DE2511991C2

DE2511991C2 - Wegeventil mit elektromagnetischer Betätigungseinrichtung

Info

Publication number: DE2511991C2
Application number: DE2511991A
Authority: DE
Inventors: Manfred 7141 Schwieberdingen Hauser; Werner Dipl.-Ing. 7144 Asperg Schumacher
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1975-03-19
Filing date: 1975-03-19
Publication date: 1984-06-28
Also published as: IT1056978B; GB1544076A; FR2304847B1; US4056126A; JPS51116432A; FR2304847A1; DE2511991A1; JPS594584B2

Description

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Die Erfindung betrifft ein Wegeventil mit elektromagnetischer Betätigungseinrichtung nach der im Anspruch I näher angegebenen Gattung.

Aus der US-PS 33 24 8% ist bereits ein derartiges Wegeventil in 3-Kammerbauweise mit Mitteln zur Dämpfung der Schieberbewegung bekannt. Dort ist in den Rücklaufkammcrn kein Druckausgleich vorhanden, wenn durch Schalten des Wegeventils eine unter hohem bi Druck stehende Verbraucherkaiiimcr mit der Rücklaufkammer verbunden wird. Die beiden Rücklaufkammcrn sind /war über einen Querkanal miteinander verbunden.

über den sich beim Schalten ein Druckausgleich jedoch nur zeitverzögernd aufbauen kana Es können deshalb Schaltschläge dann auftreten, wenn beim Entlasten der unter hohem Druck stehenden Arbeitskammer zum Rücklauf der sich in der einen Rücklaufkammer bildende Staudruck voll auf die dieser Rücklaufkammer zugewandte Stirnfläche des Kolbenabschnitts am Steuerschieber wirkt und den Steuerschieber in Schaltrichtung beschleunigt Als Mittel zur Dämpfung ist hier ein auf einer Schaltstange gleitend geführter Dämpfungskolben vorgesehen, der bei Auslenkung des Steuerschiebers aus seiner Neutralstellung in eine Arbeitsstellung in einen Drosselraum einer gehäusefest angeordneten Hülse gestoßen wird. Der Dämpfungskolben ist von einer Feder belastet, die zusätzlich zur Rückholfeder angeordnet ist. Diese Dämpfungseinrichtung baut relativ aufwendig. Zudem soll sie vor allem die Schieberbewegung dann dämpfen, wenn sich der Steuerschieber seiner die Druckmittelverbindungen absperrenden Neutralstellung nähen.

Ferner ist aus der DE-OS 16 73 578 ein Wegeventil mit hydraulisch betätigtem Steuerschieber bekannt, das in 5-Kammerbauweise ausgebildet ist. Der Steuerschieber ist hier gegenüber den Drücken in der Zulauf-, den zwei Verbraucher- und den zwei Rücklaufkammern statisch vollkommen druckausgeglichen. Beim Entlasten einer unier hohem Druck stehenden Verbraucherkammer zu einem Rücklauf strömt Druckmittel über eine Ringnut des Steuerschiebers, so daß er also druckausgeglichen ist und daher keine Schaltschläge infolge eines eventuellen Staudrucks im Abfluß erfährt.

Aus dem Fachbuch Zoebl, ölhydraulik. Figur 226 ist es ferner bekannt, daß Rückstoßkräfte und Strahlimpulskräfte infolge von Strömung am Steuerschieber auftreten können und diese beiden Arten von Kräften durch entsprechende Auslegung von Steuerschieber und Kanälen mehr oder weniger stark ausgleichbar sind. Dabei zeigt der Steuerschieber lediglich eine Ringnut, die statisch druckausgeglichen ist. Das Problem der Vermeidung von Schaltschlägen an einem nicht druckausgeglichenen Schieber wird hier nicht angesprochen.

Ausgehend von dem eingangs genannten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein Wegeventil der erwähnten Bauweise zu schaffen, das einfacher baut und den Anforderungen der Praxis hinsichtlich der Vermeidung von Schaltschlägen gerecht wird.

Dies wird gemäß der Erfindung mit den im Anspruch 1 angegebenen kennzeichnenden Merkmalen erreicht.

Auf diese Weise wird mit einfachsten Mitteln bewirkt, daß beim Entlasten einer unter hohem Druck stehenden Verbraucherkammer keine kurzzeitig beschleunigten Schaltbcwegungen des Steuerschiebers auftreten und damit Schaltschläge verhindert werden, weil störende Kräfte auf den Steuerschieber infolge druckunausgeglichener Flächen mit Hilfe von Impulskräften ausgeglichen werden. Die Schaltung des Wegeventils wird damit wesentlich weicher und entsprechend die Schaltgeräuschc leiser. Die Verwirbelung des Ölstroms in der Rücklaufkammer wird durch die Umlenkfase verringert. Dies hat zur Folge, daß bei gleichbleibendem Durchflußwiderstand die Querschnitte enger sein können.

Eine besonders vorteilhafte Bauart ergibt sich gemäß Anspruch 2. Auf diese Weise können die Inipulskräfte der Strömung am Ansät/ ungeschwächt wirksam werden, da kein dazwischenliegender Federtellcr die Strömung dämpft. Auch der Strömungswiderstand gestaltet sich dadurch günstiger.

Zweckmäßig ist ferner eine Ausbildung gemäß Anspruch 3. Dadurch wird die Dauerhaltbarkeit von Schieberstirnfläche und Federteller wesentlich erhöht, da die Flächenpressung verringert werden kann.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung dargestellt und in der Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein Wegeventil und

F i g. 2 einen Schnitt durch einen Teil des Wegeventils nach F i g. 1 mit in Arbeitsstellung befindlichem Steuerschieber.

Die F i g. 1 zeigt ein Wegeventil 10, dessen Gehäuse 11 mit einer durchgehenden Schieberbohrung 12 versehen ist, die mehrere ringförmige Erweiterungen aufweist Eine mittlere Zulaufkammer 13 erhält Druckmittel über einen nicht näher gezeichneten Kanal von einer Druckmittelquelle. Beiderseits der Zulaufkammer 13 ist

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15 Schaltstange 37 den Steuerschieber 28 nach links in eine Arbeitsstellung (siehe F i g. 2), so öffnet der Schieberabschnitt 29 die Verbindung von der Zulaufkammer 13 zur Verbraucherkammer 14. Gleichzeitig öffnet der Schieberabschnitt 31 die Verbindung von der Verbraucherkami.ier 15 zur Rücklaufkammer 19. In der Druck in der Verbraucherkammer 15 vor der Schaltung relativ hoch, so baut sich dabei in der Rücklaufkammer 19 beim Abbau der Druckspitze kurzzeitig ein Staudruck auf, der auf die wirksame Stirnfläche des Steuerschiebers 22 wirkt und diesen bei seiner Schaltbewegung nach links zu beschleunigen sucht, da diese Druckspitze über den Querkanal 2t und den Rücklauf 22 nur mehr oder weniger stark verzögert auf die gegenüberliegende Stirnseite des Steuerschiebers 28 wirken kann. Durch die Umlenkung des Rücklaufstroms mit Hilfe der Umlenkfase 38 wirken jedoch auf den Steuerschieber 28 Impulskräfte, die den zuvor erwähnten, die Schaltbewegung beschleunigenden Kräften nahezu das Gleichgewicht hal-

mit Verbraucheranschlüssen 16, 17 verbunden sind. Die äußeren Erweiterungen bilden Rücklaufkammern 18, 19, die über einen Querkanal 2t miteinander und mit einem Rücklauf 22 verbunden sind. Der Querkanal 21

je eine Verbraucherkammer 14 und 15 angeordnet, die 20 ten. Dabei muß der Rücklaufstrom nicht durch ein Fe-

" -' derteller strömen, sondern kann ungemindert auf die Umlenkfase 38 wirken. Die Schaltung des Wegeventils wird infolge der weitgehend ausgeglichenen Kräfte auf den Steuerschieber 28 wesentlich weicher und die

bildet in den Rücklaufkammern 18,19 jeweils eine öff- 25 Schaltgeräusche beträchtlich geringer. Mit der Lage der nung 23 bzw. 24, die möglichst nahe zur jeweiligen Ver- Umlenkfase 38 relativ zur Strömung und zur Rücklaufbraucherkammer 14, 15 hin gelegt ist. Entsprechendes kammer 19, ihrer Größe und ihrer Ausbildung kann die gilt für die Öffnung 25 des Rücklaufs 22 in der Rücklauf- Schaltung des Wegeventils über den größten Teil des kammer 18. Jede Rücklaufkammer 18, 19 hat einen in Hubes des Steuerschiebers 28 beeinflußt werden. Die geringem Abstand von den Öffnungen 23, 24 liegenden 30 Umlenkfase sorgt ferner für eine geringere Verwirbe-

Absatz 26, 27, über den sie in einen Bereich mit größe- '■— ^J" ^D·"-¹-'—^r ^;- ^A- ""^i-fl"-».» «<»

rem Durchmesser übergehen.

In die Schieberbohrung 12 ist ein Steuerschieber 28
längsbeweglich und dichtend eingesetzt, der in seiner
mittleren Neutralstellung mit zwei Schieberabschnitten
29, 31 die Verbraucherkammern 14, 15 von der Zulaufkammer 13 und den Rücklaufkammern 18, 19 absperrt
und in Arbeitsstellungen die Verbraucherkammern 14,
15 wahlweise mit der Zulaufkammer oder einer Rücklaufkammer verbindet. Jeder Schieberabschniti 29, 31
geht über einen bolzenförmigen Abschnitt 32, 33 in einen kolbenförmigen Ansatz 34.35 über, an den sich eine
Schaltstange 36, 37 anschließt. Jeder Ansatz 34. 35 hat
auf seiner der Verbraucherkammer 14.15 zugewandten
Seite eine kegelförmige Umlenkfase 38. Der Außen- 45 ren. Ebenso können Wegeventile mit anderen Sinnbildurchmesser des Ansatzes 34, 35 ist nur geringfügig dem verwendet werden, z. B. kann der Ansatz mit Umkleiner als der Durchmesser der Schieberbohrung 12 lenkfase in einem Zweistellungsventil mit einer Neutral- und beträchtlich größer als der bolzenförmige Ab- stellung und nur einer Schaltstellung Anwendung finschnitt 32,33. Die Ansätze 34,35 bilden Anschläge 39,41 den. Selbstverständlich müssen die hydraulischen Kraftfür jeweils ein Federteller 42, 43, die zusammen mit 50 anteile nicht vollständig kompensiert werden, weil eine

35 lung des Rücklaufstromes in der Rücklaufkammer 19, wodurch sich der Durchflußwiderstand entsprechend verringert. Die Umlenkfase 28 mit Ansatz 35 läßt sich durch Andrehen am Steuerschieber 28 besonders einfach herstellen und bildet zugleich einen der Rückholeinrichtung 46 zugeordneten Anschlag 41, der auch einem langandauernden Betrieb standhält.

Die gleiche weiche Schaltung wird erreicht, wenn der Anker des Elektromagneten 47 den Steuerschieber 28 in seine rechte Arbeitsstellung auslenkt.

Selbstverständlich sind Änderungen möglich, ohne vom Gegenstand der Erfindung abzuweichen. So kann der Steuerschieber eine positive Oberdeckung aufweisen. Auch die Form der Umlenkfase 38 läßt sich variie-

Ferdern 44,45 Teile einer an sich bekannten doppeltwirkenden Rückholeinrichtung 46 bilden. Die Ansätze 34, 35 sind am Steuerschieber 28 so angeordnet, daß in der in F i g. 2 näher gezeigten Arbeitsstellung die Umlenkfase 38 am Ansatz 35 im wesentlichen in einem Querschnittsbereich der Öffnung 24 liegt; ferner ist die Umlenkfase 38 dabei so angeordnet, daß sie den Rücklaufstrom in die Öffnung 24 lenkt, wodurch Impulskräfte auf den Steuerschieber 28 ausgeübt werden. Die Schaltstangen 36,37 stehen in nicht näher gezeichneter Weise mit bo je einem Anker der Elektromagnete 47, 48 in Wirkverbindung.

Die Wirkungsweise des Wegeventils 10 ist wie folgt: In der in F i g. 1 gezeigten Neutralstellung des Steuerschiebers 28 sind die Verbraucherkammern 14,15 abgesperrt, während die Rückholeinrichtung 46 den Steuerschieber 28 in seiner Lage zentriert.

Stößt der Anker des Elektromagneten 48 über die gewisse Restkraft zur Erreichung einer hohen Schaltleistung häufig erwünscht ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Wegeventil mit elektromagnetischer Betätigungseinrichtung und mit einem in einer Schieberbohrung eines Gehäuses angeordneten Steuerschieber, der die Verbindungen zwischen einer Zulaufkammer und zwei danebenliegenden Verbraucherkammern sowie von letzteren zu jeweils einer angrenzenden Rücklaufkammer steuert, welche Rücklaufkammern über einen Querkanal miteinander und mit einem Rücklauf Verbindung haben, und mit den Rücklaufkammern zugewandten wirksamen Flächen am Steuerschieber, die bei dessen Verschiebung in unausgeglichener Weise mit Druck beaufschlagbar sind, und mit wenigstens einer die Rücklaufkammer durchdringenden und die Wirkverbindung zwischen Steuerschieber und Magnetanker herstellenden Schaltstange und Mitteln zur Dämpfung der Schieberbewegungen, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Steuerschieber (28) in mindestens einer Rücklaufkammer (t8,19) ein kolbenförmiger Ansatz (34, 35) fest verbunden ist, der auf seiner der Verbraucherkammer (14, 15) zugewandten Seite eine Umlenkfase (38) aufweist und daß der Ansatz (34,35) mit Umlenkfase (38) in einer die Verbraucherkammer (14, 15) entlastenden Stellung des Steuerschiebers (28) im wesentlichen in einem Bereich der Rücklaufkammern (18, 19) liegt, in dem wenigstens eine der öffnungen (23, 24, 25) von Querkanal (21) oder Rücklauf (22) in der Rücklaufkammer (18,19) angeordnet ist.

2. Wegeventil nach Anspruch 1, mit in den Rücklaufkammern angeordneter Rückholeinrichtung mit jeweils einem von einer Feder gegen einen gehäusefesten Absatz gedrückten, dem Schieber in Neutralstellung als Anschlag dienenden Federteller, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (34, 35) zwischen einem kolbenförmigen Schieberabschnitt (29, 31) und dem Federteller (42,43) angeordnet ist.

3. Wegeventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (34,35) einen dem Federteller (42,43) zugeordneten Anschlag (39,41) bildet.

4. Wegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Ansatzes (34,35) kleiner als der Durchmesser der Schieberbohrung (12) ist und im wesentlichen dem Außendurchmesser des Steuerschiebers (28) gleicht.

5. Wegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkfase (38) kegelig ausgebildet ist und daß deren Innendurchmesser möglichst klein ist.