EP0259356A1

EP0259356A1 - Magnetisch betätigtes mehrkammer-wegeventil

Info

Publication number: EP0259356A1
Application number: EP19870900791
Authority: EP
Inventors: Jakob Dr.Nat.Oec. Rothenberger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-01-31
Filing date: 1987-01-27
Publication date: 1988-03-16
Also published as: WO1987004850A1

Description

Magnetisch betätigtes Mehrkammer - Wegeventil

Bekannt. sind Mehrkammer - Wegeventile mit stossenden und druckdichten Gleichstrommagneten, mit aussen und innen zylindrischen, aus verschiedenen Metallen zusammengesetzten Ankerrαhren und darin beweglichen, mit Oruckausgleichsnuten und Bohrungen versehenen Rundankern, wobei der Arbeitsluftspalt mit dem Kolbenweg nicht identisch ist.

Innen gekrümmt geformte Ankerrαhre und dementsprechend geformte Flachanker mit allseitig ebener Oberfläche sind nicht bekannt. Bei den bekannten Wegeventilen reichen die Steuerkolben in die und über die Rücklaufkammern, wodurch die Kblbeπgewichte, die Verwirbelung der Oelstrome, deren Ourchfliesswiderstände, SchaltStörungen und Schaltschläge erhöht werden. Bei den bekannten Ventilen sind die Rücklaufkammern über einen Querkanal miteinander und mit mit dem Abflusskanal verbunden, wobei in deren Bereichen Oruckausgleichsmittel und Strömuπgsschikanen gegen unausgeglichene am Steuerkolben wirksame Kräfte erforderlich sind. Die Federkräfte dieser Ventile sind im allgemeinen und im besonderen im Verhältnis zur Magnetkraft zu schwach, so dass Magnet- und Federkraft-Kennlinie bei kleiner werdendem Schaltweg stark auseinanderdriften und daher bei kurzhubigen Magneten zu einem Leistungsabfall magnet- und ventilseitig führen. Obschon bekannt ist, dass kennlinienbeeinflusste Topfmagnete für kurzhubige Schnellläufer - auch wegen der restmagnetischeπ Ankerhaftung - ungeeignet sind, sind die bekannten Mehrkammer - Wegeventile durchwegs damit ausgerüstet. Oie beeinflusste Magnetkraft-Kennlinie kann ihre Aufgabe einer Anpassung an die Federkraft-kennlinie bei kurzhubigen Magneten nie erfüllen. Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Mehrkammer- Wegeveπtil in kurzhubiger Bauweise und mit hoher SchalthäuFigkeit ventil- und magπetseitig leistungsmässig zu verbessern, konstruktiv zu vereinfachen und preisgünstiger herzustellen.

Die wesentlichen Merkmale des Erfinduπgsgegeπstandes ergebn sich aus dem Patentanspruch 1.

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes näher erläutert.

Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch das Mehrkammer- Wegeventil mit dem Ventilkörper 1, darin ausgesparter, von der Pumpe des Hydrauliksystems beaufschlagter Druckkammer 2, über den Steuerkolben 6 damit verbundener Verbraucherkammer 4 und die mit den Rücklaufkammern 5 via Steuerkolben in Verbindung stehende Verbraucherkammer 3, sowie ein mit dem Ventilkörper 1 druckdicht verschraubtes Magnetsystem. Oer achsial bewegliche Steuerkolben 5 ist gegenüber, den üblichen Ausführungen gewichts- und längen- mässig so reduziert, dass für dessen Verschiebung Kräfte eingespart und die Rücklaufkammerπ 5 von Oelverwirbelungsschikanen, Staudruckschlagen und hohen Ourchfliesswiderständen befreit sind. Bleiches gilt für die stark verkürzten, gradlinig und glattwandig ausgeführten und querschnittsmässig vergrösserten Abflussbohrungen 20, wodurch sich der Ourchfluss erhöht und die Kolbenschaitungen weicher w erden.

Um eine bessere Anpassung der beiden Kennlinien der Magnet- und Federkraft zu erzielen, ist eine konische Feder 7 mit stark progressiv ansteigender Kennlinie eingebaut. Sie sitzt mit der geschliffenen Windung auf dem zentrischen Kolbenendezapfen 10 und in der Aussparung 8 des druckdicht verschraubten Stopfens 9. Oie Aussparung 8 dient auch dazu, die Federvαrspannung und damit ihre Abschaltkraft und die Leistung des Ventils zu erhöhen. Oer im Längsschnitt etwa elliptisch ausgefräste Teil des aus einem einzigen Stück bestehenden Ankerrohres 12 liegt ausserhalb des Bereiches der Kupferdrahtwicklung 29 des Magneten 16. Oie beiden etwa ell ipsoidähnlich geformten Bereiche der Ankerrohrausfräsung und des Magneten sind derart, dass beim Abfallen des Magnetankers 14 vom Ankergegenstück 19 der Ankerscheitel 13 auf dem Ankerrohrboden 11 oeldruckgedämpft aufschlägt und die Oelverdrängung aus dem gekrümmten und zylindrischen Raumbereich 23 - dank den rillen- und lochfreien Flächen von Rohr und Anker, des sich gekrümmt bis zum Ankerscheitel verengenden Oelraumes , der im Verhältni s zur Oelmenge reichlich bemessenen Kreisabschnittsräume 23 ringsum den zylindrischen Ankerteil und nicht zuletzt infolge der genauen Ankerführung durch die sechs geschliffenen Führungskanten 22 - ohne Oelverwirbelung und Rückstaus schnell und schlaglos vor sich geht. Oies wirkt sich positiv auf eine weiche und saubere Schaltung, kürzere Schaltzeiten und einen geringeren Kraftaufwand aus. Konstruktion und Herstellung von Ankerrohr, Anker und Ankergegenstück sind gegenüber bisherigen Ausführungen vereinfacht und kostengünstiger.

Die Polschliessflachen 18 von Anker und Ankergegenstück sind eben, und um der Gefahr einer sogenannten "Verschweissung" beider Flächen vorzubeugen, ist diejenige des Ankergegenstückes vorteilhafterweise mit einer diagonal verlaufenden Rille versehen. Oer Luftspalt zwischen den beiden Polflächen ist bei kurzhubigen Schnell-Läufern relativ klein und liegt im allgemeinen zwischen 10 und 30 mm. Wie der Anker muss auch der Schaltstift 15 zentrisch sauber geführt sein und trotzdem noch einen genügenden Oeldurchgang durch die Schaltstiftbohrung gewährleisten, d.h. dass auch dieser Schaltstift zweckmässigerweise aus einem prismatischen Stab gefertigt ist. Je nach den Anforderungen und den vorhandenen Parametern eines Mehrkammer - Wegeventils kann es von Vorteil sein, die elektromagnetischen Kräfte zu modifizieren. Beim dargestellten Magneten können zu diesem Zweck die Polscheiben 31 und 32 gegenseitig ausgetauscht oder durch neue ersetzt werden. Gleiches gilt für die Rohrmiete 25 und den Magnetmaπtel 30. Alle Einzelteile des Magneten sind so konstruiert und bearbeitet, dass sie ohne maschinelle Hilfsmittel zu einer kompakten Magnetspule zusammengefügt werden können.

Auf einen Kunststoff-Spulenträger 24 mit seitlichen Flanschen ist die Kupferwickluπg 29 aufgebracht und in seine achsiale Rundöffnung ist das mit dem Ankergegenstück verbundene Aπkerrohr eingeführt. Die Rundspule 24 ist auf dem Ankerrohr 12 volle 360 Grad drehbar. Gehalten wird, die Spule durch eine Mutter 33. Die achsiale Rundöffnung des Spulenträgers 24 besitzt auf beiden Seiten über den ganzen Umfang sich erstreckende, achsial voneinander getrennte Aussparungen für die Aufnahme von magnetfeldverstärkenden Rohrnieten 25, deren Aufbördelungen am Ende auf der Aussenseite auf den Polscheiben 31 und 32 dicht aufliegen. Zur weiteren Abdichtung zwischen Polscheiben 31 und 32 dient ein ringförmig gespritzter Kunststoffwulst 27. Aussparungen 26 am äusseren Umfang der Kunststoff-Flansche ermöglichen den Durchgang von kalt aushärtendem Giessharz aus dem Mantelraum 28 in die stirnseitigen Zwischenräume 34.

Claims

PATENTANSPRUECHE

Magnetisch betätigtes WEGEVENTIL mit Federrückführung [7], Verbraucher- [3+4], Druck- (2) und Rücklaufkammern [5], druckdichtem Gleichstrommagnet(16), Ankergegenstück [19], Ankerrohr [12], Flachanker [14] und über Schaltstift [15] verschiebbarem Steuerschieber C1S3 dadurch gekennzeichnet,

dass der Iππenraurn des aus einem Stück gefertigten Ankerrohres [12] gegen das geschlossene dem Ankergegenstück [19] abgekehrten Ende [11] hin ellipsoid-kegelstumpfähnlich geformt und der darin bewegliche polygonale Flachanker [14] dieser Form angepasst ist.

Wegeventil nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass eine der Magnetschliessebenen [18] durch eine diametrale Nut unterbrochen ist und die Druckfeder [7] eine progressivsteigende Belastungskennlinie aufweist.

Wegeventil nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Rücklaufkammern [5], an deren tiefster Stelle eine direkt zum Abfluss [21] führende Bohrung [2] mündet, steuerschieberfrei sind.

Wegeventil nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichstrommagnet [16] mit unterschiedlich starken, den Rohrmantel [30] stirnseitig schliessenden Polscheiben [31+32] versehen ist, die den Innenraum der Rohrπieten [25] -vom Giessharzraum [28+34] durch eine Ringwulst [27] abdichten. Wegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet

dass von den Rücklaufkammern [5] zum Ausfluss aus dem Ventilkörper [21] gradlinig ve^lsu^ende Bohrungen [20] vorgesehen sind, die an der tiefstliegenden Stelle der Rücklaufkammern münden.

Wegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet

dass die Gegenkraftseite des Ventils mit einer Druckfeder [7] ausgerüstet ist, die auf dem . Steuerkolbenende und in der Ausbohrung [B] eines Verschluss-Stopfens [9] durch die FedervorSpannung verankert ist.

Wegeventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfeder [ 7] eine progressivsteigende Belastungskennlinie aufweist.