 bis 0,5 mm (An spruch 2).A purpose with the practically occurring valve sizes moderate distance is in the range of 0.01 to 0.5 mm (An saying 2).

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Abstand durch eine über eine Stirnseite vorstehende Abstandsbüchse aus nicht magnetisierbarem Material er zeugt (Anspruch 3).In the preferred embodiment of the invention the distance by a protruding over a face Spacer sleeve made of non-magnetizable material testifies (claim 3).

Die Abstandsbüchse aus nicht magnetisierbarem Material verhindert auch noch das Kleben im Bereich der Abstands büchse selbst.The spacer sleeve made of non-magnetizable material also prevents sticking in the area of the spacing rifle itself.

Etwas weniger wirksame, aber einfachere Ausführungs formen sehen lediglich einen Vorsprung an einer Stirn seite im Bereich deren äußeren oder inneren Randes vor (Anspruch 4).Slightly less effective, but simpler execution shapes only see a projection on one forehead page in the area of their outer or inner edge (Claim 4).

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Vorsprung am Anker ausgebildet (Anspruch 5), obwohl prinzipiell auch eine Anordnung an der Stirnseite des Polstücks möglich wäre.In the preferred embodiment of the invention the projection is formed on the anchor (claim 5), though in principle, an arrangement on the front of the Pole piece would be possible.

Die rasche Trennung des Ankers von dem Polstück beim Abschalten des Stroms kann auch noch durch die Maßnahme nach Anspruch 6 gefördert werden, die auch unabhängig von dem Einhalten eines Abstandes eine Bedeutung hat.The rapid separation of the armature from the pole piece at Turning off the electricity can also be done by the measure promoted according to claim 6, which is also independent of keeping a distance is important.

Die Magnetspule des Ventils ist zur Vermeidung von Streufeldern in einer Umhüllung aus Stahl untergebracht. Beim Abschalten des Stroms ergeben sich in dieser Umhül lung Wirbelströme, die wieder auf die Spule zurückwirken und den Spannungsabfall verlangsamen. Um die Wirbelströme zu unterbrechen, empfiehlt sich, die Umhüllung an minde stens einer Stelle mindestens auf dem Umfang zu schlitzen. Dadurch wird der Stromweg in der Umhüllung unterbrochen und auf diese Weise die Verlangsamung des Spannungsab falls in der Spule aufgehoben, das Magnetfeld bricht schnel ler zusammen.The solenoid of the valve is to avoid Stray fields housed in a steel casing. When the power is turned off, this envelope results eddy currents that affect the coil again and slow down the voltage drop. To the eddy currents It is recommended to interrupt the wrapping at least at least one place to slit at least on the circumference. This will interrupt the current path in the sheath and in this way the slowdown in tension if removed in the coil, the magnetic field breaks quickly together.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfin dung dargestellt.In the drawing, embodiments of the invention are shown.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein Ventil; Fig. 1 shows a longitudinal section through a valve;

Fig. 2 zeigt den Anker des Ventils nach Fig. 1 heraus gezeichnet in vergrößertem Maßstab im Längsschnitt; Fig. 2 shows the armature of the valve of Figure 1 drawn out on an enlarged scale in longitudinal section.

Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht des Ankers; Fig. 3 shows a side view of the anchor;

Fig. 4 zeigt eine Ansicht gemäß Fig. 3 von oben; FIG. 4 shows a view according to FIG. 3 from above;

Fig. 5 und 6 zeigen alternative Ausführungsformen entsprechend dem oberen Teil von Fig. 2; Figures 5 and 6 show alternative embodiments corresponding to the upper part of Figure 2;

Fig. 7 zeigt eine Vorderansicht der Spule mit ihrer Umhüllung; Fig. 7 shows a front view of the coil with its covering;

Fig. 8 zeigt eine Ansicht gemäß Fig. 7 von oben; FIG. 8 shows a view according to FIG. 7 from above;

Fig. 9 und 10 zeigen die Auswirkung der Erfindung auf den Leimauftrag bei verschiedenen Bahngeschwindigkeiten. FIGS. 9 and 10 show the effect of the invention on the glue application at various web speeds.

Das in Fig. 1 als Ganzes mit 100 bezeichnete Ventil besitzt ein Gehäuse 10, welches aus Herstellungs- und Montagegründen aus zwei Teilen 1, 3 zusammengefügt ist. Die Bohrung 4 dient der Befestigung des Gehäuses auf einer Stange, auf der es mit einer Klemmschraube 5 festgesetzt werden kann. In dem Gehäuseteil 1 ist eine Kammer 6 aus gebildet, in die an einer Anschlußmuffe 7 die elektrischen Leitungen eintreten. Diese dienen zum Betrieb einer in einer Bohrung 14 des Gehäuseteils 1 untergebrachten, nicht im einzelnen dargestellten Heizpatrone und zum Betrieb des Elektromagneten 8, der in einer Ausnehmung des Gehäu seteils 1 untergebracht und zu einer Achse 9 koaxial ist. Der Elektromagnet 8 ist mit einer Umhüllung 11 aus Stahl umgeben. Die Gehäuseteile 1, 3 bestehen aus Aluminium. Die Teile des Ventils sind in einer Ventilbüchse 12 ge führt, die in einer entsprechenden zur Achse 9 koaxialen Bohrung des Gehäuseteils 1 angeordnet und durch eine Stift schraube 13 gegen Drehung gesichert ist, die in eine Aus nehmung an dem die Unterseite des Gehäuseteils 1 über greifenden vorspringenden Rand 15 der Ventilbüchse 12 eingreift. Die Ventilbüchse 12 hat einen dünnwandigen rohrförmigen Ansatz 16, der in die zentrale Ausnehmung 17 der Spule 8 hineinragt und am oberen Ende mit einem Polstück 18 verschraubt ist, welches bis etwa zur Mitte der Ausnehmung 17 in diese vorsteht, nach oben aus dem Gehäuseteil 3 hervorragt und dort durch eine Gewindemutter 19 gekontert ist.The valve designated 100 as a whole in FIG. 1 has a housing 10 which, for manufacturing and assembly reasons , is assembled from two parts 1, 3 . The bore 4 is used to fasten the housing on a rod on which it can be fixed with a clamping screw 5 . In the housing part 1 , a chamber 6 is formed, in which the electrical lines enter at a connecting sleeve 7 . These are used to operate a housed in a bore 14 of the housing part 1 , not shown in the heating cartridge and to operate the electromagnet 8 , which is housed in a recess of the housing set 1 and is coaxial with an axis 9 . The electromagnet 8 is surrounded by a casing 11 made of steel. The housing parts 1, 3 are made of aluminum. The parts of the valve are in a valve sleeve 12 leads, which is arranged in a corresponding to the axis 9 coaxial bore of the housing part 1 and is secured by a pin screw 13 against rotation, which in a recess on the underside of the housing part 1 overlapping projecting edge 15 of the valve sleeve 12 engages. The valve sleeve 12 has a thin-walled tubular extension 16 which projects into the central recess 17 of the coil 8 and is screwed at the upper end to a pole piece 18 which projects up to approximately the center of the recess 17 and protrudes upward from the housing part 3 and there is countered by a threaded nut 19 .

Gemäß Fig. 1 unterhalb des Polstücks 18 ist in der Ausnehmung 17 ein Anker 20 mit im wesentlichen zylindri schem Außenumfang vorgesehen, der in der zur Achse 9 ko axialen Bohrung 21 der Ventilbüchse 12 axial verschieb bar ist. Der Anker 20 weist eine Stirnseite 22 auf, die der Stirnseite 23 des Polstücks 18 gegenübersteht, sich ihr aber nur bis auf einen bestimmten Abstand 24 nähern kann, der durch eine in den Anker 20 eingesetzte und über deren Stirnfläche 22 vorstehende Büchse 25 bestimmt ist. Der Abstand 24 beträgt in dem Ausführungsbeispiel etwa 0,2 mm.Referring to FIG. 1 below the pole piece 18, an armature 20 is provided with substantially cylindricity schem outer circumference in the recess 17, which is displaceable in the ko axial bore 21 of the valve sleeve 12 axially to the axis 9 bar. The armature 20 has an end face 22 which faces the end face 23 of the pole piece 18 , but can only approach it up to a certain distance 24 , which is determined by a bush 25 inserted into the armature 20 and projecting beyond its end face 22 . The distance 24 is approximately 0.2 mm in the exemplary embodiment.

Mit dem Anker 20 ist ein nach der dem Polstück 18 ab gewandten Seite koaxial vorspringendes Ventilglied 26 mit einer Spitze 27 verbunden, die mit einem Ventilsitz 28 zusammenwirkt, der einen in Richtung der Achse ver laufenden Austrittskanal 29 ringförmig umgibt, der an der Austrittsöffnung 30 einer Düse 31 mündet.With the armature 20 is a coaxially projecting valve member 26 connected to the tip from the side facing away from the side 18 with a tip 27 which cooperates with a valve seat 28 which surrounds an outlet channel 29 running in the direction of the axis in a ring, which at the outlet opening 30 one Nozzle 31 opens out.

Der Anker 20 und damit das Ventilglied 26 sind von einer Feder 32 beaufschlagt, die sich an der Stirnseite 23 des Polstücks 18 abstützt und die Spitze 27 normaler weise in Anlage an dem Ventilsitz 28 hält, wodurch der Strom des Mediums durch den Kanal 29 und der Austritt aus der Öffnung 30 unterbrochen werden.The armature 20 and thus the valve member 26 are acted upon by a spring 32 , which is supported on the end face 23 of the pole piece 18 and normally holds the tip 27 in contact with the valve seat 28 , as a result of which the flow of the medium through the channel 29 and the Exit from the opening 30 are interrupted.

Das Polstück 13 dient gleichzeitig als Anschlußstück für den Leimschlauch und weist einen inneren Durchgang 33 auf, der über Querbohrungen 34 in eine Kammer 35 in dem Ansatz 16 mündet, die wiederum über achsparallele Nuten 36 am Umfang des Ankers 20 mit dem Raum 37 ober halb des Ventilsitzes 18 in Verbindung steht.The pole piece 13 also serves as a connector for the glue hose and has an inner passage 33 which opens via transverse bores 34 into a chamber 35 in the neck 16 , which in turn via axially parallel grooves 36 on the circumference of the armature 20 with the space 37 above the half Valve seat 18 is connected.

Das Medium kann einen erheblichen Druck bis zu 80 bar aufweisen. Wenn der Elektromagnet 8 betätigt wird, wird der Anker 20 gegen die Stirnfläche 23 des Polstückes 18 angezogen, wodurch die Spitze 27 den Ventilsitz 28 frei gibt und Leim durch den Kanal 29 austreten kann. Der Hub beträgt nur einige Zehntel Millimeter. Der Anker 20 kommt aber mit seiner Stirnseite 22 nicht vollflächig an der Stirnseite 23 des Polstücks 18 zur Anlage, sondern wird durch die Büchse 25 aus nicht magnetischem Material in einem geringen Abstand gehalten, so daß es nicht zu einem Kleben des Ankers 20 an dem Polstück kommt, sondern der Anker 20 bei einem Abschalten der Spannung an dem Elektro magneten 8 sofort abfällt und die Spitze 27 wieder auf dem Ventilsitz 28 zur Anlage kommt.The medium can have a considerable pressure of up to 80 bar. When the electromagnet 8 is actuated, the armature 20 is attracted against the end face 23 of the pole piece 18 , as a result of which the tip 27 releases the valve seat 28 and glue can escape through the channel 29 . The stroke is only a few tenths of a millimeter. However, the end face 22 of the armature 20 does not come to rest over the entire surface of the end face 23 of the pole piece 18 , but is kept at a short distance by the sleeve 25 made of non-magnetic material, so that the armature 20 does not stick to the pole piece comes, but the armature 20 drops off immediately when the voltage on the electric magnet 8 is switched off and the tip 27 comes back into contact with the valve seat 28 .

Die Einhaltung des Abstandes 24 mittels einer nicht magnetischen Büchse 25 dürfte die wirksamste Lösung sein. Es sind aber auch einfachere Ausführungen noch funktions fähig, zum Beispiel gemäß Fig. 5 ein in Achsrichtung vor springender umlaufender Bund 39 am Rand der inneren, die Feder 32 aufnehmenden Ausnehmung 38 oder gemäß Fig. 6 ein Umfangsbund 40 am äußeren Rand der Stirnfläche 22.Maintaining the distance 24 by means of a non-magnetic sleeve 25 should be the most effective solution. However, simpler versions are still functional, for example according to FIG. 5 a circumferential collar 39 jumping in the axial direction before jumping on the edge of the inner recess 38 receiving the spring 32 or according to FIG. 6 a peripheral collar 40 on the outer edge of the end face 22 .

In den Fig. 7 und 8 ist der Elektromagnet 8 heraus gezeichnet. Seine Umhüllung 11 aus Stahl, die gemäß Fig. 1 aus einem topfförmigen Teil mit einem scheibenförmigen Deckel bestehen kann, weist am Umfang einen radial durch gehenden, sich in Achsrichtung erstreckenden Schlitz 41 auf, der zur Unterbrechung von Wirbelströmen dient und gewünschtenfalls noch durch radiale Schlitze 42 in den oberen und unteren Endscheiben vervollständigt sein kann.In Figs. 7 and 8, the electromagnet 8 is drawn out. Its casing 11 made of steel, which according to FIG. 1 can consist of a pot-shaped part with a disk-shaped cover, has a radially continuous, axially extending slot 41 on the circumference, which serves to interrupt eddy currents and, if desired, also by radial slots 42 can be completed in the upper and lower end plates.

In Fig. 9 ist das Verhalten eines herkömmlichen Ven tils, welches einen Leimauftrag von 10 mm Länge erzeugen soll, bei verschiedenen Bahngeschwindigkeiten wiederge geben. Bei steigender Bahngeschwindigkeit muß, wenn Leim spuren konstanter Länge erzeugt werden sollen, die Öff nungszeit immer kürzer werden. Die Kurve 50 eines her kömmlichen Ventils zeigt, daß statt dessen aber der Leim auftrag von einer Geschwindigkeit von 25 m/min bis zu einer Geschwindigkeit von 150 m/min immer länger wird und bei 150 m/min 14 mm beträgt, also eine Verlängerung von 40% bedeutet. Es wäre natürlich möglich, die Auf tragslänge durch entsprechende Justierung der Öffnungs zeit zurückzustellen, doch stimmt dann die Auftragslänge bei anderen Geschwindigkeiten erneut nicht mehr. Das Ziel ist, die Auftragslänge ohne Nachjustierung auch bei ver änderten Bahngeschwindigkeiten aufrechterhalten zu können. In Fig. 9, the behavior of a conventional Ven valve, which is to produce a glue application of 10 mm in length, reproduce at different web speeds. With increasing web speed, if glue traces of constant length are to be generated, the opening time must be shorter and shorter. The curve 50 of a conventional valve shows that instead the glue application from a speed of 25 m / min up to a speed of 150 m / min is getting longer and at 150 m / min is 14 mm, i.e. an extension of 40% means. It would of course be possible to reset the order length by adjusting the opening time accordingly, but then the order length will no longer be correct at other speeds. The goal is to be able to maintain the length of the order without having to readjust, even when web speeds have changed.

Der Grund für die Verlängerung des Leimauftrags liegt darin, daß der Anker 20 bei der Ausführungsform nach Fig. 9 mit seiner ganzen Stirnseite an dem Polstück 18 zur Anlage kommt und somit "klebt" und erst nach einer gewissen Zeit abfällt. Diese im wesentlichen konstante Verzögerungs zeit macht sich umso mehr bemerkbar, je geringer die ge samte Öffnungszeit ist, d.h. je höher die Arbeits- und Bahngeschwindigkeit ist. Das Abknicken der Kurve 50 ober halb 150 m in Richtung auf kürzere Auftragslängen ist allerdings auf einen anderen Effekt zurückzuführen, näm lich den zunehmenden Einfluß der Trägheit des Ankers 20, der bei so hohen Frequenzen nicht mehr schnell genug hin und herbewegt werden kann.The reason for the extension of the glue application is that the armature 20 in the embodiment according to FIG. 9 comes to rest with its entire end face on the pole piece 18 and thus "sticks" and only falls off after a certain time. This essentially constant delay time becomes all the more noticeable the smaller the total opening time is, ie the higher the working and web speed. The kinking of the curve 50 above half 150 m in the direction of shorter order lengths is, however, due to another effect, namely the increasing influence of the inertia of the armature 20 , which cannot be moved back and forth quickly enough at such high frequencies.

Die Kurve 60 der Fig. 10 entspricht einer Ausführungs form, bei der in dem Anker 20 die Büchse 25 vorgesehen und das Gehäuse 11 auf einer Seite geschlitzt war. Es ist hier bis zum Auftreten des Trägheitseffekts bei 150 m/min überhaupt keine Abweichung von einer idealen Geraden mehr feststellbar. Die eingestellte Länge des Leimauftrags bleibt bei allen erreichbaren Bahngeschwin digkeiten erhalten.The curve 60 of FIG. 10 corresponds to an embodiment in which the sleeve 25 is provided in the armature 20 and the housing 11 was slotted on one side. Up to the occurrence of the inertia effect at 150 m / min, there is no longer any deviation from an ideal straight line. The set length of the glue application is retained at all achievable web speeds.

Claims

1. valve for time-controlled high-frequency delivery of pressurized liquid to gel-like medium,
with a channel leading to a discharge opening with a valve seat surrounding the channel in a ring shape,
with a valve member which can be brought into abutment in the axial direction of the valve seat and which is acted upon by a spring in the contact direction,
with an armature connected to the valve member made of magnetizable material, which has a substantially radially arranged end face on the side remote from the valve member,
with an annular coil with a central coaxial recess into which the armature engages over at least part of its length,
and with a pole piece of magnetizable material arranged in front of the end face of the armature in the recess, the end face of which faces the end face of the armature, characterized in that
that the end faces ( 22 , 23 ) of the armature ( 20 ) and the pole piece ( 18 ) can only be approached to one another to a small distance ( 24 ).

2. Valve according to claim 1, characterized in that the distance is 0.01 to 0.5 mm.

3. Valve according to claim 1 or 2, characterized in that an over the end face ( 22 , 23 ) vorste existing spacer sleeve ( 25 ) made of non-magnetizable Ma material is provided.

4. Valve according to one of claims 1 to 3, characterized in that on the outer or inner edge of an end face ( 22 , 23 ) an axial projection ( 39 , 40 ) is easily seen.

5. Valve according to one of claims 1 to 4, characterized in that the projection on the armature ( 20 ) is out.

6. Valve according to one of claims 1 to 5, in which chem the coil ( 8 ) is arranged in a cylindrical casing ( 11 ) made of steel, characterized in that the casing ( 11 ) has at least one point at least on the cylindrical circumference has continuous slot ( 41 ) over the wall thickness.