DE2222448A1 - Elektromagnetisches ventil - Google Patents

Description

HANS TRAPPENBERG - PATENTINGENIEUR · KARLSRUHE

28. April 1972 SH 402/403

Servotechnik GmbH , 7501 Reichenbach, Rheinstraße

Elektromagnetisches Ventil

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Ventil bei dem der Anker eines Elektromagneten bei Erregung einen Ventilkegel (Ventilschliesskörper) auf einen mit der zuleitung verbundenen Ventilsitz presst der in einem als elektromagnetisches Joch dienenden Ventilkörper mit Zu- und Ableitungen angeordnet ist, wobei der Ventilkegel als Distanzstück zwischen Anker und Joch eingefügt ist (nach Patentanmeldung ρ 21 34 067.0).

Derartige ventile werden insbesondere in der Hydraulik als Druck-Regelventile eingesetzt, wotyei durch Regeln der Spannung des Elektromagneten der Durcklassdruck beziehungsweise die Durchlassmenge gesteuert werden kann. Gegenüber den älteren Ausführungen, bei denen das eigentliche ventil von dem Elektromagneten getrennt war und erst über ein federndes zwischenglied eine mechanische Verbindung hergestellt werden mußte, bildtn die Geräte der oben angeführten Gattung eine kompakte Eidsit, da der ventilkegel unmittelbar mit dem Anker des Elektromagneten verbunden und als Distanzstüok zwischen Anker und Joch eingefügt ist. Damit wird zwar auf die maximale Eraftausnützung des Elektro· magneten .verzichtet und ein als magnetischer Widerstand dienender luftspalt zwischen Anker und Joch eingeführt, jedoch ergibt; sich dadurch die Möglichkeit einer eindeutigen Durchlassdruclc- beziehungsweise Durchlassmengen-Steuerung, da durch diesen magnetischen Widerstand «in Arbeiten auf dem unteren Zweig der Weg/Kraft-Oharakteristik des Elektromagneten möglich ist. Auf diesem unteren Zweig verläuft die Weg/Kraft-Charakteristik annähernd parallel zur Weg-Achs* der Kennlinie, so daß sich stets

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eindeutige und nahezu linear aufeinanderfolgende Weg/Kraft-Schnittpunkte bei verschiedenen Erregungen des Elektromagneten ergeben. Damit kann aber auch auf den Einsatz einer leder zwischen dem Anker und dem ventilkegel verzichtet werden, wie dies noch bei den älteren Ausführungen unbedingt notwendig ist. Der Anpressdruck des Ventilkegels auf den Ventilsitz wird bei diesem modernen ventil nur noch durch die Stärke des elektromagnetischen Feldes bestimmt, das sich bei entsprechender Auslegung des Magneten proportional mit der an den Elektromagneten angelegten Spannung ändert.

Bei der Herstellung derartiger elektromagnetischer ventile waren also, hinsichtlich der weg/Kraft-Charakteristik nur noch zwei Dinge zu beachten

1. die Einhaltung eines vorgegebenen LuftSpaltes und

2. die richtige Auslegung des Elektromagneten.

Ist der Luftspalt zu Hein, so arbeitet das Ventil im Bereich einer bereits sehr stark gekrümmten Kennlinie j ist der Luftspalt zu groß, reicht die elektromagnetische Kraft nicht aus um das Ventil entsprechend der vorgegebenen Charakteristik zu steuern.

Die gleichen veränderten Eigenschaften ergeben sich auch bei einei unrichtigen Auslegung des Elektromagneten, daß also einmal bei zu starkem elektrischem ]?eld - das Ventil Im Bereich einer bereite stark gekrümmten Kennlinie arbeitet und zum anderen -» bei zu schwachem elektrischem feld - daß die elektromagnetischen Kräfte zum Steuern des Ventils nicht ausreichen»

f Di« richtige elektromagnetische Ausbildung des elektromagnetischer. yentils bereitet im allgemeinen keine Schwierigkeiten$ Schwierig« letiten können jedoch bei der genauen Einhaltung des Luft spalte s auftreten, da sich hier bereits »ehr geringe AbStandsänderungen zwischen öfen Stirnseiten von Joch und Anker deutlich bemerkbar machen. Die Erfindung stellte sioh daher die Aufgabe diesen Zwang

zur sehr präzisen Herstellung des elektromagnetischen Ventils hinsichtlich des Abständes zwischen Joch und Anker zu vermeiden dadurch, daß eine nachträgliche Korrekturmöglichkeit gegeben ißt, falls der Luftspalt von dem vorgegebenen wert abweicht, selbstverständlich ist diese Korrekturmöglichkeit nicht nur darauf beschränkt, vorgegebene werte einzustellen, sondern es können damit auch Werte außerhalb der vorgegebenen Daten für Sonderfälle eingestellt werden. Dies wird in erfihdungsgemäßer weise bei einem Ventil der vorgenannten Art dadurch erreicht, daß der Ventilkegel über längs-veränderbare Justierglieder in deü- Anker eingefügt ist. Vorteilhafterweise wird hierbei der Ventilkegel iängsverschiebbar in eine stirnseitige Bohrung des Ankers eingesetzt in die von der jenseitigen Stirnseite des Ankers her eine Gewindebohrung mit einer Justierschraube eingreift. Der Ventilkegel stützt sich hierbei an der Stirnseite der Justierschraube ab, so daß mit Hilfe dieser Schraube der ventilkegel mehr oder weniger weit aus dem Anker herausgedrückt werden kann und sich somit ein mehr oder weniger großer Luftspalt zwischen Anker und Joch ergibt.

Es ist bei einem derartigen Aufbau des Ankers des besprochenen elektromagnetischen Ventils ohne weiteres möglich nach der Fertigung des Ankers den ventilkegel einzufügen und außerhalb des Elektromagneten zu justieren. TJm jedoch auch die Gesamttoleranzen durch geänderte werkstoffe oder Wicklungstoleranzen etc. auszugleichen, empfiehlt es sich, diese Justierung im montierten elektromagnetischen Ventil vorzunehmen. Hierzu wird nach der Erfindung in dem dem Anker anliegenden Deckel des Elektromagneten eine versehliessbare jßstieröffnung vorgesehen durch die die Justierschraube erfasst und verdreht werden kann. Anstatt dieser verschliessbaren Justieröffnung kann auch ein in dem dem Anker anliegenden Deckel des Elektromagneten vorgesehener längsverschiebbarer Notbetätigungsstift an seiner nach innen weisenden Stirnseite werkzeugähnlich zum Erfassen der Justierschraube aus-

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gebildet sein und in die Gewindebohrung des Ankers hineinragen. Dies hat den Vorteil, daß das elektromagnetische ventil auch unter Druck, also auch im Betriebszustand, justiert beziehungsweise nachjustiert werden kann.

Insbesondere bei elektromagnetischen ventilen die nur ab und zu betätigt werden und wenn auch noch starke Hüttelbewegungen oder Vibrationen auf das Ventil einwirken, kann der in der Bohrung des Ankers untergebrachte ventilkegel wandern, so daß er nicht mehr auf der Stirnseite der Justierschraube aufliegt. Wird das Ventil dann betätigt, so müssen die elektromagnetischen Kräfte den ventilkegel bei einer Betätigung erst wieder auf die Justierschraube aufpressen, was zu einer verzögerten Schaltbewegung führt. Um diesem Mangel abzuhelfen wird nach der Erfindung weiter·· hin vorgeschlagen, daß der ventilkegel fest jedoch drehbar mit der Justierschraube verbunden ist, daß der Kegel also stets der Axialbewegung der Justierschraube folgt.

Um ein Verdrehen des Ankers beim Drehen der Justierschraube zu vermeiden, muß der Anker entsprechend gesichert werden. Da im Anker eines solchen elektromagnetischen Ventils mit nassem Ankerraum in aller Regel eine Lägsbohrung vorgesehen ist in die eine Düse zur Dämpfung der Ankerbewegung eingesetzt wird, kann diese Sicherung gegen verdrehen des Ankers so ausgeführt werden, daß in den dem Anker anliegenden Deckel ein in diese Bohrung eingreifender Führungsstift eingefügt ist. Dadurch werden zusätzliche Mittel beziehungsweise Bohrungen vermieden und auf einfache und billige weise die sicherung gegen verdrehen des Ankers erreicht.

Auf der zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt und zwar zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein elektromagnetisches ventil, Fig. 2 den Ausschnitt eines Ankers in einer zweiten Ausführung

ebenfalls im Längsschnitt und Fig. 3 den Längsschnitt durch ein weiteres elektromagnetisches

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Im hohlzylindrischen nassen Arbeitsraum eines Elektromagneten 1 ist längsverschiebbar ein Anker 2 mit einer eingepressten als Ventilkegel dienenden Kugel 3 untergebracht, in diesen Arbeitsraum eingesetzt ist noch ein Ventilkörper 4 mit Zu-(5) und Ableitungen 6, Der Austritt der zuleitung 5 aus dem Ventilkörper 4 ist als ventilsitz ausgebildet auf dem die Kugel 3 als Ventilkegel in geschlossenem Zustand aufsitzt, jenseits ist der Arbeitsraum des Elektromagneten 1 abgedichtet durch einen Deckel 8. Den Deckel 8 durchquert ein Notbetätigüngsstift 17* Angebracht am Magneten ist außerdem noch eine Steckeinrichtung 9 zur Zuleitung des stromes an den Elektromagneten 1.

Die Kugel 3 wird in einer Bohrung 10 des Ankers 2 geführt. Sie liegt auf der Stirnseite einer Justierschraube 11 auf in die eine zentrale G-ewindebohrung 12 des Ankers 2 eingedreht ist. · in die Justierschraube 11 greift eine blattförmige verlängerungi3 des Notbetätigungsstiftes 17 ein, so daß die Justierschraube 11 von außen über diesen Notbetätigungsstift 17 verdreht werden kann, Damit wird auch die Kugel 3 mehr oder weniger aus der ,Bohrung im Anker 2 hinausgedrückt, so daß sich der Luftspalt 14 zwischen den Stirnseiten von dem als Joch dienenden Ventilkörper 4 und dem Anker 2 einjustieren läßt,

Um stets eine definierte stellung des Ventilkegels zu erreichen, wird der ventilkegel fest jedoch drehbar mit der juatitr-* schraube 11 verbunden. Dies kann, wie Fig. 2 zeigt dadurch geschehen, daß in eine als Ventilkegel dienende Kugel 23 eine Hülse 15 eingeschraubt wird in die die Justierschraube 11 hineinragt. Die Justierschraube 11 weist endständig einen Bund 16 auf, hinter den sich zwei die Hülse 15 durchquerende Kerbstifte 18 legen. Damit ist die Kugel 23 fest mit der Justierschraube 11 verbunden, ohne jedoch deren Drehbewegung zu beeinträchtigen.

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χα. der üg. 2 ist weiterhin eine außermittige Bohrung 19 durch den Anker 2 zu erkennen in die eine Dämpfdüse 20 eingesetzt ist. In diese außermittige Bohrung 19 ragt auch noch ein lührungsstift 21 der im Deckel 8 eingesetzt ist hinein, so daß dadurch ein verdrehen des Ankers 2 "beim Drehen der Justierschraube verhindert wird.

Im Gegensatz zu dem in Fig. 1 dargestellten progressiv wirkenden elektromagnetischen ventil ist in i»ig. 3 ein degressiv wirkendes elektromagnetisches ventil dargestellt, bei dem also bei Anlegen einer Spannung an den Elektromagneten das Ventil mehr oder wenige] geöffnet wird. Auch hier läßt sich mit der gleichen Maßnahme der Luftspalt zwischen dem Joch 22 und dem Anker 2, wiederum durch eine Justierschraube 11, einstellen. Hier kann selbstverständlich auf die verbindung des Ventilkegels mit der Justierschraube 11 verzichetet werden, da der ventilkegel duroh die Kraft einer feder 24 immer wieder auf den ventilsitz aufgepresst wird. Bei dem dargestellten elektromagaetischen ventil ist es darüber hinaus auch noch möglich die Anpresskraft der Feder 24 ^ auf die gleiche Art und Weise zu verändern, indem eine Schraube 25 mit innensechskant so durchbohrt (26) ist, daß nach Entfernen, einer Dichtschraube 27 im Deckel 8 mit einem Werkzeug durch die so entstandene öffnung und die Bohrung 26 hindurch die Justierschraube 11 verdreht werden kann. Gleichzeitig kann bei.Bedarf auch die Schraube 25 verdreht und somit die Anpresskraft der Feder 24.auf den Anker geändert werden.

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Claims (6)

Patentansprüche

1. Elektromagnetisches Ventil bei dem der Anker eines Elektromagneten bei Erregung einen Ventilkegel (yentilschliesskörper) auf einen mit der Zuleitung verbundenen Ventilsitz presst der in einem als elektromagnetisches Joch dienenden ventilkörper mit zu- und Ableitungen angeordnet ist, wobei der ventilkegel als Distanzstück zwischen Anker und Joch eingefügt ist (nach Patentanmeldung ρ 21 34 067.0), dadurch gekennzeichnet, daß der ventilkegel über längsveränderbare Ju*ierglieder (11, 17) in den Anker (2) eingefügt ist.

2. Ventil nach Anspruch 1, . ' dadurch gekennzeichnet, daß der ventilkegel längsverschiebbar in eine stirnseitige Bohrung (10) des Ankers (2) eingesetzt ist und daß das längsveränderbare ju*ierglied eine in eine zentral im Anker (2) angebrachte Grewindebohrung (12) eingeschraubte Justierschraube (11) ist.

3. ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem dem Anker (2) anliegenden Deckel (8) des Elektromagneten (1) eine verschliessbare (27) Justieröffnung vorgesehen ist.

4. ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein in dem dem Anker (2) anliegenden Deckel (8) des Elektromagneten (1) vorgesehener längsverschiebbarer Notbetätigungsstift (17) an seiner nach innen weisenden Stirnseite werkzeugähnlieh (13) zum Erfassen der Jmstierschraube (11) ausgebildet ist und in die G-ewindebohrung (12) im Anker (2) hineinragt.

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5. Ventil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der ventilkegel fest jedoch drehbar mit der Justierschraube (11) verbunden ist.

6. Ventil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Anker (2) eine außermittige Bohrung (19) vorgesehen ist, daß in die Bohrung (19) eine Dämpfdüse (20) eingesetzt ist, und daß in dem dem Anker anliegenden Deckel (8) ein in diese Bohrung (19) eingreifender Führungsstift (21) eingefügt ist.

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