KR102629944B1

KR102629944B1 - 전기 유압식 압력 조절 밸브

Info

Publication number: KR102629944B1
Application number: KR1020220017655A
Authority: KR
Inventors: 주리 버스; 토마스 자스트라우; 요어그 슈나이더; 옌스 크랄만
Original assignee: 토마스 마그네트 게엠베하
Priority date: 2021-02-12
Filing date: 2022-02-10
Publication date: 2024-01-25
Also published as: JP2022123863A; EP4050246A1; CN114922873A; KR20220115883A; JP7358524B2; DE102021103382A1

Abstract

본 발명은 장치(6)에 플랜징하기 위한 플랜지(5)를 가진 밸브 하우징(4), 밸브 하우징(4) 내에 배치되며 폴 코어(9)를 가진 전자석(2), 밸브 하우징(4) 내에 배치되고 전자석(2)에 의해 이동 가능한 자석 전기자(20) 및 밀봉 장치(7)를 구비한 전기 유압식 압력 조절 밸브(1)에 관한 것으로, 상기 폴 코어(9)는 적어도 부분적으로 밸브 하우징(4)의 내벽에 직접 접촉하고, 상기 폴 코어(9)는 밸브 하우징(4)의 플랜지 측 개구(21)를 폐쇄하고, 상기 폴 코어(9) 내에 적어도 하나의 작업 포트(A), 하나의 압력 포트(P) 및 하나의 탱크 포트(T)가 형성되며, 상기 포트들은 유체가 통하도록 장치(6)와의 연결을 위해 제공되고, 상기 폴 코어(9)는, 탱크 포트(T), 압력 포트(P) 및 작업 포트(A)를 유체가 통하도록
연결하는 복수의 보어(15, 16, 17, 18, 19)를 가지며, 상기 보어(15, 16, 17, 18, 19) 중 적어도 하나에서 밸브 슬라이드(8)가 안내되고, 상기 밸브 슬라이드를 통해 선택적으로 압력 포트(P)와 탱크 포트(T)가 작업 포트(A)에 연결 가능할 뿐만 아니라 작업 포트(A)로부터 분리 가능하며, 상기 자석 전기자(20)는 밸브 슬라이드(8)에 이동 결합되고, 상기 밀봉 장치는 폴 코어(9)에 부착되고 장치(6)에 지지하도록 설계되고, 장치(6)와 압력 포트(P) 및/또는 탱크 포트(T) 및/또는 작업 포트(A)의 연결부들을 서로에 대해 및/또는 주변에 대해 밀봉하도록 형성되며, 상기 밀봉 장치(7)는 밸브 하우징(4)과 폴 코어(9) 사이의 접촉 영역을 밀봉하도록 설계되어, 폴 코어(9)와 밸브 하우징(4) 사이에 유체의 침투가 저지되거나 어려워진다.

Description

전기 유압식 압력 조절 밸브{ELECTROHYDRAULIC PRESSURE-REGULATING VALVE}

본 발명은 특허 청구항 제 1 항의 전제부에 따른 전기 유압식 압력 조절 밸브에 관한 것이다. 이러한 압력 조절 밸브는 그 자체로 공개되어 있으며, 예를 들어 건설 기계, 농업 기계 및 임업 기계에서 방향 조절 밸브의 파일럿 제어를 위해 사용된다.

예를 들어 간행물 DE 44 23 103 A1호 또는 DE 20 2010 017 049호에 설명된 일반적인 압력 조절 밸브는 방향 조절 밸브의 엔드 캡(end cap)의 수용 보어에 또는 제어 블록에 삽입되는 밸브 슬리브를 가지고 있다. 따라서 다양한 응용예를 위해 대량 생산이 달성될 수 있다.

그러나 장치에 나사 고정되는 플랜징 가능한 소형 제어 블록에서 대량으로 이러한 압력 조절 밸브가 사용되는 경우에, 압력 조절 밸브는 플랜징 가능하게 설계되어 제어 블록이 절약됨으로써 비용 절감이 이루어질 수 있다.

플랜징 가능한 밸브들은 그 자체로 공개되어 있으며, 예를 들어 고정식 유압 장치의 시중에서 구매 가능한 방향 조절 밸브들은 대부분 플랜징 가능하게 설계된다. 상기 밸브들은 일반적으로 조립 플레이트를 사용하여 고정된다. 플랜징 가능한 압력 조절 밸브들도 공개되어 있으며, 예를 들어 간행물 DE 10 2012 010 986 A1호는 이러한 구조적 형상의 플라스틱 압출 성형된 압력 조절 밸브를 기술한다. 이러한 압력 조절 밸브는 본 발명에서, 내구성이 더욱 뛰어나고 더 정밀하도록 개발될 것이다.

간행물 DE 20 2010 017 04호에 제시된 내구성이 매우 뛰어나고 정밀한 압력 조절 밸브에 기초하여, 본 발명에 따른 압력 조절 밸브는 플랜징 가능하게 설계되어야 하고, 매우 낮은 히스테리시스를 가지며 더 저렴하게 제조되어야 한다.

상기 과제는 독립 특허 청구항의 특징들에 의해 해결된다. 종속 청구항들은 본 발명의 바람직한 개선예를 제시한다.

따라서 상기 과제는 밸브 하우징, 폴 코어를 가진 전자석, 자석 전기자 및 밀봉 장치를 구비한 전기 유압식 압력 조절 밸브에 의해 해결된다. 밸브 하우징은 외부 장치에 플랜징하도록 형성된 플랜지를 갖는다. 외부 장치는 바람직하게 압력 조절 밸브를 위한 보어 또는 리세스를 가질 필요가 없고, 압력 조절 밸브가 플랜지될 수 있는 평평한 표면이면 충분하다. 따라서 압력 조절 밸브는 장치와의 공간 절약형 연결을 가능하게 한다.

폴 코어는 밸브 하우징 내에 배치되고, 적어도 부분적으로 밸브 하우징의 내벽에 직접 접촉한다. 또한 폴 코어는 밸브 하우징의 플랜지 측 개구를 폐쇄한다. 따라서 폴 코어는 바람직하게 압력 조절 밸브를 유체가 통하도록 장치에 연결하는 데 이용된다. 적어도 하나의 작업 포트, 하나의 압력 포트 및 하나의 탱크 포트가 폴 코어 내에 형성되고, 상기 포트들은 유체가 통하도록 장치와의 연결을 위해 제공된다. 밸브 하우징 내에 그리고 밸브 하우징의 플랜지 측으로 노출되도록 폴 코어를 형성함으로써 장치에 간단한 연결이 이루어질 수 있으며, 상기 장치는 적합한 대응 포트들만을 제공하면 된다. 장치의 특수한 가공, 특히 리세스의 제공은 필요하지 않다. 다양한 포트들의 연결은 특히 축방향으로 이루어지고, 즉 유체 흐름은 바람직하게는 축방향으로 압력 조절 밸브 내로 유입될 뿐만 아니라 압력 조절 밸브로부터 배출된다. 축 방향은 특히 밸브 하우징 및/또는 폴 코어 및/또는 자석 전기자 및/또는 전자석의 중심축에 대해 동축으로 배향된다.

폴 코어는 또한 탱크 포트, 압력 포트 및 작업 포트를 유체가 통하도록 연결하는 복수의 보어를 갖는다. 보어 중 적어도 하나에서 밸브 슬라이드가 안내되고, 상기 밸브 슬라이드를 통해 선택적으로 압력 포트와 탱크 포트가 작업 포트에 연결 가능할 뿐만 아니라 상기 작업 포트로부터 분리 가능하다. 이러한 방식으로 다양한 유체 흐름의 조절이 가능해진다.

자석 전기자 또한 밸브 하우징 내에 배치되며, 상기 자석 전기자는 전자석에 의해 이동 가능하다. 특히 전자석은 비례 자석이다. 따라서 전기 유압식 압력 조절 밸브는 바람직하게 비례 작용하는 전기 유압식 압력 조절 밸브이다. 자석 전기자와 밸브 슬라이드는 이동 결합됨으로써, 밸브를 통해 흐르는 다양한 유체 흐름의 조절이 전자석에 의해 이루어질 수 있다.

밀봉 장치는 폴 코어에 부착되고 장치에 지지하도록 형성된다. 밀봉 장치는 장치와 압력 포트 및/또는 탱크 포트 및/또는 작업 포트의 연결부들을 서로에 대해 및/또는 주변에 대해 밀봉하는 데 이용된다. 특히 바람직하게 밀봉 장치의 적어도 하나의 섹션, 특히 밀봉 장치의 각각의 섹션은 압력 포트 또는 탱크 포트 또는 작업 포트에 노출되는 한 측면 및 다른 포트 또는 주변에 노출되는 마주 놓인 측면을 갖는다.

밀봉 장치는 또한, 밸브 하우징과 폴 코어 사이의 접촉 영역을 밀봉하도록 형성된다. 이러한 방식으로 폴 코어와 밸브 하우징 사이에 유체의 침투가 저지되거나 적어도 어려워진다. 이러한 방식으로 특히, 특수한 조치에 의해 밸브 하우징 내의 구성 요소들을 부식에 대해 보호할 필요가 없다. 그 결과, 압력 조절 밸브의 구조는 간단하고 압력 조절 밸브의 제조는 저렴하다.

바람직하게 폴 코어는 외부 가장자리에 챔퍼 또는 리세스를 갖는다. 폴 코어의 외부 에지는 바람직하게는 밸브 하우징에 접촉하는 영역이다. 또한 바람직하게, 챔퍼 또는 리세스는 장치를 향하도록 제공된다. 한편으로는 폴 코어에 의해 그리고 다른 한편으로는 밸브 하우징에 의해 제한되는 홈이 리세스 또는 챔퍼에 의해 형성된다. 밀봉 장치는 적어도 부분적으로 홈 내에 배치된다. 그 결과, 전술한 밀봉 작용이 바람직하게 달성된다. 또한, 압력 조절 밸브의 작동 시 밀봉 장치가 빠져나가는 것이 저지되거나 적어도 어려워진다. 이로써 영구적인 밀봉 작용이 보장된다.

폴 코어는 바람직하게는 일체형으로 형성된다. 전술한 바와 같이 부식 방지를 위한 특수한 조치가 필요하지 않기 때문에, 폴 코어와 밸브 하우징 사이에 추가 부재도 삽입할 필요가 없다. 오히려 폴 코어는 바람직하게는 밸브 하우징에 직접 접촉할 수 있다. 따라서, 한편으로 폴 코어는 단일 구성 요소이기 때문에 폴 코어의 제조가 간단해지는 한편, 추가 부재 없이 폴 코어만 조립되어야 하기 때문에 압력 조절 밸브의 조립도 간단해진다.

또한 바람직하게, 밀봉 장치가 일체형으로 형성되는 것이 제공된다. 밀봉 장치는 특히 단일 구성 요소로 구성된 플랫 밀봉부다. 이로써 또한 압력 조절 밸브의 조립이 간단해진다.

바람직한 실시예에서, 폴 코어는 작업 포트 둘레에 링형으로 연장되는 홈 형상의 밀봉 가이드 영역을 갖는다. 이것은 특히 바람직하게 선삭 홈이다. 폴 코어는 이를 위해 바람직하게 회전부로서 제조되고, 이 경우 특히 회전축에 작업 포트가 제공된다. 밀봉 장치는 적어도 부분적으로 밀봉 가이드 영역 내에 배치된다. 이로써 밀봉 장치가 빠져나가거나 이동하는 것이 저지되거나 적어도 어려워진다. 따라서 밀봉 장치의 다양한 측에 서로 상이한 유체 압력이 작용하더라도, 특히 밀봉 장치는 의도된 위치에서 유지된다. 작업 포트는 선택적으로 탱크 포트에 및 압력 포트에 연결되거나 어떤 포트에도 연결될 수 없기 때문에, 작업 포트에는 항상 변화하는 압력이 인가한다. 변화하는 압력에도 불구하고 밀봉 가이드 영역에 의해 밀봉 장치의 이동이 저지되거나 적어도 어려워진다.

보어들은 바람직하게 제1 보어, 제2 보어 및 제3 보어를 포함한다. 제 1 보어는 밸브 슬라이드를 수용하도록 형성되고 작업 포트에 유체 연결된다. 특히 바람직하게 제1 보어는 폴 코어의 중심축을 따라 연장된다. 제 2 보어는 탱크 포트에 유체 연결되고, 제 3 보어는 압력 포트에 유체 연결된다. 따라서 밸브 슬라이드의 이동에 의해 보어들의 서로 다른 연결이 설정될 수 있으므로 개별 포트들 사이에 서로 다른 유량이 설정될 수 있다.

특히 바람직하게 제1 보어에 제1 오목부 및 제1 오목부와 떨어져 있는 제2 오목부가 형성된다. 따라서 제1 보어의 직경은 제1 오목부 및 제2 오목부에서 확대된다. 제 2 보어는 제 1 오목부 내에까지 연장되는 한편, 제 3 보어는 제 2 오목부 내에까지 연장된다. 따라서 제 2 보어와 제 3 보어는 바람직하게 제1 보어에 대해 비스듬하게 배향된다. 이러한 방식으로 제1 보어, 제 2 보어 및 제 3 보어는 간단하게 및 확실하게 서로 연결된다.

또한 특히 바람직하게, 제2 보어가 9.0 mm 내지 15.0 mm, 특히 11.5 mm의 길이를 갖고 및/또는 제1 보어에 대해 10° 내지 30°, 특히 20°의 각도를 갖는 것이 제공된다. 제3 보어는 특히 바람직하게 5.0mm 내지 11.0mm, 특히 7.5mm의 길이를 갖고 및/또는 제1 보어에 대해 20° 내지 40°, 특히 30°의 각도를 갖는다. 이러한 설계로 인해 압력 조절 밸브에 의해 최적의 유체 흐름이 달성될 수 있고, 이 경우 압력 조절 밸브 내의 압력 강하가 최적화된다.

대안적인 바람직한 실시예에서 보어들은 제1 보어와 제2 보어를 연결하기 위한 제4 보어 및 제1 보어와 제3 보어를 연결하기 위한 제5 보어를 포함한다. 따라서 제2 보어와 제3 보어는 바람직하게 제1 보어에 대해 평행하게 배향된다. 전술한 바와 같이 오목부들을 형성하는 것은 불필요하다.

제4 보어와 제5 보어는 제1 보어에 대해 바람직하게 가로 방향으로, 특히 수직으로 배향된다. 제 4 보어와 제 5 보어는 폴 코어의 외측면에서 폐쇄된다. 따라서 제4 보어와 제5 보어로부터 유체의 바람직하지 않은 누출이 방지된다. 제 4 보어와 제5 보어의 폐쇄는 바람직하게 각각의 레이저 용접 시임에 의해 이루어진다. 특히, 각각의 보어를 위해 특히 바람직하게 폴 코어의 둘레를 따라 원주 방향으로 배치된 각자의 레이저 용접 시임을 갖는다. 각각의 레이저 용접 시임은 특히 또한 폴 코어를 원주 방향으로 둘러싸는 압력 슬리브에 폴 코어를 연결하는 데 이용된다. 이러한 연결은 동시에 폴 코어와 압력 슬리브 사이의 밀봉에 이용되므로, 예를 들어 O-링과 같은 추가 밀봉부가 필요하지 않다.

밸브 슬라이드는 특히 탱크 포트 또는 압력 포트와 작업 포트의 유체 연결을 형성하기 위한 제 1 횡단면을 갖는다. 또한, 밸브 슬라이드는 특히 탱크 포트 또는 압력 포트로부터 작업 포트의 유체 분리를 위한 제 2 횡단면을 갖는다. 제1 횡단면은 바람직하게는 보어를 갖고, 특히 유체가 흐를 수 있는 2.5㎟ 내지 5.0㎟, 바람직하게는 3.2㎟의 연결 횡단면을 형성한다. 작업 포트와 탱크 포트 사이 및 압력 포트와 작업 포트 사이에서 유체는 연결 횡단면을 통해 흐를 수 있다. 전술한 바와 같이 연결 횡단면을 설계함으로써 특히 2.7 bar의 압력차에서 분당 2리터의 유량이 달성될 수 있다. 따라서 제1 횡단면은 압력 조절 밸브에 의해 유체 흐름에 대해 유동 기술적으로 최적화된다. 폴 코어는 바람직하게 폴 코어와 자석 전기자의 전체 길이의 최대 60%인 길이를 갖는다. 이로써 자석 전기자의 길이가 최적화되는데, 그 이유는 자석 전기자는 그 길이의 적절한 설계에 의해 전자석의 자기장에서 발생하는 누설 자속의 최적화된 양을 흡수할 수 있기 때문이다. 이로 인해 최대 자기력이 생성될 수 있다. 자석 전기자와 폴 코어의 전체 길이는 특히 밸브 하우징에 의해 제한된다.

바람직하게는 또한, 자석 전기자 및/또는 밸브 슬라이드는 축방향을 따라 이동 가능한 것이 제공된다. 축방향은 특히 압력 조절 밸브의 중심축에 대해 동축으로 배향된다. 폴 코어는 축방향과 관련하여 바람직하게 플랜지를 지나 돌출하지 않는다. 이로써 압력 조절 밸브가 장치에 연결될 때, 폴 코어는 장치 내로 돌출하지 않는다. 이는 장치의 간단한 설계를 가능하게 하여, 압력 조절 밸브의 연결을 위해 장치의 복잡한 가공 또는 형성이 불필요하다.

압력 조절 밸브는 특히, 뒤에 연결된 방향 조절 밸브를 위한 또는 전기 제어 신호에 따라 제어할 기계의 보조 작업을 위한 파일럿 제어 압력을 조정하는 데 특히 적합하다.

제어 신호는 바람직하게는 조절식 전류로서 제공되고 압력 조절 밸브의 부분인 전자석에서 전자석의 특수한 설계, 즉 전자석의 공개된 설계에 따라, 특히 상기 전자석의 자극의 형성에 따라, 자석 전기자의 상이한 크기의 스트로크에서도 전류에 바람직하게 비례하는 힘으로 변환된다.

힘은 특히 플런저에 의해 자석 전기자로부터 밸브 슬라이드로 전달된다. 이러한 밸브 슬라이드에서 자석 전기자의 힘은 작업 포트에 연결된 밸브 슬라이드의 단부면의 압력과 상기 단부면의 크기로 인해 발생하는 유압력과 비교된다.

밸브의 작업 포트의 압력의 압축력이 자석 전기자의 힘을 초과하면, 밸브 슬라이드는 전자석 방향으로 이동하고 작업 포트로부터 탱크 포트로의 유체 흐름을 위한 가변 횡단면을 개방한다. 그 결과 작업 포트의 압력이 감소한다. 그러나 자석 전기자의 힘이 작업 포트의 압력의 압축력을 초과하면, 밸브 슬라이드는 전자석으로부터 멀어지게 이동하고 압력 포트로부터 작업 포트로의 유체 흐름을 위한 제 2 가변 횡단면을 개방한다. 그 결과 작업 포트의 압력이 증가한다. 자석 전기자의 힘과 압축력이 평형 상태에 있으면, 밸브 슬라이드의 중간 위치가 스프링에 의해 조절되며, 상기 중간 위치에서 작업 포트를 향해 또는 작업 포트로부터 유체 흐름이 형성되지 않는다.

압력 포트에서 충분한 공급 압력과 압력 유체의 적절한 유량을 사용할 수 있을 때, 전술한 조절 기능이 이루어진다. 또한, 탱크 포트에 매우 낮은 압력이 생기고 작업 포트에 연결된 컨슈머가 소량의 체적 유량만을 인출하는 경우에 바람직하다.

유체 흐름을 위한 가변 횡단면의 개방은 바람직하게 밸브 슬라이드의 내부 제어 에지와 밸브 슬라이드를 둘러싸는 자극의 외부 제어 에지의 상호 작용을 통해 이루어진다. 바람직하게는 항상 2개의 가변 횡단면 중 하나만 개방되지만, 2개의 가변 횡단면이 동시에 작용하는 구조적 형상도 가능하고, 이는 소위 제어 에지들의 오버래핑에 의해 설정된다.

외부 제어 에지는 바람직하게는 자극 내의 오목부 또는 횡방향 보어의 구성 요소고, 이러한 공동부는 종방향 보어를 통해 압력 포트 및 탱크 포트에 연결된다. 오목부의 이용 시 종방향 보어들은 바람직하게 밸브 슬라이드용 보어에 대해 작은 각도로 배치되고, 따라서 플랜징 표면에서 포트들은 서로 충분히 큰 간격을 갖는다.

상위 장치에 대한 압력 조절 밸브의 플랜징 표면에서 작업 포트, 압력 포트 및 탱크 포트는 서로 및 주변에 대해 밀봉된다. 이것은 바람직하게 포트들을 위해 통로를 갖는 공통의 플랫 밀봉부에 의해, 또는 공개된 방식으로 챔버가 장착된 적어도 3개의 O-링에 의해 이루어지는데, 그 이유는 상기 O-링들은 일치하는 원형 홈에 삽입되기 때문이다.

본 발명에 따른 압력 조절 밸브는 밸브부도 둘러싸는, 바람직하게 디프드로잉 가공된 철로 이루어진 자석 하우징을 갖기 때문에 매우 견고하며, 상기 밸브는 유체 흐름의 조정을 위한 2개의 가변 횡단면을 갖기 때문에 압력의 조절 시 매우 정밀하게 작동한다.

특히 자석 전기자가 밸브 슬라이드에 의해 자극에 대해 매우 정확하게 안내되므로, 압력 조절 밸브의 히스테리시스는 매우 낮은데, 왜냐하면 밸브 슬라이드와 자석 전기자를 지지하는 플런저가 바람직하게 일체형으로 구현되고, 밸브 슬라이드는 자극에서 매우 작은 유격으로 안내되기 때문이다. 대안으로서 조인트 헤드가 제공된다. 이 경우 이러한 공통의 구성 요소는 바람직하게는 거의 자화될 수 없는 재료, 예를 들어 황동 또는 오스테나이트 강으로 제조며, 따라서 에어 갭을 채우는 자기 단락이 발생하지 않는다.

또한 압력 조절 밸브의 밸브부는 비례 자석의 자석 하우징으로 완전히 둘러싸이고 따라서 자석 하우징의 플랜지가 전체 장치의 길이를 제한하기 때문에, 압력 조절 밸브는 플랜징 가능하다. 압력 조절 밸브가 플랜징되는 장치 내에 설치 보어는 필요하지 않다.

장치 내에 설치 보어가 생략될 수 있거나 설치 보어가 있는 플랜징 가능한 추가 제어 블록이 생략될 수 있기 때문에, 압력 조절 밸브와 상위 장치로 구성된 시스템의 상당한 비용 절감이 이루어진다.

응용예 :

전술한 방식의 압력 조절 밸브는 비례 작용하는 방향 조절 밸브의 전기 유압식 파일럿 제어를 위해 및 예를 들어 농업 기계, 건설 기계 및 임업 기계와 같은 이동식 유압 장치에서 보조 기능의 제어를 위해 사용된다. 정수 펌프를 조정하기 위한 응용예도 공개되어 있다.

본 발명의 추가 세부사항, 장점 및 특징들은 도면을 참조하여 실시예들의 하기 설명에 제시된다:
도 1은 밸브 슬라이드를 안내하기 위한 보어의 오목부를 갖는 제1 실시예에 따른 본 발명에 따른 압력 조절 밸브를 도시한 도면.
도 2는 횡방향 보어를 갖는 제 2 실시예에 따른 본 발명에 따른 압력 조절 밸브를 도시한 도면.

비례 작용하는 전기 유압식 압력 조절 밸브(1)는 제1 실시예에 따라 도 1에 도시되어 있으며, 밸브 하우징, 전류를 비례력으로 변환하는 전자석(2) 및, 상기 비례력을 조절식 유압으로 변환하는 밸브부(3)를 구비한다.

전자석(2)은 코일, 요크 및 폴 코어(9)로 형성되며, 상기 전자석(2)은 자기 복귀 경로로서 이용되는 하나의 밸브 하우징(4) 내에 배치된다. 자석 전기자(20)는 전자석(2)에 의해 이동 가능하다. 밸브부(3)도 밸브 하우징(4)에 의해 완전히 둘러싸여 있다.

자석 하우징(4)에 일체로 형성된 플랜지(5)는 압력 조절 밸브(1)를 상위 장치(6)에 연결한다.

밸브부(3)는 폴 코어(9)의 제1 보어(15)에서 이동 가능한 밸브 슬라이드(8)를 포함하며, 상기 밸브 슬라이드는 한편으로는 전자석(2)과 반대 방향으로 향하는 밸브 슬라이드(8)의 단부면에 작용하는 압력을 받고 다른 한편으로는 전자석(2)의 힘을 받으며, 폴 코어(9)에 형성된 작업 포트(A)와 폴 코어에 형성된 탱크 포트(T) 사이의 연결 및/또는 폴 코어(9)에 형성된 압력 포트(P)와 작업 포트(A) 사이에 형성된 연결이 제1 횡단면(11)에 의해 형성된다. 밸브 슬라이드는 제2 횡단면(12)에 의해 압력 포트 및/또는 탱크 포트로부터 작업 포트를 분리한다.

도 1에 탱크 포트(T)와 작업 포트(A) 사이에 연결이 형성된 상태가 도시되고, 이 경우 압력 포트와 작업 포트 사이의 연결은 분리되어 있다.

폴 코어(9)는 이동 가능한 밸브 슬라이드(8)을 둘러싸고, 밸브부(3)의 이동 불가능한 모든 구성 요소, 즉 작업 포트(A)에 연결된 제1 보어(15), 제1 횡단면(11)과 제2 횡단면(12)의 상호 작용을 위한 외부 제어 에지, 탱크 포트(T)를 제1 보어(15)와 연결하기 위한 제2 보어(18) 및 압력 포트(P)를 제1 보어(15)와 연결하기 위한 제3 보어(19)를 포함한다.

자석 전기자(20)는 플런저에 의해 또는 조인트 헤드(26)를 통해 밸브 슬라이드(8)에 연결되고, 상기 플런저와 밸브 슬라이드(8)는 바람직하게는 일체형으로 구현되고, 자석 전기자(20)는 특히 밸브 슬라이드(8)에 의해 안내된다.

플런저 및 밸브 슬라이드(8)의 기능을 수행하는 구성 요소는 바람직하게 황동 또는 오스테나이트 강으로 제조된다.

제1 실시예에서 밸브 슬라이드(8)의 횡단면(11, 12)은, 작업 포트(A)로부터 탱크 포트(T)로 또는 압력 포트(P)로부터 작업 포트(A)로 유체 흐름을 개방하기 위해, 제1 보어(15)의 제1 오목부(13) 및 제2 오목부(14)와 상호 작용한다.

제1 오목부(13)는 제2 보어(18)를 통해 탱크 포트(T)에 연결되고, 제2 오목부(14)는 제3 보어(19)를 통해 압력 포트(P)에 연결된다.

자석 전기자(20)와 밸브 슬라이드(8)는 압력 조절 밸브(1)의 중심축에 대해 동축으로 배향된 축방향(100)을 따라 이동 가능하다. 제1 실시예에서 제1 보어(15)는 축 방향(100)을 따라 연장되는 한편, 제2 보어(18)와 제3 보어(19)는 제1 보어(15)에 대해 기울어져 있다. 제2 보어의 길이는 9.0mm 내지 15.0mm, 특히 11.5mm이다. 제3 보어의 길이는 5.0mm 내지 11.0mm, 특히 7.5mm이다. 제2 보어(18)는 또한 제1 보어(15)에 대해 10°내지 30°, 특히 20°의 각도를 갖는다. 제3 보어는 제1 보어(15)에 대해 20°내지 40°, 특히 30°의 각도를 갖는다. 제1 횡단면(11)은 축방향(100)에 대해 가로 방향으로 보어를 갖고, 유체가 흐를 수 있는 2.5㎟ 내지 5.0㎟, 바람직하게는 3.2㎟의 연결 횡단면을 형성한다. 유체는 연결 횡단면을 통해 작업 포트(A)와 탱크 포트(T) 사이 및 압력 포트( P)와 작업 포트(A) 사이에서 흐를 수 있다. 전술한 바와 같은 연결 횡단면의 설계에 의해 2.7 bar의 압력차에서 분당 2리터의 유량이 달성될 수 있다. 이러한 설계로 인해 압력 조절 밸브에 의해 최적의 유체 흐름이 달성될 수 있고, 이 경우 압력 조절 밸브 내의 압력 강하가 최적화된다.

폴 코어(9)는 제1 길이(L1)를 갖고, 자석 전기자(20)는 제2 길이(L2)를 갖는다. 제1 길이(L1)는 폴 코어(9)와 자석 전기자(20)의 전체 길이(L1+L2)의 최대 60%를 포함한다. 이러한 제2 길이(L2)로 인해 자석 전기자(20)가 전자석(2)의 자기장으로부터 발생하는 다량의 누설 자속을 흡수하는 것이 가능해진다. 그 결과 최대 자기력이 생성될 수 있다.

또한, 밀봉 장치(7)가 존재한다. 밀봉 장치(7)는 일체형 밀봉부, 특히 플랫 밀봉부이고 여러 기능을 수행한다. 한편으로 밀봉 장치(7)는, 장치(6)와 탱크 포트(T), 작업 포트(A) 및 압력 포트(P)의 유체 연결부들을 서로에 대해 및 주변에 대해 밀봉하기 위해 장치(6)에 지지되도록 형성된다. 또한, 밀봉 장치(7)는, 폴 코어(9)와 밸브 하우징(4) 사이의 접촉 영역을 밀봉하는 데 이용된다. 이를 위해 폴 코어(9)는 홈(10)을 형성하는 리세스를 갖거나 챔퍼(22)를 갖는다. 홈(10)은 한편으로는 폴 코어(9)에 의해, 다른 한편으로는 밸브 하우징(4)에 의해 제한된다. 밀봉 장치(7)는 적어도 부분적으로 홈(10) 내에 배치되고 따라서 폴 코어(9)와 밸브 하우징(4) 사이의 접촉 영역을 밀봉한다. 따라서 밸브 하우징(4)과 폴 코어(9) 사이에 유체의 침투가 저지되거나, 그 결과 밸브 하우징(4) 내의 특별한 부식 방지 조치가 필요하지 않다. 또한, 이로 인해 폴 코어(9)를 일체형으로 형성하는 것과 밸브 하우징(4)에 직접 지지하는 것이 가능해진다.

또한, 밀봉 장치(7)를 적어도 부분적으로 수용하는 데 이용되는 작업 포트(A) 주위에 홈 형상의 밀봉 가이드 영역(27)이 제공된다. 그 결과 밀봉 장치(7)의 이동이 어려워진다. 이는, 작업 포트(A)에 지속적으로 변화하는 압력이 인가하기 때문에 특히 바람직하다.

폴 코어(9)는 또한 추가 밀봉부(23)를 통해 주변 압력 슬리브(28)에 대해 밀봉된다. 폴 코어(9)와 자석 전기자(20) 사이에 배치된 스프링(25)은, 전자석(2)의 자기장의 제거 시 자석 전기자(20)가 밸브 슬라이드(8)가 작업 포트(A)를 탱크 포트(T)와 연결하는 출발 위치로 전환된다.

도 2에 도시된 바와 같은 제2 실시예에서 압력 조절 밸브(1)는 폴 코어(9)의 설계에서만 제1 실시예와 상이하다. 제2 실시예에서 제1 보어(15), 제2 보어(18) 및 제 3 보어(19) 외에, 제 4보어(16)와 제 5 보어(17)가 제공된다. 제1 보어(15), 제2 보어(18) 및 제3 보어(19)는 바람직하게 서로 평행하게 배향되고, 바람직하게는 축방향(100)에 대해 평행하게 배향된다. 제 4 보어(16)는 제1 보어(15)와 제 2 보어(18)를 연결하는 데 이용되고, 제5 보어(17)는 제 1 보어(15)와 제 3 보어(19)를 연결하는 데 이용된다. 전술한 제1 오목부(13)와 제2 오목부(14)를 반드시 형성할 필요는 없다. 바람직하게 제4 보어(16)와 제5 보어(17)는 제1 보어(15)에 대해 수직으로 배향된다.

폴 코어(9)로부터 유체가 의도치 않게 배출되는 것을 저지하기 위해, 폴 코어(9)의 외부면에서 제4 보어(16)와 제5 보어(17)가 밀봉된다. 바람직하게 이러한 밀봉은 각각 레이저 용접 시임(24)에 의해 수행된다.각각의 레이저 용접 시임(24)은 바람직하게 폴 코어(9) 둘레를 따라 원주방향으로 구현되고, 폴 코어(9)를 압력 슬리브(28)에 용접한다. 이로써 도 2의 재현에 대한 대안으로서 추가 밀봉부(23)는 생략할 수 있는데, 그 이유는 각각의 레이저 용접 시임(24)에 의해 밀봉 작용이 이미 구현되기 때문이다.

모든 경우에, 폴 코어(9)는 축방향(100)으로 플랜지(5)를 넘어 돌출하지 않는다. 따라서 압력 조절 밸브(1)는 장치(6)에 직접 지지될 수 있으며, 이 경우 장치(6)에 압력 조절 밸브를 위한 특수한 리세스를 제공할 필요가 없다.

본 발명의 전술한 설명 외에 이에 대한 보완적인 개시를 위해 본 명세서로써 도 1 및 도 2에 도시된 본 발명의 재현이 명시적으로 참조된다.

1 압력 조절 밸브
2 전자석
3 밸브부
4 밸브 하우징
5 플랜지
6 장치
7 밀봉 장치
8 밸브 슬라이드
9 폴 코어
10 홈
11 제 1 가변 횡단면
12 제 2 가변 횡단면
13 제 1 오목부
14 제 2 오목부
15 제 1 보어
16 제 4 보어
17 제 5 보어
18 제 2 보어
19 제 3 보어
20 자석 전기자
21 밸브 하우징의 개구
22 챔퍼
23 추가 밀봉부
24 레이저 용접 시임
25 스프링
26 조인트 헤드
27 밀봉 가이드 영역
28 압력 슬리브
A 작업 포트
P 압력 포트
T 탱크 포트

Claims

전기 유압식 압력 조절 밸브(1)로서,
· 장치(6)에 플랜징하도록 형성된 플랜지(5)를 가진 밸브 하우징(4),
· 밸브 하우징(4) 내에 배치되며 폴 코어(9)를 가진 전자석(2),
o 상기 폴 코어(9)는 밸브 하우징(4) 내에 배치되고, 적어도 부분적으로 밸브 하우징(4)의 내벽에 직접 접촉하고,
o 상기 폴 코어(9)는 밸브 하우징(4)의 플랜지 측 개구(21)를 폐쇄하고,
o 상기 폴 코어(9) 내에 적어도 하나의 작업 포트(A), 하나의 압력 포트(P) 및 하나의 탱크 포트(T)가 형성되며, 상기 포트들은 유체가 통하도록 장치(6)와의 연결을 위해 제공되며,
o 상기 폴 코어(9)는 탱크 포트(T), 압력 포트(P) 및 작업 포트(A)를 유체가 통하도록 연결하는 복수의 보어(15, 16, 17, 18, 19)를 갖고,
o 상기 보어(15, 16, 17, 18, 19) 중 적어도 하나에서 밸브 슬라이드(8)가 안내되고, 상기 밸브 슬라이드를 통해 선택적으로 압력 포트(P)와 탱크 포트(T)가 작업 포트(A)에 연결 가능할 뿐만 아니라 작업 포트(A)로부터 분리 가능하며,
· 밸브 하우징(4) 내에 배치되고 전자석(2)에 의해 이동 가능한 자석 전기자(20), 상기 자석 전기자(20)는 밸브 슬라이드(8)에 이동 결합되고, 및
· 밀봉 장치(7)를 구비하고, 상기 밀봉 장치는
o 폴 코어(9)에 부착되고 장치(6)에 지지하도록 형성되고,
o 장치(6)와 압력 포트(P), 탱크 포트(T) 및작업 포트(A)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 연결부들을 서로에 대해 및/또는 주변에 대해 밀봉하도록 형성되는 압력 조절 밸브에 있어서,
· 상기 밀봉 장치(7)는 밸브 하우징(4)과 폴 코어(9) 사이의 접촉 영역을 밀봉하도록 형성되어, 폴 코어(9)와 밸브 하우징(4) 사이에 유체의 침투가 저지되거나 적어도 어려워지는 것을 특징으로 하는 압력 조절 밸브.
제 1 항에 있어서, 폴 코어(9)는 외부 가장자리에 챔퍼(22) 또는 리세스를 가지며, 폴 코어(9) 및 밸브 하우징(4)에 의해 제한되는 홈(10)이 상기 챔퍼 또는 리세스에 의해 형성되고, 상기 밀봉 장치(7)는 적어도 부분적으로 홈(10) 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 압력 조절 밸브.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 폴 코어(9)는 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 압력 조절 밸브.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 밀봉 장치(7)는 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 압력 조절 밸브.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 폴 코어(9)는 작업 포트(A) 둘레에 링형으로 연장되는 홈 형상의 밀봉 가이드 영역(27)을 갖고, 상기 밀봉 장치(7)는 적어도 부분적으로 밀봉 가이드 영역(27) 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 압력 조절 밸브.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 보어들(15, 16, 17, 18, 19)은 제1 보어(15), 제2 보어(18) 및 제3 보어(19)를 포함하며, 상기 제1 보어(15)는 밸브 슬라이드(8)를 수용하도록 형성되고 작업 포트(A)에 유체 연결되며, 상기 제2 보어(18)는 탱크 포트(T)에 유체 연결되고, 상기 제3 보어(19)는 압력 포트(P)에 유체 연결되는 것을 특징으로 하는 압력 조절 밸브.
제6항에 있어서, 제1 보어(15)에 제1 오목부(13) 및 제1 오목부(13)와 떨어져 있는 제2 오목부(14)가 형성되고, 상기 제 2 보어(18)는 제1 오목부(13) 내에까지 연장되고, 상기 제3 보어(19)는 제2 오목부(14) 내에까지 연장되며, 상기 제2 보어(18)와 제3 보어(19)는 제1 보어( 15)에 대해 비스듬하게 배향되는 것을 특징으로 하는 압력 조절 밸브.
제7항에 있어서, 제2 보어(18)는 i) 9.0 mm 내지 15.0 mm의 길이; 또는 ii) 제1 보어(15)에 대해 10° 내지 30°의 각도; 중 어느 하나 이상을 갖는 것을 특징으로 하는 압력 조절 밸브.
제6항에 있어서, 보어들(15, 16, 17, 18, 19)은 제1 보어(15)와 제2 보어(18)를 연결하기 위한 제4 보어(16) 및 제1 보어(15)와 제3 보어(19)를 연결하기 위한 제5 보어(17)를 포함하고, 상기 제 2 보어(18)와 제 3 보어(19)는 제1 보어(15)에 대해 평행하게 배향되는 것을 특징으로 하는 압력 조절 밸브.
제9항에 있어서, 제4 보어(16) 와 제5 보어(17)는 제1 보어(15)에 대해 가로 방향으로 배향되고, 상기 제4 보어(16)와 제5 보어(17)는 폴 코어(9)의 외측에서 레이저 용접 시임(24)에 의해 폐쇄되고, 상기 제4 보어(16)와 제5 보어(17)의 폐쇄는 폴 코어(9)와 폴 코어(9)를 적어도 부분적으로 둘러싸는 압력 슬리브(28)를 재료 결합 방식으로 연결하도록 형성된 적어도 하나의 레이저 용접 시임(24)에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 압력 조절 밸브.
제1항 또는 제2항에 있어서, 밸브 슬라이드(8)는 탱크 포트(A) 또는 압력 포트(P)와 작업 포트(A)의 유체 연결을 형성하기 위한 제1 횡단면(11) 및 탱크 포트(T) 또는 압력 포트(P)로부터 작업 포트(A)를 유체 분리하기 위한 제 2 횡단면(12)을 가지며, 상기 제 1 횡단면(11)은 유체가 흐를 수 있는 2.5㎟ 내지 5.0㎟의 연결 횡단면을 형성하는 것을 특징으로 하는 압력 조절 밸브.
제1항 또는 제2항에 있어서, 폴 코어(9)는 폴 코어(9)와 자석 전기자(20)의 전체 길이의 최대 60%인 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 압력 조절 밸브.
제1항 또는 제2항에 있어서, 자석 전기자(20) 및/또는 밸브 슬라이드(8)는 축방향(100)을 따라 이동 가능하고, 상기 폴 코어(9)는 축방향(100)과 관련하여 플랜지(5)를 지나 돌출하지 않는 것을 특징으로 하는 압력 조절 밸브.
제7항에 있어서, 제3 보어(19)는 i) 5.0 mm 내지 11.0 mm의 길이; 또는 ii) 제1 보어(15)에 대해 20° 내지 40°의 각도; 중 어느 하나 이상을 갖는 것을 특징으로 하는 압력 조절 밸브.