DE2000799A1

DE2000799A1 - Ventil mit hydraulischer Bremseinrichtung

Info

Publication number: DE2000799A1
Application number: DE19702000799
Authority: DE
Inventors: Walter Hofmann; Wilfried Dipl-Ing Schulz
Original assignee: G Kromschroeder AG
Current assignee: Elster Kromschroeder GmbH
Priority date: 1970-01-09
Filing date: 1970-01-09
Publication date: 1971-07-15
Also published as: FR2075268A5; NL7100060A; BE761357A; GB1286950A

Description

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Gr. Kromgchroder Aktiengesellschaft, I) 45oo Osnabrück, Ventil mit hydraulischer Bremseinrichtung

Die Srfindung betrifft ein Ventil mit elektromagnetischem Antrieb und hydraulischer Bremseinrichtung, wobei die Bremseinrichtung aus einem mit Bremsflüssigkeit gefüllten, allseitig abgeschlossenen Zylinder, einem darin geführten Kolben und einer durch eine in einer Stirnwand des Zylinders gleitend gelagerten, den Kolben mit dem Antriebsmittel oder einem angetriebenen Mittel verbindenen Spindel besteht, und der Druckausgleich der Bremsflüssigkeit bei Bewegung des Kolbens über einen Ringapalt zwischen Kolben und Zylinderwand erfolgt.

Se ist ein Ventil mit elektromagnetischem Antrieb bekannt, bei dem im Zylinder einer auf dem (Jehäuaedeckel angeordneten hydraulischen Bremseinrichtung, der ron einer Spindel angetriebene Bremskolben gleitet und der Druckausgleich Über einen Hingepalt »wischen Breaekolben und Zylinderwand erfolgt.

Weiter let ein Ventil bekannt, bei dem der der Magnetspule zugeordnete, in einer Pührungahlilse geführte Magnetanker gleichseitig al· Bre»ekolb«n wirkt. Dieser Magnetanker ist

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in einer alleeitig geschlossenen, mit Bremsflüssigkeit gefüllten PiihrungshUlse unter Zwischenlassung eines Ringspaltes gleitend gelagert und mit dem Ventilverschlußkörper über die, eine Stirnwand durchgreifende Spindel verbunden. Der lineare Ausdehnungskoeffizient dee Materials aus dem der Kolben besteht und des Materials aus dem der Zylinder besteht, ist bei den bekannten Ven-Sk tilen der zuvor genannten Art, gleich oder nahezu gleich.

Die Dämpfung der Bewegung des Ventilverschlußkörpers der bekannten Ventile ist bei Normtemperatur von ?O°C ausreichend. Jedoch wird im Betriebszustand des Ventils diese Temperatur überschritten, weil, bedingt durch den ohmschen Widerstand der Magnetspule, die Leistungsverluete die Spule und somit das ganze Ventil erwärmen. Hinzu kommt, daß die Ventile, bei Verwendung an Feuerstätten zur Steuerung der Energiezufuhr, mit wesentlich höheren Umgebungetemperaturen als 2O⁰G beaufschlagt werden. Deshalb verlangen die einschlägigen Vorschriften eine einwandfreie Punktion im Temperaturbereich von O⁰C bis 7O⁰G. All· bekannten hydraulischen Bremseinrichtungen versagen bei den höheren Temperaturen durch Nachlassen der Breaswlrkung, Die Veränderung der Bremswirkung la Zueammtnhang alt der Temperaturänderung hat seine Ursache in der Viskositätsänderung des in der Bremseinrichtung ▼erw«ndet«n Öles. Mit dem Temperaturanstieg verringert sloh dl· Viskosität und, bei gleichem Ringspalt, bedingt 1 09829/0916

durch die Verwendung eines Materials für Kolben und Zylinder mit gleichem oder nahezu gleichem Ausdehnungskoeffizienten, und gleicher Kraft der Bewegung, auch die Bremswirkung. Die Verwendung eines Öles mit einer niedrigen Viskositäts-Polhöhe, also einer flachen Viskositätskennlinie, bringt zwar eine geringe Verbesserung des Bremsverhaltens bei Temperaturerhöhung, befriedigt aber nicht. Bei der oberen Temperatur, also 7O°C, ist auch dieses Öl so dünnflüssig, daß der Druckausgleich durch den Ringapalt nahezu ungehindert vonstatten geht und eine Bremswirkung nicht eintritt. Ventile die mit einer solchen bekannten hydraulischen Bremseinrichtung ausgestattet sind, werden bei intermittierendem Betrieb mit kurzer Ausschaltdauer entgegen der Forderung nahezu schlagartig öffnen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine hydraulische Bremseinrichtung für elektromagnetisch angetriebene Ventile zu schaffen, die über den ganzen geforderten Temperaturbereich die vorbestimmte Bremswirkung behält. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der jeweiligen temperaturbedingten Viskosität des öles ein entsprechender Ringspalt zugeordnet wird und zwar dadurch, daß zur Verengung des Ringspaltes bei Temperaturerhöhung, der Kolben ganz oder teilweise aus einem Material besteht, dessen Ausdehnungskoeffizient mindestens eine Zehnerpotenz

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größer als der des Materials des Zylinders ist.

Durch die größere Auedehnung des Kolbens gegenüber dem Zylinder, wird bei Temperaturerhöhung der Ringspalt der verringerten Viskosität dee Öles entsprechend verengt und die Bremswirkung bleibt erhalten. Der Verschlußkörper eines mit einer solchen Bremseinrichtung ausgestatteten Ventile wird auch bei den in der Praxis vorkommenden höheren Temperaturen ale 7O⁰G noch einwandfrei in der Bewegung gebremst, so daß noch ein Sicherheitsbereich vorhanden ist.

Die maximale Temperatur eines solchen Ventils wird ohnehin durch die Isolation des Gu-Drahtes der Wicklung oder die anderen, die elektrischen Teile isolierenden Mittel begrenzt, so daß nach einem Merkaal der Erfindung bei Verwendung einer Aluminiumlegierung flir den Zylinder der Kolben aus Polyacetal (Acetal-Mischpolymerisat) bestehen kann.

Die lineare Auedehnung des Aluminiumzylindere von 22 mal 10" wird hierbei nicht nur ausgeglichen, sondern überholt durch die Ausdehnung des Polyacetals mit dem Ausdehnungskoeffizienten von 1,3 mal 1(T⁴. Der Ringspalt wird somit der Viskositätsänderung des üles bei Temperatur-Schwankungen entsprechend angepaßt.

Ee ist nicht immer möglich, das als Bremekolben wirkende

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Bauteil ganz aua einem Material mit großem Auedehnungekoeffizienten herzustellen. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird deshalb vorgeschlagen, daß bei gleichzeitiger Verwendung des dem Elektromagneten zugeordneten, in einer Piihrungshiilse geführten Magnetanker als Bremskolben, dem magnetisierbaren Magnetanker ein oder mehrere Ring/e oder Scheibe/n aus Material mit dem höheren Ausdehnungskoeffizienten als dem des Materials der Führungshülse beigeordnet ist/sind.

Nachstehend werden zwei Ausführungebeispiele der Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

Figur 1 ein schematisch dargestelltes Ventil, teile im Schnitt, mit zugeordneter Bremseinrichtung, und

Figur 2 im Schnitt ein gleichzeitig als Bremskolben wirkender Magnetanker in einer Führungehülee eines Magnetteils.

In Figur 1 ist mit einem Ventilgehäuse 1 eine elektromag- netieche Antriebeeinrichtung 2 und auf der Gegenseite eine Bremseinrichtung 3 verbunden. Dae Ventilgehäuse 1 ist unterteilt in Eingang 4-, Durchgang 5 und Ausgang 6. Ein dem Durchhang 5 beherrschender Ventilversichluflkörper 7 wird über eine Spindel 8 von der Antriebeeinrichtung 2 bei Er regung entgegen der Kraft einer Feder 9 von einem Site 10 abgehoben. Die Bewegung dee angetriebenen Ventilvereohlufl-

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körpers 7 wird durch die Bremseinrichtung 3 gedämpft. Die Bremseinrichtung 3 besteht aus einem Gehäuse 11 mit Zylinder 12, einem den Zylinder 12 abschließenden Schraubteil 13, einem in dem Zylinder 12 unter Zwischenlassung eines Ringapaltes 14, gleitend gelagerten, topfförmigen Kolben 15. Der Antrieb des Kolbens 15 durch den Ventilverschlußkörper 7 erfolgt über eine in dem Schraubten gleitend gelagerten Spindel 16, die mit seinem einen Ende mit dem Kolben 15 verbunden ist und auf der anderen Seite einen Federteller 17 trägt. Zwischen dem Schraubteil 13 und dem Federteller 17 ist eine Druckfeder 18 zwischengeechaltet, um den Kolben 15 in seiner Ausgangsstellung zu halten, bew. zurückzuführen. In dem allseitig abgeschlossenen Zylinder 12 befindet sich als Bremsflüssigkeit ein öl mit niedriger Polhöhe. Zur Abdichtung der Spindel 16 gegenüber dem Öl im Zylinder 12 ist ein Faltenbalg 19 auf der einen Seite mit der Spindel 16 und auf der anderen Seite mit dem Schraubteil 13 verbunden.

In Figur 2 ist die Antriebseinrichtung 2 als Magnetteil dargestellt und besteht aus einer Spule ?O die von einer nichtmagnetisierbaren FUhrungehlilse 21 durchgriffen wird, einem mit dieser Führungshülse 21 verbundenen Flansch und einem in dieser FUhrungshlilee 21 unter Zwischenlassung eines Ringspaltee 14 gleitend gelagerten Magnetanker 23. Auf jeder Stirnseite des Magnetankere 23, mit diesem feat verbunden, befindet sich eine Scheibe 24,25 aus einem

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Material mit einem hohen Auadehnungakoeffizienten, z.B. Polyacetale Eine Druckfeder 26, zwischen der äußeren Stirnseite der PiihrungehUlae 21 und dem Magnetanker 23 eingeapannt, belaatet den Magnetanker 23 in Richtung Ruheatellung. Die Bewegung dea Magnetankers 23 wird über die im Flansch 22 geführte Spindel 8 auf den Ventilverachlußkörper 7 übertragen. Sine Dichtung 27 verhindert das Austreten des Öles aua dem Zylinder, hier FUhrungahülse 21.

Die Bremswirkung beider Systeme (Figur 1 und Figur 2) wird erreicht durch Verdrängen der Bremsflüssigkeit von der Druckseite dea Kolbena 15,23 durch den Ringspalt 14 auf die Unterdruckseite. Sie ist deshalb abhängig von dem Verhältnis Viskosität des Ölea - Querschnitt des Ringspaltes 14. Bei niedriger Viskosität, bedingt durch höhere Temperatur, muß demzufolge der Querschnitt des Ringspaltea 14 verkleinert werden, wenn die Bremswirkung erhalten bleiben soll, was der Kolben 15 oder die Scheiben 24,25 am Magnetanker 23 durch deren größere Ausdehnung auch bewirken. Der größere Ausdehnungskoeffizient von mindestens einer Zehnerpotenz entspricht der Viskositätsobnahme eines Öles mit niedriger Polhöhe bei der gleichen Temperatur.

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Claims

Patentansprüche

Χ Ventil mit elektromagnetischem Antrieb und hydraulischer Bremseinrichtung, wobei die Bremseinrichtung aus einem mit Bremsflüssigkeit gefüllten, allseitig abgeschlossenen Zylinder, einem darin geführten Kolben und einer durch eine in einer Stirnwand des Zylinders gleitend gelagerten, den Kolben mit

dem Antriebsmittel oder einem angetriebenen Kittel

verbindenen Spindel besteht, und der Druckausgleich der Bremsflüssigkeit bei Bewegung des Kolbens über einen Ringspalt zwischen Kolben und Zylinderwand erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verengung des Ringspaltes (14) bei Temperaturerhöhung der Kolben (15,23) ganz oder teilweise aus einem Material besteht, dessen Ausdehnungskoeffizient mindestens eine Zehnerpotenz größer als der des W Materials des Zylinders (12,21) iet.
2. Ventil mit elektromagnetischem Antrieb und hydraulischer Bremseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß bei Verwendung einer Aluminiumlegierung fUr den Zylinder (12) der Kolben (15) aus Polyacetal (Acetal-Miachpolymerlaat) besteht.
3. Ventil mit elektromagnetischem Antrieb und hydrau-

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lischer Bremseinrichtung nach einem odor zwei der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß bei gleichzeitiger Verwendung des dem Elektromagneten zugeordneten, in einer Führungshülse (21) geführten Magnetanker (23) als Bremskolben, dem magnetisierbaren Magnetanker (23) ein oder mehrere Ring/e oder Scheibe/n (24,25) aus Material mit dem höheren Ausdehnungskoeffizienten als dem des Materials der PUhrungshUlse (21) beigeordnet ist/sind.

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