DE29709794U1

DE29709794U1 - Schaltvorrichtung

Info

Publication number: DE29709794U1
Application number: DE29709794U
Authority: DE
Original assignee: BSO Steuerungstechnik GmbH
Current assignee: Hydac Electronic GmbH
Priority date: 1996-06-25
Filing date: 1997-06-05
Publication date: 1997-08-14
Anticipated expiration: 2007-06-06

Description

Patentanwälte n^,»^t

European Patent Attorneys .' ··..

Zugelassene Vertreter Patentanwälte · Lange Straße 51 ■ D-70174 Stuttgart beim Europäischen Patentamt

bso Steuerungstechnik GmbH, Hauptstr. 27, 66128 Saarbrücken

Schaltvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung, insbesondere zum Betätigen von Ventilen mit einem Spulenkörper, der mit der Wicklung eines Leiters versehen ist und ein Polrohr umgibt, in dem längsverfahrbar ein Schaltteil geführt ist, das vom Polrohr magnetisch über eine hüisenförmige Trennvorrichtung getrennt ist.

Es gehört zum Stand der Technik, eine magnetische Trennung des meist kolbenförmigen Schaltteiles vom Polrohr über hüisenförmige Trennvorrichtungen vorzunehmen. So kann zwischen Schaltteil und Polrohr eine Folie aus Kunststoff eingebracht sein, die die magnetische Trennung vornimmt. Insbesondere beim Einsatz von biologisch verträglichen Hydraulikmedien wird die Kunststoffolie jedoch angegriffen, was zum Unbrauchbarwerden der gesamten Schaltvorrichtung führt. Auch läßt sich eine sog. Antiklebscheibe, die innerhalb des Polrohres angeordnet ist und das Lösen des Schaltteiles vom Polrohr bei seiner Verfahrbewegung erleichtert, über die Kunststoff-Trennfolie nicht sicher festlegen, so daß zusätzliche aufwendige Maßnahmen notwendig sind, um die Antiklebscheibe in ihrer Position zu halten.

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Eine andere bekannte Lösung sieht vor, eine gezogene Blechrohrhülse zwischen Schaltteil und Polrohr einzusetzen, die gegenüber beliebigen Hydraulikmedien unempfindlich ist. Hierdurch ist es zwar möglich, durch eine stirnseitige Anlage der Blechrohrhülse mit der Antiklebscheibe diese in ihrer Position innerhalb des Polrohres zu halten; der Fertigungsaufwand, um einen paßgenauen Sitz der Blechrohrhülse zwischen Schaltteil und Polrohr zu erreichen, ist jedoch sehr hoch und kostenintensiv und führt darüber hinaus auch nicht immer zu dem gewünschten Erfolg.

Eine weitere bekannte Möglichkeit zum Führen des Schaltteiles bei magnetischer Trennung besteht darin, das Polrohr über einen Prägevorgang oder ein entsprechendes Ausdrehen mit Innenlagerstellen für das Verfahren des Schaltteiles zu versehen. Eine weitere Möglichkeit, eine magnetische Trennung herbeizuführen, besteht darin, daß man sowohl das Polrohr als auch das kolbenförmige Schaltteil mit nichtmagnetischen Materialien beschichtet. Auch diese Lösungen lassen sich nur mit einem sehr hohen Herstellaufwand verwirklichen, was entsprechend kostenintensiv ist.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schaltvorrichtung, insbesondere zum Betätigen von Ventilen, zu schaffen, die unabhängig von dem jeweils verwendeten Hydraulikmedium langandauernd funktionssicher im Betrieb ist und die sich mit geringem Hersteüaufwand kostengünstig verwirklichen läßt. Eine dahingehende Aufgabe löst eine Schaltvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1.

Dadurch, daß die Trennvorrichtung aus einem Stanzbiegeteil aus einem flächigen Zuschnitt eines dünnen, magnetisch nicht leitenden Bleches gebildet ist, das aufgerollt unter Ausbildung eines Schlitzes sich paßgenau zwischen Schaltteil und Polrohr angeordnet an dieses anlegt, findet trotz des bestehenden

Schlitzes eine funktionssichere magnetische Trennung des Schaltteiles vom Polrohr statt, ohne daß es zu einer Beeinträchtigung des magnetischen Flusses beim Betrieb der Schaltvorrichtung kommt. Das Stanzbiegeteil aus dünnem Blech läßt sich prozeßsicher herstellen und sicher in der Schaltvorrichtung montieren, wobei über die angesprochene Schlitzgestaltung ein Durchmesserausgleich möglich ist, so daß sich die Trennvorrichtung mit nur sehr geringen Toleranzabweichungen am Innendurchmesser des Polrohres anlegt. Dadurch kann der verbleibende Ringspalt zwischen Schaltteil und Polrohr mit sehr geringen Abweichungen für einen funktionssicheren Betrieb konstantgehalten werden. Dieser konstante Ringspalt sichert darüber hinaus die zentrische Lage des Schaltteiles im von der Spule der Schaltvorrichtung erzeugten Magnetfeld, was wiederum Voraussetzung für geringstmögliche Radialkräfte und damit geringen Reibungswerten ist.

Das Stanzbiegeteil läßt sich kostengünstig herstellen und begünstigt eine vollautomatisierte Fertigung der Schaltvorrichtung; komplizierte Einpaßvorgänge können entfallen. Vorzugsweise ist dabei das Stanzbiegeteil aus Edelstahl oder Messing als magnetisch nicht leitendem Material hergestellt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung weisen die den Schlitz bildenden Enden des Stanzbiegeteiles jeweils Führungsteiie auf, die gegenüberliegend die Stabilität der Hülsenform erhöhen. Vorzugsweise bilden dabei die benachbart gegenüberliegenden Führungsteile einen dachartigen Schlitz miteinander aus, dessen Giebel innerhalb des gerollten Stanzbiegeteiles angeordnet ist und dessen Dachränder nach außen hin ins Freie schräg austreten. Durch die derart geschaffene Eingriffsmöglichkeit über die Führungsteile ist die Längsstabilität der Hülsenform erhöht, so daß diese ihre im Polrohr eingepaßte Lage sicher beibehält und sich nicht aufdrehen kann. Insbesondere ist unter der Längsverfahrbewegung des kolbenartigen

-4-Schaltteiles
ein spiralförmiges Aufwickeln des gerollten Stanzbiegeteiles verhindert.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung ist das gerollte Stanzbiegeteil an seinem einen Ende in stirnseitiger Anlage mit einer Antiklebscheibe, die in das Polrohr eingelegt sich am dem Polrohr anschließenden Polkern abstützt. Hierdurch können die der Entlüftung dienenden, durchgehenden Längsbohrungen innerhalb des kolbenförmigen Schaltteiles parallel zur Verfahrrichtung dieses Schaltkolbens angeordnet werden, ohne daß die Gefahr besteht, daß bei einem Abhebevorgang des Schaltkolbens von der Antiklebscheibe letztere mit abgehoben wird. Die sehr kosten intensiven, im Stand der Technik bekannten Lösungen zum Festlegen der Antiklebscheibe, diese im Durchmesser klein auszuführen und die Entlüftungsbohrungen im Schaltkolben derart schräg anzuordnen, daß die jeweilige Entlüftungsbohrung seitlich neben dem Außenumfang der Antiklebscheibe in das Innere des Polrohres mündet und mithin nicht in Berührung mit der Antiklebscheibe kommt, sind somit vermieden.

Im folgenden ist die Schaltvorrichtung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in prinzipieller Darstellung die

Fig.1 teilweise im Längsschnitt, teilweise in Ansicht die Schalt

vorrichtung;

Fig.2 in vergrößerter Darstellung eine Einzelheit, die in Fig.1

mit "X" bezeichnet ist;

Fig.3 und 4 in Längsansicht bzw. in Stirnansicht die aus einem Stanz

biegeteil gebildete Trennvorrichtung.

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Die Schaltvorrichtung weist ein als Ganzes mit 10 bezeichnetes Gehäuse auf. innerhalb des Gehäuses 10 ist ein Spulenkörper 12 angeordnet, der mit einer Leiterwicklung 14 versehen ist und ein zylindrisches Polrohr 16 umgibt, in dem längsverfahrbar ein Schaltteil 18 geführt ist. Das Polrohr 16 kann, wie im vorliegenden Fall, mehrteilig ausgebildet sein, wobei die Teile über eine übliche Schweißnahtverbindung miteinander verbunden sind. An seiner dem Schaltteil 18 benachbart gegenüberliegenden Seite ist das Polrohr 16 über einen Polkern 20 abgeschlossen, der von einer Mittenbohrung 22 durchgriffen ist, die der Führung einer Schaltstange 24 dient, die mit dem Schaltteil 18 verbunden, insbesondere zum Betätigen von Ventilen (nicht dargestellt), vorgesehen ist.

In der Flg. 1 ist das Schaltteil 18 mit der Schaltstange 24 in seiner in Blickrichtung auf die Figur gesehen rechten Endanschlagstellung dargestellt, bei der die Schaltstange 24 im zurückgezogenen Zustand in ihrer Ausgangslage ist. Wird die Leiterwicklung 14 über die Anschlüsse 26 des Steckerteiles 28 elektrisch erregt, löst der entstehende magnetische Fluß einen Schaltvorgang aus und das Schaltteil 18 mit der Schaltstange 24 verfährt aus seiner gezeigten Ausgangsstellung in Blickrichtung auf die Figur gesehen nach links in seine geschaltete Position, bei der das freie Ende der Schaltstange 24 aus der Schaltvorrichtung für einen Betätigungsvorgang, beispielsweise eines Ventils, vorsteht.

Für das Einschrauben der Schaltvorrichtung, beispielsweise in eine Ventileinheit, weist diese im Bereich des freien Endes der Schaltstange 24 einen Anschlußzapfen 30 mit Außengewinde auf. An ihrem anderen Ende ist die Schaltvorrichtung über ein Schraubteil 32 abgeschlossen, das einen Anschlag 34 für das Schaltteil 18 bildet. Das Schraubteil 32 weist außenumfangsseitig Griffmulden 36 auf, die den Schraubvorgang erleichtern, und des weiteren ist zwischen Gehäuseteilen 10, dem Außenumfang des Polrohres 16 und einer Innenumfangsfläche des Schraubteiles 32 ein Dichtring 38 angeordnet. Der Anschlag

kann Teil einer Notbetätigung 40 sein, die mit einem Betätigungszapfen 42 das Schraubteil 32 durchgreift und eine Auslösebewegung des Schaltteiles 18 von außen erlaubt, sofern die Leiterwicklung 14 nicht ansprechen sollte.

Neben dem Dichtring 38 sind innen- und außenumfangsseitig am Schraubteil 32 weitere Runddichtringe 44 angeordnet, die das Innere 46 des Polrohres 16 gegenüber der Umgebung abdichten. Ein weiterer Runddichtring 48 kann zum Abdichten an der Übergangsstelle zwischen Anschlußzapfen 30 und den Gehäuseteilen 10 angeordnet sein. Das zylindrische Innere 46 des Polrohres wird innenumfangsseitig von dem Polrohr 16 begrenzt und stirnseitig von dem Polkern 20 und einer Stirnfläche des Schaltteiles 18.

Das als Schaltkolben ausgebildete Schaltteil 18 ist vom Polrohr 16 über eine hülsenförmige Trennvorrichtung getrennt, die aus einem Stanzbiegeteil 50 besteht, das wiederum aus einem flächigen Zuschnitt 52 eines dünnen magnetisch nicht leitenden Bleches gebildet ist, das aufgerollt (vgl.Fig.4) unter Ausbildung eines Schlitzes 54 (vgl.Fig.3) sich paßgenau zwischen Schaltteil 18 und Polrohr 16 angeordnet an dieses Polrohr 16 anlegt. Durch die Eigenelastizität des aufgerollten Stanzbiegeteiles 50, das anstelle des Stanzens auch durch einen Schneidvorgang zu erhalten ist, findet über den Schlitz 54 ein Paßausgleich statt, so daß im gerollten Zustand des Biegeteiles das Schaltteil 18 im Polrohr 16 sicher zentriert ist.

Die den Schlitz 54 bildenden Enden 56 des Stanzbiegeteiles 50 weisen jeweils Führungsteile 58 auf (vgl.Fig.3), die gegenüberliegend die Stabilität der Hülsenform des Stanzbiegeteiles 50 erhöhen. Dabei bilden die benachbart gegenüberliegenden Führungsteile 58 einen dachartigen Schlitz 54 miteinander aus, dessen Giebel 60 innerhalb des gerollten Stanzbiegeteiles 50 angeordnet ist und dessen Dachränder 62 nach außen hin ins Freie schräg austreten.

Das gerollte Stanzbiegeteil 50 ist, wie dies insbesondere die vergrößert dargestellte Einzelheit "X" zeigt, an seinem, dem Polkern 20 benachbarten Ende 64 in stirnseitiger Anlage mit einer sog. Antiklebscheibe 66, die lose in das Polrohr 16 eingelegt sich am dem Polrohr 16 anschließenden Polkern 20 abstützt. Die Antiklebscheibe 66, die über eine durchgehende Ausnehmung von der Schaltstange 24 durchgriffen ist und von dem Stanzbiegeteil 50 in abstützender Anlage mit dem Polkern 20 ist, dient dazu, daß, beispielsweise bedingt durch einen Restmagnetismus, nach Stromloswerden der Leiterwicklung 14 das Schaltteil 18 nicht in seiner betätigten linken Schaltstellung verbleibt, sondern beispielsweise, bedingt durch die Rückstellkraft einer Druckfeder der Ventileinheit, in die Ausgangsstellung zurückkehrt. Vorzugsweise besteht dabei auch die Antiklebscheibe 66 aus einem magnetisch nicht leitenden Material.

Das aus einem Schaltkolben gebildete Schaltteil 18 weist darüber hinaus entlang seiner Längsachse und in Richtung seiner Schaltstange 24 zwei diametral einander gegenüberliegende Längsbohrungen 68 auf, die der Entlüftung dienen und die in der betätigten Stellung des Schaltteiles 18 vollständig von der Antiklebscheibe 66 abdeckbar sind. Das Stanzbiegeteil 50 ist beständig gegen jedwede in der Hydraulik zum Einsatz kommende Fluidmedien. Auch die Temperaturbeständigkeit ist gewährleistet. Das Stanzbiegeteil 50 verhält sich günstig bei der Entlüftung; ein Vorgang in der Hydraulik, bei dem nach der Inbetriebnahme die Anlage mit Öl befüllt wird und die Luft möglichst ohne besondere Vorkehrungen entweichen soll. Das Stanzbiegeteil als Trennvorrichtung verändert nicht seine Einbaulage und seine Eigenschaften, selbst wenn bei tiefen Temperaturen das verwendete Hydraulikmedium verdicken sollte und dadurch zusätzliche axiale Kräfte beim Schaltvorgang durch den Schaltkolben 18 entstehen. Das Stanzbiegeteil 50 läßt sich insbesondere bei Schaltvorrichtungen in der Art eines Gleichstrommagneten einsetzen.

Claims

-01 - Schutzansprüche

1. Schaltvorrichtung, insbesondere zum Betätigen von Ventilen mit einem Spulenkörper (12), der mit einer Leiterwicklung (14) versehen ist und ein Polrohr (16) umgibt, in dem längsverfahrbar ein Schaltteil (18) geführt ist, das vom Polrohr (16) magnetisch über eine hülsenförmige Trennvorrichtung getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennvorrichtung aus einem Stanzbiegeteil (50) aus einem flächigen Zuschnitt (52) eines dünnen, magnetisch nicht leitenden Bleches gebildet ist, das aufgerollt unter Ausbildung eines Schlitzes (54) sich paßgenau zwischen Schaltteil (18) und Polrohr (16) angeordnet an dieses anlegt.

2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen Paßausgleich über den Schlitz (54) des Stanzbiegeteils (50) im gerollten Zustand das Schaltteil (18) im Polrohr (16) zentriert ist.

3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Schlitz (54) bildenden Enden (56) des Stanzbiegeteils (50) jeweils Führungsteile (58) aufweisen, die gegenüberliegend die Stabilität der Hülsenform erhöhen.

4. Schaltvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsteile (58) benachbart gegenüberliegend einen dachartigen Schlitz (54) miteinander ausbilden, dessen Giebel (60) innerhalb des gerollten Stanzbiegeteils (50) angeordnet ist und dessen Dachränder (62) nach außen hin ins Freie schräg austreten.

5. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das gerollte Stanzbiegeteil (50) an seinem einen Ende (64) in stirnseitiger Anlage mit einer Antiklebscheibe (66) ist, die in das Polrohr (16) eingelegt sich am dem Polrohr (16) anschließenden Polkern (20) abstützt.

6. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltteil (18) aus einem Schaltkolben gebildet ist, der mindestens eine durchgehende Längsbohrung (68) aufweist, die vollständig von der Antiklebscheibe (66) abdeckbar ist.

7. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Schaltmagnet, insbesondere Gleichstrommagnet ist.