DE3429216A1

DE3429216A1 - Elektromagnetisch direkt betaetigtes hydroventil

Info

Publication number: DE3429216A1
Application number: DE19843429216
Authority: DE
Inventors: Imre Dipl.-Ing. Dr. 7000 Stuttgart Szodfridt
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 1984-08-08
Filing date: 1984-08-08
Publication date: 1986-02-20

Description

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Elektromagnetisch direkt betätigtes Hydroventil

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch direkt betätigtes Hydroventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige, direkt betätigte Ventile, bei denen ein Ventilschieber vom Anker eines Elektromagnets direkt mechanisch betätigt wird, lassen sich sehr kompakt und,preisgünstig herstellen, da ein Vorsteuerventil entbehrlich ist. Da die Magnetkraft mit steigendem Hub stark abnimmt, sind jedoch sehr große Elektromagnete nötig, die einen hohen elektrischen Leistungsbedarf haben.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein solches Hydroventil so zu gestalten, daß kleinere Elektromagnete mit geringerer Leistung ausreichen und daß neben einer Lecköl-Verminderung eine größere Schaltüberdeckung realisierbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach Anspruch 1 der Ventilschieber vom Anker des Elektromagnets über eine Hebelübersetzung derart betätigt, daß einem kleineren Schaltweg des Ankers ein größerer Schiebeweg des Ventilschiebers entspricht. Hierzu ist ein Hebelmechanismus zwischen dem Anker und dem Ventilschieber angeordnet, der gemäß Anspruch 2 aus mehreren Hebeln besteht, die an Drehlagerstellen eines in die Magnetgröße zentrierten Stützringes gelagert sind und sternförmig zu dem zentrischen Fortsatz des Ventilschiebers hin verlaufen und an dessen Stirnfläche anliegen. An den Hebeln greift ein an der Schaltstange zentrisch befestigter Schaltteller mit-seinem Tellerrand an. Die Schaltstange ist in einem Joch längsbeweglich geführt und in dem Anker befestigt, der durch Erregen der

Erregerwicklung betätigbar ist. Je näher der Tellerrand zu den Drehlagerstellen der Hebel liegt, um so größer ist die Wegübersetzung vom Schaltweg des Ankers zum Schiebeweg des Ventilschiebers. Da der Magnethub auf diese .Weise sehr klein gehalten werden kann, läßt sich eine lineare Regelung verwirklichen .

Ein derartiges Ventil kann als Schaltventil oder als Regelventil verwendet werden. Bei Ausführung als Regelventil ist die sich am Ventilschieber einstellende hydraulische Differenzkraft im Gleichgewicht mit der Kraft der im Ventilschieber zentral angeordneten Feder, die sich am Ventilgehäuse abstützt. Zur selbsttätigen Regelung werden durch Längsverschieben des Ventilschiebers die Anschlüsse zur Hydraulikpumpe bzw. zum drucklosen Vorratsbehälter mehr oder weniger weit geöffnet. Durch Betätigung des Ankers läßt sich der Sollwert des zu regelnden Druckes in Abhängigkeit vom Erregerstrom auf ein bestimmtes Niveau festlegen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem das Hydroventil als Druckregelventil ausgeführt ist, ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend erläutert. Es zeigt
Fig. 1 Längsschnitt eines elektromagnetisch betätigten Druckregelventils,

Fig. 2 Querschnitt nach Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 Querschnitt nach Linie III-III der Fig. 1.

Ein elektromagnetisch direkt steuerbares Druckregelventil ist von einem zylindrischen Magnetgehäuse 1 und einem sich daran anschließenden, im Durchmesser kleineren Ventilgehäuse 2 umschlossen. Stirnseitig ist das Magnetgehäuse 1 durch einen Verschlußdeckel 3, das Ventilgehäuse durch einen Haltering 4

abgedeckt. An der Innenwand des Magnetgehäuses 1 ist auf einem Spulenträger 5 eine Erregerwicklung 6 angebracht. Beiderseits des Spulenträgers 5 sind Halteplatten 7 und 8 angeordnet, die zugleich zum magnetischen Rückschluß beitragen. In der Halteplatte 7 ist ein Joch 9 aus Weicheisen befestigt, das als Gleichteil zu einem koaxial zu ihm liegenden Anker 10 ausgebildet ist.

Zentral im Anker 10 ist eine Schaltstange 11 befestigt, die das Joch 9 zentral durchdringt, und in ihm längsgeführt ist. Die Schaltstange 11 trägt auf ihrem aus dem Joch herausragenden Ansatz 11' einen Schaltteller 12, dessen Tellerrand 13 vier sternförmig im Magnetgehäuse angeordnete Hebel 14 betätigt.

Wie Fig. 2 erkennen läßt, liegen die Hebel 14 in Nuten 15 eines Stützringes 16 und sind außen durch das sie umschließende Magnetgehäuse 1 gehalten. Innen stützen sich die Hebel 14 an ihren rechtwinkeligen Spitzen 17 gegeneinander ab. Die Auflagestellen der Hebel 14 an dem Stützring sind gewölbt und bilden Drehlagerstellen 18 für die Hebel 14 bei ihrer Betätigung durch den Schaltteller 12. Dabei ist der Abstand des Tellerrandes zu den Drehlagerstellen 18 geringer als zu den Spitzen 17, so daß sich eine entsprechende Wegübersetzung vom Schaltweg der Schaltstange zum Schwenkweg der Hebel 14 bzw. zum Schiebeweg des an den Hebeln 14 innen anliegenden Ventilschiebers 19 ergibt. Der Ventilschieber ist als Hohlkolben ausgeführt und liegt mit seinem gewölbten Bodenteil 22 an den Hebeln 14 an. Im Inneren enthält der Ventilschieber 19 eine Schraubenfeder 21, die zwischen dem Bodenteil 20 und dem Haltering 4 des Ventilgehäuses verspannt ist. Der Mantel des Ventilschiebers 19 ist im Ventilgehäuse längsbeweglich geführt und steuert bei- -seiner Schiebebewegung mit einer Steuerkante 22 einen Pumpenanschluß 23, mit einer Steuerkante 24 einen Tankrücklaufanschluß 25 des Ventilgehäuses 2.

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Durch Andrehungen ist sowohl im Ventilgehäuse 2 als auch am Ventilschieber 19 ein Absatz ausgebildet. An der so gestalteten Differenzfläche 26 wird durch den Hydraulikdruck eine Kraft erzeugt, die der auf den Ventilschieber 19 wirkenden Kraft der Schraubenfeder 21 entgegenwirkt. Stirnseitig am Ventilgehäuse 2 im Bereich des Halteringes 4 befindet sich ein Arbeitsanschluß 27, an dem der geregelte Hydraulikdruck abgenommen und einem Verbraucher, z. B. einem Stellkolben einer Hydraulikkupplung zugeführt wird. Das Bodenteil des Ventilschiebers weist drei Ausfräsungen 28 auf, die für einen Druckausgleich am Ventilschieber sorgen.

Sinkt der Druck am Arbeitsanschluß, so schiebt die sich erhöhende Kraft an der Differenzfläche 26 den Ventilschieber entgegen der Federkraft weiter nach rechts und öffent den Pumpenanschluß, wodurch der Druck wieder ansteigt. Umgekehrt bewirkt ein Ansteigen des Druckes am Arbeitsanschluß eine Bewgung des Ventilschiebers nach links und ein Öffnen des Tankrücklaufanschlusses 25, wodurch der Druck insgesamt soweit abgesenkt wird, bis sich wieder die Federkraft und die Kraft einer Differenzfläche 26 die Waage halten. Auf diese Weise wird der Druck am Arbeitsanschluß selbsttätig eingeregelt.

Das Niveau dieses geregelten Druckes läßt sich verändern, indem der Erregerwicklung 6 Strom zugeführt wird und der Anker 10 um einen entsprechenden Betrag in die Erregerwicklung 6 hineingezogen wird. Denn nun wird über die Schaltstange 11 und die Hebel 14 auf den Ventilschieber 19 eine zusätzliche, der Federkraft entgegenstehende Kraft ausgeübt, so daß der Pumpenanschluß 23 weiter geöffnet und das Druckniveau am Ventilschieber 19 angehoben wird. Das Regelventil regelt den Druck' am Arbeitsanschluß 27 nun auf diesen neuen Drucksollwert ein.

Der erfindungsgemäße Hebelmechanismus zwischen der Schaltstange 11 und dem Ventilschieber 19 macht es möglich, bei Verwendung eines kleinen Elektromagnets eine verhältsmäßig große Schiebeüberdeckung am Pumpenanschluß 23 sowie am Tank rücklaufanschluß 25 und somit eine Leckolverminderung zu er zielen.

Claims

Y 75 Patentansprüche

1. Elektromagnetisch betätigtes Hydroventil, mit einem in einem Magnetgehäuse durch Erregen einer Erregerwicklung in Längsrichtung schaltbaren, zentralen Anker, bei dessen Längsverschieben ein zu ihm koaxialer, in einem Ventilgehäuse längsgeführter Ventilschieber betätigt wird und dabei Hydraulikanschlüsse des Ventilgehäuses steuert, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (10) den Ventilschieber (19) über einen Hebelmechanismus (12, 14) betätigt, der eine Wegübersetzung bewirkt.

2. Hydroventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebelmechanismus aus einem zentrisch am Anker (10) befestigten Schaltteller (12) und mehreren sternförmig im Magnetgehäuse (1) angeordneten Hebeln (14) besteht, die an ihren Außenseiten im Magnetgehäuse (1) in Drehlagerstellen

(18) gelagert sind und an ihren Innenseiten am Ventilschieber

(19) anliegen.

3. Hydroventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand des an den Hebeln (14) anliegenden Tellerrandes

(13) zu den Innenseiten der Hebel (14) größer ist als zu deren außenliegenden Drehlagerstellen (18).

4. Hydroventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschieber (19) als Hohlkolben mit zu den Hebeln (14) in geschlossenem Bodenteil (20) ausgebildet ist, wobei zwischen dem Bodenteil (20) und einem Haltering (4) des Ventilgehäuses eine Schraubenfeder (21) verspannt ist.

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5. Hydroventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltteller (12) auf einer aus dem Anker (12) herausragenden, in ihm befestigten Schaltstange

(11) zentriert und befestigt ist.

6. Hydroventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltstange (11) in einem zwischen dem Schaltteller (12) und dem Anker (10) angeordneten gehäusefesten Joch (9) geführt ist.

7. Hydroventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (10) und das Joch (9) Gleichteile aus ferromagnetischem Material sind.