DE4303498A1 - Hydraulisches Magnetschieberventil - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein hydraulisches Magnetschieberventil mit in einer zentralen Bohrung eines Gehäuses verschiebbar gelagertem Schließkolben, der zumindest eine Steuerkante aufweist sowie mit mindestens zwei im Ventilgehäuse vorgesehenen Ringkanälen, von denen einer mit der Ölzuführbohrung und der andere mit der Ölablaufbohrung in ständiger Verbindung steht, wobei beide Ringkanäle miteinander in Verbindung stehen und der Ölstrom durch Anlage der Steuerkante des Schließkolbens an der durch einen Ringkanal gebildeten Gehäusekante unterbrochen wird.

Ein solches bekanntes Umlaufsperrventil ist in der Fig. 1 dargestellt. Es besteht aus einem Gehäuse 2 mit einer Anschlußbohrung 3 für die Pumpe und mit einer Abflußbohrung 4 zum Tank. Quer zu diesen beiden Bohrungen 3 und 4 verläuft eine Zentralbohrung 5, welche im Bereich der Bohrungen 3 und 4 je eine Ausdrehung 6 und 7 aufweist, die teilweise in die Bohrungen 3 und 4 übergehen, so daß das durch die Anschlußbohrung 3 einfließende Öl zunächst einmal ungehindert über die Zentralbohrung 5 und die beiden Ausdrehungen 6 und 7 zur Abflußbohrung gelangen kann. Um den Ölfluß zu unterbrechen, ist in der Zentralbohrung 5 ein Kolbenschieber 8 gelagert, der einen Bereich kleineren Durchmessers 9 aufweist. Der Schieber 8 wird in der in Fig. 1 dargestellten Lage von einer Druckfeder 10 in Öffnungsstellung gehalten, während der Hubmagnet 11, der auf den Stößel 12 des Kolbenschiebers 8 einwirkt, stromlos ist. Soll der Ölumlauf von 3 nach 4 unterbrochen werden, wird der Hubmagnet 11 mit Strom beaufschlagt, der dann den Stößel 12 entgegen der Kraft der Feder 10 verschiebt, und zwar zumindest so weit, bis die Steuerkante 13 des Kolbenschiebers 8 die Schließkante 14 in der Zentralbohrung 5 erreicht.

Bei diesen bekannten Ventilen entstehen durch das an den Steuerkanten 13 nicht genau radial ein- und ausströmende Fluid Impulskräfte, deren resultierende in axialer Richtung entgegen der Kraft der Feder 10 auf den Schieber wirkt. Diese Impulskräfte sind über den Schieberhub nicht konstant oder linear veränderlich, sondern erreichen zwischen den Endlagen des Schiebers 8 ein Maximum. Die Größe dieser Impulskräfte ist abhängig vom Druck und vom Volumenstrom und ist im allgemeinen der Öffnungsbewegung des Schiebers entgegengerichtet. Bei dem Ventil nach Fig. 1 fließt das Öl von der Bohrung 3 zur Bohrung 4, wobei das nicht rechtwinklig an der Steuerkante 13 mit großer Geschwindigkeit einströmende Öl wie schon gesagt, Kräfte in axialer Richtung erzeugt. Wachsen diese Kräfte infolge eine Druck- oder Volumenanstiegs an, wird irgendwann der Punkt erreicht, an dem die Feder nicht mehr in der Lage ist, den Schieber zurückzustellen, die Leistungsgrenze des Ventils ist somit erreicht, das Ventil klemmt. Um diesen Nachteil zu vermeiden, müssen also sowohl die Feder 10 als auch der Hubmagnet 11 in Abhängigkeit vom zu schaltenden Volumenstrom und Pumpendruck ausgelegt werden, was teilweise zum Bau von sehr großen und teuren Ventilen führt.

Diesen Nachteil zu vermeiden, ist das Ziel vorliegender Erfindung, das heißt, es soll eine Möglichkeit aufgezeigt werden, wie auch mit relativ kleinen Ventilen hohe Volumenströme und Drücke geschaltet werden können, und zwar mittels einfacher Magnetventile.

Ausgehend von einem Magnetventil der eingangs näher bezeichneten Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Gehäuse drei Ringkanäle und der Schließkolben zwei Steuerkanten aufweist, wobei der mittlere Kanal mit der Ölzuführbohrung und die beiden äußeren mit der Ölablaufbohrung ständig verbunden sind und daß eine Steuerkante den mittleren und die andere einem der beiden äußeren Kanäle zugeordnet sind, wobei zwischen dem Schließkolben und der zentralen Gehäusebohrung ein enger Ringspalt gebildet ist, über den ein Teil des Öls sowohl in der geöffneten Ventilstellung als auch während des gesamten Schließ- bzw. Öffnungsvorganges vom mittleren Ringkanal aus zu dem äußeren Ringkanal fließt, der mit keiner der beiden Steuerkanten des Schließkolbens zusammenwirkt. Auf vorteilhafte Weise kommen dabei die Steuerkanten 25 und 26 nacheinander zur Anlage. In der Endlage des Magneten ist der Schließkolben soweit verfahren, daß beide Steuerkanten überdecken. Nach einem weiteren Merkmal stehen die beiden äußeren Ringkanäle 18 und 19 über einen Ringkanal 22 mit der Ölabflußbohrung 29 in Verbindung. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, den mittleren Ringkanal 20 größer auszubilden als die beiden äußeren Ringkanäle 18 und 19.

Im folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und zweier dieses schematisch darstellender Figuren näher erläutert werden. Dabei zeigt:

Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Magnetventil im Schnitt in geöffneter Stellung und

Fig. 3 das in Fig. 2 dargestellte Ventil während des Schließvorganges.

Mit 15 ist ein hydraulisches Magnetventil bezeichnet, mit einem Gehäuse 16, in dem eine Zentralbohrung 17 vorhanden ist. Letztere weist voneinander beabstandete Ausdrehungen 18, 19 und 20 gleichen Durchmessers auf, von denen die Ausdrehungen 18 und 19 gleich breit sind und die mittige Ausdrehung 20 etwa die doppelte Breite einer Ausdrehung 18 bzw. 19 aufweist. Während die Ausdrehung 20 mit der Ölzuströmbohrung 21 korrespondiert, sind die beiden seitlichen Ausdrehungen 18 und 19 über einen bogenförmig verlaufenden Kanal 22 strömungstechnisch miteinander verbunden, in den auch die Ölabflußbohrung 29 mündet. In der in Fig. 2 dargestellten Lage wird der Kolbenschieber 24 bei stromlosem Magnetschalter 31 durch Kraft dem Druckfeder 32 in Öffnungsstellung gehalten. Der Weg, den das durch die Öffnung 21 einströmende Öl nimmt, ist dabei die Pfeile markiert. Der Kolbenschieber 24 selbst weist 2 Schließkanten 25 und 26 (Fig. 3) auf, die mit den Kanten 27 und 28 des Gehäuses 16 zusammenwirken. In der in Fig. 3 dargestellten Lage des Kolbenschiebers 24 ist der Ölstrom von der Zuflußbohrung 21 zur Abflußbohrung 29 über den Ringkanal 19 unterbrochen, da die beiden Kanten 25 und 27 dichtend aneinanderliegen. Eine Fließverbindung von 21 zu 29 besteht lediglich noch über den Ringraum 18, da zum einen die Steuerkante 26 noch nicht an der Gehäusekante 28 anliegt und zum anderen zwischen der Zentralbohrung 17 des Gehäuses 16 und dem Kolbenschieber 24 ein Ringkanal 30 vorhanden ist. Das durch diesen Ringkanal 30 strömende Öl erzeugt eine Rückstoßkraft, durch die die Feder 32 ständig unterstützt wird. Diese Rückstoßkraft kann in ihrer Stärke über die Größe des Ringspaltes bestimmt werden. In der Endlage des Magneten ist der Schließkolben soweit verfahren, daß beide Steuerkanten überdecken. Bei diesem erfindungsgemäßen Ventil findet in­ folgedessen ein Impulskraftausgleich statt. Das Öl fließt über die beiden Steuerkanten 25 und 26, wobei die erste, 25, der verlustfreien Ölfluß großer Ölmengen in geöffneter Schaltstellung gewährleistet, während die andere, 26, im Zusammenspiel mit dem Ringspalt 30 für einen Kraftausgleich sorgt.

Claims (5)

1. Hydraulisches Magnetschieberventil mit einer zentralen Bohrung des Gehäuses verschiebbar gelagertem Schließkolben, der zumindest eine Steuerkante aufweist, so wie mit mindestens 2 im Ventilgehäuse vorgesehenen Ringkanälen, von denen einer mit der Ölzufuhrbohrung und der andere mit der Ölablaufbohrung in ständiger Verbindung steht, wobei beide Ringkanäle miteinander in Verbindung stehen und der Ölstrom durch Anlage der Steuerkante des Schließkolbens an der durch einen Ringraum gebildeten Gehäusekante unterbrochen werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (16) 3 Ringkanäle (18, 19, 20) und der Schließkolben (24) zwei Steuerkanten (25 und 26) aufweist, wobei der mittlere Kanal (20) mit der Ölzuführbohrung (21) und die beiden äußeren (18 und 19) mit der Ölablaufbohrung (29) ständig verbunden sind und daß eine Steuerkante (25) dem mittleren (20) und die andere (26) einem der beiden äußeren Kanäle (18) zugeordnet sind, wobei zwischen dem Schließkolben (24) und der zentralen Gehäusebohrung (17) ein enger Ringspalt (30) gebildet ist, über den ein Teil des Öls sowohl in der geöffneten Ventilstellung als auch während des gesamten Schließ- bzw. Öffnungsvorganges vom mittleren Ringkanal (20) aus zu dem äußeren Ringkanal (18) fließt, der mit keinem der beiden Steuerkanten (25 und 26) des Schließkolbens (24) zusammenwirkt.

2. Hydraulisches Magnetschieberventil, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schließkanten (25 und 26) nacheinander zur Anlage gelangen.

3. Hydraulisches Magnetschieberventil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden äußeren Ringkanäle (18 und 19) über eine Verbindung (22) mit der Ölabflußbohrung (29) in Verbindung stehen.

4. Hydraulisches Magnetschieberventil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Ringkanal (20) größer ist als die beiden äußeren Ringkanäle (18 und 19).

5. Hydraulisches Magnetschieberventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringspalt (30) durch Ausnehmung im Gehäuse gebildet wird.