DE4338287A1 - Hydraulisches Magnetventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Magnetventil mit einem gegen die Kraft einer Feder bei Erregung einer Ma­ gnetspule auf einem nichtmagnetisierbaren Steuerrohr ver­ schiebbaren, hülsenförmigen, als Steuerschieber ausgebil­ deten Magnetanker, der wenigstens zwei mit im Steuerrohr geführten Hydraulikkanälen verbundene radiale Durchlässe übergreift.

Ein derartiges Magnetventil ist aus der AT-PS 231 773 be­ kannt. Der dort beschriebene hülsenartige Magnetanker steuert die Verbindung zwischen mehreren in einem Steuer­ rohr enthaltenen Leitungen. Diese Magnetventilanordnung dient beispielsweise zur Betätigung eines Mehrwege-Ven­ tils.

Bei einem aus der DE-OS 39 34 295 bekannten hydraulischen Magnetventil wird der Kolben eines hydraulischen Linear­ motors von einem 4/3-Magnetventil mit einem Magnetanker über zwei gegensinnig wirkende Spulen gesteuert. Der Kol­ ben des Hydraulikzylinders ist fest mit einer Ventilhülse verbunden, in der ein Vorsteuerkolben verschiebbar ange­ ordnet ist, der seinerseits mit einem Magnetanker gekop­ pelt ist. Bei dieser Anordnung wird viel Platz in axialer Richtung benötigt, da der Vorsteuerkolben und der Magnet­ anker axial hintereinander angeordnet sind. Darüber hinaus ist der Magnetanker im Magnetgehäuse gelagert, was zu me­ chanischer Gleitreibung führt. Schließlich ist aus der DE-OS 41 07 496 eine weitere ähnliche Anordnung bekannt, bei der ein 4/3-Wege-Magnetventil mittels zweier Magnetspulen gesteuert wird, wobei der Magnetanker zwischen zwei Federn gelagert ist.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein hydraulisches Magnetventil der eingangs genannten Gattung zu schaffen, mit dem eine Kolbenposition mechanisch ein­ geregelt wird, ohne daß ein elektrisches Nachregeln er­ forderlich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Steuerrohr ebenfalls axial verschiebbar gelagert und mit einem Ventilkolben eines Ventils verbunden ist, und daß der erste Hydraulikkanal mit einem Steuerdruck beauf­ schlagt und der zweite Hydraulikkanal mit einer Regel­ fläche des Ventilkolbens verbunden ist, mittels der der Ventilkolben gegen einen Gegendruck bewegbar ist.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Magnetventils besteht insbesondere darin, daß der mit dem Steuerrohr fest ver­ bundene Ventilkolben zusammen mit dem Magnetanker ein hy­ draulisches Kopiersystem bildet, wobei der Magnetanker den Sollwert vorgibt, während die Ist-Position des Ventil­ kolbens über das fest mit ihm verbundene Steuerrohr direkt in das Regelventil zurückgemeldet wird. Der Ventilkolben wird stets das Bestreben haben, diese Kopierstellung ein­ zunehmen. Auf jeden Versuch, den Ventilkolben aus seiner Gleichgewichtslage zu entfernen, z. B. durch Schwankungen des Steuerdrucks, erfolgt eine Veränderung der relativen Position der Steuerkanten des als Steuerschieber ausge­ bildeten Magnetankers, was eine Veränderung des Regel­ drucks auf die Regelfläche zur Folge hat. Diese Druckver­ änderung an der Regelfläche stellt das gestörte Kräfte­ gleichgewicht wieder her. Während dieses Vorgangs bleibt der Magnetanker in seiner vom Spulenstrom bestimmten Posi­ tion, das heißt, es ist kein elektrisches Nachregeln er­ forderlich. Die minimale Regelbewegung des Ventilkolbens erfolgt sehr schnell (z. B. einige Millisekunden) und bleibt ohne Auswirkung auf die Funktion des Ventils. Die Abweichung des Kolbens ist von Störkräften unabhängig. Eine elektrische Positionsüberwachung der Kolbenstellung und eine Rückmeldung in einen elektrischen Regelkreis, wie dies bei gängigen Regelventilen üblich ist, kann entfal­ len. Die Kombination grober Ventilkolben, die von einem kleinen, schnellen Magnetventil vorgesteuert werden, er­ gibt insgesamt ein preiswertes, hochdynamisches Regelven­ til für schnelle Schaltvorgänge und große Flüssigkeits­ ströme.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Magnetventils möglich.

Die mit dem Steuerrohr verbundene Stirnseite des Ventil­ kolbens bildet zweckmäßigerweise die Regelfläche. Hierzu ist in einfacher Weise der zweite Hydraulikkanal mit einem radialen Durchlaß im Steuerrohr im Bereich der Regelfläche verbunden.

Zur Zuführung des Steuerdrucks mündet der erste Hydraulik­ kanal im Ventilkolben und ist über diesen mit einem Steu­ erdruckanschluß am den Ventilkolben enthaltenden Ventil­ gehäuse verbunden.

In vorteilhafter Weise ist der erste Hydraulikkanal als konzentrischer Kanal im Steuerrohr angeordnet, wobei der zweite Hydraulikkanal durch einen Ringraum zwischen dem ersten Hydraulikkanal und dem Steuerrohr gebildet wird. Hierdurch können die Hydraulikkanäle in konstruktiv ein­ facher Weise mit großem Querschnitt realisiert werden.

Der Magnetanker weist wenigstens eine Steuerkante auf, die mit wenigstens einer Steuerkante des Steuerrohrs zusammen­ wirkt, wobei ab einer vorgebbaren Erregung der Magnetspule der zuvor gesperrte Durchgang zwischen den beiden Durch­ lässen freigegeben oder der zuvor freie Durchgang zwischen den beiden Durchlässen gesperrt ist. Über eine Öffnung im Magnetanker besteht eine Verbindung mit einem drucklosen Anschluß, wobei mittels einer zweiten Steuerkante wenig­ stens eine Verbindung zum zweiten Hydraulikkanal herstell­ bar ist. Hierdurch wird die Regelung der Steuerrohrposi­ tion und damit die des Ventilkolbens entsprechend der Position des Magnetankers gewährleistet, indem nämlich die beiden Steuerkanten in der ausgelenkten Position des Ma­ gnetankers und in der ausgeregelten Position des Steuer­ rohrs einen Durchgang von Hydraulikflüssigkeit zwischen den beiden Hydraulikkanälen und dem drucklosen Anschluß gestatten, wobei bei einer Relativbewegung des Steuerrohrs zum Magnetanker in der einen Richtung der zweite Hydrau­ likkanal mit dem drucklosen Anschluß und in der anderen Richtung mit dem ersten Hydraulikkanal verbunden wird.

Der Ventilkolben ist zweckmäßigerweise als abgestufter Kolben mit zwei Querschnitten ausgebildet, wobei die Regelfläche an der Stirnseite mit größerem Querschnitt an­ geordnet ist.

In einer alternativen Ausbildung kann das Steuerrohr auch unverschiebbar montiert sein, wobei ein freies Ende des Steuerrohrs in ein mit Anschlüssen versehenes Gehäuseteil eingreift, wobei die beiden Hydraulikkanäle an zwei dieser Anschlüsse münden. Hierdurch kann auf einfache Weise mit derselben Magnetanordnung ein Mehrwege-Ventil realisiert werden, wobei eine einfache Leitungsführung insbesondere dadurch erreicht wird, daß der erste Hydraulikkanal als konzentrischer Kanal im Steuerrohr angeordnet ist, wobei der zweite Hydraulikkanal durch einen Ringraum zwischen dem ersten Hydraulikkanal und dem Steuerrohr gebildet wird.

Die konzentrische Anordnung der Hydraulikkanäle kann in besonders günstiger Weise dadurch ausgenützt werden, daß der erste Hydraulikkanal in einem der Anschlüsse an der Stirnseite des Gehäuseteils und ein radialer Durchlaß im Steuerrohr an einem der Anschlüsse an einer radialen Au­ ßenseite des Gehäuseteils mündet.

Die Anordnung der Steuerkanten und der vom Magnetanker übergriffenen Durchlässe im Steuerrohr ist hier im wesent­ lichen gleich ausgebildet, jedoch ist der Abstand der Steuerkanten jetzt so gewählt, daß diese beiden Steuer­ kanten in einer vorgebbaren Position des Magnetankers die bei den Hydraulikkanäle und die Öffnung im Magnetanker je­ weils voneinander trennen, wobei in den übrigen Positionen links und rechts von dieser Position der zweite Hydraulik­ kanal entweder mit dem ersten Hydraulikkanal oder mit der Öffnung im Magnetanker verbunden ist. Hierdurch können verschiedene Durchgänge zwischen den Anschlüssen im Ge­ häuseteil hergestellt und getrennt werden.

Eine konstruktiv besonders günstige Ausgestaltung wird da­ durch erreicht, daß die Magnetspule, der Magnetanker und ein wesentlicher Bereich des Steuerrohrs in einem separa­ ten Steuergehäuse angeordnet sind, wobei der überstehende Bereich des Steuerrohrs in eine Öffnung des die Anschlüsse aufweisenden Gehäuseteils oder des den Steuerkolben ent­ haltenden Ventilgehäuses einführbar ausgebildet ist. Hier­ durch ist eine einfache Montage und ein einfaches Aus­ wechseln dieses Steuergehäuses möglich.

Eine vorteilhafte Ausbildung des Steuergehäuses besteht darin, daß ein das Steuerrohr und den Magnetanker über­ greifendes, die Magnetspule tragendes Polrohr in einem Haltestück verankert ist, das eine Bohrung mit einem dem des Steuerrohrs entsprechenden Durchmesser zur Aufnahme und zentrischen Positionierung eines Endbereichs des Steu­ errohrs aufweist. Diese Bohrung ist insbesondere als Sack­ bohrung ausgebildet. Hierdurch wird ein direkter Kontakt zwischen dem Magnetanker und dem Polrohr und damit eine mechanische Reibung vermieden. Die Hysterese des Ankers ist gegenüber herkömmlichen Anordnungen erheblich ge­ ringer.

Zur Montage weist das Polrohr vorzugsweise einen Gewinde­ bereich zum Einschrauben in das Ventilgehäuse oder das Ge­ häuseteil auf.

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeich­ nung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines hydrauli­ schen Magnetventils mit einem mechanisch ge­ regelten Ventilkolben in der nicht erregten Stellung im Längsschnitt,

Fig. 2 das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel bei geringer Erregung der Magnetspule,

Fig. 3 das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel bei starker Erregung der Magnetspule,

Fig. 4 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel im nicht erregten Zustand der Magnetspule bei einer Aus­ bildung als Öffnerventil anstelle des in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Schließerventils und

Fig. 5 bis 7 ein drittes Ausführungsbeispiel des Magnetven­ tils in der Ausgestaltung als 3/3-Wege-Ventil in drei Arbeitspositionen.

Bei dem in den Fig. 1 bis 3 dargestellten ersten Ausfüh­ rungsbeispiel ist eine Magnetspule 1 mit schematisch dar­ gestellten elektrischen Anschlüssen auf einem druckdichten Polrohr 2 montiert, das zu beiden Seiten aus der Magnet­ spule 1 hervorsteht. Ein freies Ende des Polrohrs 2 ist durch ein Haltestück 5 dichtend verschlossen, während das entgegengesetzte, mit einem Gewinde versehene Ende in ein mehrteiliges Ventilgehäuse 29 eingeschraubt ist. Ein im Inneren des Polrohrs 2 angeordnetes Steuerrohr 10 aus nichtmagnetisierbarem Material ist einerseits in einer zentrischen Sackbohrung 5a des Haltestücks 5 und anderer­ seits im Ventilgehäuse 29 in axialer Richtung verschiebbar gelagert, wobei dieses Steuerrohr 10 über das Polrohr 2 hinaus in das Ventilgehäuse 29 hineinragt. Ein hülsen­ förmiger Magnetanker 3 ist als Steuerschieber ausgebildet und an der Außenseite des Steuerrohrs 10 in axialer Rich­ tung verschiebbar gelagert. Im nicht erregten Zustand der Magnetspule 1 wird dieser Magnetanker 3 mittels einer Feder 4 gegen das Haltestück 5 gedrückt, die sich an einem Absatz des Polrohrs 2 abstützt. Der Magnetanker 3 hat so­ mit keinen Kontakt mit dem Polrohr 2.

Das Steuerrohr 10 besitzt unterhalb des Magnetankers 3 zwei Steuerkanten 9, 19, wobei eine Steuerkante 8 des Ma­ gnetankers 3 mit der Steuerkante 9 des Steuerrohrs 10 und eine Steuerkante 18 des Magnetankers 3 mit der Steuerkante 19 des Steuerrohrs 10 zusammenwirkt. Zwischen den Steuer­ kanten 9, 19 weist das Steuerrohr 10 eine Vertiefung mit einem radialen Durchlaß 16 ins Innere auf. Entsprechend sind zu beiden Seiten der beabstandeten Steuerkanten 8, 18 des Magnetankers Vertiefungen 20, 22 in den Magnetanker 3 eingeformt. Im Bereich der auf Seiten des Haltestücks 5 angeordneten Vertiefung 20 besitzt das Steuerrohr 10 einen weiteren radialen Durchlaß 21, der durch ein konzentri­ sches Innenrohr 11 im Steuerrohr 10 hindurchreicht. In diesem Bereich liegt das Innenrohr 11 fest und dichtend am Steuerrohr 10 an, ebenso wie am gegenüberliegenden Endbe­ reich des Steuerrohrs 10, während dazwischen ein koaxialer Ringring 13 zwischen dem Innenrohr und dem Steuerrohr 10 gebildet wird. Ein durch das Innenrohr 11 gebildeter kon­ zentrischer Kanal 12 bildet einen ersten Hydraulikkanal, während der Ringraum 13 einen zweiten Hydraulikkanal bil­ det. Im Bereich der Vertiefung 22 besitzt der Magnetanker 3 einen nach außen hin gerichteten Durchlaß 17. Bei den Durchlässen, 16, 17 und 21 handelt es sich jeweils um eine Mehrzahl von über den Umfang verteilten Bohrungen.

Der in das Ventilgehäuse 9 hineinragende Bereich des Steu­ errohrs 10 ist an seinem Ende fest mit einem Ventilkolben 6 verbunden, beispielsweise verschraubt oder dichtend ver­ klemmt, der in einer Ventilbuchse 7 im Inneren des Ventil­ gehäuses 29 axial verschiebbar gelagert ist. Die Ventil­ buchse 7 besitzt eine Steuerkante 27, die mit einer Steu­ erkante 26 des Ventilkolbens zusammenwirkt. Die Steuer­ kante 26 wird dabei durch den Randbereich der Stirnfläche 25 des Ventilkolbens 6 gebildet, während die Steuerkante 27 der Ventilbuchse 7 durch eine ringförmige Vertiefung 28 in der Ventilbuchse 7 gebildet wird. An einer Stelle 34 ist die ringförmige Vertiefung 28 mit einem radialen An­ schluß 31 verbunden. Am axialen Ende des Kolbenraums be­ findet sich ein zweiter Anschluß 30. Im nicht erregten Zu­ stand der Magnetspule 1 gemäß Fig. 1 kann eine zu steuern­ de Flüssigkeit vom Anschluß 30 zum Anschluß 31 gelangen, während dieser Durchgang gemäß Fig. 3 versperrt ist.

Ein weiterer druckloser radialer Anschluß 33 am Ventil­ gehäuse 29 ist über einen entsprechenden Kanal mit der Außenseite des Steuerrohrs 10 verbunden, so daß über den Zwischenraum zwischen dem Steuerrohr 10 und dem Polrohr 2 eine ständige Verbindung zum Durchlaß 17 besteht.

Im Bereich der Verbindungsstelle zwischen dem Steuerrohr 10 und dem Ventilkolben 6 besitzt das Steuerrohr 10 mehre­ re radiale Durchlässe 35 zu einem Steuerraum 14 hin, der an einer Seite durch die hintere Stirnfläche des Ventil­ kolbens 6 begrenzt ist, die als Regelfläche dient. Der Kolben ist als Stufenkolben ausgebildet, so daß sich zwi­ schen ihm und der entsprechend geformten Ventilbuchse 7 im Bereich der stufenförmigen Durchmesservergrößerung ein Ringraum 23 ausbildet, der mit einem radialen Anschluß 32 am Ventilgehäuse 29 verbunden ist. Dieser Anschluß 32 ist weiterhin mit einem L-förmigen Kanal im Ventilkolben 6 verbunden, der stirnseitig am Steuerrohr 10 bzw. dessen Innenrohr 11 mündet und in den zentralen Kanal 12 über­ geht.

Im folgenden soll die Wirkungsweise des in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert werden. Die Magnetspule ist zunächst stromlos, so daß sich der Magnet­ anker 3 unter Einwirkung der Feder 4 gemäß Fig. 1 am Haltestück 5 abstützt. Die Steuerkanten 8 und 9 bilden eine Öffnung, durch die der Steuerraum 14 über den Durch­ laß 35, den Ringraum 13, den Durchlaß 16 und den Durchlaß 17 mit dem drucklosen Anschluß 33 verbunden ist. Der Regeldruck im Steuerraum 14 nimmt einen Minimalwert nahe Null an, so daß der im Ringraum 23 anliegende Steuerdruck, der am Anschluß 32 anliegt, bewirkt, daß sich der Ventil­ kolben 6 mit seiner steuerrohrnahen Stirnfläche am Ventil­ gehäuse 29 axial abstützt. Die Steuerkanten 26 und 27 bilden einen Durchlaß, so daß Flüssigkeit vom Anschluß 30 zum Anschluß 31 fließen kann oder umgekehrt, wobei ein entsprechender Staudruck auf die Stirnfläche 25 des Ven­ tilskolbens 6 wirkt und diesen zusätzlich in die darge­ stellte Endstellung drückt.

Der Ventilkolben 6 weist drei Funktionsflächen auf, näm­ lich die radiale Fläche der Kolbenabstufung des Ringraums 23, die ständig mit dem Steuerdruck am Anschluß 32 ver­ bunden ist, die stirnseitige Regelfläche des Ventilkolbens 6 im Steuerraum 14, deren Regeldruck kleiner oder gleich dem Steuerdruck ist, und die Stirnfläche 25, die mit dem veränderlichen Betriebsdruck der zu steuernden Flüssigkeit beaufschlagt ist.

Fließt ein Strom durch die Magnetspule 1, so verschiebt die Magnetkraft den Magnetanker 3 gegen die Federkraft der Feder 4, und die Steuerkante 8 des Magnetankers 3 nähert sich der ihr zugeordneten Steuerkante 9 des Steuerrohrs 10. Unmittelbar vor dem gänzlichen Schließen dieser beiden Steuerkanten 8, 9 beginnen sich die bisher geschlossenen Steuerkanten 19 und 20 zu öffnen, so daß die mit dem Steu­ erdruck beaufschlagte Hydraulikflüssigkeit durch den Kanal 12 und den Durchlaß 21 über die leicht geöffneten Steuer­ kanten 19 und 20 durch den Durchlaß 16, den Ringraum 13 und den Durchlaß 35 zum Steuerraum 14 gelangen kann, wo­ durch sich ein Regeldruck als Teildruck des Steuerdrucks aufbaut. Bei Erreichen eines Gleichgewichts der auf den Ventilkolben 6 wirkenden Druck-Reibungs- und -Strömungs­ kräfte bewegt sich der Ventilkolben 6 in Richtung seiner Schließstellung und folgt dem Magnetanker 3. Die Dynamik des Vorgangs ist gekennzeichnet durch einen zeitlichen und örtlichen Versatz der Bewegung des Ventilkolbens 6 zur Führungsbewegung des Magnetankers 3. Der axiale Versatz ist der Schleppabstand. Die Größe des Schleppabstandes be­ stimmt den Fluiddurchfluß an den Steuerkanten und damit die Stellgeschwindigkeit des Ventilkolbens 6. Die Breite der Steueröffnung an den Steuerkanten 8, 9 bzw. 18, 19 kann einen Teilumfang des Steuerkantendurchmessers be­ tragen. Die Breite der Steueröffnung multipliziert mit dem Schleppabstand ergibt den Regelquerschnitt. Der Regelquer­ schnitt ist bestimmend für die Dynamik bzw. Geschwindig­ keitsverstärkung des Lageregelkreises. Da der Ventilkolben 6 über das Steuerrohr 10 die Bewegung des Magnetankers 3 hydraulisch kopiert, entspricht jedem Wert des Spulen­ stroms eine bestimmte relative Stellung der Steuerkanten 26, 27. Die den Ventilkolben 6 bewegenden hydrostatischen Kräfte sind dabei um ein Vielfaches größer als die Rei­ bungskräfte und nichtlinearen Strömungskräfte an den Steuerkanten 26 und 27. Der fest mit dem Steuerrohr 10 verbundene Ventilkolben 6 bildet zusammen mit dem Magnet­ anker 3 ein hydraulisches Kopiersystem, wobei der Magnet­ anker 3 den Sollwert vorgibt, während die Ist-Position des Ventilkolbens 6 über das fest mit dem Ventilkolben ver­ bundene Steuerrohr 10 direkt in das Regelventil zurückge­ meldet wird (mechanischer Soll-Ist-Wert-Vergleich). Der Ventilkolben 6 wird, bedingt durch die in den Räumen 14, 23 gegensinnig wirkenden Druckkräfte, stets das Bestreben haben, diese Kopierstellung einzunehmen. Auf jeden Versuch des Ventilkolbens 6, sich aus seiner Gleichgewichtslage zu entfernen, z. B. infolge von Schwankungen des Betriebs­ druckes, erfolgt eine Veränderung der relativen Position der Steuerkanten 8 zu 9 bzw. 18 zu 19, was eine Verände­ rung des Regeldruckes im Steuerraum 14 zur Folge hat. Diese Druckveränderung an der Regelfläche im Steuerraum 14 stellt das gestörte Kräftegleichgewicht wieder her (Nach­ laufregelung). Während dieser Vorgänge bleibt der Magnet­ anker 3 in seiner vom Spulenstrom bestimmten Position, das heißt, es findet keinerlei elektrisches Nachregeln statt. Die minimale (einige Hundertstel mm) und sehr schnelle (einige Millisekunden) Regelbewegung des Ventilkolbens 6 bleibt ohne Auswirkung auf die Funktion des Ventils. Die Abweichung des Ventilkolbens 6 von seiner vorgegebenen Position entspricht damit nur der Hysterese des Magnet­ ankers 3 und ist von Störkräften unabhängig.

Fig. 2 zeigt die Verhältnisse bei einem relativ geringen Spulenstrom von weniger als 30%, während Fig. 3 die Ver­ hältnisse bei einem Spulenstrom von mehr als 80% des Maximalstroms zeigt, bei dem der Ventilkolben 6 sich in seiner geschlossenen Position befindet. Vor Erreichen des maximalen Spulenstroms sind die Steuerkanten 26 und 27 gemäß Fig. 3 mit einer kleinen Überdeckung geschlossen, wobei sich der Ventilkolben mit seinem abgestuften Bereich an der entsprechenden Stufe der Ventilbuchse 7 abstützt, so daß das Volumen des Ringraums 23 zu Null wird.

Das in Fig. 4 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel ent­ spricht weitgehend dem ersten Ausführungsbeispiel, wobei gleiche oder gleichwirkende Bauteile mit denselben Bezugs­ zeichen versehen und nicht nochmals beschrieben sind. Der Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel besteht ledig­ lich darin, daß die Positionen der Feder 14 und des Magnetankers 3 vertauscht sind, so daß sich im dargestell­ ten nicht erregten Zustand der Magnetspule 1 der Magnet­ anker 3 links an der Abstufung im Inneren des Polrohrs 2 abstützt, so daß die Steuerkanten 8, 9 geschlossen sind und damit der Durchgang zum drucklosen Anschluß 33 gesperrt ist. Gleichzeitig liegt der volle Steuerdruck über die ge­ öffneten Steuerkanten 18, 19 im Steuerraum 14 vor, so daß sich der Ventilkolben 6 in seiner geschlossenen Position befindet.

Bei einem Stromfluß durch die Magnetspule 1 tritt eine Bewegung des Magnetankers 3 in die umgekehrte Richtung ein, wobei wiederum das Steuerrohr gemäß der vorhergehen­ den Beschreibung dieser Bewegung folgt und bei wachsendem Spulenstrom den Ventilkolben 6 immer mehr in die geöffnete Stellung bewegt.

In Abwandlung der dargestellten Ausführungsbeispiele kann anstelle der Steuerkante 26 des Ventilkolbens 6 auch eine kegelstumpfförmige Sitzfläche vorgesehen sein, wobei an­ stelle der Steuerkante 27 der Ventilbuchse 7 entsprechend eine kegelstumpfförmige Sitzfläche tritt. Das Ventil wird so zu einem leckfreien Sitzventil. Weiterhin kann der Ventilkolben 6 als Ventilkolben eines Mehrwege-Schieber­ ventils ausgebildet sein. Schließlich kann der Ventil­ kolben 6 auch den inneren Teil, also den Kolben, eines hydraulischen Kurzhub-Linearmotors mit interner Lagerege­ lung bilden, während die Ventilbuchse 7 den Zylinder dar­ stellt.

Bei dem in den Fig. 5 bis 7 dargestellten dritten Ausfüh­ rungsbeispiel sind gleiche oder gleichwirkende Bauteile wiederum mit denselben Bezugszeichen versehen und nicht nochmals detailliert beschrieben. Im Unterschied zu den ersten beiden Ausführungsbeispielen ist hier das Polrohr 2 in ein mit Anschlüssen 37 bis 39 versehenes Gehäuseteil 36 dichtend eingeschraubt, wobei der überstehende Bereich des Steuerrohrs 10 dichtend in eine entsprechende Bohrung dieses Gehäuseteils 36 eingreift. Dieses Gehäuseteil 36 stellt den Anschlußverteiler für ein 3/3-Wege-Regelventil dar. Dabei mündet der zentrale Kanal 12 in den axialen An­ schluß 39 und der radiale Durchlaß 35 in den radialen An­ schluß 37. Anstelle des drucklosen Anschlusses 33 tritt jetzt der radialen Anschluß 38. Das Steuerrohr 10 wird nunmehr unbeweglich zwischen dem Gehäuseteil 36 und dem Haltestück 5 gehalten, wobei es auch beispielsweise im Halteteil 5 fest fixiert sein kann.

Da das unmagnetische Steuerrohr 10 und das unmagnetische Innenrohr 11 jetzt feststehend gegenüber der Magnetspule und dem Polrohr 2 angeordnet sind, ergibt sich ein Pro­ portionalventil in Patronenbauweise. Da - wie vorstehend beschrieben - jedem Wert des Spulenstroms eine Position des Magnetankers 3 entspricht, läßt sich mit einer einzi­ gen Magnetspule ein 3/3-Proportionalventil realisieren. Im nicht erregten Zustand der Magnetspule 1 gemäß Fig. 5 ver­ schließen die Steuerkanten 18, 19 den Durchgang über den Durchlaß 21 und den Kanal 12 zum Anschluß 39. Gleichzeitig bilden die Steuerkanten 8, 9 einen Durchgang zwischen den Anschlüssen 37 und 38.

Bei einem Spulenstrom von beispielsweise 40 bis 60% des Maximalstroms ergeben sich die in Fig. 6 dargestellten Verhältnisse, bei denen sich alle Steuerkanten überdecken, so daß alle Anschlüsse 37, 39 voneinander getrennt sind und kein Fluid hindurchfließen kann. Steigt der Strom noch weiter an, so wird der Magnetanker 3 so weit nach links ausgelenkt, daß die Steuerkanten 8, 9 den Durchgang sper­ ren und die Steuerkanten 18, 19 einen Durchgang bilden, der den Durchfluß zwischen den Anschlüssen 37 und 39 ge­ stattet. Bei einem Spulenstrom zwischen 0 und 40% bzw. zwischen 40 und 100% verändert sich der Durchlaßquer­ schnitt des Durchgangs zwischen den Steuerkanten 9, 8 bzw. den Steuerkanten 18 und 19 stetig, so daß der dadurch ge­ bildete hydraulische Widerstand stetig veränderbar ist und die proportionale Einstellbarkeit des Proportionalventils erreicht wird.

Selbstverständlich ist es auch bei diesem Ausführungsbei­ spiel möglich, die Positionen der Feder 4 und des Magnet­ ankers 3 zu vertauschen, um eine entsprechende Wirkungs- Umkehr wie beim ersten und zweiten Ausführungsbeispiel zu erreichen. Zur Vereinfachung wurde diese Version nicht nochmals dargestellt. Bei dieser wären im nicht erregten Zustand der Magnetspule 1 die Anschlüsse 39 und 37 mitein­ ander verbunden, und im stark erregten Zustand (beispiels­ weise über 60%) wären die Anschlüsse 37 und 38 mitein­ ander verbunden.

Es ist selbstverständlich prinzipell möglich, die Zahl der Steuerkanten am Magnetanker 3 einerseits und am Steuer­ rohr 10 andererseits zu vergrößern, wobei auch weitere konzentrische Innenrohre ineinander angeordnet sein kön­ nen, um kompliziertere Mehrwege-Ventile zu bilden.

Claims (21)

1. Hydraulisches Magnetventil mit einem gegen die Kraft einer Feder bei Erregung einer Magnetspule auf einem nichtmagnetisierbaren Steuerrohr verschiebbaren, hülsen­ förmigen, als Steuerschieber ausgebildeten Magnetanker, der wenigstens zwei mit im Steuerrohr geführten Hydraulikkanälen verbundene radiale Durchlässe übergreift, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerrohr (10) ebenfalls axial verschiebbar gelagert und mit einem Ventilkolben (6) eines Ventils verbunden ist, und daß der erste Hydraulik­ kanal (12) mit einem Steuerdruck beaufschlagt und der zweite Hydraulikkanal (13) mit einer Regelfläche (Steuerraum 14) des Ventilkolbens (6) verbunden ist, mittels der der Ventilkolben (6) gegen einen Gegendruck bewegbar ist.

2. Magnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Steuerrohr (10) verbundene Stirnseite des Ventilkolbens (6) die Regelfläche bildet.

3. Magnetventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Hydraulikkanal (13) mit einem radialen Durchlaß (35) im Steuerrohr (10) im Bereich der Regelflä­ che verbunden ist.

4. Magnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Hydraulikkanal (12) im Ventilkolben (6) mündet und über diesen mit einem Steuerdruck-Anschluß (32) am den Ventilkolben (6) enthal­ tenden Ventilgehäuse (29) verbunden ist.

5. Magnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Hydraulikkanal (12) als konzentrischer Kanal im Steuerrohr (10) angeordnet ist, wobei der zweite Hydraulikkanal (13) durch einen Ringraum zwischen dem ersten Hydraulikkanal (12) und dem Steuerrohr (10) gebildet wird.

6. Magnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetanker (3) wenigstens eine Steuerkante (8, 18) aufweist, die mit wenigstens einer Steuerkante (9, 19) des Steuerrohrs (10) zusammen­ wirkt, wobei ab einer vorgebbaren Erregung der Magnetspule (1) der zuvor gesperrte Durchgang zwischen den beiden Durchlässen (16, 21) freigegeben oder der zuvor freie Durchgang zwischen den beiden Durchlässen (16, 21) ge­ sperrt ist.

7. Magnetventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß über eine Öffnung (17) im Magnetanker (3) eine Verbin­ dung mit einem drucklosen Anschluß (33) vorliegt, wobei mittels wenigstens einer zweiten Steuerkante (8, 9) wenig­ stens eine Verbindung zum zweiten Hydraulikkanal (13) her­ stellbar ist.

8. Magnetventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkanten (8, 9, 18, 19) in der ausgelenkten Position des Magnetankers (3) und in der ausgelenkten Position des Steuerrohrs (10) einen Durchgang von Hydrau­ likflüssigkeit zwischen den beiden Hydraulikkanälen (12, 13) und dem drucklosen Anschluß (33) gestatten, wobei bei einer Relativbewegung zwischen dem Steuerrohr (10) und dem Magnetanker (3) in der einen Richtung der zweite Hydrau­ likkanal (13) mit dem drucklosen Anschluß (33) und in der anderen Richtung mit dem ersten Hydraulikkanal (12) ver­ bunden wird.

9. Magnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben (6) als ab­ gestufter Kolben mit zwei Querschnitten ausgebildet ist, wobei die Regelfläche an der Stirnseite mit größerem Quer­ schnitt angeordnet ist und im Bereich der Abstufung ein Gegendruckraum (13) gebildet wird.

10. Hydraulisches Magnetventil mit einem gegen die Kraft einer Feder bei Erregung einer Magnetspule auf einem nicht­ magnetisierbaren Steuerrohr verschiebbaren, hülsenförmigen, als Steuerschieber ausgebildeten Magnetanker, der wenig­ stens zwei mit im Steuerrohr geführten Hydraulikkanälen verbundene radiale Durchlässe übergreift, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein freies Ende des Steuerrohrs (10) in ein mit Anschlüssen (37-39) versehenes Gehäuseteil (36) ein­ greift, und daß die beiden Hydraulikkanäle (12, 13) an zwei dieser Anschlüsse (37, 39) münden.

11. Magnetventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Hydraulikkanal (12) als konzentrischer Kanal im Steuerrohr (10) angeordnet ist, wobei der zweite Hy­ draulikkanal (13) durch einen Ringraum zwischen dem ersten Hydraulikkanal (12) und dem Steuerrohr (10) gebildet wird.

12. Magnetventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Hydraulikkanal (12) in einem der Anschlüsse (39) an der Stirnseite des Gehäuseteils (36) und ein radi­ aler Durchlaß (35) im Steuerrohr (10) an einem der An­ schlüsse (37) an einer radialen Außenseite des Gehäuse­ teils (36) mündet.

13. Magnetventil nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetanker (3) wenigstens eine Steuerkante (8, 18) aufweist, die mit wenigstens einer Steuerkante (9, 19) des Steuerrohrs (10) zusammen­ wirkt, wobei ab einer vorgebbaren Erregung der Magnetspule (1) der zuvor gesperrte Durchgang zwischen den beiden Durchlässen (16, 21) freigegeben oder der zuvor freie Durchgang zwischen den beiden Durchlässen (16, 21) ge­ sperrt ist.

14. Magnetventil nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß über eine Öffnung (17) im Ma­ gnetanker (3) eine Verbindung mit einem weiteren Anschluß (38) des Gehäuseteils (36) vorliegt, wobei mittels wenig­ stens einer zweiten Steuerkante (8, 9) wenigstens eine Verbindung zum zweiten Hydraulikkanal (13) herstellbar ist.

15. Magnetventil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkanten (8, 9, 18, 19) in einer vorgebbaren Position des Magnetankers (3) die beiden Hydraulikkanäle (12, 13) und die Öffnung (17) im Magnetanker (3) jeweils von­ einander trennen, und daß in den übrigen Positionen links und rechts von dieser Position der zweite Hydraulikkanal (13) entweder mit dem ersten Hydraulikkanal (12) oder mit der Öffnung (17) im Magnetanker (3) verbunden ist.

16. Magnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetspule (1), der Ma­ gnetanker (3) und ein wesentlicher Bereich des Steuerrohrs (10) in einem separaten Steuergehäuse angeordnet sind, wo­ bei die überstehenden Bereiche des Steuerrohrs (10) in ei­ ne Öffnung des die Anschlüsse (37-39) aufweisenden Ge­ häuseteils (36) oder des den Ventilkolben (6) enthaltenden Ventilgehäuses (29) einführbar ausgebildet ist.

17. Magnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein das Steuerrohr (10) und den Magnetanker (3) übergreifendes, die Magnet­ spule (1) tragendes Polrohr (2) in einem Haltestück (5) verankert ist, das eine Bohrung mit einem dem des Steuer­ rohrs (10) entsprechenden Durchmesser zur Aufnahme und zentrischen Positionierung eines Endbereichs des Steuer­ rohrs (10) aufweist.

18. Magnetventil nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung als Sackbohrung ausgebildet ist.

19. Magnetventil nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Polrohr (2) einen Gewindebereich zum Einschrauben in das Ventilgehäuse (29) oder das Ge­ häuseteil (36) aufweist.

20. Magnetventil nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Feder am Haltestück (5) oder an einem Absatz im Polrohr (2) abstützt.

21. Magnetventil nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetanker (3) im nicht erregten Zustand der Magnetspule (1) am Haltestück (5) oder an einem Absatz im Polrohr (2) federnd anliegt.