Ventil mit E-Magneten

Winterheart · Anmeldungsdatum: 11.03.2005 Beiträge: 74 Wohnort: bei München

Hi Leute!
Ich muß ein Hydraulisches ventil konstruieren, welches mit einem Elektromagneten funktioniert.
Die Skizze ist im Anhang.
Durch polarität des E-magneten sollte sich der Verschlusskolben von einem zum andren Ende bewegen und so die Flußrichtung 1 > 2 oder 1 > 3 steuern.
Meine Frage ist:
Ich würde gerne wissen, wie man die Kraft ausrechnet, welche auf den Verschlußkolben wirkt, wenn man den E-Magnet einschaltet. Aus dieser Kraft würde ich dann die Beschleunigung errechnen und letztenendes die Zeit, welche der Umschaltvorgang dauert.
Habs leider nicht so mit B-Feld etc. Aus den Formeln in meiner Formelsammlung werd ich leider auch nicht schlau.
Eine Formel wie
F = ....... wäre mir am liebsten. Hoffe das ist nicht so schwer.
Kann meim Konstrukt überhaupt funktionieren? Immerhin weiß ich, daß es Ventile gibt, die so funktionieren.

Ach ja, falls es nicht funktioniert, weil der Weicheisenkern an den Enden geschlossen ist. das kann man konstruktiev ändern durch Aluminumstöpsel.

Vielen dank an euch!

Gast

Ich fürchte dein "ventli" muss noch "konstruktiev" etwas mehr
überarbeitet werden. Warum sollte sich ein Eisenteil mitten in
einem anderen Eisenteil denn überhaupt bewegen?

Auch wenn der Ventilkörper aus Alu wäre würde der Kolben sich
nur bis in die Mitte schieben und da bleiben. Es sei den er ist
ein Magnet, dann kannst du ihn durch Umpolen des Stroms in der
Spule hin und her schieben.

Ich würde das ganze Ding aber kürzer bauen damit der Kolben nicht
so elend weit gegen den Druck drücken muss. Wenn er nämlich über
die Mitte hinaus ist, dann hilft der Druck beim Umschalten mit.

Nikolas

Um die Kraft auszurechnen, fehlen noch ein paar Informationen, wie der Druck aus Leitung 1, die Fläche des 'Kolbens', ob die Gaszufuhr aus 1 während dem Schaltvorgang ausgeschaltet wird.
Helfen könnte die Suche nach dem Begriff 'statischer Druck', da sich die Gasmoleküle in der linken Hälfte deiner Aperratur nicht bewegen und du mit deinem Schieber gegen diesen Druck arbeiten musst.
Wenn die Röhre wie schon vorgeschlagen kürzer ist, müsstest du weniger Energie für einen Schaltvorgang verbrauchen, da ja gilt W=F*s, also Kraft mal Weg. Wobei hier die Kraft nicht vom Weg abhängen sollte. (Wies genau unter dem Loch aussieht, weiss ich nicht)

Winterheart · Anmeldungsdatum: 11.03.2005 Beiträge: 74 Wohnort: bei München

Hi!
Danke schon mal für die Antworten.
Also die Skizze ist nicht masstäblich. Das Ventil wird um einiges Kürzer. Auch bekommt der Verschlußkolben ein axiales Loch, damit das Medium überströmen kann und der Kolben nicht gegen einen Druck arbeiten muß. Die Dichtfunktion übernimmt eh die seite des Kolbens und nicht die Stirnfläche.

Das Medium wird Luft unter geringem druck < 1bar sein. Also viskosität ist mit 0 anzusetzten. Der Kolben gleitet ohne pressung im Zylinder. Die Reibungskraft ist also nur von der gewichtskraft des Kolbens abhängig. Das einzige was mir fehlt ist die Kraft aus dem Magnetfeld.

Bewegt sich ein Eisenteil, welches selber kein Magnet ist in einem Magnetfeld?

Wie sieht es aus, wenn das Magnetfeld plötzlich anliegt, also die Ableitung der Feldstärke nach der Zeit gegen unendlich geht wie bei einer Zündspule?

Ich kann leider keinen Magneten als Kolben nehmen. Sollte es nicht durch ein Magnetfeld, oder ein sich plözlich änderndes Magnetfeld funktionieren, muß ich mir was anderes überlegen.

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Wenn du glaubst der Eisenteil wird einmal nach rechts und einmal nach links gezogen, je nach Stromrichtung bzw. "Polung" des Magneten, so liegst Du falsch. Das Teil wird immer in die Mitte gezogen, wo die Induktion am grössten ist. Dort ist die Kraft dann Null.

So sicher nicht *ggg*

Winterheart · Anmeldungsdatum: 11.03.2005 Beiträge: 74 Wohnort: bei München

Danke Schnudel!
Is zwar nicht die Antwort, die ich hören wollte, aber eine klare Aussage!
Physik ist so unerbittlich hart und nicht erpressbar :-)
Jetzt muß ich umdenken!

Vielen dank!

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

naja, ein Eisenstück bewegt sich immer in einem inhomogenen Magnetfeld. in Richtung höherer Feldstärken. Z.B wie du es an den Spulenrändern hast. Das könnte man sich zunutze machen ! (Ich weiss aber nicht die Lösung...)

Immerhin existieren ja Magnetventile ...

Big Laugh

Gast

Ich hoffe das Kernproblem der Konstruktion ist erkannt worden:
Der Innenraum des eisernen Ventilkörpers ist praktisch flussfrei.
Mit einem nichtmagnetischen Körper, zwei getrennten Spulen und
dem durchbohrten eisernen Steuerzylinder würde es aber gehen.

Schrödingers Katze · Anmeldungsdatum: 10.07.2005 Beiträge: 695 Wohnort: Leipzig

Muss den die Spule den Zylinder überhaupt überdecken? Und warum muss es unbedingt aus Weicheisen sein? Liegt das daran, dass du einen Magneten nicht so exakt bearbeiten kannst? Könntest du den Magneten nicht in einen (bedeutend leichteren) Mantel aus anderem Material, am besten sogar nicht ferromagnetisch, z.B. Alu, stecken? Oder den Magneten nur an der Seite "ankleben"? Vielleicht könnest du die Flüssigkeit auch in irgentwelchen Röhren in deinem Weicheisen leiten, um das Problem mit dem Druck besser zu lösen.

//edit: Der da über mir war schneller. Aber meine dollen Bildchen zeige ich trotzdem.