DE1962069A1 - Rasteinrichtung fuer einen Steuerschieber - Google Patents

Description

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Anlage zur Patent- und
Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH. Stuttgart 1. Breltsoheidstraße Rasteinrichtung für einen Steuerschieber

Die Erfindung betrifft eine Rasteinrichtung für einen Steuerschieber, der von einer Feder einer doppeltwirkenden RUckholeinrichtung in einer Neutralstellung zentriert ist und entgegen der Kraft dieser Feder in beiderseits der Neutralstellung liegende' Arbeitsstellungen auslenkbar ist.

Es ist bereits eine elektromagnetische Ausrasteinrichtung bei einem Steuerschieber eines Wegeventils bekannt« die eine übliche Kugairastung mit einer Reihe von mechanischen Teilen aufweist. Zum Ausrasten wird eine auf die Kugeln einwirkende, federbelastete Klemmhülse durch den Anker eines Elektromagneten entgegen der Kraft einer Rastfeder bewegt* während beim Einrasten der-Elektromag net keine Punktion ausübt. Di« bekannte Bauart erlaubt nur eine elektromagne-

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ORIGINAL INSPECTED

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tische Ausrastung^ Die übliche, rein mechanische Rasteinrichtung beansprucht . zusammen mit dem Elektromagnet sehr viel Raum und baut außerdem aufwendig. Die . Teile der mechanischen Rastung sind infolge Verschleiß störanfällig.

Aus der US-Patentschrift 5 505 209 ist femer ein Wegeventil bekannt, dessen Steuerschieber elektromagnetisch betätigt wird. Dieser Steuerschieber kann lediglich zwei Stellungen einnehmen, In denen er durch eine Rastung mit Permanentmagneten gehalten ist. Als Antrieb sind zwei Hauptmagnete und zwei Nebenmagnete vorgesehen, von denen letztere die Rastwirkung der Permanentmagnete beim Umsteuern des Steuerschiebers unterdrücken. Diese bekannte Einrichtung eignet sich nicht für einen Steuerschieber mit 3 Stellungen und weist auch keine doppeltwirkende Rückholeinrichtung auf; eine elektromagnetische Rastung ist mit ihr nicht möglich. Die permanentmagnetische Rastung würde für sich allein die erforderlichen Kräfte nur bei großem Bauaufwand aufbringen können und ferner schlechte Schalteigenschaften verursachen.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es^ diese Nachteile zu vermeiden und mit geringen) Aufwand eine einfache, kompakte, elektromagnetische Rasteinrichtung für einen Steuerschieber mit JJ Stellungen zu schaffen, die allen Anforderungen des Betriebs gerepht wird.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der Steuerschieber und ein gehäusefestes Teil Jeweils mit einem der Bauelemente Elektromagnet und Anker fest verbunden sind und daß zwei zusammengehörige Bauelemente in wenigstens einer Arbeitsstellung bei erregtem Elektromagnet miteinander in einer die Rückstellkraft der Feder überwindenden Wirkverbindung stehen, während sie bei nicht erregtem Elektromagnet durch die RUckholeinrichtung im Abstand voneinander gehalten sind.

Auf diese Weise können gegenüber vergleichbaren bekannten Einrichtungen mehrere Verschleißteile eingespart werden, wodurch eine billige, raumsparende und nicht störanfällige Bauart möglich wird. Ferner müssen die verwendeten Einzelteile nicht mit höher Genauigkeit gefertigt werden, so daß eine rationelle Herstellung möglich let.

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Bei einer vorteilhaften Ausfiihrungsform der Erfindung wird der Elektromagnet erst erregt, kurz bevor er mit einem Anker zur Anlage kommt. Auf diese Weise liegt der Energieaufwand niedrig, und ein Ausrasten ist durch einfaches Unterbrechen des Erregerstromkreises möglich, so daß eine Endauslösung mit geringem Aufwand erreicht wird.

Eine besonders günstige Bauart erhält man durch eine Ausbildung des Ankers als Permanentmagnet. Dadurch können die ELektromagnete baulich kleiner ausgeführt werden. '

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein Beispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung wiedergegeben. Diese zeigt in

Pig. 1 einen Schnitt durch eine Rasteinrichtung eines Steuerschiebers bei einem Wegeventil und in

Fig. 2 einen Schnitt durch einen Teil einer zweiten Ausführungsform der Rasteinriohtung. ·

Die Rasteinrichtung 10 nach Fig. 1 ist an einem üblichen und daher vereinfacht · dargestellten 4/j5-Wegeventil 11 angeordnet, dessen Steuerschieber 12 von einem Hebel 13 in drei Stellungen bringbar ist, um den Druckmittelstrom von einer Pumpe 14 zu einem doppeltwirkenden Verbraucher 15 zu steuern. Eine am Gehäuse des Wegeventils 11 befestigt Hülse 17 umschließt einen koaxial zur Hülse liegenden Fortsatz 18 des Steuerschiebers 12. In einem zwischen dem Fortsatz 18 und der Hülse 17 ausgebildeten Raum 20 ist eine übliche doppeltwirkende Rückholeinrichtung 21 mit einer Feder 22 angeordnet.

In der Hülse 17 ist ein zweiter Raum 23 ausgebildet, der durch eine Wand 24 vom Raum 20 und durch einen Deckel 25 nach außen hin abgegrenzt ist. An der Wand 24 und am Deckel 25 liegen Abstreifringe 26 an. Ferner sind im Raum 23 ein erster, ringförmiger Elektromagnet 27 und ein zweiter Elektromagnet 28 angeordnet, welche von einem Distanzrohr 30 im Abstand voneinander gehalten werden. Das Distanzrohr 30 besteht aus Kunststoff und enthält die elektrischen Zuleitungen 31 zum

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ersten Elektromagnet 27.

Am Fortsatz l8 des Steuerschiebers 12 ist eine Verlängerung 32 festgeschraubt, die mit einem Ende 33 durch den Deckel 25 hindurch nach außen ragt. Der Portsatz 18 und die Verlängerung 32 bilden eine Ringnut Jk, in der eine pendelnd gelagerte Stahlscheibe 35 axial festgelegt ist. Die Stahlscheibe 35 dient als Anker und weist ebene Flächen 36,37 auf, mit denen sie in Arbeitsstellungen des Steuerschiebers 12 an den Elektromagneten 27,28 anliegt. Um ein sicheres Anliegen zu erreichen, ist der jeweilige Abstand zwischen den Flächen 36 und 37 und den Elektromagneten 27 bzw. 28 etwas kleiner als die durch die Rückholeinrichtung 21 mögliche Auslenkung des Steuerschiebers 12.

Ein am Deckel 25 befestigter Winkel 38 trägt einen handelsüblichen Endschalter 40, dessen Stößel 41 mit dem Ende 33 der Verlängerung 32 in Wirkverbindung steht. Am Ende 33 sind zwei Schaltnocken 42,43 ausgebildet, welche bei Auslenkung des Steuerschiebers aus der Neutralstellung in die Arbeitsstellungen den Endschalter 40 in Ein-Stellung bringen.

Beide Elektromagnote 27,28, der Endschalter'40, eine Stromquelle 44 sowie ein vom hydraulischen Verbraucher 15 betätigter Schalter 45 sind in einen Stromkreis 46 geschaltet.

Die Wirkungsweise der Einrichtung ist wie folgt:

Wird durch Schwenken des Hebels 13 im Uhrzeigersinn der Steuerschieber 12 aus seiner Neutra^lage heraus in seine rechte Arbeitsstellung bewegt, so strömt Druckmittel in den zylinderseitigen Raum des Verbrauchers 15, und die Kolbenstange fährt aus. Beim Auslenken des Steuersohiebers 12 wird lediglich die Kraft der Rückholfeder 22 überwunden. Die Elektromagnete 27,28 sind nicht erregt, da der Endschalter 40 den Stromkreis 46 unterbricht. Kurz bevor der Steuerschieber 12 seine rechte Arbeitsstellung erreicht, betätigt der Schaltnocken 42 den Endschalter 40, welcher den Stromkreis. 46 schließt und dadurch den Elektromagnet 28 erregt. In der rechten Arbeitsstellung des Steuerschiebers 12 liegt die Stahlscheibe 35 mit ihrer Fläche 37 unmittelbar am Elektromagnet 28 an. Dio vom erregten Elektromagnet 28 auf die Stahlscheibe 35 ausgeübte

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Kraft ist größer als die Kraft der gespannten Feder 22 der Rückholeinrichtung 21, so daß der Steuerschieber 12 sicher in der Arbeitsstellung gerastet ist. Erreicht die Kolbenstange des Verbrauchers 15 ihre ausgefahrene Endstellung, so betätigt sie den Schalter 45. Der Elektromagnet 28 ist dadurch nicht mehr erregt, so daß die Rückholeinrichtung den Steuerschieber 12 in Neutralstellung zurückführen kann. Dadurch wird der Endschalter 40 wieder in seine Aus-Stellung gebracht. *♦

Bei Bedarf kann der Steuerschieber 12 auch von Hand mittels des Hebels 13 aus seiner rechten Arbeitsstellung ausgerastet werden, z.B. dann, wenn die Kolbenstange des Verbrauchers 15 nicht vollständig ausfahren soll.

Beim Verschieben des Steuerschiebers 12 in seine linke Arbeitsstellung strömt Druckmittel in den kolbenstangenseitigen Raum des Verbrauchers, wodurch die ausgefahrene Kolbenstange einfährt und der Schalter 45 sich wieder schließen kann. Die elektromagnetische Rastung geschieht in entsprechender Weise wie in der rechten Arbeitsstellung. Für die linke Arbeitsstellung ist Jedoch keine selbsttätige Endauslösung oder Austastung vorgesehen. Eer Steuerschieber 12 wird hier lediglich von Hand ausgerastet, worauf der Endschalter 40 den Stromkreis 46 unterbricht und damit den. Elektromagneten 27 abschaltet.

Die Abstreifringe 26 verhindern ein Eindringen von Schmutz In den Raum 23. Die pendelnde Lagerung der Stahlscheibe 35 bewirkt, daß deren Flächen 356,37 immer genau an den Elektromagneten 27,28 anliegen ohne einen großen Fertigungsaufwand zu benötigen.

Die Fig. 2 zeigt einen Teil einer zweiten Ausführungsform in einer besonders raumsparenden Bauart. Oleich Teile wie in Fig. 1 sind auch mit gleichen Nummern bezeichnet.

Der Raum 23 in der Hülse 17 wird seitlich unmittelbar von der Wand 24 und dem Deckel 25 begrenzt. Ein Dietanzrohr 50 hat eine achaparallele Führungsnut 51j deren einander entgegengesetzte Enden Kontaktstellen 54,55 aufweisen; Am Fort satz 18 des Steuersohiebers 12 1st eine Schraube 56 befestigt, die zusammen

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mit dem Portsatz l8 eine Ringnut 57 bildet. In der Ringnut 57 ist ein Elektromagnet 58 pendelnd gelagert. Der Elektromagnet 58 weist einen in die Führungsnut 51 greifenden Kontaktstift 60 auf, der in Stellungen nahe den Arbeitsstellungen des Steuerschiebers mit den Kontaktstellen 5^*55 Wirkverbindung erhält. Ferner steht der Elektromagnet 58 über eine nachgiebige Zuleitung 6l mit einem Stromkreis 62 in Verbindung, in den die Stromquelle 44 und der Schalter 45 geschaltet sind. Der Raum 23 ist vom Raum 20 durch einen Abstreifring 26 getrennt.

Die Wirkungsweise der Rasteinrichtung nach Fig. 2 gleicht derjenigen der Einrichtung nach Fig. 1 und ermöglicht somit eine elektromagnetische Rastung in zwei Arbeitsstellungen und. eine elektromagnetische Ausrastung oder Endauslösung in einer Arbeitsstellung. Die Erregung des Elektromagneten 58 beginnt Jeweils kurz vor Erreichen der Arbeltsstellungen, wenn Kontaktstift 60 und Kontaktstellen 5^*55 miteinander Wirkverbindung haben und dauert in Arbeitsstellungen des Steuerschiebers 12 an. Die Funktion des Ankers für den Elektromagneten 58 übernehmen die Wand 24 und der Deckel 25, die aus magnetisch leitendem Material bestehen.

Mit der Rasteinrichtung nach der Erfindung läßt sich ohne großen Aufwand eine Endauslösung verwirklichen. Dabei kann anstelle der in Fig. 1 gezeigten wegabhängigen Endauslösung auch eine druckabhängige Endauslösung dadurch erreicht werden,daß man einen druckabhängigen Schalter anstelle des Schalters 45 in den Stromkreis schaltet. Die Endauslösung kann auch für beide Arbeitsstellungcn vorgesehen werden.

Bei Verwendung eines Permanentmagneten al3 Anker kann es zweckmäßig sein, beim Ausrasten den am Permanentmagnet gerade anliegenden Elektromagnet über einen entsprechenden Schalter kurzzeitig umgepolt mit dem Stromkreis zu verbinden. Dadurch würden sich Elektromagnet und Permanentmagnet voneinander abstoßen und den RUckholvorgang noch beschleunigen.

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Claims (1)

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   Ansprüche ?

   ίΙ.)Hasteinrichtung für einen Steuerschieber, der von einer Feder einer doppeltwirkenden Rückholeinrichtung in einer Neutralstellung zentriert 1st und entgegen dor Kraft dieser Feder in beiderseits der Neutralstellung liegende Arbeitsstellungen auslenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (12) und ein gehäusefestes Teil (17) Jeweils mit einem der Bauelemente Klektromagnet (27,28;58) und Anker (35;24,25) fest verbunden sind und daß zwei zusammengehörige Bauelemente in wenigstens einer Arbeitsstellung bei erregtem Elektromagnet miteinander in einer die Rückstellkraft der Feder (22) überwindenden WlrkverTjindung stehen, während sie bei nicht erregtem Elektromagnet durch die RUckholeinrichtung (21) im Abstand voneinander gehalten sind.

   2. Rasteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von der Lage des Steuerschiebers (12) abhängige Schaltmittel (33,^Oj54,55,6O) so angeordnet sind, daß der Elektromagnet (27,28j58) mit einem Stromkreis (46;62) Verbindung hat, kurz bevor er an einem Anker (55,24,25) zur Anlage kommt.

   3. Rasteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anker als Permanentmagnet ausgebildet ist, dessen magnetische Kraft kleiner ist als die Kraft der Feder (22) in Arbeitsstellung.

   4. Rasteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Steuerschieber (12) fest verbundene Bauelement (35;58) pendelnd gelagert ist.

   5. Rasteinriohtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß RUckholeinrichtung (21), Rasteinrichtung (27,28,35,58,24,25) und Schaltmittel (33,40,«54,55,60) zu einer mit dem Gehäuse (16) des Wegeventils verbindbaren Baueinheit zusammengefaßt sind.

   .6. Rasteinrichtung nach einem der Ansprllohe 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einer gehäusefesten Hülse (17) ein von einem Fortsatz (18,32) des Steuerschiebers (12) durchdrungener Raum (23) ausgebildet ist, an dessen Stirnseiten ringförmige Elektromagnete (27,28) angeordnet sind.

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   7· Rasteinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verlängerung (32) -des Steuerschiebers (12) ein aus der Hülse (17) hinausragendes Ende (33) aufweist, das mit einem gehäusefest angeordneten Endschalter (40) in Wirkverbindung steht.

   8. Rasteinrichtung nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß der in den Stromkreis (46) geschaltete Endschalter (40) in Neutralstellung des Steuerschiebers (12) eine Aus-Stellung und in Arbeitsstellungen eine Ein-Stellung einnimmt.

   9· Rasteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (58) am Portsatz (18,56) des Steuerschiebers (12) angeordnet ist und die Stirnwände (24,25) des Raumes (23) als Anker ausgebildet sind.

   10. Rasteinrichtung nach Anspruch 9* dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel (54,55*60) im Raum (23) angeordnet sind.

   11. Rasteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in den Stromkreis (46;62) ein Schalter (45) geschaltet ist, der mit einem dem Steuerschieber (12) zugeordneten Verbraucher (15) in Wirkver-, bindung steht. i%

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