DE10153428A1

DE10153428A1 - Elektrisch betätigtes Wegeventil

Info

Publication number: DE10153428A1
Application number: DE2001153428
Authority: DE
Inventors: Tilo Huber
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2001-10-30
Filing date: 2001-10-30
Publication date: 2003-05-15
Also published as: DE10153428A8

Abstract

Ein Anker (1) eines elektrisch betätigten Wegeventils mit drei Schaltstellungen, bei welchem eine erste und eine dritte Schaltstellung durch Erregen von Hubmagneten erreicht wird, und eine zweite Schaltstellung bei nicht erregten Hubmagneten durch Federkraft erreicht wird, ist über eine Aufnahme (2) so mit einem Bauteil (6) verbunden, daß das Bauteil (6) bei Erreichen der zweiten Schaltstellung vom Anker (1) angestoßen wird und somit bei Erreichen der zweiten Schaltstellung die kinetische Energie des Ankers (1) auf das Bauteil (6) übergeht, welches seinerseits die kinetische Energie an einen ortsfesten Raum (7) abgibt.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisch betätigtes Wegeventil nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
Bei elektrisch betätigten Wegeventilen mit drei Schaltstellungen wird eine erste Schaltstellung erreicht, indem ein Hubmagnet erregt wird und sich somit der Anker gegen eine Federkraft verschiebt. Mit dem Anker ist ein Schieber verbunden, welcher somit in eine erste Schaltstellung verschoben wird. Eine zweite Schaltstellung wird erreicht, indem der Hubmagnet nicht erregt und somit der Anker von der Federkraft in seine Ausgangsstellung zurückgeschoben wird. Bei Erreichen der zweiten Schaltstellung ist die gesamte kinetische Energie im Anker bzw. Schieber gespeichert, welches im ungedämpften Zustand des Ankers bzw. des Schiebers zu einem Überschwingen des Ankers bzw. des Schiebers führt. Somit wird die zweite Schaltstellung nicht sofort erreicht.

Die DE 196 07 773 A1 offenbart ein elektro-magnetisch betätigtes Wegeventil mit drei Schaltstellungen, bei welcher der Schieber in der zweiten Schaltstellung und nicht erregtem Magneten über Federkraft zentriert wird. Der Anker weist eine in Bewegungsrichtung verlaufende Durchgangsbohrung auf, durch welche bei Verschieben des Ankers Druckflüssigkeit von einer ersten Kammer in eine zweite Kammer verschoben wird. Durch diese Druckflüssigkeit wird die Bewegung des Ankers gedämpft. Diese Dämpfung ist jedoch stark von der Viskosität der Druckflüssigkeit abhängig, wodurch sich die Dämpfung bei verschiedenen Temperaturen ändert.

Die DE 196 06 318 A1 offenbart einen Druckregler für elektro-hydraulische Getriebesteuerungen, bei welchem zwischen einer Justiereinrichtung und der hinteren Lagerung des Ankers aus seiner dem Stößel abgewandten Seite eine ölbefüllte Dämpfungskammer ausgebildet ist. Dieser Dämpfungsraum dient als hydraulische Dämpfung des Ankers gegenüber externen hydraulischen Pulsationen und verhindert auch eine ruckartige Bewegung des Ankers auf den Stößel bzw. die Öldurchflußbohrung, wenn durch Anlegen von Strom an der Spule ein magnetisches Feld erzeugt wird. Da es sich bei dieser Dämpfung ebenfalls um eine hydraulische Dämpfung handelt, ist auch diese Dämpfung stark von der Temperatur und somit Veränderungen der Viskosität abhängig.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisch betätigtes Wegeventil mit drei Schaltstellungen zu schaffen, bei welchem ein Überschwingen des Ankers bzw. des Schiebers minimiert wird.

Die Aufgabe wird mit einem, auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisenden, gattungsgemäßen, elektrisch betätigten Wegeventil gelöst.

Erfindungsgemäß befindet sich ein Anker und ein mit diesem verbundener Schieber eines Wegeventils bei nicht erregtem Hubmagnet durch Federzentrierung in einer Mittelstellung, welche einer zweiten Schaltstellung des Wegeventils entspricht. Eine erste Schaltstellung wird durch Erregen des Hubmagneten und somit durch die Bewegung des Ankers und des mit diesem verbundenen Schiebers gegen eine Federkraft erreicht. Eine dritte Schaltstellung wird durch Erregen eines Hubmagneten und dadurch einer Bewegung des Ankers und des Schiebers in die entgegengesetzte Richtung gegen eine Federkraft erreicht. Das elektro-magnetisch betätigte Wegeventil kann dem in der DE 196 07 773 A1 offenbarten Wegeventil entsprechen. Es besteht auch die Möglichkeit, daß auf jeder Seite des Schiebers ein Hubmagnet angeordnet ist. Unmittelbar zum Anker benachbart ist ein Bauteil angeordnet, welches unmittelbar oder mittelbar vom Anker angestoßen werden kann. Dieses Bauteil befindet sich innerhalb eines ortsfesten Raumes, innerhalb welchem es sich innerhalb eines definierten Weges bewegen kann. Befindet sich nun der Anker durch Erregen des Hubmagneten gegen die Federkraft in der ersten Schaltstellung und der Hubmagnet wird nicht mehr erregt, so bewegt sich der Anker durch die Federkraft zurück in die zweite Schaltstellung. Bei Erreichen der zweiten Schaltstellung stößt der Anker auf das Bauteil, welches sich somit von seiner Ausgangsstellung innerhalb des ortsfesten Raumes vom Anker wegbewegt. Durch den Stoß des Ankers auf das Bauteil wird die kinetische Energie des Ankers auf das Bauteil übertragen, wodurch der Anker schwingungsfrei die zweite Schaltstellung beibehält. Das Bauteil bewegt sich bis zu der Berandung des ortsfesten Raumes und gibt seine kinetische Energie an den ortsfesten Raum ab. Somit wird ein Überschwingen des Ankers und somit des Schiebers wirksam verhindert. Vorzugsweise weist der Anker eine Aufnahme auf, innerhalb welcher sich ein Stößel, welcher unmittelbar mit dem Bauteil verbunden ist, bewegen kann. Somit ist es möglich, durch Erregen des Hubmagneten den Anker schnell aus seiner Position zu beschleunigen und anschließend den Stoßkörper in die benötigte Position zu bringen. Vorzugsweise ist der mögliche Bewegungsweg des Bauteils innerhalb seines ortsfesten Raumes geringer als der mögliche Bewegungsweg des Stößels innerhalb der Aufnahme des Ankers. Somit wird gewährleistet, daß sich das Bauteil immer in der optimalen Position zum Anker befindet.

Weitere Merkmale sind der Figuren-Beschreibung zu entnehmen.

Die einzige Figur zeigt einen Ausschnitt aus einem elektrisch betätigten Wegeventil mit drei Schaltstellungen, bei welchem ein Anker 1 eine Aufnahme 2 aufweist, welche an der Seite des Ankers 1 angeordnet ist, welche einem nicht dargestellten Schieber gegenüberliegt. In der Aufnahme 2 befindet sich ein Stößel 3, welcher sich innerhalb eines ersten Anschlags 4 und eines zweiten Anschlags 5 frei bewegen kann. Der Stößel 3 ist fest mit einem Bauteil 6 verbunden. Das Bauteil 6 befindet sich innerhalb eines ortsfesten Raumes 7, welcher einen ersten Anschlag 8 und einen zweiten Anschlag 9 aufweist. Wird der Anker 1 durch Erregen eines nicht dargestellten Hubmagneten gegen eine Federkraft vom ortsfesten Raum 7 wegbewegt, so folgt nach dem Zurücklegen einer definierten Wegstrecke der Stößel 3 durch Anlage am zweiten Anschlag 5 der Bewegung des Ankers 1. Bei nicht erregtem Hubmagnet wird der Anker 1 durch die Federkraft wieder in Richtung des ortsfesten Raumes zurückbewegt. Die Länge der Aufnahme 2 ist so ausgelegt, daß der erste Anschlag 4 den Stößel 3 genau bei Erreichen der zweiten Schaltstellung berührt. Indem sich der Anker 1 und Stößel 3 berühren, wird der Stößel 3 angestoßen, wodurch die kinetische Energie des Ankers 1 auf den Stößel 3 übergeht. Somit verbleibt der Anker 1 exakt in seiner zweiten Schaltstellung, wodurch ein Überschwingen verhindert wird. Der Stößel 3 ist fest mit dem Bauteil 6 verbunden und bewegt sich mit der gespeicherten kinetischen Energie bis zum ersten Anschlag 8 des ortsfesten Raumes 7. Durch den Aufschlag des Bauteils 6 am ersten Anschlag 8 wird die kinetische Energie an den ortsfesten Raum 7 abgegeben. Indem die Bewegungsfreiheit des Bauteils 6 im ortsfesten Raum 7 geringer ist als die Bewegungsfreiheit des Stößels 3 in der Aufnahme 2, ist gewährleistet, daß bei gespeicherter kinetischer Energie im Bauteil 6 diese an den ortsfesten Raum 7 abgegeben wird und nicht der Anker 1 durch Berührung des Stößels 3 mit dem zweiten Anschlag 5 wieder ausgelenkt wird. Die Bewegung des Ankers 1 in die dritte Schaltstellung und das anschließende Zurückbewegen des Ankers 1 in die zweite Schaltstellung läuft analog der zuvor beschriebenen ersten Schaltstellung ab.
Somit wird ein elektrisch betätigtes Wegeventil mit drei Schaltstellungen geschaffen, bei welchem die zweite Schaltstellung sofort und exakt erreicht wird. Bezugszeichen 1 Anker
2 Aufnahme
3 Stößel
4 erster Anschlag
5 zweiter Anschlag
6 Bauteil
7 ortsfester Raum
8 erster Anschlag
9 zweiter Anschlag

Claims

1. Elektrisch betätigtes Wegeventil mit drei Schaltstellungen, mit mindestens einem Anker (1), welcher über Hubmagnete gegen eine Federkraft bewegbar ist, wobei eine mittlere Schaltstellung bei nicht erregtem Hubmagnet über die Federkraft erreicht wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erreichen der mittleren Schaltstellung der Anker (1) ein Bauteil (6) in Bewegung versetzt, so daß die kinetische Energie des Ankers (1) auf das Bauteil (6) übergeht.

2. Elektrisch betätigtes Wegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Begrenzung des Weges des vom Anker (1) in Bewegung versetzten Bauteils (6) als ortsfester Anschlag (8, 9) ausgebildet ist.

3. Elektrisch betätigtes Wegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (1) eine Aufnahme (2) für einen mit dem Bauteil (6) verbundenen Stößel (3) aufweist, innerhalb welcher sich der Stößel (3) frei bewegen kann.

4. Elektrisch betätigtes Wegeventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (2) einen ersten Anschlag (4) und einen zweiten Anschlag (5) aufweist, welche die Bewegung des Stößels begrenzen.

5. Elektrisch betätigtes Wegeventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mögliche Bewegungsweg des Bauteils (6) bis zu seinem ortsfesten Anschlag (8, 9) geringer ist als der mögliche Bewegungsweg des Stößels (3) innerhalb der Aufnahme (2).