DE1600741B1 - Elektrohydraulisches steuerventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrohydraulisches Steuerventil, bei dem der druckmittelbetätigte Steuerschieber an beiden Stirnseiten mit je einer Düse fest verbunden ist, und bei dem die Düsen mit je einem axial beweglichen Verschlußteil zusammenwirken, dessen Lage durch eine elektromagnetische Einrichtung und eine Federanordnung gegenüber den Düsen einstellbar ist.

Es ist bekannt, die Druckbeaufschlagung eines Steuerschiebers über eine im Abflußweg eines Strömungsmittels angeordnete Düse zu steuern, deren Austrittsquerschnitt durch ein Verschlußteil gesteuert wird, das mit einer im Luftspalt eines Dauermagneten beweglich angeordneten Tauchspule verbunden ist (britische Patentschrift 986 800). Bei dieser Anordnung ist die Lage des Steuerschiebers von Schwankungen des Zuführdrucks abhängig. Infolge des sehr kleinen Steuerspalts zwischen der feststehenden Düse und dem Verschlußteil kann die bekannte Anordnung durch Ablagerung von Schmutzteilchen leicht verstopfen.

Bei einem Zweiwegventil ist es ferner bekannt (USA.-Patentschrift 3 001549), das Ventilglied an einer perforierten Membran anzubringen, die an ihrem Umfang im Ventilgehäuse befestigt und mit einer zwischen den Polen eines Dauermagneten axial beweglichen Tauchspule versehen ist. Bei dieser Anordnung wird nicht der Austritt von Strömungsmittel durch eine Düse gesteuert; das Ventilglied dient vielmehr zum abwechselnden Schließen und Öffnen einer auf einander gegenüberliegenden Seiten der Membran angeordneten Ablauföffnung.

Es ist ferner die gleichachsige Anordnung eines Steuerschiebers und zweier elektromagnetischer Einrichtungen bekannt (USA.-Patentschrift 2709 421), deren Anker mittels Federn gegen die Stirnseiten des Steuerschiebers gedrückt werden. Der Steuerschieber weist jedoch keine mit den Ankern zusammenwirkenden Düsen auf, sondern steuert vielmehr über zwei Auslässe die Druckbeaufschlagung eines weiteren Steuerschiebers. Auch diese Anordnung ist bei Verunreinigungen des Strömungsmittels störanfällig. Auch ist das Regelverhalten des Ventils infolge der jeweils in dem Magnetfeld einer Spule axial beweglichen Anker nur in einem verhältnismäßig kleinen

ίο Bereich proportional.

Bei einem elektrohydraulischen Steuerventil ist es auch bekannt, die Stirnseiten des Steuerschiebers mit je einer mit der Zulaufleitung verbundenen, axial ausmündenden Düse zu versehen, wobei das aus den Düsen austretende Strömungsmittel mit je einem Verschlußteil zusammenwirkt und die beiden schwenkbar gelagerten Verschlußteile über einen parallel zum Steuerschieber angeordneten Anker fest miteinander verbunden sind. Bei einer Erregung der mit dem Anker zusammenwirkenden elektromagnetischen Spule verschieben sich beide Verschlußteile gemeinsam, wodurch die Lage des Steuerschiebers gesteuert wird. Außer dem erheblichen baulichen Aufwand der bekannten Anordnung (USA.-Patentschrift 2 977 985) ist die Gefahr von Betriebsstörungen beim Ablagern von Schmutzteilchen in dem sehr kleinen Steuerspalt zwischen den Verschlußteilen und den Düsen groß.

Die Erfindung geht von diesem Steuerventil aus.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, die Bauweise dieses elektrohydraulischen Steuerventils so zu vereinfachen, daß die Steuerorgane gleichachsig angeordnet sind und eine einfachere Herstellung ermöglicht wird.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Kombination folgender Merkmale gelöst:

a) die Verschlußteile sind als am Umfang im Ventilgehäuse befestigte, gleichachsig mit dem Steuerschieber angeordnete, unabhängig voneinander bewegliche perforierte Membranen ausgebildet;

b) die Federanordnung besteht aus je einer gleichachsigen Druckfeder, die die zugehörige Membran gegen die gegenüberliegende Düse drückt;

c) die elektromagnetische Einrichtung besteht aus je einer zwischen den Polen eines Dauermagneten angeordneten, ebenfalls gleichachsigen, mit der Membran verbundenen Tauchspule.

Durch diese Bauweise ist der Herstellungsaufwand verringert sowie die Betriebssicherheit erhöht, da bei Schmutzablagerungen in dem einen Steuerspalt zwischen der Düse und der Membran der Steuerschieber infolge der nicht mechanisch miteinander verbundenen Membranen eine Bewegung ausführen kann, die den Steuerspalt so weit vergrößert, daß Ablagerungen selbsttätig entweichen können.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an Hand der einzigen Figur der Zeichnung,

So die eine teilweise geschnittene Längsansicht darstellt, näher erläutert.

In der Zeichnung ist ein Ventilgehäuse 11 mit einer zylindrischen Buchse 12 versehen, durch die eine Bohrung 13 von einem Ende zum anderen hindurchführt. Ein Zulaufkanal 14 führt zu zwei Zulauföffnungen 15 der Buchse an dem axial in der Mitte gelegenen Teil der Bohrung. Ein Ablaufkanal 16 verbindet zwei in der Buchse vorhandene Ablauföffnun-

gen 17, 18, die in einem Abstand von den gegenüberliegenden Enden der Bohrung und den Ablauf-Öffnungen 15 angeordnet sind; der sich nach außen erstreckende Teil des Ablaufkanals 16 ist nicht dargestellt.

Die zu einem hydraulischen Motor führenden Leitungen 21. 22 sind zwischen den Zulauföffnungen 15 und den entsprechenden Ablauföffnungen 17, 18 in der Buchse angeordnet. Ein in der Bohrung 13 angeordneter Steuerschieber 23 weist einen axial in der Mitte gelegenen Bund 24 auf, der in der Mittellage oder in der neutralen Lage des Steuerschiebers die Zulauföffnungen 15 verschließt. Der Steuerschieber weist außerdem zwei äußere Bunde 25, 26 auf, die jeweils die Ablauföffnungen 17 und 18 verschließen.

An dem Steuerschieber sind zwei zylindrische Endabschnitte 31, 32 vorgesehen, die sich von den gegenüberliegenden Stirnseiten des Steuerschiebers 23 längs der Mittelachse durch genau passende Buchsen 27 und 28 hindurch erstrecken, die an gegenüberliegenden Enden der Bohrung 13 durch Scheiben 19 gehalten sind. Die Endabschnitte 31, 32 sind mit Mittelbohrungen versehen, welche Düsen 29, 30 bilden, deren Einlasse in ringförmigen Kammern 33 und

34 liegen. Die Kammer 33 ist in axialer Richtung durch den Bund 25 und die Buchse 27 und die Kammer 34 durch den Bund 26 und die Buchse 28 begrenzt. Die Kammern 33 und 34 sind über Öffnungen

35 und 36 mit dem Zulaufkanal 14 verbunden.

Die äußeren Enden der Düsen 29, 30 bilden Abgabeöffnungen, durch die der Strömungsmittelfluß durch elektromagnetische Vorrichtungen 40, 40', die an gegenüberliegenden Enden des Ventilgehäuses 11 angeordnet sind, gesteuert wird.

Die Einrichtung 40 besteht an einem Dauermagneten 42 mit einem zwischen den Polstücken gebildeten Ringspalt 41 und einer in dem Ringspalt angeordneten Tauchspule 39. Die Tauchspule 39 ist an einer Membran 37 befestigt, die an ihrem Umfang fest zwischen Ringen 44 und 45 gehalten ist. Diese Ringe sind durch Schrauben 46 an dem äußeren Polstück befestigt. Die Tauchspule 39 und die Membran 37 sind koaxial an dem Steuerschieber angeordnet. Der mittlere Teil der Membran bildet ein Verschlußteil, das mit veränderlicher Kraft entsprechend einem in der Tauchspule 39 fließenden Strom gegen die Düse 29 bewegt werden kann. Die Membran 37 ist durch eine ebenfalls koaxiale Schraubenfeder 38 gegen den Endabschnitt 31 gedruckt. Die Federkraft ist über eine Schraube 46 einstellbar. Elektrische Leitungen verbinden die Tauchspule 39 mit einem Klemmenkasten 48.

Die Membran 37 ist mit Abstand zwischen dem S Dauermagneten 42 und der Scheibe 19 in einer Niederdruckkammer 49 angeordnet, wobei die Membran perforiert ist, um den Strömungsmittdruck auf den gegenüberliegenden Seiten derselben auszugleichen. Die Niederdruckkammer 49 ist mit dem Ablaufkanal 16 über Kanäle 52 und eine Bohrung 51 in dem Ventilgehäuse 11 verbunden, in der auch die Leitungen 47 untergebracht sind.

Die elektromagnetische Einrichtung 40' am anderen Ende des Ventilgehäuses 11 ist in gleicher Weise ausgebildet; gleiche Teile sind durch gleiche Bezugszeichen mit einem Strich bezeichnet. Die Federn 38, 38' sind so vorgespannt, daß eine anfängliche Drosselung der Düsen 29. 30 bewirkt ist.

Im Betrieb bewirkt ein die Tauchspule 39 durchfließender Strom eine zunehmende Drosselung des Strömungsmittelflusses aus der Düse 29. Dadurch entsteht ein erhöhter Druck in der Kammer 33, der auf die Ringfläche zwischen dem Umfang des Bundes 25 und des Endabschnittes 31 wirkt, so daß der

as Steuerschieber 23 von der elektromagnetischen Vorrichtung 40 fortgedrückt wird.

Diese Bewegung bewirkt eine Verminderung der Drosselung der Düse 29, wodurch der anfänglich erhöhte Druck in der Kammer 33 absinkt. Der Steuerschieber 23 ist daher durch den Strömungsmitteldruck servobetätigt und folgt im wesentlichen der Bewegung der Membran 37 unter den Kräften der Tauchspule 39 und der Feder 38. Die Bewegung des Steuerschiebers 23 aus der neutralen Stellung weg von der elektromagnetischen Vorrichtung 40, öffnet somit fortschreitend die linke Zulauföffnung 15 zur Leitung 21, während die Ablauföffnung 18 allmählich mit der Leitung 22 verbunden wird. Eine Verschiebung des Steuerschiebers 23 in Abhängigkeit von einem die Tauchspule 39' durchfließenden Strom gleicher Weise die rechte Zulauföffnung 15 mit der Leitung 22 und die Ablauföffnung 17 mit der Leitung 21. Die Bewegung des Steuerschiebers 23 kann durch einen die Tauchspule 39 oder 39' durchfließenden Strom oder durch die in beiden Tauchspulen fließenden unterschiedlichen Strömen gesteuert werden und ist dem Strom in der einen oder anderen Tauchspule bzw. dem Unterschied der Ströme in den beiden Spulen proportional.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Elektrohydraulisches Steuerventil, bei dem der druckmittelbetätigte Steuerschieber an beiden Stirnseiten mit je einer Düse fest verbunden ist, und bei dem die Düsen mit je einem axial beweglichen Verschlußteil zusammenwirken, dessen Lage durch eine elektromagnetische Einrichtung und eine Federanordnung gegenüber den Düsen einstellbar ist, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

   a) die Verschlußteile sind als am Umfang im Ventilgehäuse befestigte, gleichachsig mit dem Steuerschieber (23) angeordnete, unabhängig voneinander bewegliche perforierte Membranen (37, 37') ausgebildet;

   b) die Federanordnung besteht aus je einer gleichachsigen Druckfeder (38, 38'), die die zugehörige Membran gegen die gegenüberliegende Düse (29, 30) drückt;

   c) die elektromagnetische Einrichtung (40, 40') besteht aus je einer zwischen den Polen eines Dauermagneten (42, 42') angeordneten, ebenfalls gleichachsigen, mit der Membran verbundenen Tauchspule (39, 39').