DE3545907C2

DE3545907C2 -

Info

Publication number: DE3545907C2
Application number: DE3545907A
Authority: DE
Inventors: Tadahiko Nogami; Ken Shimoinayo Ibaraki Jp Ichiryu
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1984-12-26
Filing date: 1985-12-23
Publication date: 1989-12-07
Also published as: JPS61153073A; JPH0320633B2; DE3545907A1; US4735233A

Description

Die Erfindung betrifft ein Drehventil der im Oberbegriff des Patentanspruches beschriebenen, aus der DE-OS 23 52 121 be kannten Art.

Ein übliches Drehventil weist ein Führungselement auf, für das ein Strahlrohr oder eine Düsenprallplatte verwendet wird, wo bei der Ventilkörper des Drehventils durch Zwischenschaltung eines öldruckverstärkenden Elements angetrieben wird. Dieses Drehventil weist einen komplizierten Aufbau auf, da es zwei stufig aufgebaut ist, und im Hinblick auf das Fassungsvermögen einer Arbeitsfluidzufuhrquelle müssen Zugeständnisse gemacht werden, um den unvermeidlichen Leckfluß im Strahlrohr kompen sieren zu können. Zusätzlich neigt das Strahlrohr infolge sei ner geringen Abmessungen zum Verschmutzen, was ein Problem in bezug auf eine konstante, genaue Steuerung der Arbeitsfluid menge hervorruft.

Aus der US 38 58 484 ist ferner ein Drehventil bekannt, bei dem der Ventilkörper in ein sich drehendes Stellglied einge baut ist, wobei der gesamte Arbeitsvorgang vom Eingang zum Ausgang durch eine Drehbewegung hervorgerufen wird. Ein derar tiges Drehventil zeigt jedoch Probleme auf, da erstens keine hohe Ansprechempfindlichkeit infolge einer Trägkeitslast er zielt werden kann, die von einem Untersetzungsgetriebe hervor gerufen wird, die von einem Untersetzungsgetriebe hervor gerufen wird, falls die von einem Motor erteilte Drehung über dieses Untersetzungsgetriebe eingegeben wird, und da zweitens die Steuerbarkeit des Ventils infolge des Spiels des für das Untersetzungsgetriebe verwendeten Getriebszuges herabgesetzt wird.

Aus der Druckschrift "VDI-Z" Nr. 13, Juli 1977 ist ein Antrieb für einen Steuerkolben bekannt, bei dem der Rotor scheibenför mig ausgebildet ist. Dieser Steuerkolben spricht wegen des notwendig vorhandenen Spiels jedoch nur verzögert an.

Aus der Druckschrift "Feinwerktechnik & Meßtechnik", Heft 4, 1975, ist ein kollektorloser Motor zum Direktantrieb eines Plattenspielertellers bekannt, bei dem der Rotor permanentma gnetisch und der Stator aus fächerförmigen, in Umfangsrichtung angeordneten Wicklungen aufgebaut ist. Dieser Rotor ist jedoch nur kontinuierlich drehbar.

Aus der DE-OS 19 16 557 ist ein elektromagnetisches Drehschie berventil bekannt, bei dem die am Ventilgehäuse angebrachten Rohrstutzen und die im Drehschieber vorgesehene Durchgangsboh rung in axialer Richtung des Gehäuses verlaufen. Ansonsten stellt dieses Drehschieberventil ein einfaches Umschaltventil dar, bei dem der Drehschieber durch zwei Magnete umgeschaltet wird.

Aus der eingangs erwähnten DE-OS 23 52 121 ist ein Drehventil bekannt, bei dem in einem Gehäuse, das die Leitungsanschlüsse aufweist, ein Verschlußstück angeordnet ist, daß mit Hilfe ei nes Antriebs drehbar ist. Dieser Antrieb besteht aus einem Drehmotor und einem zylindrischen Permantenmagneten als Rotor und einer Ständerwicklung als Stator, wobei das Verschlußstück direkt mit der Welle des als Rotor dienenden Permantenmagneten in Verbindung steht. Da der Permanentmagnet hierbei über dem Verschlußstück angeordnet ist, nimmt der Gesamtaufbau jedoch relativ große Abmessungen an.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Drehventil der eingangs bzw. vorstehend genannten Art so weiterzubilden, daß ein kompakter Aufbau bei hoher Ansprechempfindlichkeit erzielt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Pa tentanspruches gelöst.

Gemäß der Erfindung kann die Dicke des Ventilkörpers in axi aler Richtung entscheidend verringert und somit ein die An triebseinrichtung einschließendes Drehventil mit geringen Ab messungen vorgesehen werden.

Außerdem braucht bei der Erfindung die Antriebseinrichtung nicht mit einem Führungselement, wie z. B. einem Strahlrohr und dem Untersetzungsgetriebe ausgestattet zu werden, was die Vereinfachung des Aufbaus des Drehventils sowie dessen Minia turisierung ermöglicht. Das Drehventil ist außerdem im wesent lichen leckflußfrei, wird durch Schmutz wenig beeinflußt und zeigt eine hervorragende Steuerbarkeit und Ansprechempfind lichkeit.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher er läutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines Drehventils in Schnittansicht,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie C-C der Fig. 1 und

Fig. 3 die Anordnung der Magnete in bezug auf die auf dem Rotor vorgesehenen Wicklungen.

Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Drehventil ist mit einem hohlen, zylindrischen Gehäuse 1 und einem drehbar in das Ge häuse 1 eingesetzten Verschlußstück 2 ausgestattet. In dem Ge häuse 1 sind eine mit einer Öldruckquelle verbundene Zuflußöff nung 3 a, eine mit einem Reservoir verbundene Abflußöffnung 3 b sowie eine mit einem Stellorgan verbundene Steueröffnungen 4 a und 4 b vorgesehen, wobei die Zuflußöffnung 3 a, die Abflußöffnung 3 b und die Steueröffnungen 4 a und 4 b, die für ein Drucköl vor gesehen sind, in dem Gehäuse 1 so angeordnet sind, daß der Fluß des Drucköls parallel zur Drehachse 10 des Verschluß stücks 2 ausgerichtet ist.

Im Verschlußstück 2 sind eine Zuflußöffnung 11 a, eine Abfluß öffnung 11 b, eine Steueröffnung 12 a und eine Steueröffnung 12 b vorhanden.

Auf der äußeren Umfangsfläche des Verschlußstücks 2 ist direkt ein scheibenförmiger Rotor 5 befestigt. Wie aus Fig. 3 er sichtlich, ist dieser Rotor 5 in Umfangsrichtung mit einer Vielzahl von fächerförmigen Wicklungen 6 versehen. Benachbarte Wicklungen 6 sind dabei so ausgebildet, daß diese sich im Hin blick auf die Richtung des durch die Wicklung fließenden Stro mes unterscheiden. An der äußeren Umfangsseite des Gehäuses 1 ist eine Einfassungswand 9 befestigt, die im Inneren Magnete 7 mit in Umfangsrichtung sich abwechselnd ändernden Polaritäten (d. h. Nordpol und Südpol) sowie ein Joch 8 derart hält, daß diese den Rotor 5 umschließen. Die Magnete 7 und das Joch 8 sind so angeordnet, daß sie einen vorgeschriebenen Abstand voneinander aufweisen, den Rotor 5 zwischen sich halten und einen Magnetkreis ausbilden. Der Winkel ϕ der Wicklung 6 und der Teilwinkel ϕ in Umfangsrichtung des Magneten 7 sind einan der gleich. Fließt kein Strom durch die Wicklung 6, so werden die Wicklung 6 und der Magnet 7 an Positionen gehalten, die voneinander durch den Winkel R (ϕ/ ₂) getrennt sind. Zu diesem Zeitpunkt (kein Stromfluß) sind die Zuflußöffnung 3 a und die Zuflußöffnung 11 a sowie die Abflußöffnung 3 b und die Abfluß öffnung 11 b des Gehäuses bzw. des Verschlußstücks 2 geschlos sen. Nachstehend wird die Wirkungsweise des vorstehend erläu terten Ausführungsbeispiels beschrieben.

Wird ein Stromfluß durch die im Rotor 5 vorgesehenen Wicklun gen 6 bewirkt, wobei der Rotor 5 in dem von den Magneten 7 und dem Joch 8 ausgebildeten Magnetkreis angeordnet ist, so wird zuerst eine elektromotorische Kraft im Rotor 5 erzeugt und da durch diesem eine Drehbewegung erteilt. Durch diese Drehbewe gung des Rotors 5 wird das Verschlußstück 2 in bezug auf das Gehäuse 1 gedreht. Geht man davon aus, daß das Verschlußstück 2 im Uhrzeigersinn bezüglich des Gehäuses 1 gedreht wird, so wird die Zuflußöffnung 3 a des Gehäuses 1 über die Zuflußöff nung 11 a und die Steueröffnung 12 a des Verschlußstücks 2 mit der Steueröffnung 4 a des Gehäuses 1 verbunden, wodurch von der Öldruckquelle stammendes Drucköl von der Zuflußöffnung 3 a über die Steueröffnung 4 a zu einer Druckölkammer eines Stellglieds gefördert wird. Unterdessen ist die Steueröffnung 4 b des Ge häuses 1 über die Steueröffnung 12 b sowie die Abflußöffnung 11 b des Verschlußstücks 2 mit der Abflußöffnung 3 b des Gehäu ses 1 verbunden, wodurch demzufolge Drucköl von der anderen Druckölkammer des Stellglieds von der Steueröffnung 4 b zur Ab flußöffnung 3 b abfließt. Wird die Richtung des durch die Wick lungen 6 fließenden Stromes umgekehrt, so wird das Verschluß stück 2 in Gegenrichtung relativ zum Gehäuse 1 gedreht. Zu diesem Zeitpunkt wird die Zuflußöffnung 3 a mit der Steueröff nung 4 b und die Abflußöffnung 3 b mit der Steueröffnung 4 a ver bunden.

Folglich wird das Verschlußstück 2 durch die Drehbewegung des Rotors 5 relativ zum Gehäuse 1 gedreht, wodurch die Zuflußöff nung 3 a des Drucköls mit der Steueröffnung 4 a oder 4 b verbun den wird, um somit das Schalten der Zufuhr des Drucköls zum Stellglied zu ermöglichen.

Durch Ändern der Richtung und der Amplitude des durch die Wicklungen 6 fließenden Stroms kann dem Rotor 5 eine ge wünschte Drehbewegung in einem Winkelbereich von ±R vermittelt werden.

Claims

Drehventil mit einem Leitungsanschlüsse (3 a, 3 b, 4 a, 4 b) aufweisenden Gehäuse (1) und einem im Gehäuse (1) drehbar angeordneten Verschlußstück (2), das zum Schalten eines Fluidstromes innerhalb eines begrenzten Winkelbereichs durch einen Antrieb drehbar ist, der einen direkt mit dem Verschlußstück (2) verbundenen Rotor (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet,
- - daß der Rotor (5) scheibenförmig ausgebildet ist und eine Vielzahl von fächerförmigen, in Umfangsrichtung angeordneten Wicklungen (6) trägt,
- - daß der Antrieb neben dem Rotor (5) Magnete (7), deren Polaritäten sich in Umfangsrichtung abwechselnd ändern, sowie ein in vorbestimmtem, axialem Abstand von den Magneten (7) angeordnetes Joch (8) umfaßt, wobei die Magnete (7) und das Joch (8) am äußeren Umfangsteil des Gehäuses (1) angeordnet sind,
- - daß der Rotor (5) an der Außenumfangsfläche des Verschlußstücks (2) und zwischen den Magneten (7) und dem Joch (8) angeordnet ist, und
- - daß die Leitungsanschlüsse (3 a, 3 b, 4 a, 4 b) für das Fluid in axialer Richtung des Gehäuses (1) vorgesehen sind.