DE3931509C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein magnetbetätigtes Wegeven­ til gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, und zwar insbesondere auf ein doppelseitig magnetbetätigtes Wegeventil. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein magnetbetätigtes Wegeventil mit drei Schaltstellungen, wobei die Mittelstellung federzentriert ist.

Ferner bezieht sich die Erfindung auf einen Betätigungsmagneten gemäß Anspruch 7.

Mit einem Wegeventil werden üblicherweise Start, Stop sowie die Fließrichtung des Druckmediums gesteuert und damit im End­ effekt die Bewegungsrichtung oder die Haltepositionen eines Verbrauchers bestimmt. Häufig sind Wegeventil als sog. Wege- Schieberventile ausgebildet und die Erfindung bezieht sich vorzugsweise auf solche Ventile.

Ein handbetätigtes Vier/Dreiwege-Schieberventil ist beispiels­ weise auf Seite 98, Bild 9 des Buchs "Der Hydrauliktrainer" der Firma Mannesmann Rexroth, 2. Auflage 1980, beschrieben. Der Kolben des Wegeventils ist dabei mit einem Betätigungs­ mechanismus verbunden und folgt dessen Bewegung. Die Rückstel­ lung des Kolbens wird durch Federn erreicht, die nach Wegfall der Betätigungskraft, beispielsweise Loslassen eines Hand­ hebels, den Kolben wieder in die Ausgangsstellung zurückschie­ ben.

Aus der obengenannten Literaturstelle ist es ferner bereits bekannt (vgl. S. 101, Bild 12), die Betätigung eines Wege-Schieberventils durch einen Gleichstrom- bzw. Wechsel­ strommagneten vorzunehmen. Bei diesem drei Schaltstellungen aufweisenden Wege-Schieberventil stützen sich Federn an den Magnetgehäusen ab und zentrieren den Kolben über eine Büchse und Scheibe in der Mittelstellung. Die Federn stellen dabei einen Teil des Wege-Schieberventils dar.

DE-OS 25 06 864 zeigt ein magnetbetätigtes Wegeventil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wobei die beiden vorgesehenen Druckfedern hier immer gegeneinander wirken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, um in einfacher Weise ein an sich handbetätigtes Wegeventil in ein elektromagnetisch betätigbares Wegeventil derart umzuwandeln, daß eine verbesserte Ansteuergenauigkeit erreicht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei einem magnetbetätigten Wegeventil gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 die im kennzeichnenden Teil genannten Maßnahmen vor.

Vorzugsweise sind zwei Betäti­ gungsmagnete vorgesehen, von denen der eine mit seinem Magnet­ stößel an der einen Seite und der andere Betätigungsmagnet mit seinem zugehörigen Magnetstößel an der anderen Seite des Steuerkolbens des Wegeventils anliegt.

Die Zentrierfedermittel, vorzugsweise in der Form von zwei Druck- oder Schraubenfedern, von denen die eine dem einen Betätigungsmag­ neten und die andere dem anderen Betätigungsmagneten zugeord­ net ist, bilden also einen Teil des jeweiligen Betätigungs­ magneten. Demgemäß sieht die Erfindung auch als gesonderten Bauteil einen Betätigungsmagneten gemäß Anspruch 7 vor, der dank einer ein­ gebauten Druck- oder Zentrierfeder an einem an sich für handbetätigten Betrieb vorgesehenen Wegeventil angebaut werden kann, nachdem ein entsprechend abgewandelter Steuerkolben eingesetzt ist. Am Aufbau des Gehäuses des Wegeventils muß dabei praktisch keine Änderung vorgenommen werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung stützen sich die beiden Druck- oder Zentrierfederenden am Stößel des Betätigungs­ magneten ab. Diese Abstützung erfolgt vorzugsweise unter Verwendung von ankerseitigen und kolbenseitigen Federtellern, wobei sich der ankerseitige Federteller in der mittleren Zentrierstellung und der Betätigungsstellung des gegenüberlie­ genden Betätigungsmagneten gleichzeitig im Inneren des anderen Betätigungsmagneten abstützt. Dabei ist der kompakte Aufbau von Vorteil und die Integration der Zentrierfeder in den Betä­ tigungsmagneten.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 ein doppelseitig magnetbetätigtes Wegeventil, teilweise im Schnitt;

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Betätigungsmagneten der in Fig. 1 gezeigten Art;

Fig. 3 eine Einzelheit des in Fig. 2 gezeigten Betätigungs­ magneten im linken Bereich der Fig. 2;

Fig. 4 einen Schnitt eines Wege-Schieberventils gemäß S. 101, Bild 12 der in der Beschreibungseinleitung genannten Literaturstelle;

Fig. 5 einen Längsschnitt eines durch irgendein Betätigungs­ element entgegen einem Rückstellelement betätigbaren Wegeventils, welches aus der Druckschrift RD 64 122/2.85 der Firma Mannesmann Rexroth bekannt ist.

In den Fig. 1 bis 3 ist ein Ausführungsbeispiel eines gemäß der Erfindung ausgebildeten magnetbetätigten Wegeventils 1 gezeigt. Dieses Wegeventil 1 besitzt drei noch näher zu erläuternde Schaltstellungen. Die Erfindung kann aber auch bei Wegeventilen mit mehreren Schaltstellungen verwendet werden, solange nur eine Mittelstellung durch Federmittel eingestellt werden kann.

Das magnetbetätigte Wegeventil 1 besteht im einzelnen aus einem drei Schaltstellungen aufweisenden Wegeventil 2 sowie zu beiden Seiten am Wegeventil 2 angebrachten Betätigungsmagneten 3 und 4.

Bei dem Wegeventil 2 handelt es sich um ein an sich als handbetätigtes Wegeventil konstruiertes Ventil, welches durch die Ausbildung der Betätigungs­ magnete 3 und 4, (die im übrigen identisch ausgebildet sind), zu dem magnetbetätigten Wegeventil 1 wird.

Statt des Wegeventils 2 könnte auch genauso gut ein Wegeventil des Standes der Technik gemäß Fig. 5 verwendet werden, wenn dort der Steuerkolben so modifiziert wird, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, d. h. in seiner Länge reduziert wird.

Das Wegeventil 2 weist ein Ventilgehäuse 6 auf, in dem eine Längsbohrung 7 zur Aufnahme eines Steuerkolbens 13 sowie Verbraucheranschlüsse 8, 9 sowie Tankverbindung 10 und Pump­ verbindung 11 ausgebildet sind.

Der Steuerkolben 13 besitzt ein erstes oder rechtes Kolbenende (Kolbenseite) 14 sowie ein zweites oder linkes Kolbenende (Kolbenseite) 15. Jedes Kolbenende bildet eine vertikal verlaufende Anschlagfläche 16 (in Fig. 1 nur am rechten Kolbenende bezeichnet).

Der Steuerkolben 13 kann in bekannter Weise aus seiner in Fig. 1 gezeigten Zentrier- oder Mittelstellung nach rechts in eine erste Schaltstellung und nach links in eine zweite Schaltstel­ lung bewegt werden. Die erste Schaltstellung wird durch Erregen des Betätigungsmagneten 3 (der dann seine Betätigungs­ stellung einnimmt) erreicht, während die zweite oder linke Schaltstellung durch Erregung des Betätigungsmagneten 4 (der dann seine Betätigungsstellung einnimmt) erreicht wird.

In den Fig. 2 und 3 ist ein ausgebildeter Betätigungsmagnet dargestellt. Die Darstellung der Fig. 2 und 3 gilt sowohl für den Betätigungsmagneten 3 wie auch für den Betätigungsmagneten 4.

Der Betätigungsmagnet 3, 4 weist ein Gehäuse 20 auf, welches an seiner einen Stirnseite einen Zentrierbund (Ringvorsprung) 21 und benachbart dazu eine Anlagefläche 22 bildet. In der Anlagefläche 22 ist eine Ringnut 32 vorgesehen, die zur Aufnahme einer nicht gezeigten Dichtung dient. Durch das Gehäuse 20 verläuft eine Längsöffnung 23, die (von links beginnend) im wesentlichen in einen einen Federraum bildenden Bohrungsab­ schnitt 24, einen Bohrungsabschnitt 25 und einen Bohrungs­ abschnitt 26 unterteilt werden kann.

Im Bohrungsabschnitt 26 ist hin und her bewegbar (um einen Hub "HI" bzw. "HE") ein Anker 27 angeordnet, der mittels einer Spule 28 erregbar ist, wenn über die Steckverbinder 29, 30 ein Erregungsstrom zugeführt wird.

Eine an sich bekannte, nicht näher zu erläuternde Not-Handbe­ tätigung 31 ist ebenfalls vorhanden.

Mit dem Anker 27 ist ein Magnetstößel 35 verbunden, der (vgl. dazu insbesondere auch Fig. 3) einen etwas dickeren Stößelteil 36 und einen etwas dünneren Stößelteil 37 aufweist. Am Übergang der Teile 36 und 37 wird eine einen Anschlag bildende Stufe 38 vorgesehen.

Die rechte Begrenzung des Bohrungsabschnitts 24 ist eine vom Gehäuse 22 gebildete Anlagefläche 40. An dieser Anlagefläche 40 liegt ein ankerseitiger Federteller 43 an, und zwar infolge der Kraft einer Druck- oder Zentrierfeder 42, die sich von dem ankersei­ tigen Federteller 43 zu einem kolbenseitigen Federteller 44 hin erstreckt. Die Druckfeder 42 ist vorzugsweise eine Schraubenfeder, welche den Magnetstößel 35 umgibt und in jeweilige Ausdrehungen der Federteller 43, 44 eingesetzt ist. Die beiden Federteller 44, 43 sind auf den Stößelteil 37 aufgeschoben und der kolbenseitige Federteller 44 wird durch eine Haltescheibe 47 daran gehindert vom Stößelteil 37 herab­ zuspringen. Der Stößelteil 37 bildet an seinem kolbenseitigen Ende eine Anschlagfläche 48, die dann, wenn der Betätigungs­ magnet am Gehäuse 6 angebaut ist, an der zugehörigen Anschlag­ fläche 16 des Steuerkolbens 13 anliegt.

Zwei oder mehr Längsbohrungen 50, 51 verbinden den Bohrungsab­ schnitt 24 mit dem rechts vom Anker 27 gelegenen Raum, um Druckmittel, insbesondere Hydrauliköl, durchtreten zu lassen.

In Fig. 1 ist das magnetbetätigte Wegeventil 1 in seiner Mittelstellung angeordnet. In den Fig. 2 und 3 ist die der Mittelstellung des Wegeventils 1 entsprechende Mittel­ stellung des Magnetstößels 35 mit 55 bezeichnet, wobei diese Mittelstellung auch Nullstellung genannt werden kann. In Fig. 2 erkennt man die mit 54 bezeichnete linke Arbeitsstellung und die mit 56 bezeichnete rechte Arbeitsstellung des Magnetstößels 35. Die Zahlen 5 in Fig. 2 bedeuten, daß die genannten Arbeitsstellungen um eine Hubstrecke von 5 mm jeweils ausein­ ander liegen. In diesem Zusammenhang seien einige weitere, be­ vorzugte Größenordnungen genannt, und zwar liegt der Durch­ messer des in Fig. 2 gezeigten Not-Handbetätigungsgehäuses in der Größenordnung von 30 mm und - vgl. dazu Fig. 1 - die Länge eines Betätigungsmagneten 3 liegt in der Größenordnung von 113 mm und die Länge des Ventilgehäuses 6 in der Größenordnung von 36 mm. Diese Maßangaben können dem Fachmann nur als Anhaltspunkte dienen.

Wie sich deutlich aus Fig. 2 ergibt, ist die Druckfeder 42 ein Teil des Betätigungsmagneten 3, 4, und im zusammengebauten Zustand des Wegeventils 1 gemäß Fig. 1 liegen durch die Kraft der beiden Druckfedern 42 die jeweiligen Magnetstößel 35 an den beiden Enden 14, 15 des Steuerkolbens 13 an. In der in Fig. 1 gezeigten Mittelstellung des Wegeventils 1 befinden sich die beiden Magnetstößel 35 in ihrer in Fig. 2 gezeigten und mit 55 bezeichneten Mittelstellung, liegen also mit Vorspannung am Steuerkolben 13 an. Man erkennt, daß sich die beiden Enden 52, 53 der (bzw. jeder) Druckfeder 42 sozusagen beiderseitig am Magnetstößel 35 abstützen, und zwar vorzugsweise über die Druckfeder 42 aufnehmende Federteller 43, 44. Erfindungsgemäß ist dabei ferner vorgesehen, daß sich der ankerseitige Federteller 43 sowohl in der Zentrier- oder Mittelstellung (des Magnetventils 1 bzw. des einen Betäti­ gungsmagneten) und in der Betätigungsstellung des gegenüber­ liegenden Magneten gleichzeitig im Inneren des einen Betäti­ gungsmagneten abstützt, und zwar insbesondere auf der dafür vorgesehenen Anlagefläche 40.

Der in Fig. 2 gezeigte Betätigungsmagnet 3, 4 wird beim Zusammenbau des magnetbetätigten Ventils 1 mit seinem Zentrierbund 21 in eine einen entsprechenden Durchmes­ ser besitzende Ausnehmung 60 des Ventilgehäuses 6 eingesetzt und durch nicht näher gezeigte Mittel am Gehäuse 6 befestigt. Der Magnetstößel 35 ragt dann zusammen mit dem kolbenseitigen Federteller 44 in das Magnetgehäuse 6 hinein. Wenn auch der andere gegenüberliegende Betätigungsmagnet an das Ventilge­ häuse angebaut ist, so halten die beiden in ihre Mittelstel­ lung 55 zurückgedrückten Magnetstößel 35 den Steuerkolben 13 in seiner Mittelstellung. Wenn es erwünscht ist, den Steuer­ kolben 13 in seine, bespielsweise linke Arbeitsstellung, zu verschieben, so wird der Betätigungsmagnet 4 erregt, der sich dann in die in Fig. 2 mit 54 bezeichnete Arbeitsstellung verschiebt und als Folge davon den Steuerkolben 13 entgegen der Kraft der Druckfeder 42 des Betätigungsmagneten 3 nach links bewegt. Wenn die Erregung des Betätigungsmagneten 4 abgeschaltet wird, so wird der Steuerkolben 13 durch die Druckfeder 42 des Betätigungsmagneten 3 wieder in seine Mittelstellung zurückgebracht. Umgekehrtes gilt für die Ver­ schiebung des Steuerkolbens 13 in dessen rechte Arbeitsstel­ lung.

Die Fig. 4 und 5 dienen lediglich der Veranschaulichung des Standes der Technik. Aufbau und Arbeitsweise dieser Ventile sind für den Fachmann offensichtlich.

Claims (7)

1. Magnetbetätigtes Wegeventil (1) mit mehreren Schaltstellungen, wobei die Mittelstellung des Steuerkolbens (13) durch zwei einander gegenüberliegende Druckfedern (42) zentriert ist, wobei die Druckfedern (42) Teil der Betätigungsmagneten (3, 4) sind und der Steuerkolben (13) des Wegeventils zu beiden Seiten (14, 15) am zugeordneten Magnetstößel (35) anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß sich die die beiden Enden (52, 53) der Druckfedern (42) aufnehmenden Federteller (43, 44) am Magnetstößel (35) beiderseitig abstützen, und daß der ankerseitige Federteller (43) sich in der Betätigungsstellung des jeweils gegenüberliegenden Betätigungsmagneten (3, 4) im Inneren des Betätigungsmagneten (3, 4) abstützt.

2. Magnetbetätigtes Wegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (20) des Betätigungsmagneten (3, 4) einen mit einer Ausnehmung (60) im Ventilgehäuse (6) zusanmenwirkenden Zentrierbund (21) aufweist und gleichzeitig den seitlichen Abschluß bildet.

3. Magnetbetätigtes Wegeventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetgehäuse (20) eine Anlagefläche (40) für den ankerseitigen Federteller (43) bildet.

4. Magnetbetätigtes Wegeventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetstößel (35) Mitnehmermittel (38) für den ankerseitigen Federteller (43) bildet.

5. Magnetbetätigtes Wegeventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Mitnehmermittel der Magnetstößel (35) einen Anschlag (38) dadurch bildet, daß er unterschiedliche Durchmesser aufweisende Stößelteile (36, 37) besitzt.

6. Magnetbetätigtes Wegeventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Magnetgehäuse (20) ein Federraum (24) gebildet ist, in dem die Druckfeder (42) zusammen mit einem Federteller (43) untergebracht ist.

7. Betätigungsmagnet, insbesondere für ein Wegeventil mit einem Anker sowie einem Magnetstößel, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem Magnetstößel (35) angeordnete zwischen zwei Federtellern (43, 44) vorgespannte Druckfeder (42) bei Erregung des Betätigungsmagneten (3, 4) die Bewegung des Magnetstößels (35) funktionslos mit ausführt und bei Angreifen einer äußeren Kraft am Magnetstößel (35) bei nicht erregtem Betätigungsmagneten (3, 4) über die am Magnetstößel (35) und am Magnetgehäuse (20) sich abstützenden ankerseitigen Federteller (43) zusammengedrückt wird.