DE3612335A1 - Geraeuschreduzierung an hydraulischen und pneumatischen ventilen sowie an betaetigungsmagneten - Google Patents
Geraeuschreduzierung an hydraulischen und pneumatischen ventilen sowie an betaetigungsmagnetenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf die Geräuschreduzierung
an hydraulischen und pneumatischen Ventilen. Insbesondere
bezieht sich die Erfindung auf ein Ventil, insbesondere
ein magnetbetätigtes Ventil, bei dem beim Betrieb nur
geringe Geräuschpegel erzeugt werden. Die Erfindung be
zieht sich insbesondere auf ein Wege-Schieberventil und
besonders auf ein magnetbetätigtes Wege-Schieberventil.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf Betätigungsmagnete,
und zwar insbesondere solche zur Betätigung von Ventilen.
Aufgrund der technischen Entwicklung werden einem Ventil
immer höhere Leistungen abverlangt. Ferner sind aus Grün
den des Gesundheitsschutzes die Lärmvorschriften zunehmend
verschärft worden. Ganz allgemein hat sich auch die Nach
frage nach "lärmarmen" Ventilen ständig erhöht.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
magnetbetätigte Ventile, insbesondere Schieberventile,
aber auch allgemein Betätigungsmagnete, derart auszubil
den, daß der bei der Betätigung dieser Ventile bzw. Mag
nete auftretende Schalldruckpegel deutlich vermindert
wird. Diese Reduzierung des Schalldruckpegels soll ohne
eine größere Einbuße der schaltbaren Leistung und ohne
eine nennenswerte Erhöhung der Herstellungs- und Betriebs
kosten erreicht werden.
Die vorliegende Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß
eine primäre Minderung der Schaltgeräusche, beispielsweise
eines Wegeventils, erreicht werden muß, wobei es notwendig
ist, die Anregungsmechanismen für diese Geräusche zu kennen.
Zum einen gehen die beim Betrieb entstehenden Geräusche auf
mechanische Schläge beim Aufprallen bewegter Teile zurück
und zum anderen sind hydraulische Druckstöße beim Schalten
von Druckdifferenzen für die auftretenden Geräusche verant
wortlich.
Beispielsweise beim Betrieb eines magnetbetätigten Wege-
Schieberventils, z. B. der 3-Kammer-Bauart, können folgende
Geräuschquellen unterschieden werden, und zwar unter der
Annahme, daß der eine von zwei diametral angeordneten Mag
neten anschaltet, d. h. in seinen Betriebszustand gelangt:
- 1. Der Stößel des Magnetankers schlägt auf den Stößel des Kolbens bzw. den Kolben des Ventils.
- 2. Der Federteller der Zentrierfeder stößt an eine Wand des Gehäuses des Ventils.
- 3. Der Magnetanker schlägt auf das Joch des Magneten.
- 4. Der Kolben des Ventils stößt an die im Ventil vor handene Hubbegrenzung (Anschlagelement).
- 5. Der Magnetanker des dem anschaltenden Magneten gegen über liegenden Magneten wird je nach seiner Lage vom Impuls des Ventilkolbens an den Deckel des zugehörigen Magneten katapultiert.
Im Falle des Abschaltens durch die Zentrierfeder des Ven
tils tritt folgendes auf:
- 1. Der Federteller der Zentrierfeder wird von dieser an die Wand des Gehäuses des Ventils gestoßen.
- 2. Der Magnetanker des gegenüberliegenden Magneten wird je nach seiner Lage vom Impuls des Ventilkolbens an seinen zugehörigen Deckel geschleudert.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß insbeson
dere die beim Aufschlagen des Magnetankers auf das Magnet
joch bzw. das Magnetgehäuse entstehenden Geräusche be
kämpft werden müssen. Daher sieht die Erfindung bei einem
Betätigungsmagneten allgemein und speziell bei einem Be
tätigungsmagneten für ein Ventil vor, daß zur Reduzierung
der Geräuschemission beim Aufprall des Magnetankers auf
das zugehörige Joch bzw. das Gehäuse des Magneten (oder
Gehäuseteilen) Dämpfungsmittel vorgesehen werden. Insbe
sondere
sieht die Erfindung vor, daß die Dämpfung des Mag
netankers erst im letzten Bereich des Kolbenhubes erfolgt,
beispielsweise im Bereich von 0,5 bis 2 mm vor Hubende je
nach Größe des zu betätigenden Ventils. Dadurch, daß man
die Dämpfung des Magnetankers erst im letzten Bereich des
Kolbenhubes vorsieht, werden hohe schaltbare Leistungen
und auch kurze Schaltzeiten aufrechterhalten.
Erfindungsgemäß wird für diese Dämpfung eine zusätzliche
Dämpfungsfeder eingebaut. Die Dämpfungsfeder ist derart
angeordnet, daß sie erst im letzten Bereich des Kolben
hubs ihre Dämpfungswirkung für den Magnetanker entfaltet.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung han
delt es sich bei der Dämpfungsfeder um eine Schraubenfe
der, die vom Stößel des Magnetankers oder des Ventil
kolbens geführt ist. Vorzugsweise stützt sich die Dämpfungs
feder an einem vom Magneten betätigten Bauteil, insbeson
dere einem Ventil, ab. Gemäß einer bevorzugten Ausgestal
tung der Erfindung stützt sich die Dämpfungsfeder am An
schlagelement des Ventils ab.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Dämpfungs
feder völlig innerhalb des Betätigungsmagneten angeordnet.
Vorzugsweise sitzt sie beispielsweise in einer Ringnut der
Aufschlagfläche für die Stirnseite des Magnetankers.
Durch die genannten Maßnahmen wird bereits eine Lärmmin
derung für ein magnetbetätigtes Ventil bzw. den Betätigungs
magneten erreicht.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist
an der Anschlagfläche elastisches Material vorgesehen, um
eine zusätzliche Dämpfungswirkung zu erzielen.
Von großer Wichtigkeit ist ferner eine Verminderung des Auf
schlaggeräuschs des Magnetankers auf den Ventilkolben und
ferner des Federtellers der Zentrierfeder an das Gehäuse.
Gemäß der Erfindung wird für eine effektive Dämpfung des
Aufschlaggeräusches zwischen Magnetanker und Ventilkol
ben elastisches Material zwischen dem Ventilkolben bzw.
dem Ventilstößel und dem Ankerstößel vorgesehen. Zur
Verminderung des Aufschlaggeräusches zwischen dem Feder
teller der Zentrierfeder und dem Gehäuseventil wird
ebenfalls elastisches Material zwischen dem Federteller
und der zugehörigen Gehäusewand vorgesehen.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird ferner elasti
sches Material am Ventildeckel im Aufschlagbereich des
Magnetankers angeordnet.
Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung er
geben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen
anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein magnetbetätig
tes Wege-Schieberventil, wobei die beiden zur
Betätigung dienenden Magnete teilweise ge
schnitten sind und zur sogenannten druck
dichten Bauart gehören;
Fig. 2 eine Einzelheit des Wegeventils im Bereich des
einen Magneten;
Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines magnet
betätigten Wege-Schieberventils, wobei es
sich hier um sogenannte luftschaltende Mag
nete handelt;
Fig. 4 eine Einzelheit des Wegeventils der Fig. 3
im Bereich des einen luftschaltenden Magne
ten;
Fig. 5 eine graphische Darstellung der im magnet
betätigten Wege-Schieberventil auftretenen
Kräfte;
Fig. 6 eine Einzelheit des Betätigungsmagneten im
Bereich der Aufschlagfläche, wobei eine
Anordnung des elastischen Materials gezeigt
ist;
Fig. 7 eine Einzelheit des Betätigungsmagneten im
Bereich der Aufschlagfläche, wobei eine an
dere Anordnung der Dämpfungsfeder gezeigt ist.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich ganz allgemein auf die
Geräuschreduzierung 1. an hydraulischen oder pneumatischen
Ventilen, und zwar insbesondere solchen Ventilen, die
durch Elektromagnete (Betätigungsmagnete) betätigt werden,
und 2. an Betätigungsmagneten, insbesondere solchen für
Ventile.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines magnetbe
tätigten hydraulischen Wege-Schieberventils beschrieben.
Das gezeigte Wegeventil ist ein sogenanntes 3-Kammer
ventil. Die Erfindung ist natürlich nicht auf ein sol
ches 3-Kammer-Wegeventil und auch nicht auf die gezeigten
Ausführungsbeispiele beschränkt.
In der folgenden Beschreibung ist ein erstes Ausführungs
beispiel in Fig. 1 und 2 gezeigt. Ein zweites Ausführungs
beispiel ist in den Fig. 3 und 4 gezeigt. Der Unter
schied zwischen dem ersten und zweiten Ausführungsbei
spiel ist im wesentlichen der, daß beim ersten Ausfüh
rungsbeispiel sogenannte druckdichte Magnete zur Betä
tigung des Wegeventils verwendet werden, während im Fal
le des zweiten Ausführungsbeispiels sogenannte luftschal
tende Magnete Verwendung finden. Im letzten Falle erfolgt
daher die Betätigung des Kolbens des Wegeventils über
einen am Kolben befestigten abgedichteten Kolbenstößel.
Die Verwendung druckdichter oder luftschaltender Magne
te ist wohlbekannt. Die Fig. 5 und 6 zeigen bevorzugte
Ausgestaltungen der Erfindung.
Einleitend sei noch darauf hingewiesen, daß die Erfin
dung sowohl bei der Benutzung eines Gleichstrom-Magne
ten wie auch eines Wechselstrom-Magneten einsetzbar ist.
Der Gleichstrom-Magnet hat bekanntlich eine hohe Betriebs
sicherheit und ergibt einen weichen Schaltvorgang. Er
brennt nicht durch, wenn er während des Hubes beispiels
weise durch Kolbenklemmer angehalten wird. Er eignet
sich daher für hohe Schalthäufigkeit. Bei einem Wechsel
strom-Magneten muß darauf geachtet werden, daß der Magnet
anker bis zur Endlage durchschaltet, da sonst die Gefahr
besteht, daß er durchbrennt. Das muß beim Vorsehen der
noch näher zu erläuternden Dämpfungsmittel berücksichtigt
werden.
Einleitend sei noch darauf hingewiesen, daß die Erfindung
Mittel zur Geräuschreduzierung am Magneten (Magnet-Dämpfungs
mittel), am Ventil (Ventil-Dämpfungsmittel) und zwischen
Magnet und Ventil (Magnet/Ventil-Dämpfungsmittel) vor
sieht. Diese Dämpfungsmittel können einzeln oder in Kom
bination vorgesehen sein.
Anhand der Fig. 1 und 2 sei nunmehr das erste Ausfüh
rungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Ein magnetbe
tätigtes Wege-Schieberventil 1 weist ein Wegeventil (im fol
genden "Ventil") 4 in der Form eines 3-Kammer-Ventils
auf, wobei beidseitig diametral entgegengesetzt zur Be
tätigung des Ventils 4 dienende Elektromagnete (im fol
genden "Betätigungsmagnete" oder "Magnete") 2 und 3 vor
gesehen sind. Bei den beiden Magneten 2 und 3 handelt
es sich entweder um sogenannte druckdichte oder in Öl
schaltende Magnete.
Jeder Magnet 2, 3 ist durch Befestigungsmittel in der Form
von Schrauben 14 am Ventil 4 befestigt. Jeder Magnet 2, 3
(im folgenden wird der Einfachheit halber nur noch der
auch in Fig. 2 deutlich zu sehende Magnet 3 beschrieben)
weist ein Gehäuse 5 auf, in dem eine Erregerspule 15 un
tergebracht ist und in dem zwei Längsbohrungen (Boh
rungsabschnitte) 51, 52 ausgebildet sind. In der Längsboh
rung 52 ist entlang der Längsachse 16 des magnetbetätigten
Wege-Schieberventils 1 ein Magnetanker (im folgenden "Anker")
11 hin und her bewegbar angeordnet. Die Längsachse der
Magnete fällt mit der des Ventils 1 zusammen. Die Längs
achsen sind daher alle mit 16 bezeichnet. Der Anker 11
trägt einen Magnetstößel 12, der in die Längsbohrung 51
hineinragt und zur Betätigung eines Kolbens 17 des Ven
tils 4 dient. In Fig. 2 befindet sich der Anker 11 in
seiner Ruhestellung. Bei Erregung der Erregerwicklung 15
wird der Anker 11 nach links bewegt und schlägt mit seinem
Stößel 12 auf den Kolben 17, um diesen ebenfalls nach
links zu bewegen.
Das Ventil 4 weist drei Kammern 41, 44 und 45 auf. In
bekannter Weise steht die Kammer 41 mit einem Verbrau
cher B, die Kammer 44 mit einem Verbraucher A und die
Kammer 45 mit der Pumpe P in Verbindung.
Das Ventil 4 weist ein Gehäuse 60 auf, in dem eine Längs
bohrung 20 (vgl. Fig. 2) ausgebildet ist, in der der
Kolben 17 hin und her bewegbar angeordnet ist. Die Bohrung
20 erweitert sich stufenförmig zu den beiden Enden hin.
Dadurch entsteht ein Bohrungsabschnitt 21 mit einem etwas
größeren Durchmesser als der Durchmesser der Bohrung 20
und ein Bohrungsabschnitt 22, ebenfalls mit einem etwas
größeren Durchmesser als der Durchmesser des Bohrungsab
schnitts 21. Eine sich radial erstreckende Auflagefläche
23 wird am Übergang von Bohrungsabschnitt 21 auf Boh
rungsabschnitt 22 im Gehäuse 60 gebildet. Im Bohrungs
abschnitt 22 ist ein Anschlagelement (Hubbegrenzung) 24
befestigt, welches eine sich radial erstreckende, nach
innen weisende Anschlagfläche 40 bildet. Das Anschlag
element 24 ist napfförmig und mit einer Mittelbohrung
ausgebildet. Der Kolben 17 ragt mit seinem Kolbenende
61 in das Innere des Anschlagelements 24. Ein Federtel
ler 26 sitzt auf dem Kolbenende 61 und liegt an einer
vom Kolben 17 gebildeten Anlagefläche 62 unter dem Druck
einer Kolbenzentrierfeder 19 an. Diese Kolbenzentrier
feder 19 stützt sich somit einerseits an dem Federteller
26 und andererseits an einer im Anschlagelement 24 ge
bildeten Stützfläche ab. Die vom Anschlagelement 24 ge
bildete Anschlagfläche 40 begrenzt die Hubbewegung des
Kolbens 17 dadurch, daß der Federteller 26 an dieser zum
Anschlag kommen kann. Zwischen Federteller 26 und der
Anlagefläche 62 ist elastisches Material in der Form einer
Scheibe 25 angeordnet.
In der zum Magneten 3 hinweisenden Stirnfläche des An
schlagelements 24 ist eine Anlagescheibe 31 angeordnet,
an der eine noch näher zu beschreibende Dämpfungsfeder 30
mit ihrem einen Ende anliegen kann. Die Feder 30 erstreckt
sich in den Bohrungsabschnitt 51 und ragt in den Bereich
des Bohrungsabschnitts 52.
Vorzugsweise ragt die Dämpfungsfeder 30 nur um eine klei
ne Strecke x in den Bohrungsabschnitt 52 derart hinein,
daß die Bewegung des Ankers 11 während des größten Teils
seiner Hubbewegung (in die nicht gezeigte Arbeits
stellung) nicht gedämpft wird, sondern erst nach der Ver
schiebung des Ventilkolbens 17 und kurz vor dem Auftref
fen der Stirnfläche (Anschlagfläche) 53 des Ankers 11
auf der Anschlagfläche 32, gebildet am Joch 63 bzw. dem
Gehäuse des Magneten 3.
Die Dämpfungsfeder 30 wird vom Magnetstößel 62 geführt.
Ihre Federkonstante ist so gewählt, daß eine optimale
Dämpfung des Ankers 11 vor dem Auftreffen auf der An
schlagfläche 32 erreicht wird, ohne daß die Magnet- oder
Ventilarbeitsweise behindert wird.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Dämpfungsfeder
wird weiter unten anhand Fig. 7 beschrieben.
Die Dämpfungsfeder 30 ist ein wichtiges Mittel zur
Dämpfung bzw. Verhinderung der Schallentstehung im Magne
ten. Vorzugsweise sind aber noch weitere Magnet-Dämpfungs
mittel vorgesehen. So ist an der bereits erwähnten Anschlag
fläche 32 elastisches, in der Form einer Scheibe ausge
bildetes Material 33 vorgesehen, das das Auftreffen der
Anschlagfläche 53 des Ankers 11 auf die Anschlagfläche 32
des Gehäuses beim Erregen des Magneten 3 dämpft.
Wenn der Anker 11 aus seiner nicht gezeigten Arbeitsstel
lung in die in Fig. 2 gezeigte Ruhestellung zurückge
bracht wird, so trifft seine hintere Anschlagfläche 66
auf eine in einem Deckel 37 des Magneten 3 ausgebildete
Anschlagfläche 34. Zur Dämpfung der Aufschlagbewegung der
Anschlagfläche 66 sind dabei in der Form eines Rings aus
gebildete elastische Mittel (elastisches Material) 35
zwischen Anschlagfläche 66 und Anschlagfläche 34 vorge
sehen. Dieses elastische Material 35 liegt vorzugsweise
am äußeren Rand der Anschlagfläche 66. Das in der Form
einer Ringscheibe ausgebildete elastische Material 35
ist dabei dadurch befestigt, daß es zwischen dem Dec
kel 37 und dem Gehäuse des Magneten 3 eingeklemmt ist.
Neben den bereits erwähnten Magnet-Dämpfungsmitteln 30,
33 und 35 sind ferner Magnet/Ventil-Dämpfungsmittel vorge
sehen. Diese Magnet/Ventil-Dämpfungsmittel sind in
Form elastischer Mittel oder Materialien in der Form
einer Scheibe 28 in einer Ausnehmung 27 im Kolbenende 61
untergebracht, und zwar in einer kreisförmigen Ausnehmung
derart, daß der Stößel 12 bei seiner Betätigung auf diese
elastischen Mittel 28 auftrifft, so daß der beim Aufprall
entstehende Schall minimiert wird.
Schließlich sind noch Ventil-Dämpfungsmittel vorhanden,
die in der Form elastischer Mittel oder Materialien 25
ausgebildet sind. Diese bereits erwähnten elastischen Mit
tel 25 sind scheibenförmig ausgebildet und liegen benach
bart zu dem bereits erwähnten Federteller 26 derart, daß
der Federteller 26 über die elastischen Mittel 25 in der
Mittelstellung des Kolbens 17 an der Auflagefläche 23
anliegt. Diese elastischen Mittel 25 üben ihre Wirkung
dann aus, wenn beispielsweise nach der Ent-Erregung des
Magneten 3 die Zentrierfeder 19 den Kolben 17 in seine
Mittelstellung zurückführt. In einem solchen Falle
nämlich würde ohne die elastischen Mittel 25 der Federteller
26 auf die Anschlagfläche 23 völlig ungedämpft auftreffen,
was zu einer unerwünschten Geräuscherzeugung führt. Die
elastischen Mittel 25 verhindern eine solche Geräuschent
stehung weitgehend.
Im folgenden sein anhand der Fig. 3 und 4 ein zweites
Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Nachdem
das zweite Ausführungsbeispiel weitgehend mit dem ersten
Ausführungsbeispiel übereinstimmt, werden weitgehend die
gleichen Bezugszeichen wie beim ersten Ausführungsbei
spiel verwendet. Der Hauptunterschied zwischen den bei
den Ausführungsbeispielen besteht wie bereits erwähnt
darin, daß beim zweiten Ausführungsbeispiel sogenannte
luftschaltende Magnete verwendet werden. Das bedeutet,
daß das dem Anschlagelement 24 entsprechende Anschlag
element (Hubbegrenzung) 74 abgedichtet im Gehäuse 60 des
Ventils 4 sitzt und ein Kolbenstößel 50 am Kolben 17 be
festigt ist. Der Kolbenstößel 50 sitzt mit einem Kopf 52
in einer Ausnehmung im Kolbenende 61. Eine Dichtung 49
bewirkt eine Abdichtung für den Kolbenstößel 50. Die
Zentrierfeder 19 liegt hier einerseits an einer Anlage
scheibe 54 und andererseits an einer Anlagescheibe 55 an,
wobei letztere im Anschlagelement 74 benachbart zur Dich
tung 49 vorgesehen ist.
Fig. 4 zeigt von den Magnet-Dämpfungsmitteln zunächst
die Dämpfungsfeder 30, die sich einerseits am Anschlag
element 74 abstützen kann und in ihrer Abstützposition
um einen kleinen Abstand x über die Anschlagfläche 32
hinausragt. Ferner sind von den Magnet-Dämpfungsmitteln
auch die elastischen Mittel 33 zu sehen, die zur Zusam
menarbeit mit der Anschlagfläche 53 des Kolbens 11 dienen.
Die elastischen Mittel 35 sind in Fig. 3 und 4 nicht zu
sehen, können aber ebenfalls vorhanden sein.
Was die Magnet/Ventil-Dämpfungsmittel 28 gemäß Fig. 1
und 2 angeht, so sind diese in den Fig. 3 und 4 nicht ge
zeigt, könnten aber ebenfalls vorhanden sein. Im Falle
der Fig. 3 und 4 wären diese elastischen Mittel beispiels
weise im Kolbenstößel 50, ähnlich wie dies in Fig. 2
gezeigt ist, untergebracht.
Den Ventil-Dämpfungsmitteln 25 gemäß Fig. 2 entsprechen
de elastische oder Dämpfungsmittel sind in Fig. 4 eben
falls nicht gezeigt, könnten dort aber auch vorhanden
sein. Sie wären dann zwischen der Anlagescheibe 54 und
der Anlagefläche am Kolben 17, ähnlich wie dies in Fig. 2
gezeigt ist, vorgesehen.
Fig. 5 stellt schematisch die statische Kennlinie von
Magnet und Ventil dar. Auf der Abszisse ist der Hub
des Ankers zwischen 0 und seinem Maximum aufgetragen. Man
erkennt, daß die hydraulisch bedingte Strömungskraft eine
durch die Magnetkraft (Magnetkennlinie) zu überwindende
Spitze aufweist. Ferner erkennt man die erst im letzten
Teil des Hubs wirkende Kraft der zusätzlichen Dämpfungs
feder 30. Die Kraft der Dämpfungsfeder 30 wirkt zusätz
lich zu der Federkraft der Zentrierfeder 19.
Die gemäß der Erfindung verwendete elastischen Materialien
33, 35 und 28 wie auch 25 können an den entsprechenden
Bauteilen in geeigneter Weise befestigt sein. Beispiels
weise kann der aus elastischem Material bestehende Ring
wie bereits erwähnt eingeklemmt sein oder aber auch an
der Anlagefläche 34 angeklebt sein. Der aus elastischem
Material bestehende Ring 33 kann ebenfalls an der Anlage
fläche 32 angeklebt sein. Die aus elastischem Material
bestehende Scheibe 25 kann an der Scheibe (Federteller) 26
festgeklebt sein.
Das verwendete elastische Material ist von gummiartiger
Natur, um eine hohe Dauerfestigkeit zu erreichen.
Es sei bemerkt, daß die Dämpfung des Ankers 11 in seiner
Endlage (Endlagen-Dämpfung) bei Gleichspannungs-Magneten
relativ einfach durch die elastischen Mittel 33 zu errei
chen ist. Beispielsweise können die elastischen Mittel 33
in der Form eines O-Rings vorgesehen sein, der zwischen
dem Anker und dem Joch (Gehäusewand) angeordnet ist. Bei
Wechselspannungs-Magneten ist dieses Verfahren allerdings
nicht ohne weiteres anwendbar, da der Anker 11 auf Kurz
schluß gehen muß, weil sonst die Gefahr des Durchbrennens
der Spule besteht. Eine Lösung für dieses Problem zeigt
Fig. 6; dort ist dargestellt, daß der O-Ring in einer
Ringnut in der Anlagefläche 32 untergebracht ist, so daß
auch bei einem Wechselspannungs-Magneten der Anker 11 auf
Kurzschluß gehen kann.
Die Verwendung einer Dämpfungsfeder mit bestimmter Fe
derkonstante ist sowohl für Gleichspannungs- wie auch
Wechselspannungs-Magnete vorteilhaft. Die Verwendung einer
Dämpfungsfeder reduziert nicht nur die Geräusche, son
dern bringt auch eine Verbesserung der Standzeit. Das
heißt, auch nachdem sich das Ventil längere Zeit in
einer Schaltstellung befunden hat, kehrt es bei Ent-
Erregung des Magneten ohne weiteres in seine Null-Stel
lung (Mittelstellung) zurück. Dabei hilft die Dämpfungs
feder 30 mit, die ja in der gleichen Richtung wie die Zen
trierfeder 19 wirkt.
Abschließend sei bemerkt, daß allein durch das Dämpfen
des metallischen Aufpralls des Ankers auf das Joch
(allein durch die Dämpfungsfeder) eine Abnahme des Impuls
schaltpegels im durchströmten Zustand (d. h. beim Betrieb
des Ventils) des Ventils (p = 315 bar, Q = 80 l/min)
gegenüber dem eines ungedämpften Ventils von 3 bis 5 db
(A) zu erzielen war. Durch Optimierung der Dämpfungsfeder
sowie der notwendigen dauerfesten elastischen Dämpfungs
materialien ist es möglich, die dadurch erreichte Geräusch
reduzierung noch weiter zu übertreffen.
Zur Verringerung des beim Rückprall des Magnetankers
auf den Magnetdeckel 37 entstehenden Geräuschs wird das
bereits erwähnte elastische Material 35 an der Deckelin
nenseite vorgesehen und sorgt für die gewünschte Dämpfung
und Geräuschreduzierung.
Fig. 7 zeigt eine andere Anordnung einer der Dämpfungs
feder 30 entsprechenden Dämpfungsfeder 40. Die Dämpfungs
feder 40 ist in einer in der Anschlagfläche 32 ausgebil
deten Ringnut 41 mit ihrer untersten Windung 42 befestigt,
beispielsweise durch "Eineisen". Die Feder 40 ragt um
den Abstand x über die Anschlagfläche 32 hinaus, um
am Ende des Magnetkolben-Arbeitshubs nach dem Auftreffen
des Magnetstößels 12 auf das Kolbenende 61 bzw. den
Stößel 50 den Magnetkolben 11 zu dämpfen.
Claims (24)
1. Magnetbetätigtes Ventil, insbesondere Wege-Schieber
ventil (4) mit mindestens einem Betätigungsmagnet
(23), der ein Gehäuse, einen Magnetanker (11) sowie
einen Magnetstößel (12) hin und her bewegbar angeord
net in einer Längsbohrung des Gehäuses aufweist, und
wobei das Ventil ein Gehäuse (5) und einen durch den
Magnetstößel (12) betätigbaren, in einer Längsbohrung
des Ventilgehäuses hin und her bewegbaren Ventilkolben
aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Verminderung der Geräuschemission beim Auf
prall des Magnetankers (11) auf das Joch ( 63) bzw.
das Gehäuse (5) des Magneten Dämpfungsmittel vorge
sehen sind, die eine Dämpfung des Magnetankers erst
im letzten Bereich des Kolbenhubs bewirken.
2. Betätigungsmagnet, insbesondere für ein Ventil (4),
wobei der Betätigungsmagnet (2, 3) ein Gehäuse (5),
eine Erregerspule (15) sowie ein Joch (63) und hin und
her bewegbar im Gehäuse einen Magnetanker (11) mit einem
Magnetstößel (12) aufweist, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Verminderung der Geräuschemission beim Auf
prall des Magnetankers (11) auf das Joch (63) bzw.
das Gehäuse (5) des Magneten Dämpfungsmittel vorge
sehen sind, die eine Dämpfung des Magnetankers (11)
erst im letzten Bereich des Kolbenhubs bewirken.
3. Ventil nach Anspruch 1, mit einer Zentrierfeder (19)
für den Ventilkolben (17), die sich einerseits an
einem am Ventilkolben (17) vorgesehenen Federteller
(26) und andererseits an einem gehäusefesten Bauteil
(24) abstützt, dadurch gekennzeichnet,
daß elastische Materialien (25) zwischen Federteller (26)
und einer Wand des Gehäuses (Anschlagfläche 23) vor
gesehen sind.
4. Ventil bzw. Magnet nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Dämpfungsmittel in der Form einer Feder (30, 40) ausge
bildet sind.
5. Ventil bzw. Magnet nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Dämpfungsmittel in der Form elastischer Materialien
vorgesehen sind, die an der vom Magnetgehäuse gebil
deten Anschlagfläche (32) vorgesehen sind.
6. Ventil bzw. Magnet nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, wobei der Magnet an seinem einen
Ende durch einen Deckel (37) abgeschlossen ist, da
durch gekennzeichnet, daß zur Verringerung des beim
Rückprall des Magnetankers (11) auf den Magnetdeckel
(37) entstehenden Geräuschs elastisches Material (35)
an der Deckelinnenseite vorgesehen ist.
7. Ventil oder Magnet nach einem oder mehreren der An
sprüche 3-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkon
stante der Dämpfungsfeder (30, 40) kleiner ist als
die Federkonstante der Kolbenzentrierfeder (19).
8. Ventil oder Magnet nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Dämpfungsfeder (30, 40) im Magnetgehäuse angeordnet ist.
9. Ventil oder Magnet nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Dämpfungsfeder (30, 40) mit ihrem einen zum Magnet
anker weisenden Ende mit einem geringen Abstand x
im Bereich von 0,5 bis 2 mm, vorzugsweise zwischen 0,5
bis 1 mm je nach Ventilgröße, über die Aufschlagflä
che (32) hinausragt, wenn die Feder (30) mit ihrem ande
ren Ende an einem festliegenden Bauteil des Ventils oder
Magnets anliegt und entspannt ist.
10. Ventil oder Magnet nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Dämpfungsfeder (30) in einer verjüngten Längsbohrung
( 51) des Magnetgehäuses liegt.
11. Ventil oder Magnet nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Dämpfungsfeder (30) an einem gehäusefesten Bauteil
(63) des Magneten anliegt.
12. Ventil oder Magnet nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Dämpfungsfeder (30) an einem gehäusefesten Bauteil
(24, 74) des Ventils anliegt.
13. Ventil oder Magnet nach Anspruch 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Dämpfungsfeder (30) am Anschlagelement
(24, 74) des Ventils (4) anliegt.
14. Ventil oder Magnet nach einem oder mehreren der vor
hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Anschlagscheibe (31) im Anschlagelement (24) vorge
sehen ist, an dem die Dämpfungsfeder (30) anliegt.
15. Ventil oder Magnet nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Dämpfungsfeder (30) von einem Kolbenstößel (50) des
Kolbens (17) geführt ist (Fig. 4).
16. Ventil oder Magnet nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Dämpfungsfeder (30) von einem Magnetstößel (12) des
Ankers (11) geführt ist.
17. Ventil oder Magnet nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
elastischen Materialien (33, 35, 25, 28) jeweils mit dem
zugehörigen Bauteil verklebt sind.
18. Ventil oder Magnet nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im
Kolbenende (61) des Kolbens (17) in dessen Stirnfläche
elastisches Material (28) vorgesehen ist, welches die
vom Ankerstößel (12) kommende Kraft bei Magnetbetätigung
aufnimmt.
19. Ventil oder Magnet nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
elastischen Materialien in der Form einer Ringscheibe
ausgebildet sind.
20. Ventil oder Magnet nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß benach
bart zur Anschlagfläche (32) des Magneten (3) elasti
sche Materialien (33) vorgesehen sind.
21. Ventil oder Magnet nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
elastischen Materialien (33) in einer Ringnut in der An
schlagfläche (32) angeordnet sind, und zwar in der Form
eines O-Rings (vgl. Fig. 6).
22. Ventil oder Magnet nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Dämpfungsfeder (40) an der Aufschlagfläche (32 ) für
den Magnetkolben angeordnet ist.
23. Ventil oder Magnet nach Anspruch 22, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Dämpfungsfeder (40) in einer Ringnut
(41) im Anker befestigt ist.
24. Ventil oder Magnet nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Dämpfungsfeder (30, 40) eine Schraubenfeder ist.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863612335 DE3612335A1 (de) | 1986-04-11 | 1986-04-11 | Geraeuschreduzierung an hydraulischen und pneumatischen ventilen sowie an betaetigungsmagneten |
DE19863632475 DE3632475A1 (de) | 1986-04-11 | 1986-09-24 | Geraeuschdaempfungsvorrichtung, inbesondere fuer hydraulische und pneumatische ventile sowie fuer betaetigungsmagneten |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19863612335 DE3612335A1 (de) | 1986-04-11 | 1986-04-11 | Geraeuschreduzierung an hydraulischen und pneumatischen ventilen sowie an betaetigungsmagneten |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE3612335A1 true DE3612335A1 (de) | 1987-10-15 |
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ID=6298533
Family Applications (1)
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DE (1) | DE3612335A1 (de) |
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