DE19519414A1

DE19519414A1 - Elektrisch betätigtes Servo-Ventil

Info

Publication number: DE19519414A1
Application number: DE19519414A
Authority: DE
Inventors: Winfried Reder
Original assignee: Mannesmann Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1995-05-26
Filing date: 1995-05-26
Publication date: 1996-11-28
Anticipated expiration: 2015-05-27
Also published as: DE19519414B4

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisch betätigtes Servo-Ventil mit einer integrierten elektronischen Ansteuer-Schaltung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiges Servo-Ventil ist aus der Druckschrift RD 29 586/04.93 "Servo-Wegeventil in 4-Wege-Ausführung mit Lochbild nach DIN 24 340 Typ 4WS.2E.10 . . Serie 4X" der Mannesmann Rexroth GmbH bekannt. Bei diesem elektrisch betätigtem Servo-Ventil ist die elektronische Ansteuer-Schaltung in die Abdeckkappe der Vorsteuerung des Servo-Ventils eingebaut und vergossen. An einem Flansch der Abdeckkappe ist eine Flanschsteckdose gehalten. Von der Ansteuer-Schaltung führen innerhalb der Abdeckkappe elektrische Leitungen zu Anschluß stiften der Flanschsteckdose. Über die Anschlußstifte der Flanschsteckdose ist dem Servo-Ventil die Versorgungsspannung für die Ansteuer-Schaltung und der Sollwert für die Verstellung des Ventil-Kolbens in Form einer geregelten Spannung oder eines geregelten Stroms zugeführt. Der Ausgang der Ansteuer-Schaltung ist über weitere innerhalb der Abdeckkappe geführte Leitungen mit den die Lage des Ventilkolbens beeinflussenden Magnetspulen verbunden. Die von der Ansteuer-Schaltung zu den Anschlußstiften der Flanschsteckdose führenden Leitungen können erst nach dem Einbau der Ansteuer-Schaltung in die Abdeckkappe mit den Anschlußstiften der Flanschsteckdose verbunden werden. Da die Ansteuer-Schaltung in der Abdeckkappe vergossen ist, ist es nicht möglich, die Ansteuer-Schaltung bei Bedarf auszutauschen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisch betätigtes Servo-Ventil der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine einfache Montage der Ansteuer-Schaltung innerhalb einer Abdeckkappe des Servo-Ventils erlaubt.

Diese Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Merkmale das Anspruchs 1 gelöst. Die Erfindung ermöglicht eine platzsparende und servicefreundliche Anordnung der Ansteuer-Schaltung im Flansch der Abdeckkappe. Es werden keine gesonderten Befestigungspunkte für die Halterung der Leiterplatte an der Abdeckkappe benötigt. Weiterhin entfallen elektrische Leitungen zwischen den Anschlußstiften der Flanschsteckdose und der Ansteuer-Schaltung. Lediglich zwischen dem Ausgang der Ansteuer- Schaltung und den Magnetspulen sind elektrischen Leitungen erforderlich.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Servo-Ventils sind in den Ansprüchen 2 bis 7 gekennzeichnet. Eine mechanisch stabile Verbindung zwischen der Leiterplatte der Ansteuer- Schaltung und den Anschlußstiften der Flanschsteckdose ergibt sich, wenn alle Anschlußstifte, also auch elektrisch nicht belegte Anschlußstifte, durch entsprechende Lötaugen der Leiter platte geführt und mit die Lötaugen umgebenden Leiterbahnen verlötet sind. Durch Anpassung der Form der Leiterplatte an den Innenquerschnitt des Flansches kann die aus Leiterplatte und Flanschsteckdose bestehende Baueinheit von außen in die Abdeckkappe eingeführt werden. Wird auch die Form der Magnet spulen an den Innenquerschnitt des Flansches angepaßt, ist es möglich, die elektrischen Baugruppen des Servo-Ventils vor der Montage des Servo-Ventils elektrisch miteinander zu verbinden und bereits vor dem Einbau in die Abdeckkappe des Servo-Ventils auf Funktionsfähigkeit zu prüfen. Bei der Montage des Servo- Ventils sind dann keine Lötarbeiten mehr erforderlich. Damit entfällt auch die Gefahr, daß beim Anlöten von elektrischen Leitungen unbemerkt Perlen von Lötzinn in das Gehäuse des Servo- Ventils geraten und dort später zu Funktionsstörungen führen. Ist der äußere Querschnitt des Flansches rechteckförmig und der innere Querschnitt des Flansches achteckförmig, können einer seits in den Eckbereichen des Flansches Schraubenlöcher für die Befestigung der Flanschsteckdose vorgesehen werden, andererseits verbleibt für die Leiterplatte eine günstig geschnittene Fläche, die gut mit elektronischen Bauelementen bestückbar ist.

Die Erfindung wird im folgenden mit ihren weiteren Einzelheiten anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungs beispiels näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Schnitt durch die Vorsteuerung eines Servoventils,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 die miteinander verbundenen elektrischen Baugruppen des Servo-Ventils in einer Draufsicht auf die Leiter platte und

Fig. 4 eine Seitenansicht der miteinander verbundenen elektrischen Baugruppen.

Gleiche Bauteile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Die Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch die Vorsteuerung eines Servo-Ventils. Die Vorsteuerung ist ein elektrisch betätigtes Ventil, das nach dem Prinzip eines Düsen-Prallplatten- Verstärkers arbeitet. Durch ein elektrisches Signal wird die Prallplatte zwischen zwei Regeldüsen ausgelenkt. Die Lageänderung der Prallplatte bewirkt eine Querschnittsänderung der Regeldüsen und in Verbindung mit zwei Festdüsen eine variable Druckdifferenz zur Verschiebung des Steuerkolbens des Servo-Ventils.

Die Vorsteuerung ist von einer Abdeckkappe 1 umschlossen. Die Abdeckkappe 1 weist einen Flansch 2 auf. An dem Flansch 2 ist eine Flanschsteckdose 3 mit vier Schrauben 4 bis 7 gehalten. Von den Schrauben 4 bis 7 sind in der Fig. 1 nur die Schrauben 4 und 5 sichtbar. Der Befestigungsflansch der Flanschsteckdose 3 ist mit dem Bezugszeichen 3′ versehen. Durch die Flanschsteck dose 3 führen sechs Anschlußstifte 8 bis 13, von denen in der Fig. 1 nur die Anschlußstifte 8 bis 11 sichtbar sind. Die Anschlußstifte 12 und 13 sind durch die Anschlußstifte 10 bzw. 9 verdeckt. An den Anschlußstiften 8 bis 13 ist eine Leiterplatte 14 mechanisch gehalten. Die Leiterplatte 14 trägt die elektroni sche Ansteuer-Schaltung für die Vorsteuerung. Die Leiterplatte 14 ist beispielsweise eine Keramikplatte, die in Dickschicht hybridtechnik mit Leiterbahnen und Widerständen versehen und mit weiteren elektronischen Bauelementen bestückt ist. Der von diesen Bauelementen benötigte Platz ist durch eine gestrichelte Linie 15 schematisch dargestellt. Mit dem Ausgang der Ansteuer- Schaltung auf der Leiterplatte 14 sind zwei parallel geschaltete Spulen 16 und 17 über je zwei elektrische Leitungen 18, 19 bzw. 20, 21 verbunden, von denen in der Fig. 1 jeweils nur eine der beiden Leitungen 18 bzw. 20 sichtbar ist.

Die Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch den Flansch 2 entlang der Linie II-II in der Fig. 1. Der äußere Querschnitt des Flansches 2 ist rechteckförmig während der innere Querschnitt des Flansches 2 achteckförmig ist. In den Eckbereichen des Flansches 2 sind mit den Bezugszeichen 4′ bis 7′ versehene Gewindelöcher für die Schrauben 4 bis 7 angeordnet. In dem Innenraum des Flansches 2 ist die Flanschsteckdose 3 mit den Anschlußstiften 8 bis 13 sichtbar sowie - teilweise von der Flanschsteckdose 3 verdeckt - die mit elektronischen Bauelementen bestückte Leiterplatte 14. Die Leiterplatte 14 ist geringfügig kleiner als der innere Querschnitt des Flansches 2. Die an der Flanschsteckdose 3 gehaltene Leiterplatte 14 kann von außen in den Flansch 2 eingeführt werden.

Die Fig. 3 und 4 zeigen zwei verschiedene Ansichten der miteinander verbundenen elektrischen Baugruppen (Flanschsteck dose 3, Leiterplatte 14 und Magnetspulen 16 und 17) des Servo- Ventils.

Die Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf die Leiterplatte 14 und - teilweise von der Leiterplatte 14 verdeckt - den Befestigungs flansch 3′ der Flanschsteckdose 3 mit den Durchgangslöchern 4′′ bis 7′′ für die Schrauben 4 bis 7 sowie die über die Leitungen 20 und 21 mit der Leiterplatte 14 verbundene Magnetspule 17. Die Magnetspule 16 ist von der Magnetspule 17 verdeckt. Die Anschluß stifte 8 bis 13 der Flanschsteckdose 3 sind durch die Durch gangslöcher von Lötaugen auf der Leiterplatte 14 geführt und mit die Durchgangslöcher der Lötaugen umgebenden Leiterbahnen verlötet. Die Leitungen 20 und 21 der Magnetspule 17 sind an Lötaugen 22 bzw. 23 auf der Leiterplatte 14 gelötet. Die Leitungen 18 und 19 der Magnetspule 16 sind ebenfalls an die Lötaugen 22 bzw. 23 gelötet (vgl. Fig. 4); die Magnetspulen 16 und 17 sind parallel geschaltet. Die äußeren Begrenzungen der Magnetspulen 16 und 17 sind so gewählt, daß sie durch den Flansch 2 hindurchführbar sind. Sämtliche Lötarbeiten können an hierfür speziell ausgestatteten Arbeitsplätzen ausgeführt werden, ohne daß die Gefahr besteht, daß versehentlich Perlen von Lötzinn in das Servo-Ventil geraten.

Nachdem die Leiterplatte 14 mit den Anschlußstiften 8 bis 13 der Flanschsteckdose 3 verlötet ist und die Leitungen 18 bis 21 der Magnetspulen 16 und 17 an die Lötaugen 22 und 23 angelötet sind, kann die Funktionsfähigkeit der gesamten elektrischen Baueinheit vor dem Einbau in die Abdeckkappe 1 geprüft werden.

Die in den Fig. 3 und 4 dargestellte elektrische Baueinheit wird vor der Montage der Vorsteuerung in die Abdeckkappe 1 eingebaut. Hierzu werden zuerst die Magnetspulen 16 und 17 von außen durch den Flansch 2 der Abdeckkappe 1 hindurchgeführt. Nach diesem Arbeitsschritt hängen die Magnetspulen 16 und 17 an den Leitungen 18 bis 21 aus der unteren Öffnung der Abdeckkappe 1 heraus. Danach wird die Flanschsteckdose 3 mit der Leiter platte 14 voran in den Flansch 2 geführt und der Befestigungs flansch 3′ mittels der Schrauben 4 bis 7 mit dem Flansch 2 verschraubt. Erst jetzt werden die Magnetspulen 16 und 17 in die Vorsteuerung eingesetzt und die Vorsteuerung fertig montiert. Die fertig montierte Vorsteuerung wird durch die untere Öffnung der Abdeckkappe 1 geschoben und an der Abdeckkappe 1 befestigt. Die zusammen mit der elektrischen Baueinheit (vgl. Fig. 3 und 4) in die Abdeckkappe 1 eingebaute Vorsteuerung entspricht jetzt der in der Fig. 1 dargestellten Baugruppe.

Claims

1. Elektrisch betätigtes Servo-Ventil mit einer integrierten elektronischen Ansteuer-Schaltung, bei dem die Ansteuer-Schaltung elektrisch mit Anschlußstiften einer Flanschsteckdose verbunden ist, die an einem Flansch einer Abdeckkappe des Servo-Ventils gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß die die Ansteuer-Schaltung tragende Leiterplatte (14) an mindestens einem der in die Abdeckkappe (1) des Servo-Ventils ragenden Anschlußstifte (8 bis 13) der Flanschsteckdose (3) mechanisch gehalten ist.

2. Servo-Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (14) an allen Anschlußstiften (8 bis 13) der Flanschsteckdose (3) mechanisch gehalten ist.

3. Servo-Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (14) mit einer der Anzahl der Anschluß stifte (8 bis 13) entsprechenden Anzahl von Lötaugen versehen ist, wobei die Lötaugen entsprechend dem Anschlußbild der Anschlußstifte (8 bis 13) der Flanschsteckdose (3) angeordnet sind.

4. Servo-Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußstifte (8 bis 13) der Flanschsteckdose (3) durch Durchgangslöcher der Lötaugen auf der Leiterplatte (14) hindurchgeführt und mit die Durchgangslöcher der Lötaugen umgebenden Leiterbahnen verlötet sind.

5. Servo-Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der Leiterplatte (14) so an den Innenquerschnitt des Flansches (2) angepaßt ist, daß die an den Anschlußstiften (8 bis 13) gehaltene Leiterplatte (14) durch den Flansch (2) hindurchführbar ist.

6. Servo-Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Begrenzung der Magnetspulen (16, 17) so an den inneren Querschnitt des Flansches (2) angepaßt ist, daß sie durch den Flansch (2) hindurchführbar sind.

7. Servo-Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Querschnitt des Flansches (2) rechteckförmig und sein innerer Querschnitt achteckförmig ist.