DE3404189C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Wenn Magnetventile zwischen dem Magnetteil und dem hydrau­ lischen Teil nicht abgedichtet sind, so besteht die Gefahr, daß sich in der hydraulischen Flüssigkeit mitgetragene Metall- und Schmutzteile im Magneten festsetzen und ihn verklemmen.

Es ist bekannt, Magnet- und Ventilteil flüssigkeitsdicht zu kapseln (DE-OS 17 50 470, DE-OS 31 35 261). Der Magnetraum wird üblicherweise bei solchen gekapselten Ventilen mit sauberem Öl gefüllt. Die Ölfül­ lung dient zur Dämpfung der Bewegungen des Magnetankers sowie zur Kühlung des Ankers und der Spule.

Beim Öffnen des Ventils wirkt der im Ventilgehäuseraum herrschende Strömungsmitteldruck auch auf die dem Ventil­ gehäuseraum zugekehrte Fläche der Membran. Es entsteht ein Staudruck, der die Einstellung des Ventils, die allein von der Magnetkraft entsprechend dem Spulenstrom und dem in entgegengesetzter Richtung auf das Ventilelement wirkenden Strömungsmitteldruck abhängig ist, verfälscht. Es werden also durch den Staudruck zusätzliche Kräfte auf das Sitz­ element des Ventils ausgeübt, die unerwünscht sind.

Somit ist die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe darin zu sehen, das Ventil der eingangs geschilderten Art so aus­ zubilden, daß der Magnetraum vom Ventilgehäuseraum voll­ ständig abgedichtet ist, von dem Trennelement jedoch keine zusätzlichen vom Strömungsmitteldruck herrührenden Kräfte auf das Ventil eingeleitet werden.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeich­ nenden Teil des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Ventils wird in der Kammer vor dem Trennelement eine Saugwirkung erzeugt, welche den Staudruck soweit absenkt, daß die Einstellung des Ventils nicht nachteilig beeinflußt wird und die Ein­ stellungsgenauigkeit deshalb erhöht wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Insbesondere handelt es sich um Maßnahmen zur Erhöhung der Saugwirkung sowie hin­ sichtlich einer einfachen, raumsparenden und kosten­ günstigen Bauweise.

Die Erfindung ist nachstehend anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Magnetventil mit abgedichtetem Ankerraum im Schnitt, und

Fig. 2 eine abgeänderte Ausführungsform des Trennele­ ments.

In Fig. 1 ist ein Magnetventil 10 zur elektrisch verstell­ baren Druckregelung dargestellt. Der magnetische Teil des Ventils besteht aus einem topfförmigen Gehäuse 11, in dem eine Magnetspule 12 mit herausgeführten Anschlüssen 13 eingesetzt ist. Das Gehäuse 11 ist von einem Flansch 13 sowie einem in den Flansch eingesetzten Deckel 14 ver­ schlossen. In dem zwischen dem Gehäuse 11, dem Deckel 14 und der Spule 12 abgeteilten Ankerraum 15 ist ein Anker 16 verschiebbar angeordnet, der mit einem Stößel 17 versehen ist, der in einer Lagerbuchse 18 gelagert ist, die im Ge­ häuse 11 eingesetzt ist. Der Deckel 14 weist ein zylindri­ sches Wandteil 18 zur Führung des Ankers 16 auf. Der Anker 16 kann mit einer Längsbohrung 19 versehen sein, um die zu beiden Seiten des Ankers 16 liegenden Kammern des Mag­ netraums 15 miteinander zu verbinden, so daß ein Strömungs­ ausgleich zwischen den beiden Räumen erfolgen kann.

Der hydraulische Teil des Ventils besteht aus einem Ge­ häuseteil 24, das am Gehäuse 11 befestigt ist. In dem Gehäuseteil ist bei 25 der Ventilsitz ausgebildet, an den der als Schließkörper ausgebildete Stößel 17 von dem Magnetanker 16 angedrückt wird, wenn die Magnetspule 12 elektrisch erregt wird. Der Einlaßkanal 26 ist an eine Druckmittelquelle angeschlossen. Der Stößel 17 wird also von dem Druckmittel im Öffnungssinn beaufschlagt. Öffnet das Ventil so strömt das Druckmittel durch den Ventilge­ häuseraum 28 in radiale Kanäle 29 und gelangt in eine nicht dargestellte Leitung, die mit dem Tank verbun­ den ist.

Zur Abdichtung des Ventilgehäuseraums 28 gegenüber dem Magnetraum 15 ist ein Trennelement 30 vorgesehen, das einen wellenförmigen Querschnitt aufweist und mit seinem inneren Rand 31 in einer Ringnut 32 des Stößels 17 ein­ sitzt und somit axial gehalten ist. Der äußere Rand 33 des Trennelements 30 ist verdickt ausgeführt und sitzt in einer Ausnehmung 34 des Magnetgehäuses 11.

Zwischen der Stirnfläche 36 des Magnetgehäuses 11 und der Stirnfläche 38 des Ventilgehäuses 24 ist eine scheiben­ förmige Platte 40 eingesetzt.

Zwischen dem Stößel 17 und einer Öffnung 41 in der Platte 40 ist ein Ringspalt 42 vorgesehen. Der Raum zwischen der Platte 40 und dem Trennelement 30 wird als Kammer 44 be­ zeichnet. An dem dem Ringspalt 42 entfernten Ende der Kammer 44 sind in der Scheibe 40 mehrere radiale Nuten bzw. Bohrungen 45 vorgesehen, welche parallel zu den Kanälen 29 verlaufen und somit ebenfalls in die zum Tank mündende Leitung führen. Ferner können am Anfang der radialen Boh­ rungen 45 axiale Bohrungen 46 vorgesehen sein, welche un­ mittelbar in den Kanal 29 münden.

Zwischen der Lagerbuchse 18 und dem Trennelement 30 befin­ det sich eine Kammer 49, deren Durchmesser gleich dem Durchmesser der gegenüberliegenden Kammer 44 ist.

Die Wirkungsweise der Abdichtung ist folgende: Übersteigt der auf den Stößel 17 im Anschluß 26 wirkende Druck P am Anschluß 26 die Magnetkraft des Ankers 16, so öffnet der Stößel 17 und hydraulische Flüssigkeit strömt über die Boh­ rungen 29 zum Tank T ab. Aus dem Ventilgehäuseraum 28 strömt auch die Flüssigkeit durch den Ringspalt 42 in die Kammer 44 vor dem Trennelement 30. Die Kammer 44 wird radial von innen nach außen durchströmt. Der durch den Ringspalt 42, die Kammer 44 und die Bohrungen 45 zum Tank abströmende Nebenstrom weist eine hohe Geschwindigkeit auf, die zu einer Druckabsenkung in der Kammer 44 führt. Damit wird der vom Strömungsmittel auf das Trennelement 30 wir­ kende Staudruck soweit abgesenkt, daß das Trennelement nicht vom Staudruck beaufschlagt wird und damit keine Kräfte auf den Stößel ausübt. Somit wird durch die Umwandlung der Druckenergie des Nebenstroms in Geschwindigkeit im Bereich der Kammer 44 das Trennelement von Strömungsmitteldruck ent­ lastet. Damit ist eine Verminderung oder Verfälschung der Druckeinstellung am Anschluß 26 im Verhältnis zum die Spule erregenden elektrischen Steuerstrom vermieden.

Durch die zusätzlichen axialen Bohrungen 46, über welche das äußere Ende der Kammer 44 unmittelbar mit den zum Tank führenden Kanälen 29 verbunden ist, wird die Sogwirkung auf das durch die Kammer 44 zum Tank abströmende Strömungs­ mittel verstärkt, und das Trennelement zusätzlich entlastet.

In Fig. 1 ist das Trennelement 30 als gummielastische Mem­ brane ausgebildet. Durch die wellenförmige Ausbildung des Querschnitts der Membrane sind die Eigenrückstellkräfte gering.

In Fig. 2 ist eine abgeänderte Ausführungsform des Trenn­ elements 130 dargestellt, das als dünne Stahl- oder Bronze­ membrane ausgebildet ist. Der Innenrand des Trennelements 130 ist eingestülpt und weist somit eine Verlängerung 136 auf, deren Ende 131 in der Ringnut 132 des Stößels 117 ein­ sitzt. Als zusätzliches Dichtelement zwischen dem Trenn­ element und dem Stößel wird ein O-Ring 137 vorgesehen. Der Außenrand 133 des Trennelements ist flach ausgebildet und zwischen dem Ventilgehäuse 111 und einem weiteren Gehäuse­ teil 115 eingeklemmt. Das Trennelement ist ebenfalls im Querschnitt wellenförmig ausgebildet, um die Eigenrück­ stellkräfte klein zu halten. Der flache Außenrand 133 des Trennelements liegt mittig zum wellenförmigen Querschnitt. Auf diese Weise werden die Eigenrückstellkräfte des Trenn­ elements weiter verringert.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist eine Rückstellfeder 55 zwischen dem Magnetanker 16 und dem Deckel 14 angeordnet. Die Rückstellfeder dient zur Kompensation von Vorspann­ kräften des Trennelements 30 sowie zur Einstellung des Stößels 17.

Claims (19)

1. Von einem regelbaren Elektromagnet betätigtes hydrau­ lisches Ventil, wie Druck-, Strom- oder Wegeventil, an dessen Magnetanker ein in einer Lagerbuchse ver­ schiebbar gelagerter Stößel zur Betätigung des Ventils befestigt ist, wobei der vom Magnetanker eingenommene Magnetraum gegenüber dem Ventilgehäuseraum von einem elastisch nachgiebigen, den Bewegungen des Stößels folgenden, gehäuseseitig befestigten Trennelement ab­ gedichtet ist, zwischen dem und dem Ventilgehäuse eine Trennwand vorgesehen ist, die eine Kammer abteilt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (44) radial von innen nach außen vom Strömungsmittel aus dem Ventil­ gehäuseraum (28) zu einem Raum mit niedrigerem Druck durchströmt wird, um in der Kammer (44) einen Unter­ druck zu erzeugen.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (17) eine Öffnung (41) der Trennwand (40) durchgreift und der Ventilgehäuseraum (28) über einen Ringspalt (42) zwischen dem Stößel und der Trennwand mit der Kammer (44) verbunden ist.

3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Ringspalt (42) entfernte Ende der Kammer (44) mit einem Niederdruckraum verbunden ist.

4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Ringspalt (42) entfernte Ende der Kammer (44) mit einem Tankanschluß T des Ventils verbunden ist.

5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Durchmesser des Ventilgehäuse­ raums (28) größer als der Durchmesser der Bohrung (41) für den Stößel (17) ist.

6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kammern (44, 49) zu beiden Seiten des Trennelements (30, 130) gleiche Außendurchmesser aufweisen.

7. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Trennwand eine zwischen dem Magnet­ gehäuse (11) und dem Ventilgehäuse (24) angeordnete Platte (40) ist, die mit Bohrungen (41, 45) zur Verbin­ dung der Kammer (44) mit dem Ventilgehäuseraum (28) und dem Niederdruckraum bzw. Tankanschluß versehen ist.

8. Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (40) außerdem axiale Kanäle (46) aufweist, über die die Kammer (44) mit den zum Niederdruckraum bzw. Tankanschluß führenden Kanälen (29) des Ventils verbun­ den ist.

9. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Trennelement (30, 130) in einer Ebene senkrecht zur Stößelachse verläuft.

10. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Trennelement (30, 130) im Quer­ schnitt wellenförmig ausgebildet ist.

11. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Trennelement (30, 130) in eine Ringnut (31, 131) des Stößels eingreift.

12. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Trennelement (30) in einer Ring­ nut zwischen dem Magnetgehäuse (11) und der Platte (40) eingespannt ist.

13. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Trennelement (130) zwischen dem Magnetgehäuse (111) und einer Gehäuseschulter einge­ spannt ist.

14. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Trennelement (130) von einem Dichtring (137) in der Ringnut (131) des Stößels (117) axial unverschiebbar gehalten ist.

15. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Außenrand (133) des Trennelements (130) mit wellenförmigem Querschnitt in der Mittenebene durch den Querschnitt liegt.

16. Ventil nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der innere Rand des wellenförmigen Trennelements (130) nach innen eingestülpt ist und in die Ringnut (131) eingreift.

17. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Trennelement eine gummielastische Membran ist.

18. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Trennelement eine dünne Metall­ membrane ist.

19. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Magnetanker (16) von einer Feder (55 ) in Richtung der Magnetkraft und entgegen dem auf dem Stößel (17) wirkenden Strömungsmitteldruck beauf­ schlagt ist.