DE60038500T2

DE60038500T2 - Elektromagnet und durchflussregelventil

Info

Publication number: DE60038500T2
Application number: DE60038500T
Authority: DE
Inventors: Tamami Tanashi-shi Takahashi; Chishiro Fujisawa-shi Yamashina
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1999-09-02
Filing date: 2000-08-29
Publication date: 2009-04-09
Anticipated expiration: 2020-08-30
Also published as: US6659121B1; DE60038500D1; WO2001018438A1; JP2001074158A; EP1236940B1; EP1236940A1; US20040036567A1; DK1236940T3; EP1236940A4

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein hydraulisches Steuerventil, welches einen Proportionalelektromagneten verwendet, um einen Kolben des hydraulischen Steuerventils anzutreiben.
Technischer Hintergrund
(Stand der Technik)
1 ist eine Schnittansicht, die ein strukturelles Beispiel eines herkömmlichen Elektromagneten der oben beschriebenen Bauart zeigt. Der Elektromagnet ist ein Proportionalelektromagnet, der eine elektromagnetische Kraft proportional zum elektrischen Strom erzeugt, der zu einer Erregungsspule geliefert wird. Der Elektromagnet 100 hat ein zylindrisches Gehäuse 101. Ein axial bewegbarer Stößel 102 ist in dem Gehäuse 101 zusammen mit einer Erregungswicklung 104 angeordnet, die um eine Spule 103 gewickelt ist. Die Erregungswicklung 104 ist angeordnet, um den Außenumfang des Stößels 102 zu umgeben. Die Seiten des Gehäuses 101 sind mit Abdeckungen 105 und 106 bedeckt.
Ein Druckstift 107 steht durch die Mitte der Abdeckung 106 vor, um eine Kraft, die von dem Stößel 102 erzeugt wird, und dessen Verschiebung zur Außenseite des Elektromagneten 100 zu übertragen. Die Abdeckung 106 hat einen scheibenförmigen Abdeckungsteil 106a, der aus einem magnetischen Material gemacht ist, und einen zylindrischen Teil 106b, der vom Abdeckungsteil 106a derart vorsteht, dass er einen Teil des Außenumfangs des Stößels 102 umgibt. Der zylindrische Teil 106b hat einen verjüngten Teil an seinem äußeren Ende. Der verjüngte Teil ist in Eingriff mit einem verjüngten Teil eines nicht magnetischen zylindrischen Gliedes 108. Ein magnetisches zylindrisches Glied 109 ist in Eingriff mit einem Ende des nicht magnetischen zylindrischen Gliedes 108 an dessen Seite entfernt von der Abdeckung 106. Der zylindrische Teil 106b der Abdeckung 106 umgibt zusammen mit dem nicht magnetischen zylindrischen Glied 108 und dem magnetischen zylindrischen Glied 109 den Stößel 102.
Der verjüngte Teil des zylindrischen Teils 106b und der verjüngte Teil des nicht magnetischen zylindrischen Gliedes 108 gestattet, dass ein Teil des axialen Magnetflusses, der von der Erregungswicklung 104 erzeugt wird, zur Außenseite entweicht, wodurch die axiale Anzugskraft, die auf den Stößel 102 wirkt, unabhängig von der Position des Stößels konstant gehalten wird. Die Abdeckung 106 ist mit einem Durchgangsloch 111 versehen, welches mit einem Abteil 110 in Verbindung steht, welches den Stößel 102 aufnimmt. Das Durchgangsloch 111 ist ein Loch, um zu gestatten, dass Strömungsmittel in das Abteil 110 hinein und aus diesem heraus dort hindurch in einer Menge kommt, die einer Veränderung des Volumens des Strömungsmittels in dem Abteil 110 aufgrund der Verschiebung des Stößels 102 entspricht.
Wenn der Stößel 102 sich in 1 nach rechts aus der mit durchgezogenen Linien gezeichneten Position um dx zu der mit gestrichelten Linien gezeichneten Position bewegt, fließt eine Strömungsmittelmenge entsprechend A_PLdx in den Raum auf der linken Seite des Stößels 102 vom rechten Raum. Zwischenzeitlich wird eine Strömungsmittelmenge entsprechend (A_PL – A_PIN)dx aus dem rechten Raum verschoben. Eine Strömungsmittelmenge, die der Volumendifferenz A_PINdx entspricht, wird in den Elektromagneten 100 durch das Durchgangsloch 111 von der Außenseite des Elektromagneten 100 gesaugt. Hier bezeichnet A_PL die Querschnittsfläche des Stößels und A_PIN bezeichnet die Querschnittsfläche des Druckstiftes 107.
In dem oben beschriebenen herkömmlichen Elektromagneten 100 ist das Durchgangsloch 111, welches in der Abdeckung 106 ausgebildet ist, an einer Position unter dem Oberteil des zylindrischen Abteils 110, welches den Stößel 102 aufnimmt. Daher wird unerwünschter Weise ein Luftreservoir 112 in dem Abteil 110 gebildet. Das heißt, in 1 ist die Distanz Dh von der Achse des Stößels 102 zum obersten Teil des Durchgangsloches 111 kleiner als die Distanz Di von der Achse des Stößels 102 zum obersten Teil des Abteils 110. Folglich hat der herkömmliche Elektromagnet 110 eine Struktur, bei der Luft im oberen Teil des Ab teils 110 bleibt, ohne daraus ausgestoßen zu werden (d. h., das Luftreservoir 112 wird gebildet).
In einem Fall, wo das Luftreservoir 112 nicht vorhanden ist, fließt, wenn der Stößel 102 sich beispielsweise in der Figur nach rechts bewegt, das Strömungsmittel auf der rechten Seite des Stößels 102 nach links, und zu diesem Zeitpunkt wird eine moderate Dämpfungswirkung auf den Stößel 102 durch die Viskosität des Strömungsmittels aufgebracht, welches von rechts nach links fließt. Wenn es jedoch Luft in dem Abteil 110 gibt, wird die Dämpfungswirkung verringert, die auf den Stößel 102 aufgebracht wird, weil die Viskosität der Luft viel kleiner ist als jene einer Flüssigkeit, die als Arbeitsströmungsmittel verwendet wird, und daher treten in ungünstiger Weise Schwingungen auf.
Wenn das Luftreservoir 112 im Elektromagneten 100, wie er in einem hydraulischen Steuerventil mit einer (später beschriebenen) Dämpfungszumessöffnung verwendet wird, vorhanden ist, wird eine Veränderung des Volumens des Raums auf der Seite des Elektromagneten aufgrund der Verschiebung des Kolbens in nicht wünschenswerter Weise durch die Kompressibilität der Luft absorbiert. Folglich kann kein Dämpfungseffekt erreicht werden und daher vibriert der Kolben in ungünstiger Weise. Entsprechend kann der Betrieb des hydraulischen Steuerventils nicht stabilisiert werden.
Wenn weiterhin Wasser als Arbeitsströmungsmittel verwendet wird, oxydiert, falls Luft im Abteil 110 vorhanden ist, die Luft den Stößel 102 und die umgebenden Glieder. Dies bewirkt, dass die Reibung steigt und verschlechtert die Leistung in ungünstiger Weise.
Weiterhin zeigt US 4531708 einen Elektromagneten mit einer zylindrischen Erregungswicklung und einem Schaft, der in der Erregungswicklung bewegbar ist. Der Elektromagnet ist dabei geeignet, um eine elektromagnetische Kraft zu erzeugen, um den Schaft zu bewegen, wenn ein elektrischer Strom zur Erregungsspule geliefert wird. Der Elektromagnet hat eine Abdeckung zum Abschließen einer Seite eines Abteils, welches den Schaft aufnimmt und Durchgangslöcher, die sich in kommunizierender Weise durch die Abdeckung von einer Außenseite des Elektromagneten zum Abteil erstrecken. Die Durchgangslöcher sind dabei entfernt von der Achse des bewegbaren Schaftes vorgesehen. Weiterhin ist ein fester Schaft mit einer Einlassbohrung vorgesehen, die auf der Achse des bewegbaren Schaftes vorgesehen ist, und die mit dem Abteil in Verbindung steht, welches den bewegbaren Schaft aufnimmt.
Hydraulische Steuerventile dieser Bauart sind aus den Schriften JP 1152175 und JP 58166184 bekannt.
Offenbarung der Erfindung
(Von der Erfindung zu lösendes Problem)
Die vorliegende Erfindung wurde in Hinsicht auf die oben beschriebenen Umstände gemacht. Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist, einen Elektromagneten vorzusehen, bei dem Luft nicht in dem Raum innerhalb des Elektromagneten gesammelt werden kann, und daher der Stößel oder der Kolben stabil ohne Schwingungen arbeitet, und wobei es keine Möglichkeit einer Zunahme der Reibung oder einer Verschlechterung der Leistung gibt, die anderenfalls durch eine Oxydation des Stößels und der umgebenden Glieder bewirkt werden könnte, und auch, ein hydraulisches Steuerventil vorzusehen, welches den Elektromagneten verwendet.
(Mittel zur Lösung des Problems)
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein hydraulisches Steuerventil nach Anspruch 1 vorgesehen.
Um das oben beschriebene Problem zu lösen, liegt die vorliegende Erfindung in einem hydraulischen Steuerventil, welches einen Hydrauliksteuerventilkörper mit einem Kolben aufweist, der in einer Hülse gleitet, und einem Elektromagneten mit einem Stößel und einer Erregungswicklung zur Erzeugung einer Magnetkraft zur Bewegung des Stößels. Der Elektromagnet ist an dem Hydrauliksteuerventilkörper angebracht, um eine Bewegungskraft auf den Kolben durch die Bewegung des Stößels aufzubringen. Eine Abdeckung für eine Seite des Elektromagneten, an der der Elektromagnet an dem Hydrauliksteuerventilkörper angebracht ist, ist mit oberen und unteren Durchgangslöchern versehen, die mit einem Stößelabteil in Verbindung stehen, welches den Stößel aufnimmt. Der oberste Teil des oberen Durchgangsloches ist über dem obersten Teil des Stößelabteils oder bündig damit. Der unterste Teil des unteren Durchgangslochs ist unter dem untersten Teil des Stößelabteils oder bündig damit. Der Hydrauliksteuerventilkörper hat obere und untere vertikale Löcher. Das obere vertikale Loch ist an einer Position über dem oberen Durchgangsloch vorgesehen, welches in der Abdeckung des Elektromagneten vorgesehen ist, und zwar in Verbindung mit dem oberen Durchgangsloch. Das untere vertikale Loch ist an einer Position unter dem unteren Durchgangsloch vorgesehen, das in der Abdeckung des Elektromagneten vorgesehen ist, und zwar in Verbindung mit dem unteren Durchgangsloch. Das obere vertikale Loch ist in Verbindung mit einem Tankanschluss, wodurch Luft aus dem Stößelabteil durch das obere Durchgangsloch und das vertikale Loch ausgestoßen wird.
Wie oben erwähnt, ist die Abdeckung des Elektromagneten mit oberen und unteren Durchgangslöchern versehen, die sich durch die Abdeckung zum Stößelabteil erstrecken. Der oberste Teil des oberen Durchgangsloches ist über dem obersten Teil des Stößelabteils oder bündig damit. Der unterste Teil des unteren Durchgangsloches ist unter dem untersten Teil des Stößelabteils oder bündig damit. Somit kann die Luft in dem Elektromagneten nach außen ausgestoßen werden. Daher ist es möglich, den Betrieb des Stößels des Elektromagneten und den Betrieb des Kolbens des hydraulischen Steuerventils zu stabilisieren.
Weil Abriebspartikel, die in dem Elektromagneten erzeugt werden, durch das untere Durchgangsloch ausgestoßen werden, ist es weiterhin möglich, zu verhindern, dass der Stößel in Abriebspartikeln gleitet, die anderenfalls den Abrieb beschleunigen würden, und daher ist es möglich, die Haltbarkeit zu verbessern.
Wenn Wasser als Arbeitsströmungsmittel für das hydraulische Steuerventil verwendet wird, ist es möglich, die Oxydation von Teilen von Komponentengliedern zu verhindern, die in Kontakt mit Wasser sind, weil die Luft in dem Elektromagneten ausgestoßen wird.
Weil ein vertikales Loch in dem Hydrauliksteuerventilkörper an einer Position über dem oberen Durchgangsloch in der Abdeckung des Elektromagneten in Verbindung mit dem Tankanschluss vorgesehen ist, kann die Luft in dem Elektromagneten zur Außenseite des hydraulischen Steuerventils ausgestoßen werden.
Weil ein vertikales Loch in dem Hydrauliksteuerventilkörper an einer Position unter dem unteren Durchgangsloch in der Abdeckung des Elektromagneten vorgesehen ist, können Abriebspartikel, die durch die Gleitbewegung des Stößels erzeugt werden, in dem vertikalen Loch angesammelt werden. Darüber hinaus gibt es keine Möglichkeit, dass die Abriebspartikel, die in dem vertikalen Loch angesammelt sind, verstreut werden, oder dass bewirkt wird, dass diese durch den Betrieb des hydraulischen Steuerventils zurückfließen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Schnittansicht, die ein strukturelles Beispiel eines herkömmlichen Elektromagneten zeigt.
2 ist eine Schnittansicht, die ein strukturelles Beispiel eines Elektromagneten gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 ist eine Schnittansicht, die ein strukturelles Beispiel eines hydraulischen Steuerventils gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
4 ist eine Ansicht, wie sie vom Pfeil A-A in 3 zu sehen ist.
(Erklärung der Bezugszeichen)

10: Elektromagnet, 11: Gehäuse, 12: Stößel, 13: Spule, 14: Erregungswicklung, 15: Abdeckung, 16: Abdeckung, 17: Druckstift, 18: unmagnetisches zylindrisches Glied, 19: magnetisches zylindrisches Glied, 20: Abteil, 21: Durchgangsloch, 22: Durchgangsloch, 30: Hydrauliksteuerventilkörper, 31: hydrostatisches Lager, 32. hydrostatisches Lager, 33: Kolben, 35: Hülse, 36: Feder, 37: Pumpenanschluss; 38: Lagerzumessöffnung, 39: Steueranschluss, 40: Steueranschluss, 50: Zwischenplatte, 51: Durchgangsloch, 52: Durchgangsloch, 53: Dämpfungszumessöffnung, 54: horizontales Loch, 55: vertikales Loch, 56: Stopfen, 57: horizontales Loch, 58: Stopfen, 60: Verschiebungssensor, 70: Steuervorrichtung, 71: Eingangsanschluss, P: Referenzpositionssignal, Q: Abweichungssignal, S: Kolbenpositionssignal.

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden unten auf der Grundlage der Zeichnungen beschrieben. 2 ist eine Schnittansicht, die ein strukturelles Beispiel eines Elektromagneten gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Dieser Elektromagnet ist auch ein Elektromagnet, der eine elektromagnetische Kraft proportional zu dem elektrischen Strom erzeugt, der an eine Erregungsspule geliefert wird, und zwar in der gleichen Weise wie der herkömmliche in 1 gezeigte proportionale Elektromagnet. Der Elektromagnet 10 hat ein zylindrisches Gehäuse 11. Ein axial bewegbarer Stößel 12 ist in dem Gehäuse 11 angeordnet, und zwar zusammen mit einer Erregungswicklung 14, die um eine Spule 13 gewickelt ist. Die Erregungswicklung 14 ist so angeordnet, dass sie den Außenumfang des Stößels 12 umgibt. Die Seiten des Gehäuses 11 sind mit Abdeckungen 15 und 16 bedeckt.
Ein Druckstift 17 steht durch die Mitte der Abdeckung 16 vor, um eine Kraft, die vom Stößel 12 erzeugt wird, und dessen Verschiebung zur Außenseite des Elektromagneten 10 zu übertragen. Die Abdeckung 16 hat einen scheibenförmigen Abdeckungsteil 16a, der aus einem magnetischen Material gemacht ist, und einen zylindrischen Teil 16b, der vom Abdeckungsteil 16a derart vorsteht, dass er einen Teil des Außenumfangs des Stößels 12 umgibt. Der zylindrische Teil 16b hat einen verjüngten Teil an seinem äußeren Ende. Der verjüngte Teil ist in Eingriff mit einem verjüngten Teil eines nicht magnetischen zylindrischen Gliedes 18. Ein magnetisches zylindrisches Glied 19 ist in Eingriff mit einem Ende des nicht magnetischen zylindrischen Gliedes 18 an dessen Seite entfernt von der Abdeckung 16. Der zylindrische Teil 16b der Abdeckung 16 umgibt zusammen mit dem nicht magnetischen zylindrischen Glied 18 und dem magnetischen zylindrischen Glied 19 den Stößel 12.
Der verjüngte Teil des zylindrischen Teils 16b und der verjüngte Teil des nicht magnetischen zylindrischen Gliedes 18 gestatten, dass ein Teil des axialen Magnetflusses, der von der Erregungsspule 14 erzeugt wird, zur Außenumfangsseite entweicht, wodurch die axiale Anzugskraft, die auf den Stößel 12 wirkt, unabhängig von der Position des Stößels konstant gehalten wird. Die oben beschriebene Anordnung und die Funktion des Elektromagneten 10 sind die Gleiche, wie jene des herkömmlichen Proportionalelektromagneten.
Der Elektromagnet 10 hat zwei Durchgangslöcher 21 und 22, die in der Abdeckung 16 an den oberen bzw. unteren Positionen vorgesehen sind. Die Durchgangslöcher 21 und 22 stehen in Verbindung mit einem zylindrischen Abteil 20, welches den Stößel 12 aufnimmt. Die jeweiligen Endflächen der Durchgangslöcher 21 und 22 sind an Positionen entfernt von der Achse des Abteils 20 gelegen. Insbesondere ist die Distanz Dh von der Achse des Abteils 20 zum obersten Teil des oberen Durchgangsloches 21 größer eingestellt als die Distanz (der Schnittradius des Abteils 20) Di von der Achse zum obersten Teil des Abteils 20. Die Distanz Dh von der Achse des Abteils 20 zum untersten Teil des unteren Durchgangslochs 22 ist größer eingestellt als die Distanz Di von der Achse zum untersten Teil des Abteils 20. Es sei bemerkt, dass die Distanz Dh und die Distanz Di gleichgesetzt werden können (Dh = Di).
Das Vorsehen der oberen und unteren Durchgangslöcher 21 und 22 in der Abdeckung 16, wie oben erwähnt, gestattet, dass die Luft, die in dem Abteil 20 zurückbleibt, welches den Stößel 12 aufnimmt, zur Außenseite des Elektromagneten 10 durch das obere Durchgangsloch 21 ausgestoßen wird. Zwischenzeitlich wird eine Strömungsmittelmenge entsprechend der Menge der ausgestoßenen Luft in den Elektromagneten 10 durch das untere Durchgangsloch 22 gesaugt.
Wenn der Stößel 12 in dem Abteil 20 gleitet, reiben die Außenfläche des Stößels 12 und die Innenumfangsfläche des Abteils 20 aneinander. Wenn die Anwendung des Elektromagneten 10 für eine lange Zeitperiode fortgesetzt wird, werden Abriebspartikel erzeugt. Das untere Durchgangsloch 22 führt die Funktion des Ausstoßens der Abriebspartikel nach außen aus. Wenn sich Abriebspartikel in dem Abteil 20 ansammeln, wo der Stößel 12 aufgenommen ist, gleitet der Stößel 12 in den Abriebspartikeln. Dies beschleunigt die Abnutzung der Innenfläche des Abteils 20. Durch Auslassen der erzeugten Abriebspartikel durch das untere Durchgangsloch 22 wird es daher möglich, die Anwendungslebensdauer des Elektromagneten, d. h. seine Haltbarkeit, zu steigern.
Als nächstes wird ein hydraulisches Steuerventil gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben, welches den Elektromagneten 10 verwendet, der, wie oben erwähnt, angeordnet ist. 3 ist eine Schnittansicht, welche die Anordnung des hydraulischen Steuerventils gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Das hydraulische Steuerventil hat eine Struktur, bei der ein Elektromagnet 10 an einem Hydrauliksteuerventilkörper 30 durch eine Zwischenplatte 50 angebracht ist. Es sei bemerkt, dass das Bezugszeichen 60 einen Verschiebungssensor bezeichnet.
Wie oben erwähnt wurde, hat der Elektromagnet 10 zwei Durchgangslöcher 21 und 22, die in der Abdeckung 16 an den oberen bzw. unteren Positionen vorgesehen sind. Die Durchgangslöcher 21 und 22 stehen mit dem Abteil 20 in Verbindung, welches den Stößel 12 aufnimmt. Die Durchgangslöcher 21 und 22 sind so positioniert, dass der oberste Teil des Durchgangsloches 21 über dem Abteil 20 ist, und dass der unterste Teil des Durchgangsloches 22 unter dem Abteil 20 ist. Die Zwischenplatte 50 hat Durchgangslöcher 51 und 52, die so ausgeformt sind, dass sie sich dort hindurch an Positionen erstrecken, die über und unter den zwei Durchgangslöchern 21 bzw. 22 sind, die in der Abdeckung 16 des Elektromagneten 10 ausgeformt sind. Insbesondere ist die Distanz Dp von der Achse zum obersten Teil des oberen Durchgangslochs 51 größer als die Distanz Dh von der Achse zum obersten Teil des Durchgangsloches 21 im Elektromagneten 10 (Dp ≥ Dh), und die Distanz Dp von der Achse zum untersten Teil des unteren Durchgangsloches 52 ist größer als die Distanz Dh von der Achse zum untersten Teil des Durchgangsloches 22 im Elektromagneten 10 (Dp ≥ Dh).
Die Zwischenplatte 50 ist mit einem horizontalen Loch 54 an einer Position über dem oberen Durchgangsloch 51 versehen. Das horizontale Loch 54 hat eine Dämpfungszumessöffnung 53 und erstreckt sich durch die Zwischenplatte 50 bis zu einer Zwischenposition in der Zwischenplatte 50. Zusätzlich ist die Zwischenplatte 50 mit einem vertikalen Loch 55 versehen, welches sich von der Unterseite der Zwischenplatte 50 zu einer Tiefe erstreckt, wo das vertikale Loch 55 in Verbindung mit dem horizontalen Loch 54 ist. Das vertikale Loch 55 steht in Verbindung mit drei Löchern, die in der Zwischenplatte 50 ausgeformt sind, d. h. den Durchgangslöchern 51 und 52 und dem horizontalen Loch 54. Das vertikale Loch 55 wird mit einem Stopfen 56 oder Ähnlichem von unten abgedichtet, nachdem es bearbeitet bzw. gebohrt wurde.
Wenn Luft in dem Elektromagneten 10 vorhanden ist, wird die Luft nach außen durch das obere Durchgangsloch 21 ausgestoßen, welches in dem Elektromagneten 10 vorgesehen ist. Dann fließt die Luft in das vertikale Loch 55 durch das Durchgangsloch 51 in der Zwischenplatte. Dann wird die Luft durch die Dämpfungszumessöffnung 53 in dem horizontalen Loch 54 ausgelassen. Sobald die Luft zur stromabwärts liegenden Seite der Dämpfungszumessöffnung 53 ausgelassen worden ist, auch wenn Luft in dem Flussdurchlass im oberen Teil des Hydrauliksteuerventilkörpers 30 zurückbleibt, hat sie keinen Effekt auf den Betrieb und die Funktion des Ventils. Zusätzlich hat der Hydrauliksteuerventilkörper 30 in diesem Ausführungsbeispiel hydrostatische Lager 31 und 32, die an beiden Enden eines Kolbens 33 vorgesehen sind. Daher wird ein solcher Fluss eingeleitet, dass das Strömungsmittel an den linken und rechten Seiten des Kolbens 33 immer entfernt wird und zu einem (nicht gezeigten) Tankanschluss geleitet wird. Entsprechend wird der Ausstoß von Luft erleichtert.
Abriebspartikel, die durch die Gleitbewegung des Stößels 12 in dem Elektromagneten 10 erzeugt werden, werden nach außen durch das untere Durchgangsloch 22 ausgelassen und treten in das vertikale Loch 55 durch das untere Durchgangsloch 52 in der Zwischenplatte 50 ein. Weil sie schon in das vertikale Loch 55 eingetreten sind, sammeln sich die Abriebspartikel in dem Unterteil des vertikalen Loches 55 ohne aufgerührt zu werden oder zurückzufließen, auch wenn der Kolben 33 arbeitet oder sich das Strömungsmittel in der Zwischenplatte 50 bewegt.
4 ist eine Abbildung, die eine Seite der Zwischenplatte 50 zeigt, die eine Ansicht ist, die vom Pfeil A-A in 3 zu sehen ist. Die Menge der Abriebspartikel, die durch den Elektromagneten 10 erzeugt wird, ist sehr klein. Daher wird es kein Problem geben, auch wenn die Abriebspartikel, die in dem vertikalen Loch 55 angesammelt werden, so gelassen werden, wie sie sind. Jedoch kann die Anordnung so sein, wie in 4 gezeigt. Das heißt, die Zwischenplatte ist mit einem horizontalen Loch 57 versehen, und das horizontale Loch 57 ist mit einem Stopfen 58 oder Ähnlichem während der Anwendung abgedichtet. Wenn das Ventil nicht in einem Betriebszustand ist, werden die angesammelten Abriebspartikel ausgestoßen. Auch wenn Luft in dem Hydrauliksteuerventilkörper 30 eintritt, wenn der Stopfen 58 installiert wird, wird die Luft aus dem vertikalen Loch 55 oben ausgelassen. Durch Auslassen von Abriebspartikeln zur Außenseite des Elektromagneten 10 in dieser Weise wird die Haltbarkeit des Elektromagneten 10 merklich verbessert.
Als nächstes werden die Struktur und der Betrieb des hydraulischen Steuerventils, das, wie oben erwähnt, angeordnet ist, beschrieben. Der Hydrauliksteuerventilkörper 30 hat eine Hülse 35 darin aufgenommen. Ein Kolben 33 ist verschiebbar in die Hülse 35 eingesetzt. Eine Feder 36 erzeugt eine Kraft gegen die Kraft zur axialen Bewegung des Kolbens 33, die vom Elektromagneten 10 erzeugt wird. Die Hülse 35 ist mit einer Vielzahl von Anschlüssen ausgeformt (mit einem Pumpenanschluss 37, mit Steueranschlüssen 39 und 40 und einem Tankanschluss), um zwischen Flussdurchlässen des dorthin gelieferten Strömungsmittels umzuschalten. Der Kolben 33 wird in jeder Richtung von einer neutralen Position verschoben, und zwar durch Verschiebung in der Hülse 35, wodurch die Flussdurchlässe von einem zum anderen umgeschaltet werden (d. h., zur Richtung Pumpenanschluss 37 → Steueranschluss 39 geschaltet oder zur Richtung Pumpenanschluss 37 Steueranschluss 40 umgeschaltet). Durch Anordnen des Kolbens 33 an der erwünschten Position in der Hülse 35 kann die Öffnung des Flussdurchlasses (Ventilöffnung) kontinuierlich verändert werden. Es ist auch möglich, die Flussrate oder den Druck kontinuierlich zu steuern.
Wenn eine Referenzposition des Kolbens 33 von einem Eingabeterminal 71 eingegeben wird, wird ein Abweichungssignal Q vom Referenzpositionssignal P erzeugt und das Ist-Kolbenpositionssignal S wird vom Verschiebungssensor 60 zurückgeleitet. Das Abweichungssignal Q wird in eine Steuervorrichtung 70 für den Elektromagneten 10 eingegeben. Die Steuervorrichtung 70 verstärkt das Abweichungssignal direkt und integriert auch das Abweichungssignal, um den Elektromagneten 10 mit einem Erregungsstrom zu beliefern, der einen Ausgleich mit der elastischen Kraft der entgegenwirkenden Feder 36 herstellt, wodurch der Kolben 33 an der Referenzposition angeordnet wird.
Das Hydrauliksteuerventil hat hydrostatische Lager 31 und 32, die in der Hülse 35 ausgeformt sind. Ein Druckströmungsmittel wird zu den hydrostatischen Lagern 31 und 32 vom Pumpenanschluss 37 geleitet und zur Innenumfangsseite durch hydrostatische Lagerzumessöffnungen 38 abgeblasen, wodurch der Kolben 33 außer Kontakt mit der Hülse 35 gelagert wird. Durch das Vorsehen solcher hydrostatischen Lager 31 und 32 kann der Kolben 33 sanft in der Hülse 35 gleiten, auch wenn ein Strömungsmittel mit geringen Schmiereigenschaften (beispielsweise Wasser) als Arbeitsströmungsmittel verwendet wird.
Es sei bemerkt, dass die Anordnung des Hydrauliksteuerventilkörpers 30 nur ein Beispiel ist. Die Anordnung des Hydrauliksteuerventilkörpers ist nicht auf das Vorangegangene eingeschränkt. Obwohl in dem oben beschriebenen Beispiel das horizontale Loch 54, die Durchgangslöcher 51 und 52 und das vertikale Loch 55 in der Zwischenplatte 50 vorgesehen sind, können diese Löcher in dem Hydrauliksteuerventilkörper 30 vorgesehen sein.
Effekt der Erfindung
Wie oben beschrieben wurde, können gemäß den Merkmalen der vorliegenden Erfindung die folgenden vorteilhaften Effekte erreicht werden.
Gemäß dem ersten Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Abdeckung des Elektromagneten mit oberen und unteren Durchgangslöchern versehen, die sich durch die Abdeckung zum Stößelabteil erstrecken. Der oberste Teil des oberen Durchgangsloches ist über dem obersten Teil des Stößelabteils oder bündig damit. Der unterste Teil des unteren Durchgangsloches ist unter dem untersten Teil des Stößelabteils oder bündig damit. Somit kann die Luft im Elektromagneten nach außen ausgestoßen werden. Daher ist es möglich, einen Elektromagneten mit einem stabilisierten Stößelbetrieb vorzusehen.
Weil Abriebspartikel, die in dem Elektromagneten erzeugt werden, zur Außenseite durch das untere Durchgangsloch ausgestoßen werden, ist es weiter möglich zu verhindern, dass der Stößel in den Abriebspartikeln gleitet, was anderenfalls die Abnutzung beschleunigen würde, und daher ist es möglich, die Haltbarkeit zu verbessern. Wenn Wasser als Arbeitsströmungsmittel für das hydraulische Steuerventil verwendet wird, ist es weiterhin möglich, eine Oxydation von Teilen der Komponentenglieder zu verhindern, die in Kontakt mit Wasser sind, weil die Luft in dem Elektromagneten ausgestoßen wird.
Gemäß dem zweiten Merkmal der vorliegenden Erfindung wird der oben beschriebene Elektromagnet an einem Hydrauliksteuerventilkörper angebracht und ein vertikales Loch ist in dem Hydrauliksteuerventilkörper an einer Position über dem Durchgangsloch in der Abdeckung des Elektromagneten vorgesehen. Das vertikale Loch steht in Verbindung mit einem Tankanschluss. Daher kann die Luft in dem Elektromagneten zur Außenseite des Hydrauliksteuerventils ausgestoßen werden. Entsprechend schwingt der Kolben nicht, und der Betrieb des Hydrauliksteuerventils wird stabilisiert.
Weil ein vertikales Loch in dem Hydrauliksteuerventilkörper an einer Position unter dem unteren Durchgangsloch in der Abdeckung des Elektromagneten vorgesehen ist, können weiterhin Abriebspartikel, die durch die Gleitbewegung des Stößels erzeugt werden, in dem vertikalen Loch angesammelt werden. Darüber hinaus gibt es keine Möglichkeit, dass die Abriebspartikel, die in dem vertikalen Loch ange sammelt sind, verstreut werden oder durch den Betrieb des Hydrauliksteuerventils zu einem Rückfluss veranlasst werden.

Claims

Hydraulisches Steuerventil mit einem Hydrauliksteuerventilkörper (30) mit einem gleitend in einer Hülse (35) angeordneten Kolben (33) und mit einem Elektromagneten (10) mit einem Stößel (12) und einer Erregungsspule (14) zur Erzeugung einer Magnetkraft zur Bewegung des Stößels (12), wobei der Elektromagnet (10) an dem Hydrauliksteuerventilkörper (30) angebracht ist, um eine Bewegungskraft an den Kolben (33) anzulegen, und zwar durch Bewegung des Stößels (12), wobei eine Abdeckung (16) für eine Seite des Elektromagneten (10), an der der Elektromagnet (10) am Hydrauliksteuerventilkörper (30) befestigt ist, vorgesehen ist, und zwar mit oberen und unteren Durchgangslöchern (21, 22), die in Verbindung stehen mit einem Stößel -Abteil (20) zur Unterbringung des Stößels (12) darinnen, wobei ein am weitesten oben gelegener Teil des oberen Durchgangslochs (21) oberhalb oder auf gleichem Niveau mit einem obersten Teil des Stößel-Abteils (20) liegt, und wobei der unterste Teil des unteren Durchgangslochs (22) sich unterhalb oder auf dem gleichen Niveau mit dem untersten Teil des Stößel-Abteils (20) befindet, und wobei schließlich der Hydrauliksteuerventilkörper (30) obere und untere vertikale Löcher (55) aufweist, wobei das obere vertikale Loch (55) an einer Position oberhalb des oberen Durchgangslochs (21) in der Abdeckung des Elektromagneten (10) vorgesehen ist, und zwar in Verbindung mit dem erwähnten oberen Durchgangsloch (21) und wobei das untere vertikale Loch (55) auf einer Position vorgesehen ist und zwar unterhalb des unteren Durchgangslochs (22), welches in der Abdeckung des Elektromagneten (10) vorgesehen ist, und zwar in Verbindung mit dem unteren Durchgangslochs (22), und wobei schließlich das obere vertikale Loch (55) in Verbindung steht mit einem Tankanschluss, wodurch Luft aus dem Stößel-Abteil (20) durch das erwähnte obere Durchgangsloch (21) und das vertikale Loch (55) abgelassen wird.