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Elektromagnetisch betätigtes Ventil mit einem verschiebbaren Ventilsitz
Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisch betätigtes Ventil, bestehend
aus einem unter Federwirkung in Schließrichtung gegen seinen Sitz gedrückten Verschlußteil
und einem durch den ritz hindurchgeführten und durch den Elektromagneten in öfnungsrichtung
gegen den Verschlußteil bewegbaren Stößel.
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Ein solches Ventil ist bekannt. Es gestattet jedoch lediglich eine
einfache Verschlußwirkung ohne die Möglichkeit einer Einstellung des Durchflusses
und ohne die Möglichkeit der Beeinflussung durch einen auftretenden überdruck.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Ventil der eingangs
angegebenen Art den Durchfluß einstellbar zu gestalten und/oder ein Entweichen von
Überdruck zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Ventilsitz
unter der Wirkung eines gesonderten Antriebs verschiebbar gelagert ist.
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Dadurch wird erreicht, daß das Ventil unabhängig von der durch den
Stößel vorgegebenen Lage des Verschlußteils geöffnet und auch wieder geschlossen
werden kann, da lediglich der Sitz in entsprechender Richtung bewegt zu werden braucht.
Ferner ist es möglich, als gesonderten Antrieb allein oder zusätzlich den in der
Ventilkammer herrschenden Druck auf den verschiebbaren Ventilsitz wirken zu lassen,
so daß ein darin auftretender Überdruck unabhängig von der Lage des Verschlußteils
den Ventilsitz vom Verschlußteil abheben und damit entweichen kann.
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Es ist bereits ein elektromagnetisch betätigtes Ventil bekannt, das
auch als f.lberdruckventil zu betreiben ist. Bei diesem handelt es sich aber um
eine sehr aufwendige und komplizierte Bauform, bei der als Verschlußteil ein schwenkbar
gehaltenes Rohr durch elektromagnetischen Antrieb gegenüber Ventilöffnungen verschwenkt
wird. Dabei gleitet ein Rohrende auf einer entsprechend bearbeiteten Schließfläche,.
so daß Halterung, Antrieb und Führung des steuernden Rohrendes schwierig und aufwendig
sind. Bei diesem bekannten Ventil kann das schwenkbar gehaltene Rohr bei Überschreiten
eines Maximaldrucks von der Schließfläche abheben und damit im Sinne eines überdruckventils
einen Druckausgleich herbeiführen.
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Eine für die Wirkung als Überdruckventil vorteilhafte Ausbildung des
Ventils wird nach einer Ausführungsform der Erfindung dadurch erreicht, daß der
Ventilsitz durch eine Feder in seiner Ruhelage gehalten und von dem in der Kammer
des Verschlußteils herrschenden Druck zur Öffnung des Ventils beaufschlagt ist.
Hierbei kann insbesondere die vorteilhafte konzentrische Bauweise des Ventils leicht
beibehalten werden.
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Eine besonders zweckmäßige Ausbildung des gesonderten Antriebs für
die Einstellung des Durchflusses unabhängig von der durch den elektromagnetischen
Hauptantrieb vorgegebenen Lage des Verschlußteils und bei ebenfalls konzentrischer
und kompakter Bauweise wird nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung dadurch
erzielt, daß als gesonderter Antrieb für den Ventilsitz ein zweiter Elektromagnet
dient, dessen Anker bei der Erregung des Elektromagneten den Ventilsitz in seiner
Ruhelage hält.
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Dabei kann für eine einfache Rückstellung des Ventilsitzes in weiterer
Ausbildung der Erfindung der Anker des Elektromagneten für den Ventilsitz in Richtung
auf dessen Ruhelage von einer schwachen Rückstellfeder beaufschlagt sein.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung bei
ihrer Anwendung in einem hydraulischen Verteiler für Servomotor dargestellt. Es
zeigt F i g. 1 eine Schnittansicht eines hydraulischen Systems mit den beiden Ausführungsformen
des Ventils nach der Erfindung, F i g. 2 eine vergrößerte vereinfachte Schnittansicht
eines Teils eines der Ventile in F i g.1.
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Der hydraulische Druckerzeuger besteht aus einem polarisierten elektromagnetischen
Kreis g, der mit Hilfe eines von einer Stromquelle gelieferten Wechdas
Ventil
V 2 mit einem zusätzlichen gesonderten Antrieb für den Ventilsitz 212 versehen,
und zwar in der folgenden Weise. Der Ventilsitz 212 des Ventils V 2 wird mit Hilfe
eines zweiten Elektromagneten 214 betätigt, der aus einem feststehenden Tei1215
und aus einem Anker 216 besteht. Wenn die Magnetspule 214 erregt wird, wird der
Anker 216 des zweiten Elektromagneten in der in der Zeichnung rechts liegenden Ruhelage
gehalten. Dadurch wird auch der Sitz 212 des Ventils V 2 in seiner in der Zeichnung
rechts liegenden Ruhelage gehalten. Bei Ausbleiben des Stroms und damit bei fehlender
Erregung der Magnetspule 214 kann dagegen der Ventilsitz 212
durch
den hydraulischen Druck in der Kammer 205 des Servomotors 5 aus seiner Ruhelage
nach links in der Zeichnung bewegt werden, wobei er den Anker 216 mitnimmt. Dabei
wird der Verschlußteil 206 des Ventils V 2 durch den zugehörigen Stößel 210 in seiner
Lage gehalten. Die Kammer 205 wird auf diese Weise in den Rücklaufzustand versetzt.
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Wie in F i g. 1 dargestellt ist, ist der Anker 216 des zweiten Elektromagneten
214 für den Ventilsitz 212 des Ventils V 2 in Richtung auf die Ruhelage des Ventilsitzes
von einer schwachen Rückstellfeder 217 beaufschlagt. Diese schwache Rückstellfeder
führt von der Ankunft des Kolbens des Servomotors 5 am Hubende an den Anker 216
des Elektromagneten in die Ruhelage zurück. selstroms eine magnetische Masse 3 in
Schwingungen versetzt. Mit dieser magnetischen Masse 3 sind zwei Kolben
101 und 201 verbunden, die über Ventile das Druckmittel aus dem Gehäuse
4 in die Kanäle 104
und 204 drücken, die mit den Kammern 105 und 205
eines Servomotors 5 verbunden sind.
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In jeden dieser Kanäle 104 und 204 ist ein Ventil V 1 und V 2 eingeschaltet.
Wenn diese Ventile geöffnet sind, kann die Druckflüssigkeit frei in den Behälter
4 zurückströmen. Ist eines der Ventile V f bzw. V 2 geschlossen, dann wird die entsprechende
Kammer des Servomotors 5 mit dem Druckmittel beaufschlagt.
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Die Ventile V 1 und V 2 werden elektromagnetisch mittels einer Magnetspule
111 und 211 betätigt.
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Die Verschlußteile-der Ventile V 1 und V 2 werden durch die Kugeln
106 bzw. 206 gebildet. Die Verschlußteile 106 und 206 werden in Schließrichtung
mittels Federwirkung gegen ihren zugehörigen Ventilsitz 112 bzw. 212 gedrückt. Durch
den Sitz 112 bzw. 212 hindurchgeführt ist ein Stößel 110 bzw. 210, der durch Erregung
der Magnetspule 111 bzw. 211 gegen den Verschlußtei1106 bzw. 206 bewegt werden
kann und diesen von seinem Sitz 112 bzw. 212 abhebt. Wenn z. B. die Magnetspule
111 erregt: wird, wird die Kugel 106 von ihrem Sitz 112 abgehoben, so daß
die Kammer 105 des Servomotors 5 in den Rücklaufzustand versetzt wird. Wird die
Magnetspule 111 nicht erregt, so verharrt die Kugel 106 auf ihrem Sitz, so
daß die Kammer 105 von dem Druckmittel beaufschlagt wird. Sind beide Magnetspulen
111 und 211 nicht erregt, so bleiben die beiden Kammern 105 und 205 mit Hilfe der
unter der Federwirkung stehenden Kugeln 106 und 206 geschlossen. Es wird daher dann
der Servomotor in seiner jeweiligen Lage verriegelt. Dies geschieht ohne Verzögerung
und selbst dann, wenn der Servomotor 5 einer Kraft ausgesetzt wird, die ihn sonst
verschieben würde. Bei normalem Betrieb ist jeweils eine der Magnetspulen, z. B.
die Magnetspule 111, erregt, so daß die Kammer 105 in den Rücklaufzustand versetzt
wird, während dann die Kammer 205 mit dem Druckmittel beaufschlagt wird.
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Um in der Kammer 105 des Servomotors 5 einen überdruck zu vermeiden,
ist der Sitz 112 des Ventils V l. verschiebbar in dem Gehäuse gelagert. Der Ventilsitz
112 wird mit Hilfe der Feder 113 in seiner Ruhelage gehalten. Wenn der Druck in
der Kammer 105 ein bestimmtes Maß überschreitet, wird der Ventilsitz 112 entgegen
der Wirkung der Feder 113 nach links in der Zeichnung verschoben, während jedoch
die Kugel 106 als Verschlußteil des Ventils auf ihrem Stößel 110 in
der einmal durch die Magnetspule 111 vorgegebenen Lage gehalten wird. Bei
überdruck ist daher die Kammer 105 in den Rücklaufzustand versetzt.
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In bestimmten Anwendungsfällen ist es erwünscht oder notwendig, daß
bei Ausbleiben des Stroms der Servomotor 5 sich am Ende seines Hubes in einer bestimmten
Richtung bewegt. Zu diesem Zweck ist