DE3908859A1 - Kugelschaltventil, insbesondere fuer den chopperbetrieb - Google Patents
Kugelschaltventil, insbesondere fuer den chopperbetriebInfo
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Description
Kugelschaltventile sind bereits in vielfältigen
Ausführungsformen bekannt, wie sich aus den folgenden
Druckschriften ergibt: DE-OS 37 11 961, DE-OS 36 24 022, DE-OS
35 37 435, DE-OS 23 37 886, DE-OS 20 03 799, DE-OS 24 45 493,
DE-AS 15 00 223, DE-AS 13 00 749, DE-AS 10 01 073,
DE-PS 22 21 929. Ferner sei auf die DE-OS 23 01 380, die
DE-AS 11 157 871, die DE-PS 25 41 033, die DE-OS 30 41 707 und
die DE-OS 21 60 263 hingewiesen.
Ausgehend von dem Stand der Technik bezieht sich die Erfindung
auf ein Kugelschaltventil, bestehend aus einem Elektromagneten
und einem Ventil, dessen Ventilelement durch eine zwischen
zwei Endpositionen hin- und herbewegbare als Anker des
Elektromagneten dienende Kugel gebildet ist.
Bei den bekannten Kugelschaltventilen dieser Bauart ist an der
einen Endposition und gegebenenfalls auch an der anderen
Endposition ein Ventilsitz vorgesehen. Ferner ist die Kugel
mehr oder weniger innerhalb des Elektromagneten angeordnet.
Während ihrer möglicherweise in Axialrichtung erfolgenden Hin-
und Herbewegung wird die Kugel gleichzeitig in Radialrichtung
geführt. Beispielsweise wird gemäß DE-OS 23 37 886 ein aus
ferromagnetischem Material bestehende Kugel in einer genau
bearbeiteten Bohrung des Spulenkerns mit gering definiertem
Spiel axial beweglich angeordnet. Bei einem in der DE-OS 23 01
380 beschriebenen Ausführungsbeispiel dient eine Bohrung eines
zusätzlichen Kernteils als Führung für die Kugel. Die Bohrung
besitzt aber einen diametralen Schlitz, der in dem Kernteil
gebildet ist, um den Durchgang des Fluides zwecks Abfließens
zu erlauben. Bei der Konstruktion gemäß DE-OS 37 11 961 ist
eine metallische Führungsfläche für die Kugel vorgesehen. Bei
einer Konstruktion gemäß DE-AS 15 00 223 ist die Kugel in
einem Raum gelagert, der zugleich die Führung der Kugel in der
Achse eines Ventilsitzes sichert und um die Kugel herum
Abflußkanäle bildet. Bei einer anderen in dieser Druckschrift
erläuterten Konstruktion wird die Kugel in einer Bohrung eines
Deckelteils geführt, wobei der Deckelteil wiederum mit
Durchlaßkanälen versehen ist.
Bei den bekannten Kugelschaltventilen treten zahlreiche
Probleme auf, die ihren Einsatz in der Praxis erschweren. So
ist eine hohe Betriebssicherheit gefordert und ferner sollen
die Ventile unempfindlich gegenüber Verschmutzung sowie hohen
Temperaturen sein. Natürlich ist auch die Dichtheit von großer
Bedeutung und mechanische Reibungseinflüsse sowie magnetische
Hysterese sollen geringe Werte besitzen. Insbesondere beim
Einsatz eines Kugelschaltventils in einem
Proportionalventilsystem, wie dies in der DE-OS 37 11 961
beschrieben wurde, soll der Verschleiß verringert und damit
die Lebensdauer des Ventils erhöht werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von einem
Kugelschaltventil der obengenannten Art die Nachteile des
Standes der Technik zu vermeiden. Insbesondere soll durch die
Erfindung ein Kugelschaltventil vorgesehen werden, welches
einen geringen Verschleiß zeigt, insbesondere soll dabei der
Verschleiß an den Ventilsitzen im Bereich der Führung der
Kugel sowie an der Kugel selbst reduziert werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei einem Kugel
schaltventil der eingangs genannten Art vor, daß die Kugel
eine gehärtete Stahlkugel ist. Bei dieser Stahlkugel handelt
es sich also nicht wie bisher üblich um eine durch beispiels
weise Weichglühen und Verkupfern und/oder Vernickeln zusätz
lich veredelte Kugel, vielmehr kann eine handelsübliche
normgerechte gehärtete Stahlkugel Verwendung finden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die
Kugel, insbesondere die gehärtete Stahlkugel, in einem
Kunststoffmantel geführt. Dieser Kunststoffmantel steht
partiell oder auf dem vollen Umfang mit der Kugel in Kontakt.
Vorzugsweise bildet der Kunststoffmantel gleichzeitig einen
Sitz des Ventils. Der Kunststoffmantel kann auch zugleich den
Sitz und einen oder mehrere Ventilanschlüsse bilden. Gemäß
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung bildet ein einziges
Kunststoffteil sowohl den zur Führung dienenden
Kunststoffmantel als auch einen Sitz und einen oder mehrere
Ventilanschlüsse.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den
Ansprüchen.
Durch Verwendung einer als Normteil verfügbaren Kugel ergibt
sich für diese eine exaktere Rundheit, was auch eine bessere
Abdichtung im Sitzbereich ermöglicht.
Die Standzeit des gesamten Kugelschaltventils wird wesentlich
vergrößert. Die handelsübliche gehärtete Kugel zeigt nur einen
minimalen Abrieb. Dies gilt auch für den Ventilsitz, der als
"weicher" Gegenlaufpartner angesehen werden kann.
Dadurch, daß die partiellen Führungen in den Aussparungen (97)
angeordnet sind, kann die Kugeloberfläche bis auf einen engen
Spalt an den metallischen Gegenpol angenähert werden, ohne
Kontakt zu erzielen; dadurch wird eine hohe Kraftausbeute
durch den geringen magnetischen Widerstand des Luftspaltes
erzielt.
Ist nun, wie oben beschrieben, der Verschleiß an Kugel und
Führungen gering, bleiben die magnetisch/geometrischen
Verhältnisse nahezu erhalten über die gesamte Laufzeit, wie
Dauerversuche gezeigt haben.
Durch die Verwendung der gehärteten Kugel und die aus
Kunststoff gestaltete Führung/Sitze ergeben sich nur
unwesentliche, d. h. sehr geringe Anteile an Abrieb. Demnach
setzen sich praktisch auch keine Partikel im Bereich des
Sitzes ab, die anderenfalls durch die ständige Kugelbewegung
eingeschlagen würden und so die Sitze vorzeitig unbrauchbar
machen würden.
Durch die Erfindung ergibt sich somit eine fertigungstechni
sche Vereinfachung und darüber hinaus, wie bereits erwähnt,
eine Standzeiterhöhung. Durch die kombinierte Zuordnung
mehrerer Funktionen auf ein Bauteil ergeben sich auch
montagetechnische Vorzüge.
Das erfindungsgemäße Kugelschaltventil ist für verschiedene
Druckmedien, wie beispielsweise Öl und vorzugsweise Luft,
geeignet. Das erfindungsgemäße Kugelschaltventil kann in der
Form eines 3/2, eines 2/2 usw. Wegeventils gestaltet sein.
Das erfindungsgemäße Kugelschaltventil ist besonders für die
sogenannte "gechopperte" Ansteuerung geeignet, wie sie in der
DE-OS 37 11 961 beschrieben ist. Vorzugsweise handelt es sich
dabei um ein Ventil, bei dem die Kugel zwischen zwei Sitzen
hin- und herbewegbar angeordnet ist und durch Federmittel
gegen den einen Sitz, der hier vorzugsweise durch ein
Kunststoffteil gebildet ist, vorgespannt wird.
Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben
sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der
Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Kugelschaltventil gemäß
der DE-OS 37 11 961;
Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein Kugelschaltventeil gemäß
einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 3 einen Schnitt längs Linie 3-3 in Fig. 2;
Fig. 4 einen Längsschnitt durch ein zweites
Ausführungsbeispiel eines Kugelschaltventils gemäß der
Erfindung;
Fig. 5 einen Schnitt längs Linie 5-5 in Fig. 4;
Fig. 6 einen Längsschnitt durch ein drittes
Ausführungsbeispiel eines Kugelschaltventils gemäß der
Erfindung;
Fig. 7 einen Längsschnitt durch ein viertes
Ausführungsbeispiel eines Kugelschaltsventils gemäß der
Erfindung;
Fig. 8 einen Schnitt längs Linie 8-8 in Fig. 7.
In Fig. 1 ist ein bekanntes Kugelschaltventil 1 dargestellt,
welches aus einem Elektromagneten 12 mit angebautem Ventil 19
besteht. Ein Gehäuse 2 umschließt den Elektromagneten 12 und
das Ventil 19.
Das Gehäuse 2 ist an seinem zum Ventil 19 entgegengesetzten
Ende durch einen Deckel 3 abgeschlossen.
Das Kugelschaltventil 1 ist als sogenanntes 3/2-Wegeventil
dargestellt, d. h. es sind drei Anschlüsse 4 (A), 5 (B) und
6 (C) vorgesehen. In einer Ausnehmung 8 des Gehäuses 2 ist ein
Ventilelement in der Form eines Kugelelements (Kugel) 9 hin-
und herbewegbar zwischen zwei Endpositionen gelagert. Die
Kugel 9 bildet den Anker des Elektromagneten 12.
In einer Öffnung oder Bohrung 10 des Gehäuses 2 sitzt eine
Erregerspule 11 symmetrisch zur Längsachse 13 des Kugelschalt
ventils 1. In einer Innenbohrung 17 des die Erregerspule 11
umgebenden Spulenkörpers sitzt ein Polstück 18, welches an
seinem zur Kugel 9 hingewandten Ende einen ersten Ventilsitz
20 bildet. Ein Kunststoffplättchen 21 bildet dabei die
Sitzfläche. Ein zweiter Ventilsitz 22 ist entgegengesetzt zum
ersten Ventilsitz 20 im Gehäuse 2 ausgebildet, wobei wiederum
ein Kunststoffplättchen 23 die Sitzfläche bildet. Der bereits
erwähnte Anschluß 5 steht über eine Bohrung 24 mit der Zone um
das Kunststoffplättchen 23 herum in Verbindung. In der bereits
gezeigten Position liegt die Kugel 9 am Sitz 22 an, so daß
kein Druckmedium in einen von der Bohrung 8 gebildeten
Hohlraum 30 gelangen kann. Eine Feder 25 stützt sich zum einen
am Polstück 18 ab und zum anderen an einem Federteller
(Halterung) 26, um so die Feder in die in Fig. 1 gezeigte
Position vorzuspannen.
Der bereits erwähnte Anschluß 4 steht über eine oder mehrere
Axialbohrungen oder Durchtrittsöffnungen 27 mit dem Kugelraum
30 sowie einem den ersten Sitz 20 umgebenden Raum 28 in
Verbindung. Eine Verbindungsbohrung 190 des Polstücks 18
verbindet den Raum 28 mit dem Anschluß 6. Dichtungen im
Elektromagneten 12 sind mit 191 bezeichnet.
Die Fig. 2 und 3 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Kugelschaltventils 31 in der Form eines
Wegeschaltventils mit einer federbelasteten Kugel 90. Die
Kugel 90 ist vorzugsweise eine gehärtete Stahlkugel, die
normmäßig vorhanden ist und keiner zusätzlichen Veredelung,
beispielsweise durch Weichglühen und Verkupfern und/oder
Vernickeln unterzogen werden muß.
Das Kugelschaltventil 31 besteht aus einem Elektromagneten 32
und einem Ventil 29. Ein Gehäuse 2 ist gemeinsam für den
Elektromagneten 32 und das Ventil 29 vorgesehen. Ferner ist
wie bei der Konstruktion gemäß Fig. 1 der Deckel 3 mit
Anschluß 6 vorhanden, sowie die in Bohrung 10 sitzende
Erregerspule 11, das Kunststoffplättchen 21, die Feder 25 und
der Federteller 26. Die Innenbohrung ist wiederum mit 17
bezeichnet und mit 191 sind Dichtungen angedeutet. Im
Endbereich des Polstücks 18 ist ferner der den ersten Sitz 20
umgebende Raum 28 vorhanden. Ebenso wie bei Fig. 1 sind auch
Polstück 18, dessen Verbindungsbohrung 190 und die Längsachse
13 dargestellt.
Gemäß der Erfindung sind Kugelführungsmittel 33 im Ventil 29
für die Kugel 90 vorgesehen. Diese Führungsmittel, die auch
als Kunststoffmantel bezeichnet werden können, bewirken eine
radiale Führung der Kugel 90.
Im speziellen Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 2 und 3 sind
einstückig mit den Kugelführungsmitteln 33 Kugelsitzmittel 34
ausgebildet, so daß sich insgesamt ein als Kugelführ- und
Sitzmittel 35 bezeichnetes Bauteil ergibt. Dieses Bauteil
sitzt in einer Öffnung 54 des vorzugsweise aus Weicheisen
bestehenden Gehäuses 2, wobei der Teil des Gehäuses 2 im
Bereich des Ventils 29 auch als Halsteil 53 bezeichnet sei.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 und 3 sehen die aus
Kunststoff bestehenden Kugelführungsmittel 33 einen
teilweisen oder partiellen Kontakt mit dem Kugelumfang vor.
Man erkennt, daß die Kugelführungsmittel 33 vier Arme 36, 37,
38 und 39 aufweisen, die ihrerseits an ihren freien Enden
sphärische Führungsflächen 40 bilden. Speichenteile 41
verbinden die Arme 36 bis 39 mit einem eine Öffnung 43
aufweisenden Nabenteil 42.
Die Kugelführ- und Sitzmittel 35 bilden einen zweiten Sitz 44,
der über eine Öffnung 43 in einem Ansatz 46 mit einer von
einem oder mehreren Kanälen gebildeten Ausnehmung 47 im
Halsteil 53 in Verbindung steht. Die Kanäle führen zu einem
Anschluß, beispielsweise dem B-Anschluß, der in Fig. 2
gestrichelt angedeutet ist.
In der am Boden der Ausnehmung 54 verbleibenden Querwand 48
sind ihre Durchtrittsöffnungen oder Axialbohrungen 49 bis 52
ausgebildet, die den Anschluß 4 mit dem Raum 28, aber auch den
Kugelraum 30 verbinden.
In den Fig. 4 und 5 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines
Kugelschaltventils 56 dargestellt, und zwar bestehend aus
einem Elektromagneten 32 der in Fig. 2 gezeigten Art und aus
einem Ventil 55.
Hinsichtlich des Elektromagneten 32 sei auf die Beschreibung
der Fig. 2 verwiesen. Das Ventil 55 ähnelt dem Ventil 29 und
unterscheidet sich von diesem in erster Linie dadurch, daß
Kugelführungsmittel 58 in der Form einer Hülse vorgesehen
sind, welche nicht nur partiell, sondern auf den vollen Umfang
Kontakt mit der Kugel 90 aufweisen.
Im einzelnen sind hier um den fertigungstechnischen Aufwand
gegenüber der Ausführung gemäß Fig. 2 zu minimieren, wiederum
die Kugelführungsmittel 58 und der zweite Sitz 65 als ein Teil
(vorzugsweise ein Kunststoffteil) ausgebildet, welches als
Kugelführ- und Sitzmittel 57 bezeichnet ist. Die Kugelführ-
und Sitzmittel 57 sitzen in einer Ausnehmung 66 des Gehäuses 2
und sind was Öffnungen 43, Ansatz 46 und Ausnehmung 47 anlangt
wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 und 3 ausgebildet.
Entsprechend dem notwendigen Durchtrittsquerschnitt für
Druckmedium zwischen der Kugel 90 und den Führungsmitteln 58
ist in das Kunststoffteil der Kugelführ- und Sitzmittel 57
eine Nut 67 eingelegt. Es können, wie gezeigt, auch zwei Nuten
67, 68 oder weitere Nuten vorgesehen sein.
Um den Kugelraum 30 mit dem Anschluß 4 zu verbinden, sind in
der Querwand 48 des Gehäuses 2 Öffnungen 62, 63 vorgesehen,
die am Boden der Ausnehmung 66 des Gehäuses 2 enden.
Benachbart dazu ist in der Bodenunterseite der Kugelführ- und
Sitzmittel 57 ein Ringkanal 61 ausgebildet, der über Öffnungen
60 mit dem Kugelraum 30 verbunden ist.
Fig. 6 zeigt im Längsschnitt ein drittes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Kugelschaltventils 70, bei dem spe
ziell der fertigungstechnische Aufwand minimiert ist. Das Ku
gelschaltventil 70 weist wiederum einen Elektromagneten 69 und
ein Ventil 76 auf, wobei hier ein vorzugsweise einstückiges
kunststoffgefertigtes Teil 71 (allgemein als Kugelführsitz und
Magnettragmittel bezeichnet) vorgesehen ist, welches gleich
zeitig den einen (zweiten) Sitz 83, eine Kugelführung (Öffnung
86) und den Spulenkörper 87 bildet, wobei dieser Teil 71 fer
ner gleichzeitig als Anschlußbuchse (links in Fig. 6)
verwendbar ist.
Die Art der Anschlußbelegung , d. h. die Lage der Bohrungen
oder Aussparungen A/B kann, wie hier dargestellt, wahlweise
radial oder axial d. h. z. B. an der Mantelfläche der
Kugelführung bzw. des Anschlusses B vorhanden sein.
Das komplette Teil 71 wird durch ein deckelartiges Gehäuse 72
fixiert. Das vorzugsweise aus Weicheisen bestehende Gehäuse 72
umfaßt ein zylindrisches Gehäuseteil 73, ein radiales
Gehäuseteil 74 und ein axial verlaufendes hülsenförmiges
Gehäuseteil 75, welches auch als Polschuh bezeichnet werden
kann. Der Polschuh 75 übt auf die Kugel 90 neben seiner
magnetischen Leitfunktion auch eine Zentrierungs- und
Führungsfunktion für das komplette Teil 71 aus.
Was die in Fig. 6 mit den in Fig. 1 verwendeten Bezugszeichen
übereinstimmende Bezugszeichen anlangt, so sei auf die
früheren Ausführungen verwiesen. Ergänzend sei noch erwähnt,
daß der Teil 71 mit eingesetzter Spule 11 in eine Innenöffnung
10 im Gehäuse 72 eingesetzt werden kann. Der Teil 71 bildet in
seinem Radialteil 78 einen dem ersten Sitz 20 gegenüber
liegenden zweiten Sitz 83, wobei Bohrungen 82 die Verbindung
zum Kugelraum 30 herstellen. In einem Hülsenteil 79 des Teils
71 sind in der Innenwand Nuten 84 und 85 ausgebildet, welche
die Räume 30 und 28 verbinden. Mit 86 ist die bereits erwähnte
Öffnung bezeichnet, in der die Kugel 90 geführt ist.
Der Teil 71 bildet ferner einen in Axialrichtung verlaufenden
eine Bohrung 81 aufweisenden Stutzen 77, der am Außenumfang
ebenso wie der Hülsenteil 79 eine Dichtung 80 trägt.
Die Fig. 7 und 8 zeigen ein viertes Ausführungsbeispiel eines
gemäß der Erfindung ausgebildeten aus einem Elektromagneten
111 und einem Ventil bestehenden Kugelschaltventils 89. Der
Elektromagnet 111 ähnelt in einem gewissen Umfang dem Elektro
magneten 32 der Fig. 2, weshalb auch in Fig. 7 die bereits in
Fig. 2 erläuterten Bezugszeichen 3, 6, 10, 20, 21, 25, 26, 18,
190, 191 sowie 10 und 17 Verwendung finden. Allerdings ist das
Gehäuse 92 des Elektromagneten 111 in seinem linken Teil
anders als in Fig. 2 aufgebaut. Das vorzugsweise aus Weicheisen
bestehende Gehäuse 92 ist nicht wie in Fig. 2 zur Bildung
eines Polstücks 53 zur Kugel 90 hin radial abgewinkelt,
sondern gemäß Fig. 7 umgreift das Gehäuse 92 ein gesondertes
Polstück 96, um sodann ein Kugelführungs-Sitz- und
Anschlußstutzenteil (oder Mittel) 91 umgebördelt zu umfassen
und festzuhalten. Nachdem das Polstück 96 einen Teil des
Elektromagneten 89 bildet, ist bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 7 die Kugel 90 im wesentlichen innerhalb des
Elektromagneten 89 untergebracht.
Von besonderer Bedeutung ist beim Ausführungsbeispiel gemäß
Fig. 7 die Tatsache, daß der zweite Sitz 100, die
Kugelführungsmittel (Führungsabschnitt 98) und der
Anschlußabschnitt (Anschlußstutzen) 99 eine aus Kunststoff
gefertigte Einheit bilden. Im gewissen Sinne ist das vierte
Ausführungsbeispiel eine Kombination der Ausführungsbeispiele
2 und 3. Die hier gezeigten Anschlüsse sind vorzugsweise aber
nicht ausschließlich für Luft als Druckmedium geeignet.
Im einzelnen weist also der Kugelführungssitz- und
Anschlußstutzenteil 91 neben dem Anschlußabschnitt 99 den
Führungsabschnitt 98 auf, der in eine Mittelöffnung des
Polstücks 96 ragt. Der Anschlußabschnitt 99 bildet Kanäle 105,
106 bzw. 107 aufweisende Anschlußstutzen 115, 116 bzw. 117.
Die Kanäle 105 und 106 sind dabei verbunden und bilden den
Anschluß A. Zwei (im Gegensatz zu einem natürlich auch
möglichen einzigen Anschlußstutzen) Anschlußstutzen 115 und
116 ermöglichen z. B. den Anschluß einer Druckmeßdose sowie
einer Stelleinheit ohne ein T-Stück zu benötigen.
Die Kanäle 105 und 106 sind durch einen Ringkanal 301
verbunden, der - vgl. dazu Fig. 7 - in seinem linken Teil
nierenartige Abschnitte 310 bildende (z. B. 4) Stege 302
aufweist und in seinem rechten Teil einen "freien" rundum
verlaufenden Kanal 303 bildet. Die Stege 302 sind natürlich
einstückig mit dem übrigen Teil 91 vorzugsweise durch
Spritzguß ausgeformt. Radial nach innen gegenüber dem "freien"
Kanal 303 sind beispielsweise 4 Aussparungen 304 im
Führungsabschnitt 98 zur Querschnittsvergrößerung und somit
zur Druckreduzierung vorgesehen. Der Führungsabschnitt 98
bildet ferner ähnlich wie in Fig. 2 vier Arme 108, 109, 110,
113, die jeweils sphärische Führungsflächen 305 für die Kugel
90 bilden. Im Polstück 96 sind ferner vier Einfräsungen oder
Ausklinkungen 97 ausgebildet, welche die Verbindung zu Kanälen
105 = 106 im Anschlußabschnitt 99 herstellen. Die Kanäle 105 =
106 bzw. 107 enden nach außen hin in Anschlußstutzen 115, 116
bzw. 117.
Das Polstück 96 sitzt auf einem Anschlag oder einer Schulter
95 des Gehäuses 92 und liegt mit seiner Anlagefläche 102 an
einer Anlagefläche 103 des Anschlußabschnitts 99. Der
Anschlußabschnitt 99 bildet ferner einen dem ersten Sitz 20
gegenüberliegenden zweiten Sitz 100.
Vorzugsweise werden die oben beschriebenen Kugelschaltventile
in einem Proportionalventil-System gemäß der DE-OS 37 11 961
verwendet. Aus diesem Grunde wird auch die Offenbarung dieser
DE-OS zum Bestandteil der vorliegenden Anmeldung gemacht und
zu diesem Zweck eine Kopie der genannten DE-OS beigefügt.
Insbesondere kann also das erfindungsgemäße Kugelschaltventil
als Proportionalventil betrieben werden und es können
insbesondere auch die in Fig. 2, 5, 8 und 10 der genannten OS
gezeigten Beschaltungen Verwendung finden.
Claims (21)
1. Kugelschaltventil, bestehend aus einem Elektromagneten und
einem Ventil, dessen Ventilelement durch eine vorzugsweise
in Axialrichtung zwischen zwei Endpositionen hin- und
herbewegbar als Anker des Elektromagneten dienende Kugel
(90) ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel (90)
eine gehärtete Stahlkugel ist und daß die Kugel (90) radial
in Kugelführungsmitteln (Mantel) (33, 58, 79, 98) geführt
ist.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Führungsmittel eine partielle Führung der Stahlkugel (90)
vorsehen.
3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
partielle Führung durch von den Führungsmitteln gebildete
Führungsarme (36 bis 39, 108, 109, 110, 113) vorgesehen
ist.
4. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Führungsmittel eine Führung für die Kugel an deren vollem
Umfang vorsehen.
5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Führungsmittel in der Form einer Hülse (58) ausgebildet
sind.
6. Ventil nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsmittel
gleichzeitig einen Sitz (44, 65, 83, 100) für die Kugel
(90) bilden.
7. Ventil nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Sitz
bildenden Führungsmittel einstückig mit dem oder mehreren
Strömungsmittelanschlüssen ausgebildet sind.
8. Ventil nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den Sitz
bildenden Führungsmittel gleichzeitig einen Anschluß und
ferner einen Spulenkörper (87) bilden.
9. Ventil nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die partiellen
Führungen (Arme 36, 37, 38, 39) in Durchtrittsöffnungen
(49, 50, 51 und 52) angeordnet sind, welche einen Anschluß
(4) mit einem Kugelraum (30) verbinden.
10. Ventil nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den
Kugelführungsmitteln (58) Nuten (67, 68) gelegt sind
entsprechend dem notwendigen Durchtrittsquerschnitt für
Druckmedium zwischen der Kugel (90) und den
Führungsmitteln (58).
11. Ventil nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung
zwischen dem einen Anschluß (4) und dem Kugelraum (30)
durch eine oder mehrere Bohrungen (62, 63) erfolgt, die
über entsprechende Verbindungsmittel in der Form eines
Ringkanals (61) und Öffnungen (60) in den Kugelführ- und
Sitzmitteln (57) mit dem Kugelraum (30) in Verbindung
stehen.
12. Ventil nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziges aus
Kunststoff bestehendes Teil Kugelführungs-Sitz- und
Magnettragmittel (71) bildet, um so einen dem ersten Sitz
(20) gegenüberliegenden Sitz (83) zu bilden, eine
Kugelführung (Hülsenteil 79) vorzusehen, und die
Erregerspule (11) zu tragen, wobei gleichzeitig durch
dieses Teil (71) eine Anschlußbuchse oder Anschlußstutzen
(77) gebildet ist.
13. Ventil nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein deckelartiges
Gehäuse (72) vorgesehen ist, welches den Teil (71)
fixiert, wobei das deckelartige Teil (73) einen Polschuh
(75) bildet, der neben der magnetischen Leitfunktion für
die Kugel (90) auch eine Zentrierungs- und
Führungsfunktion für das Teil (71) aufweist.
14. Ventil nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein als
Kugelführsitz- und Anschlußstutzenmittel bezeichnetes Teil
als eine magnetisch nicht leitende Einheit, vorzugsweise
aus Kunststoff hergestellt, vorgesehen ist.
15. Ventil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das
Teil (91) an einer Polscheibe (96) des Elektromagneten
(92) befestigt ist und daß das Teil (91) Führungsstege
oder Arme (108, 109, 110, 113) bildet, welche die Durch
trittsquerschnitte (Bohrungen 97) der Polscheibe (96)
teilweise ausfüllen, wobei der Druckabfall von A über den
Kugelraum nach B vorzugsweise durch die vorhandene
Querschnittsvergrößerung minimiert wird, dadurch daß
partielle Aussparungen (304) im Anschlußstutzen vorgesehen
werden.
16. Ventil nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche. dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete
Druckmedium Öl ist.
17. Ventil nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete
Druckmedium Luft ist.
18. Ventil nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil im
Chopperbetrieb gemäß DE-OS 37 11 961 betrieben wird.
19. Proportionalventil-System mit einem eine Erregerspule
aufweisenden Ventil, einem mit der Erregerspule (11)
verbundenen pulsdauermodulierten Chopperverstärker (52)
und einer vom Ventil gesteuerten druckmittelbetätigten
Stelleinheit,
dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil ein
Wegeschaltventil mit federbelastetem Kugelelement (9)
(Kugelschaltventil) ist,
daß die Kugel bei Erregerstrom gegen die Feder arbeitet,
wobei die Anschlußbelegung des Ventils wahlweise ist, und
daß das Kugelschaltventil gemäß einem der vorhergehenden
Ansprüche ausgebildet ist.
20. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß es ein 3/2- oder ein 2/2-Ventil ist.
21. Ventil nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das vorzugsweise
aus Weicheisen bestehende Gehäuse (92) ein gesondertes
Polstück (96) umgreift, ein Kugelführungs-Sitz- und
Anschlußstutzenteil (91) umgebördelt umfaßt, daß der
zweite Sitz (100), die Kugelführungsmittel
(Führungsabschnitt 98) und der Anschlußabschnitt
(Anschlußstutzen) 99 eine aus Kunststoff gefertigte
Einheit bilden, daß die Kanäle (105 und 106) durch einen
Ringkanal 301 verbunden sind, der nierenartige Abschnitte
(310) bildende Stege (302) und einen "freien" rundum
verlaufenden Kanal 303 aufweist, daß die Stege (302)
einstückig mit dem übrigen Teil (91) ausgeformt sind, daß
radial nach innen gegenüber dem "freien" Kanal (303)
Aussparungen (304) im Führungsabschnitt (98) vorgesehen
sind, daß der Führungsabschnitt (98) Arme (108, 109, 110,
113) bildet, die jeweils sphärische Führungsflächen (305)
für die Kugel 90 besitzen, und daß im Polstück (96)
Einfräsungen ausgebildet sind, welche die Verbindung zu
Kanälen (105, 106) im Anschlußabschnitt (99) herstellen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893908859 DE3908859A1 (de) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | Kugelschaltventil, insbesondere fuer den chopperbetrieb |
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DE19893908859 DE3908859A1 (de) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | Kugelschaltventil, insbesondere fuer den chopperbetrieb |
Publications (1)
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DE3908859A1 true DE3908859A1 (de) | 1990-09-20 |
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ID=6376625
Family Applications (1)
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