DE2133825A1

DE2133825A1 - Mit linearmotoren versehenes ventil

Info

Publication number: DE2133825A1
Application number: DE19712133825
Authority: DE
Inventors: Nobuyuki Sugimura
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-07-07
Filing date: 1971-07-07
Publication date: 1973-01-18

Description

Sa 1892

Nobuyuki Sugimura, Shizuoka-ken, Japan ^ -ι ο O ρ ο C

Mit Linearmotoren versehenes Ventil

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil mit an seinen entgegengesetzten Enden vorgesehenen Linearmotoren, das als Hydraulikventil zur Steuerung des Flüssigkeitsstromes in einem Hydrauliksystem eingesetzt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber bekannten Ventilen verbessertes Ventil zu schaffen, das insbesondere auch als Elektromagnetventil großer Baugröße herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird im wesentlichen dadurch gelöst, daß Einlaß- und Auslaßöffnungen, eine in einer zentralen Bohrung des Ventiles gleitbeweglich angeordnete Spule zum Öffnen und Schließen der Flüssigkeitsauslauföffnung und in jedem Linearmotor eine Betätigungsstange vorgesehen sind, wobei diese Betätigungsstange mit der genannten Spule verbunden und durch ein schiebendes Magnetfeld, das von einem Stator desselben Motors erzeugt wird, bewegbar ist.

bei dem erfindungsgemäßen Ventil wird die Spule zum Offnen und Schließen der Flüssigkeitseinlaß- und Auslaßöffnungen zur Steuerung des Flüssigkeitsstromes hin- und herbewegt, wobei der Betätigungshub der Spule vergrößerbar ist, was die Herstellung von großen Elektromagnetventilen ermöglicht.

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Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn einer der vergrößerten Bereiche der Spule in Form eines Konus ausgebildet ist. Hierdurch läßt sich der Querschnittsbereich der Durchflußpassage verändern und somit die Steuerung des Flüssigkeitsstromes verbessern.

Es ist weiterhin günstig, wenn zwecks Steuerung der Spannung und Frequenz der Stator in dem Linearmotor mit einem Steuerschalter verbunden ist.

Schließlich ist es gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung zweckmäßig, wenn die Betätigungsstange im Linearmotor teilweise einen unterschiedlichen Durchmesser aufweist, wodurch die MagnetSensibilität verändert wird, so daß sich eine Veränderung der Spulengeschwindigkeit ergibt .

Das erfindungsgemäße Ventil kann mit einem überwachungselement kombiniert werden, so daß es als Servo-Ventil dient. Auf diese Weise kann ein überwachter Wert dem Stator zugeführt werden, wodurch die Bewegung der Spule verändert wird, so daß der-Flüssigkeitsstrom im Ansprechen auf den überwachten Wert automatisch gesteuert wird.

Im folgenden werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen,

Fig.l einen Längsschnitt durch ein erstes erfindungsgemäßes Ventil mit Linearmotoren;

Fig.2 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei die Spule eine besondere Form aufweist;

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Pig.3 eine teilweise geschnittene Ansicht einer dritten erfindungsgemäßen Ventilausführung (ähnlich wie Fig.l), wobei ein Steuerschalter mit dem Stator eines Linearmotors verbunden ist;

Fig.4 eine zum Teil geschnittene Ansicht eines weiteren erfindungsgemäßen, dem der Fig.2 ähnlichen Ventiles, wobei die Betätigungs- - stange verschiedene Durchmesserbereiche aufweist;

Fig.5 eine Teilansicht (teilweise geschnitten) einer besonderen erfindungsgemäßen Betätigungsstange.

Außer den in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispielen sind im Rahmen der Erfindung selbstverständlich noch weitere Ausführungsformen möglich.

Bei dem in Fig.l dargestellten ersten Ausführungsbeispiel weist ein Ventilgehäuse 1 eine Flüssigkeitseinlaßöffnung 2 und Auslaßöffnungen 3 auf. Eine Spule 4 ist gleitbeweglich in einer zentralen Bohrung des Ventilgehäuses vorgesehen, so daß sie die Flüssigkeitsauslaßöffnungen 3

öffnet oder schließt. Es sind weiterhin Linearmotoren A '

vorgesehen, die durch Basisplatten 10 an den entgegengesetzten Enden des Ventilgehäuses abgeteilt sind. Jeder Linearmotor enthält einen Stator 5 mit einem ein verschiebendes Magnetfeld erzeugenden Solenoid sowie eine Betätigungsstange 6, die mit Abstand im Stator angeordnet ist und durch die Wirkung des verschiebenden Magnetfeldes hin- und herbewegt werden kann. Zwischen der Basisplatte 10 und der Spule 4 ist eine Feder 7 vorgesehen, wodurch die Betätigungsstange 6 und die Spule verbunden werden.

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Zur Zeit des stromlosen bzw. aberregten Zustandes befindet sich der Teil der Spule 4 mit dem großen Durchmesser normalerweise in einer Stellung, in der die Flüssigkeitsauslauföffnung 3 geschlossen ist.

Die in Fig.2 dargestellte zweite Ausführungsform stimmt im wesentliehen mit dem ersten Ausführungsbeispiel überein, außer der Ausbildung der Spule 4', d.h. hier ist eine besondere Spule *J' vorgesehen, die vergrößerte Enden* aufweist, von denen eines die Form eines Konus besitzt.

Beim dritten Ausführungsbeispiel (in Fig.3) ist der Stator 5 im Linearmotor A mit einem Steuerschalter 8 verbunden, der so arbeitet, daß er die Spannung oder Frequenz steuert.

Das vierte Ausführungsbeispiel (in Fig.*!) entspricht, mit Ausnahme der Form der Betätigungsstange 6', im wesentlichen dem zweiten Ausführungsbeispiel. Diese Betätigungsstange 6' weist einen verengten und einen vergrößerten Teil auf.

Bein fünften Ausführungsbeispiel ist die Betätigungsstange 6¹ mit einer magnetisch-impermeablen Schicht 9 versehen, die einen unterschiedlichen Außendurchmesser aufweist.

Die Funktion des erfindungsgemäßen Ventils ist folgendermaßen :

Wenn bei dem in Fig.l dargestellten ersten Ausführungsbeispiel der Stator 5 im rechtsseitigen Linearmotor A erregt wird, wodurch ein nach links von seinem Solenoid verschiebendes Magnetfeld erzeugt wird, so wird dadurch auf die im Magnetfeld angeordnete Betätigungsstange, eine Kraft ausgeübt, wodurch sie nach links bewegt wird. Die mit der

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Betätigungsstange 6 verbundene Spule 4 wird ihrerseits seitlich bewegt, so daß ihr Teil mit dem größeren Durchmesser von der Flüssigkeitsauslaßöffnung 3 wegbewegt wird, damit Flüssigkeit ausströmt. Falls dieser Stator 5 länger ausgeführt ist, so kann auch der Operationshub der Spule 4 größer werden. Wenn demgegenüber der linksseitige Linearmotor A erregt wird, so wird die Spule 4 nach rechts bewegt, damit die Flüssigkeitsauslaßöffnung 3 geschlossen wird. Auf diese Weise kann der Flüssigkeitsstrom durch das öffnen und Schließen des Ventiles gesteuert werden.

Beim zweiten Ausführungsbeispiel (in Fig.2) wird die Spule 4' in derselben Weise seitlich bewegt wie bei der ersten Ausführungsform, um die Flüssigkeitsöffnung 3 zu öffnen oder zu schließen. Bei diesem Ausführungsbeispiel verändert sich der Querschnittsbereich der ringförmigen Flüssigkeitspassage, die durch die Ventilinnenwand und die abgeschrägte Seite der Spule gebildet wird, je nachdem wie sich der Konus der Spule 4¹ bewegt, so daß hierdurch der Flüssigkeitsstrom gesteuert wird.

Wenn bei dem in Fig.3 veranschaulichten dritten Ausführungsbeispiel die dem Stator 5 zugeführte Spannung oder Frequenz des elektrisches Stromes mittels des Steuerschalters 8 verändert wird, so verändert sich die Bewegungsgeschwindigkeit des im Stator erzeugten elektrischen Feldes, die ihrerseits die Operationsgeschwindigkeit der treibenden Stange und der Spule verändert.

Wenn außerdem die Betätigungsstange 6' so ausgeführt ist, daß sie einen kleineren und einen größeren Durchmesserbereich aufweist (wie in Fig.4 dargestellt) oder daß der Durchmesser der magnet-impermeablen Schicht 9 der Betätigungsstange teilweise unterschiedlich ist, so ist die Magnetsensibilität der Betätigungsstange teilweise verändert, wodurch auch die Bewegungsgeschwindigkeit der Spule V verändert ist. Durch die Spule kann somit der Durchfluß gesteuert werden.

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Claims

Patentansprüche

Ventil mit an seinen entgegengesetzten Enden vorgesehenen Linearmotoren, dadurch gekennzeichnet, daß Einlaß- und Auslaßöffnungen, eine in einer zentralen Bohrung des Ventiles gleitbeweglich angeordnete Spule zum öffnen und Schließen der Flüssigkeitsauslauföffnung und in jedem Linearmotor eine Betätigungsstange vorgesehen sind, wobei diese Betätigungsstange mit der genannten Spule verbunden und durch ein schiebendes Magnetfeld₃ das von einem Stator desselben Motors erzeugt wird, bewegbar ist.
2.) Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer der vergrößerten Bereiche der Spule in Form eines Konus ausgebildet ist.
3·) Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator in dem Linearmotor mit einem Steuerschalter 8 verbunden ist.
4.) Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsstange im Linearmotor teilweise einen unterschiedlichen Durchmesser aufweist►

5·) Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf der Betätigungsstange vorgesehene magnetimpermeable Schicht einen teilweise unterschiedlichen Durchmesser aufweist.

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