DE10056200A1 - Elektromagnetisches Ventil - Google Patents

Abstract

Ein elektromagnetisches Ventil umfasst einen Magnetabschnitt, der eine zylindrische elektrische Spule hat, die auf einen aus Kunstharzmaterial hergestellten Kern aufgewickelt ist, eine zylindrische Ummantelung, die aus magnetischen Material hergestellt ist, in der die elektrische Spule innerhalb ihres inneren Umfangsabschnitts untergebracht ist, ein Joch, das aus magnetischem Material hergestellt ist, das bei beiden axialen Enden und einem inneren Umfangsabschnitt der elektrischen Spule angeordnet ist und einen Magnetkreis bildet im Zusammenwirken mit der zylindrischen Ummantelung, einen Tauchkolben, der aus magnetischen Material hergestellt ist, der in dem inneren Umfangsabschnitt des Jochs angeordnet ist und durch die axiale magnetische Anziehung angetrieben wird, die zwischen dem Joch und dem Tauchkolben beim Erregen der elektrischen Spule zum Abgeben der Schubkraft erzeugt wird, einen aus Kunstharz hergestellten Verbinder, der separat von dem Kern und dem Joch ausgebildet ist und dessen eines Ende in ein Ende der Ummantelung eingesetzt ist, um daran fixiert zu sein, wobei ein Ende eines Ventilgehäuses des Ventilabschnitts in das andere Ende der zylindrischen Ummantelung eingesetzt ist, um daran fixiert zu sein. Das elektromagnetische Ventil umfasst des weiteren einen ersten Dichtungsring, der in einem ringförmigen Raum zwischen einem äußeren Umfangsabschnitt eines Abschnitt kleinen Durchmessers des einen Endes des Ventilgehäuses und einem inneren Umfangsabschnitt ...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches Ventil, das verwendet wird zum Steuern einer Durchflussrichtung von Betriebsöl und einer Durchflussrate eines hydraulischen Druckkreislaufes.

Diese Art eines herkömmlichen elektromagnetischen Ventils ist offenbart in dem japanischen Patent Nr. Hei 11-118063. Die herkömmliche Vorrichtung hat einen Dichtungsring für einen Verbindungsabschnitt eines Ventilabschnitts und eines Magnetabschnitts und ein Paar Dichtungsringe zwischen einem kleindurchmessrigen Abschnitt beider Enden einer Spule des Magnetabschnitts und einem äusseren Umfangsabschnitt eines Jochs, um zu verhindern, das externes Wasser in einen Betriebsfluidabschnitt hineinläuft durch den Verbindungsabschnitt des Ventilabschnittes und des Magnetabschnittes und in den Magnetabschnitt hinein, oder um zu verhindern, dass fließendes Fluid nach außen im Gegensatz hierzu fließt. Außerdem ist ein äußerer Umfangsabschnitt der elektrischen Spule, die auf den Kern aufgewickelt ist, durch Kunstharzmaterial vergossen, da externes Wasser den Abschnitt der elektrischen Spule erreicht, die auf dem Kern aufgewickelt ist.

Probleme des vorstehend erwähnten Stand der Technik sind, dass drei Dichtungsringe notwendig sind und die Produktionskosten hoch sind und der Durchmesser des Magnetabschnittes groß wird, da der äußere Umfangsabschnitt, der um die elektrische Spule aufgewickelt ist, mit Kunstharzmaterial vergossen ist.

Deshalb besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Schaffung eines verbesserten elektromagnetischen Ventils, das die vorstehenden herkömmlichen Nachteile vermeidet. Ein weiters Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines verbesserten elektromagnetischen Ventils mit niedrigen Kosten und einer kompakten Struktur.

In Übereinstimmung mit einem Gesichtspunkt dieser Erfindung umfasst ein elektromagnetisches Ventil einen Magnetabschnitt mit einer zylindrischen elektrischen Spule, die auf einen Kern aufgewickelt ist, der aus Kunstharz hergestellt ist, eine zylindrische Ummantelung, die aus magnetischem Material hergestellt ist, in deren inneren Umfangsabschnitt die elektrische Spule untergebracht ist, ein Joch, das aus magnetischem Material hergestellt ist, das bei beiden axialen Enden angeordnet ist und bei einem inneren Umfangsabschnitt der elektrischen Spule und einen magnetischen Kreis bildet im Zusammenwirken mit der zylindrischen Ummantelung, einen Tauchkolben, der aus magnetischem Material hergestellt ist, der in dem inneren Umfangsabschnitt des Jochs angeordnet ist und angetrieben wird durch die axiale magnetische Anziehung, die erzeugt wird zwischen dem Joch und dem Tauchkolben bei der Erregung der elektrischen Spule zum Abgeben einer Schubkraft, einen aus Kunstharz hergestellten Verbinder, der separat von dem Kern hergestellt ist und dem Joch, und wobei ein Ende desselben in ein Ende der Ummantelung eingesetzt ist, um daran fixiert zu sein, wobei ein Ende eines Ventilgehäuses des Ventilabschnittes in das andere Ende der zylindrischen Ummantelung eingesetzt ist, um daran fixiert zu sein, einen ersten Dichtungsring, der in einem ringförmigen Raum vorgesehen ist zwischen einem äußeren Umfangsabschnitt mit einem Abschnitt kleinen Durchmessers des einen Endes des Ventilgehäuses und einem inneren Umfangsabschnitt des anderen Endes der Ummantelung für einen Druckkontakt dazwischen, und einen zweiten Dichtungsring, der vorgesehen ist zwischen einem inneren Umfangsabschnittes des einen Endes der Ummantelung und einem äusseren Umfangsabschnitt eines Abschnittes kleinen Durchmessers des einen Endes des Verbinders für einen Druckkontakt dazwischen.

Gemäß dem elektromagnetischen Ventil dieser Erfindung wird das Eindringen von externem Wasser oder das Ausfließen von internem Betriebsfluid durch die zwei Dichtungsringe verhindert. Der erste Dichtungsring ist in einem ringförmigen Raum oder einem Spalt vorgesehen zwischen einem äusseren Umfangsabschnitt eines Abschnitts kleinen Durchmessers des einen Endes des Ventilgehäuses und einem inneren Umfangsabschnittes des anderen Endes der Ummantelung für einen Druckkontakt dazwischen. Der zweite Dichtungsring ist vorgesehen zwischen einem inneren Umfangsabschnitt des einen Endes der Ummantelung und einem äußeren Umfangsabschnitt eines Abschnittes kleinen Durchmessers des einen Endes des Verbinders für einen Druckkontakt dazwischen. Ein Vergießen mit Kunstharz ist nicht notwendig für den äußeren Umfangsabschnitt der elektrischen Spule, die auf dem Kern aufgewickelt ist, da das Vorsehen der beiden Dichtungsringe ausreichend ist zum Verhindern des Eindringens von externem Wasser in die elektrischen Spulen und Joche. Deshalb können die Produktionskosten reduziert werden und der Durchmesser des Magnetabschnittes kann auch reduziert werden. Darüber hinaus besteht bei dieser Struktur keinerlei Notwendigkeit eines Korosionsschutzes der Joche und die Produktionskosten können weiter reduziert werden.

Das elektromagnetische Ventil der vorliegenden Erfindung wird detaillierter erläutert mit den beigefügten Zeichnungen.

Fig. 1 stellt eine Schnittansicht eines elektromagnetischen Ventil gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar.

Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Magnetabschnitts 30 von Fig. 1.

Fig. 1 stellt eine Schnittansicht eines elektromagnetischen Ventils gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar. Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Magnetabschnitts des elektromagnetischen Ventils von Fig. 1. Wie in Fig. 1 und 2 gezeigt ist, weist der Elektromagnet 10 ein Kolbenventil 20 und einen Magnetabschnitt 30 der Proportionalart auf.

Der Ventilabschnitt 20 weist ein hülsenförmiges Ventilgehäuse 21 auf, einen Kolben 22, der als Ventilkörper verwendet wird, der sich in gleitfähigem Eingriff mit dem Gehäuse 21 befindet, und eine Feder 23, die den Kolben 22 in der Richtung des Magnetabschnitts 30 vorspannt. Das Ventilgehäuse 21 hat einen Einlassanschluss 21a für mit Druck beaufschlagtes Fluid aus einer (nicht gezeigten) hydraulischen Druckquelle, Auslassanschlüsse 21b und 21c zum Übertragen des mit Druck beaufschlagten Fluids zu einem (nicht gezeigten) hydraulischen Stellglied, einen Abgabeanschluss zum Abgeben von mit Druck beaufschlagtem Fluid zu einem (nicht gezeigten) Behälter und einen Verbindungskanal 21e zu dem Behälter. Der Kolben 22 umfasst einen aus zylindrischem Kunstharzmaterial hergestellten Grundabschnitt und eine Vielzahl von aus Metall hergestellten Stegabschnitten 22b, 22c, 22d, und 22e und eine Stahlkugel 22f. Der aus Kunstharz hergestellte Grundabschnitt und die Stegabschnitte sind einstückig durch Spritzgießen (2- Stufen-Formverfahren) ausgebildet. Ein ringförmiger Kanal zwischen den Stegabschnitten 22b und 22c, ein ringförmiger Kanal zwischen den Stegabschnitten 22d und 22e und ein Raum, der bei einer rechten Seite des Stegabschnitts 22e ausgebildet ist, sind immer mit dem Auslassanschluss 21d über einen internen Kanal 22a des Grundabschnitts 22d verbunden.

Wie in Fig. 1 und 2 gezeigt ist, hat der Magnetabschnitt 30 eine zylindrische Ummantelung 31, die aus magnetischem Metallmaterial hergestellt ist, einen Kern 32, der aus nicht magnetischem Material, wie bspw. Kunstharz hergestellt ist, eine elektrische Spule 33, die auf den Kern 32 aufgewickelt ist und ein vorderes Joch 34, das aus magnetischem Metallmaterial hergestellt ist, das sich von einer linken Seite des Kerns 32 zu der Innendurchmesserseite der linken Seite des Kerns 32 erstreckt, ein hinteres Joch 35, das aus magnetischem Metallmaterial hergestellt ist, das sich von einer rechten Seite des Kerns 32 zu der Innendurchmesserseite der rechten Seite des Kerns 32 erstreckt, einen beweglichen Tauchkolben 36, der aus magnetischem Metallmaterial hergestellt ist, der in dem inneren Umfangsabschnitt des hinteren Jochs 35 angeordnet ist, einen Schaft 37, der aus nicht magnetischem Metallmaterial hergestellt ist, der einstückig mit dem Tuachkolben 36 ausgebildet ist, und einen Verbinder 38, der aus elektrisch isolierendem Kunstharz hergestellt ist. Der einstückige Körper des Tauchkolbens 36 und des Schafts 37 ist gleitfähig beweglich durch Buchsen oder Hülsen 39, 40 gestützt, die an dem inneren Umfangsabschnitt der Joche 34, 35 fixiert sind. Eine Nut 36a ist um den äußeren Umfangsabschnitt des Tauchkolbens 36 herum für eine Verbindung zwischen den beiden Seiten des Tauchkolbens 36 ausgebildet.

Der Kern 32 und die Joche 34, 35 sind einstückig durch Spritzgießen ausgebildet und ein Paar Anschlüsse 35a, die beide Enden der aus Drahtmaterial ausgebildeten elektrischen Spule 33 elektrisch verbinden, sind bei dem rechten Ende des hinteren Jochs 35 vorgesehen (nur ein Anschluss 35a ist in Fig. 1 und 2 gezeigt). Die elektrische Isolierung zwischen dem hinteren Joch 35 und jedem Anschluss 35a ist durch eine Folie hergestellt, die aus Kunstharzmaterial des Kerns 32 hergestellt ist, angeordnet zwischen dem hinteren Joch 35 und jedem Anschluss 35a.

Der Verbinder 38 ist mit einem Endabschnitt 38a versehen. Der Verbinder 38 ist in das rechte offene Ende der Ummantelung 31 eingesetzt und an der Ummantelung 31 durch einen Nietenabschnitt oder Fixierabschnitt 31a fixiert. Ein Dichtungsring 42 ist in einem ringförmigen Raum vorgesehen, der zwischen dem äußeren Umfangsabschnitt eines Abschnitts kleinen Durchmessers 38b des Endabschnitts 38a des Verbinders 38 und dem inneren Umfangsabschnitt der Ummantelung 31 ausgebildet ist. Der Dichtungsring 42 verhindert das Eindringen von externem Wasser oder Lecken durch den Spalt zwischen dem Eingriffsabschnitt der Ummantelung 31 und dem Verbinder 38 und verhindert auch das Herauslecken von Betriebsfluid.

Innerhalb des Verbinders 38 sind ein Paar Anschlüsse 35a des hinteren Jochs 35 und ein Paar Anschlüsse 38c bei dem isolierten Zustand des Verbinders 38 (nur ein Anschluss 38c ist in Fig. 1 und 2 gezeigt) jeweils elektrisch verbunden. Durch Einsetzen des Anschlusses 35a in den Anschluss 38c wird die elektrische Verbindung eingerichtet.

Das rechte Ende des Ventilgehäuses 21 ist durch Einsetzen in das linke offene Ende der Ummantelung 31 und Befestigen des Fixierabschnitts 31b fixiert. Ein Dichtungsring 44 ist in einem ringförmigen Raum 43 zwischen dem äußeren Umfangsabschnitt eines Abschnitts kleinen Durchmessers 28f des rechten Endes des Ventilgehäuses 21 und dem inneren Umfangsabschnitt der Ummantelung 21 vorgesehen. Der Dichtungsring 44 ist zwischen dem äußeren Umfangsabschnitt des Abschnitts kleinen Durchmessers 21f des Ventilgehäuses 21 und dem inneren Umfangsabschnitt der Ummantelung 31 fest gedrückt. Der Dichtungsring 44 verhindert das Lecken von externem Wasser durch den Spalt bei dem Eingriffsabschnitt zwischen der Ummantelung 31 und dem Ventilgehäuse 21 und verhindert auch das Herauslecken von Betriebsfluid.

Fig. 1 und 2 zeigen einen Zustand, dass die elektrische Spule 33 des Magnetabschnitts 30 nicht erregt ist.

Bei diesem Zustand befinden sich der Kolben 22 und der Tauchkolben 36 in Kontakt miteinander durch den Eingriff der Stahlkugel 22f des Kolbens 22 mit dem Schaft 37. Die eine Seite des Tauchkolbens 36, die der Kolbenseite entgegengesetzt ist, wird bei der Verbindungsposition mit dem Verbinder 38 gehalten, da der Kolben 22 in der Richtung des Tauchkolbens 36 durch die Feder 23 vorgespannt ist. Fig. 1 zeigt, dass der Auslassanschluss 21c eine unterbrochene Verbindung mit dem Abgabeanschluss 21d hat und mit dem Einlassanschluss 21a verbunden ist. Der Auslassanschluss 21b hat eine unterbrochene Verbindung mit dem Einlassanschluss 21a und ist mit dem Abgabeanschluss 21d verbunden.

Wenn die elektrische Spule 33 des Magnetabschnitts 30 erregt wird oder mit Energie beaufschlagt wird, fließt ein magnetischer Fluss von dem hinteren Joch 35 zu dem vorderen Joch 34 über den Tauchkolben 36, der Tauchkolben 36 wird nach links durch die magnetische Anziehungskraft angezogen und der Schaft 37 wird nach links bewegt. Infolgedessen werden der Tauchkolben 36, der Schaft 37 und der Kolben 22 gleitfähig zu der Stelle bewegt, bei der die Bewegung des Schafts 37 und der Vorspannkraft der Feder 23 ausgeglichen sind. Da die Bewegung des Schafts 37 zu dem elektrischen Strom proportional ist, der die elektrische Spule 33 erregt, bewegen sich der Tauchkolben 36, der Schaft 37 und der Kolben 22 nach links in Fig. 1 durch Erhöhen des elektrischen Stroms der elektrischen Spule 33. Da sich der Kolben 22 gleitfähig nach links in Fig. 1 bewegt, wird zunächst die Durchtrittsfläche zwischen dem Einlassanschluss 21a und dem Auslassanschluss 21c vermindert und gleichzeitig wird die Durchtrittsfläche zwischen dem Auslassanschluss 21b und dem Abgabeanschluss 21d vermindert, letztendlich wird der Auslassanschluss 21b und 21c von dem Einlassanschluss 21a und dem Abgabeanschluss 21d jeweils getrennt. Wenn sich der Tauchkolben 36, der Schaft 37 und der Kolben 22 nach links in Fig. 1 bewegen, werden der Einlassanschluss 21a und der Auslassanschluss 21b verbunden und der Auslassanschluss 21c und der Abgabeanschluss 21d werden verbunden, danach wird die Durchtrittsfläche zwischen dem Einlassanschluss 21a und dem Auslassanschluss 21b erhöht und die Durchtrittsfläche zwischen dem Auslassanschluss 21c und dem Abgabeanschluss 21d wird auch erhöht.

Erfindungsgemäß ist das elektromagnetische Ventil mit dem Magnetabschnitt versehen, der eine zylindrische elektrische Spule umfasst, die auf einen aus Kunstharzmaterial hergestellten Kern aufgewickelt ist, eine zylindrische Ummantelung, die aus magnetischem Material hergestellt ist, in der die elektrische Spule innerhalb ihres inneren Umfangsabschnitts untergebracht ist, ein Joch, das aus magnetischem Material hergestellt ist, das bei beiden axialen Enden und einem inneren Umfangsabschnitt der elektrischen Spule angeordnet ist und einen Magnetkreis bildet im Zusammenwirken mit der zylindrischen Ummantelung, einem Tauchkolben, der aus magnetischem Material hergestellt ist, der in dem inneren Umfangsabschnitt des Jochs angeordnet ist und durch die axiale magnetische Anziehung angetrieben wird, die zwischen dem Joch und dem Tauchkolben beim Erregen der elektrischen Spule zum Abgeben der Schubkraft erzeugt wird, einen aus Kunstharz hergestellten Verbinder, der separat von dem Kern und dem Joch ausgebildet ist und dessen eines Ende in ein Ende der Ummantelung eingesetzt ist, um daran fixiert zu sein, wobei ein Ende eines Ventilgehäuses des Ventilabschnitts in das andere Ende der zylindrischen Ummantelung eingesetzt ist, um daran fixiert zu sein, einen ersten Dichtungsring, der in einem ringförmigen Raum zwischen einem äußeren Umfangsabschnitt eines Abschnitt kleinen Durchmessers des einen Endes des Ventilgehäuses und einem inneren Umfangsabschnitt des anderen Endes der Ummantelung für einen Druckkontakt dazwischen vorgesehen ist, und einen zweiten Dichtungsring, der zwischen einem inneren Umfangsabschnitt des einen Endes der Ummantelung und einem äußeren Umfangsabschnitt eines Abschnitts kleinen Durchmessers des einen Endes des Verbinders für einen Druckkontakt dazwischen vorgesehen ist.

Die Erfindung des elektromagnetischen Ventils ist in der Lage, zu verhindern, dass Wasser nach außen leckt und Betriebsfluid nach außen leckt durch die Verwendung von nur zwei Dichtungsringen. Der erste Dichtungsring ist in einem ringförmigen Rand zwischen einem äußeren Umfangsabschnitt eines Abschnitts kleinen Durchmessers des einen Endes des Ventilgehäuses und einem inneren Umfangsabschnitt des anderen Endes der Ummantelung für einen Druckkontakt dazwischen vorgesehen. Der zweite Dichtungsring ist zwischen einem inneren Umfangsabschnitt des einen Endes der Ummantelung und einem äußeren Umfangsabschnitt eines Abschnitts kleinen Durchmessers des einen Endes des Verbinders für einen Druckkontakt dazwischen vorgesehen.

Kunstharzgießen ist nicht notwendig für den äußeren Umfangsabschnitt der elektrischen Spule, die auf den Kern aufgewickelt ist, da das Vorsehen der beiden Dichtungsringe ausreichend ist zum Verhindern des Eindringens von externem Wasser in die elektrische Spule und das vordere und hintere Joch.

Deshalb können die Produktionskosten reduziert werden und der Durchmesser des magnetischen Abschnitts kann verringert werden.

Da darüber hinaus diese Struktur keinen Korrosionsschutz der Joche benötigt, können die Produktionskosten weiter reduziert werden.

Es soll beachtet werden, dass die vorangegangene Beschreibung nur die Erfindung darstellt. Verschiedene Abwandlungen und Alternativen können durch den Fachmann ohne Abweichen von dem Kern der Erfindung durchgeführt werden. Demgemäß ist bei der vorliegenden Erfindung beabsichtigt, dass alle derartigen Alternativen und Abwandlungen in den Umfang der Erfindung fallen, wie sie in den beigefügten Ansprüchen beansprucht ist.

Claims (1)

1. Elektromagnetisches Ventil mit einem Ventilabschnitt (20) und einem Magnetabschnitt (30), der eine axiale Schubkraft in eine Richtung auf einen Ventilkörper des Ventilabschnitts (20) aufbringt, mit:
einer zylindrischen elektrischen Spule (33), die auf einen aus Kunstharz hergestellten Kern (32) aufgewickelt ist;
einer zylindrischen Ummantelung (31), die aus magnetischem Material hergestellt ist, in der die elektrische Spule innerhalb ihres inneren Umfangsabschnitts untergebracht ist;
einem Joch (34, 35), das aus einem magnetischen Material hergestellt ist, das angeordnet ist bei beiden axialen Enden und einem inneren Umfangsabschnitt der elektrischen Spule und das einen magnetischen Kreis im Zusammenwirken mit der zylindrischen Ummantelung (31) bildet;
einem Tauchkolben (36), der aus magnetischem Material hergestellt ist, der angeordnet ist bei einem inneren Umfangsabschnitt des Jochs (34, 35) und angetrieben wird durch eine axiale magnetische Anziehung, die zwischen dem Joch (34, 35) und dem Tauchkolben (36) beim Erregen der elektrischen Spule (33) zum Abgeben der Schubkraft erzeugt wird;
einem aus Kunstharz hergestellten Verbinder (38), der separat von dem Kern (32) und dem Joch (34, 35) ausgebildet ist und dessen eines Ende in ein Ende der zylindrischen Ummantelung (31) eingesetzt ist, um daran fixiert zu sein;
wobei ein Ende eines Ventilgehäuses des Ventilabschnitts (20) in das andere Ende der zylindrischen Ummantelung (31) eingesetzt ist, um daran fixiert zu sein;
einem ersten Dichtungsring (42), der in einem ringförmigen Raum zwischen einem äußeren Umfangsabschnitt eines Abschnitts kleinen Durchmessers des einen Endes des Ventilgehäuses und einem inneren Umfangsabschnitt des anderen Endes der zylindrischen Ummantelung (31) für einen Druckkontakt dazwischen vorgesehen ist, und
einem zweiten Dichtungsring (44), der zwischen einem inneren Umfangsabschnitt des einen Endes der zylindrischen Ummantelung (31) und einem äußeren Umfangsabschnitt eines Abschnitts kleinen Durchmessers des einen Endes des Verbinders (38) für einen Druckkontakt dazwischen vorgesehen ist.