DE3740144C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrohydraulisches Drucksteuer­ ventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiges Drucksteuerventil ist aus der US-PS 45 72 436 bekannt. Bei diesem bekannten Ventil handelt es sich um ein Kraftstoffeinspritzventil, bei dem Kraftstoff mit Versor­ gungsdruck durch einen Einlaßkanal einer Druckkammer zuge­ führt wird, in der die Ankerplatte zwischen einer unteren und oberen Stellung bewegbar ist. In der unteren Stellung der Ankerplatte, in der diese auf einem Ventilsitz aufsitzt und dadurch die Kraftstoffeinspritzöffnungen verschließt, wird der Kraftstoff zu einer Rücklauföffnung geführt und im Kreislauf geleitet. Bei Erregung des Elektromagneten wird die Ankerplatte entgegen der Kraft der daran abgestützten Feder nach oben gezogen und gibt dadurch die Einspritzöff­ nungen frei, so daß Kraftstoff von der Druckkammer durch die Einspritzöffnungen strömen kann. Der Druck im Einlaßkanal, in der Druckkammer und im Rückführkanal bleibt dabei im we­ sentlichen konstant und entspricht dem von der Fluidquelle aufgebrachten Versorgungsdruck.

Dieses bekannte Kraftstoffeinspritzventil ist jedoch nicht zur Schaffung eines in der Höhe variierbaren Steuerdrucks und zur Förderung einer ausreichend großen Menge von Fluid durch die von der Ankerplatte verschließbaren Öffnun­ gen geeignet, die für eine schnelle Änderung des Steuer­ drucks erforderlich ist. Außerdem ist aufgrund der im Bereich der Ankerplatte vorherrschenden Druckverhältnisse zur Bewegung der Ankerplatte in die angehobene Stellung eine relative große Kraft des Elektromagneten und zum Absenken der Ankerplatte von der angehobenen in die aufsitzende Stellung eine relativ starke Feder erforderlich, was einerseits eine Erhöhung der Herstellungskosten und der Baugröße und ande­ rerseits eine Verringerung der Reaktionsgeschwindigkeit der Ankerplatte beim Ein- und Ausschalten des Elektromagneten zur Folge hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrohydrau­ lisches Drucksteuerventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, bei dem auf möglichst einfache und wirtschaft­ liche Weise die Druck- und Strömungskapazität des Druck­ steuerventils verbessert und die erforderliche Kraft des Elektromagneten verringert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnen­ den Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Drucksteuerventil wird aufgrund des Durchlasses in der Ankerplatte sowohl in der unteren als auch in der oberen aufsitzenden Stellung der Ankerplatte die Druckkraft des Fluids, die die Ankerplatte in diese Endstel­ lungen drückt, verringert, da die wirksame Druckfläche auf die Ankerplatte kleiner wird. Dies ist insbesondere in der oberen, rücklauföffnungsseitig aufsitzenden Stellung der Ankerplatte von Bedeutung, da in dieser Stellung die ver­ bleibende Druckfläche, auf die der hohe Versorgungsdruck wirkt, und der kein gleich hoher, entgegengesetzt gerichte­ ter Druck in Richtung der Versorgungsdrucköffnung entgegen­ wirkt, gering und damit auch die resultierende Fluid-Druck­ kraft auf die Ankerplatte in Richtung der rücklaufseitigen Stellung klein ist. Es genügt daher, eine schwache Feder mit einer geringen Federkraft vorzusehen, um die Ankerplatte nach Entregung des Magneten von der rücklauföffnungssei­ tig aufsitzenden in die vorsorgungsdrucköffnungsseitig auf­ sitzende Stellung zu bewegen.

Die zum Abdrücken der Ankerplatte von der rücklauföffnungs­ seitig aufsitzenden Stellung erforderliche Federkraft kann dadurch soweit verringert werden, daß sie nicht oder nur un­ wesentlich höher als die Federkraft ist, die erforderlich ist, um die Ankerplatte in der versorgungsdrucköffnungssei­ tig aufsitzenden Stellung zu halten, wenn die Versorgungs­ drucköffnung verschlossen werden soll, und damit ist auch die Kraft des Elektromagneten geringer, die erforderlich ist, um diese Federkraft beim Anheben der Ankerplatte zu überwinden.

Aufgrund der geringeren, auf die Ankerplatte einwirkenden Druckkräfte können kleinere und kostengünstigere Elektroma­ gneten und Federn verwendet werden und die Ankerplatte rea­ giert schneller auf das Ein- und Ausschalten des Elektroma­ gneten.

Der erste, die Versorgungsdrucköffnung radial nach innen be­ grenzende Sitzeinsatz dichtet den Durchlaß der Ankerplatte in der versorgungsdrucköffnungsseitig aufsitzenden Stellung ab und ermöglicht es, die durchströmte Querschnittsfläche der Versorgungsdrucköffnung gerade so weit zu begrenzen, daß einerseits die vom Versorgungsdruck auf die Ankerplatte ausgeübte, nach oben wirkende Druckkraft verringert, andererseits aber auch der Querschnitt der Ver­ sorgungsdrucköffnung groß genug bemessen werden kann, um in der abgehobenen Stellung der Ankerplatte einen ausreichenden Fluß zwischen der Versorgungsdrucköffnung und der Steuer­ drucköffnung und damit eine schnelle Anpassung des Steuer­ drucks an den Versorgungsdruck zu ermöglichen.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist aus An­ spruch 2 ersichtlich. Bei dieser Ausführungsform stellt die Durchgangsbohrung eines rohrförmigen Abschnitts des inneren Polstücks des Betätigungsmagneten eine Verbindung zwischen der Steuerdruckkammer und dem Fluidsumpf her, wodurch eine kompakte und einfache Anordnung geschaffen wird.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Versorgungsdrucköffnung von mindestens einer kreisförmigen, zur ersten Ebene hin offenen Entlastungsnut derart umgeben, daß zwischen der Versorgungsdrucköffnung und der Entla­ stungsnut ein in der ersten Ebene liegender Messerkantensteg verbleibt. Auf diese Weise muß beim Absenken der Ankerplatte in die untere, aufsitzende Stellung nur wenig Fluid aus dem Bereich der Berührungsflächen verdrängt werden, so daß eine die erforderliche Federkraft erhöhende und die Geschwin­ digkeit der Ankerplatte vermindernde hydraulische Dämpfung verringert werden kann.

In entsprechender Weise ist gemäß einer weiteren vorteilhaf­ ten Ausführungsform der Erfindung in der Stirnseite des rohrförmigen Abschnitts des inneren Polstücks eine zur Steu­ erdruckkammer hin offene, die Rücklauföffnung ringförmig um­ gebende Entlastungsnut derart angeordnet, daß zwischen der Rücklauföffnung und der Entlastungsnut ein in der zweiten Ebene liegender Messerkantensteg verbleibt. Diese Ausbildung bietet ebenfalls den Vorteil, daß die Dämpfung der Anker­ platte vermindert, ihre Reaktionsgeschwindigkeit erhöht und ein Elektromagnet geringerer Stärke verwendet werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert; in der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Teillängsschnitt, teilweise als Seitenansicht gezeichnet, einer bevor­ zugten Ausführung eines elektrohydraulischen Drucksteuerventiles erfindungsgemäßer Art,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung in der Ebene 2-2 in Fig. 1 in Pfeilrichtung gesehen, und

Fig. 3 eine Schnittdarstellung in der Ebene 3-3 in Fig. 1, wiederum in Pfeil­ richtung gesehen.

In Fig. 1 ist ein Ventilgehäuse 10 mit einer Seitenwand 12 ersichtlich, die einem Fluidbehälter (Sumpf) 14 zugewendet und ausgesetzt ist, der im wesentlichen unter Atmosphärendruck steht. Das Ventilgehäuse 10 besitzt eine gestufte Bohrung 16, die mit einer senkrecht zur Seitenwand 12 verlaufenden Hauptachse 18 ausgerichtet ist. Die Bohrung 16 weist einen Bereich größeren Durchmessers mit einer Innenwand 20 und einen Bereich kleineren Durchmessers mit einer Innenwand 22 auf. Den Übergang zwischen diesen Bereichen bildet eine Schulter 24. Eine ebene Bodenwand 25 begrenzt die Bohrung in einer ersten Ebene 26, die senkrecht auf der Achse 18 steht. Ein Versorgungsdurchlaß 27 in dem Ventilgehäuse 10 ist mit einer (nicht dargestellten) Quelle für Druckhydraulikfluid bei hohem Versorgungs­ druck verbunden. Ein Steuerdruckdurchlaß 28 in dem Ventilgehäuse 10 ist mit einem Fluidkreislauf oder einem druckbetätigtem Gerät (ebenfalls nicht gezeigt) verbunden, der bzw. das eine Zufuhr von Hydraulikfluid bei einem gesteuerten Druck erfordert. Das Ventilgehäuse 10 nimmt ein elektrohydraulisches Drucksteuerventil 30 auf, das in der gestuften Bohrung 16 angeordnet ist und den Steuerdruck im Steuerdruckdurchlaß 28 steuert.

Ein Abschnitt 34 mit großem Durchmesser einer weiteren Bohrung 35, die in der Bodenwand 25 ausgebildet und mit der Hauptachse 18 ausgerichtet ist, durchschnei­ det die Bodenwand 25 mit einer ersten Kreiskante 36 und überschnei­ det auch den Versorgungsdurchlaß 27, so daß unter Versorgungsdruck stehendes Fluid der Bohrung 35 zuge­ führt wird. Ein erster Sitzeinsatz 38 enthält einen Kopfabschnitt 40 und einen Gehäuseabschnitt 42. Der Gehäuseabschnitt ist mit Preßpassung in einen Abschnitt 43 mit kleinem Durchmesser der Bohrung 35 eingepaßt, wodurch der erste Sitzeinsatz fest mit dem Ventilgehäuse verbunden ist. Der erste Sitzeinsatz 38 bestimmt mit dem Abschnitt 34 mit großem Durchmesser der Bohrung 35 eine ringförmige Versorgungs­ druck-Kammer 44. Der Kopfabschnitt 40 des ersten Sitzeinsatzes besitzt eine ebene Endfläche 46, die in der ersten Ebene 26 liegt, und ist durch eine zweite Kreiskante 48 begrenzt, die konzentrisch zur ersten Kreiskante 36 des Abschnittes 34 mit großem Durchmesser der Bohrung 35 ist. Die Kreiskanten 36 und 48 wirken so zusammen, daß zwischen ihnen in Radialrichtung zur Achse 18 eine ringförmige Versorgungsdrucköffnung 50 bestimmt ist. Die radiale Sitzfläche der Versorgungsdrucköffnung 50 bestimmt sich zu π/4 (D ₁ ²-D ₂ ²), wobei D ₁ der Durchmesser der ersten Kreiskante 36 und D ₂ der Durchmesser der zweiten Kreiskante 48 ist.

Zwei konzentrische kreisförmige Entlastungsnuten 52 und 54 in der Bodenwand 25 umgeben die Versorgungsdrucköffnung 50. Die radial innere Kante der Entlastungsnut 52 ist nach innen angeschrägt und überschneidet die erste Ebene 26 im wesentlichen an der ersten Kreiskante 36, so daß ein Messerkantensteg in der ersten Ebene 26 um die Versorgungs­ drucköffnung 50 bestimmt ist.

Auf die Bodenwand 25 der Bohrung 16 ist ein Abstandsring 60 aufgesetzt, und erstreckt sich von der Innenwand 22 der Bohrung mit kleinem Durchmesser bis zum radial äußersten Rand der kreisförmigen Entlastungsnut 54. Ein Betätigungsmagnet 62 des Drucksteuerventiles 30 ist auf den Abstandsring 60 aufgesetzt und enthält ein schüsselförmiges äußeres Polstück 64, das im Bohrungsteil mit kleinem Durchmesser mit der Innenwand 22 der Bohrung 16 eingepaßt ist, wobei eine ringförmige Arbeitsfläche 66 dieses Polstückes 64 an dem Abstandsring 60 anliegt. Die ringförmige Arbeitsfläche 66 liegt in einer zur ersten Ebene 26 parallelen zweiten Ebene 67. Ein inneres Polstück 68 des Magneten 62 besitzt einen scheibenartigen Flanschabschnitt 70, und dieser ist eng im Bohrungsabschnitt mit der Innenwand 22 der Bohrung 16 eingepaßt und liegt gegen das Ende des äußeren Polstückes 64 an. Ein schüsselförmig ausgebildeter Abstandsring 72 ist eng in dem Abschnitt mit großem Durchmesser (Innenwand 20) der Bohrung 16 aufgenommen, wobei eine innere Lippe dieses Abstandsringes am Flanschabschnitt 70 des inneren Polstückes 68 und eine äußere Lippe desselben an einem geteilten Sprengring 74 anliegt, der in einer entsprechenden Nut in der Innenwand 20 sitzt. Ein elastischer Dichtring 76 ist in eine entsprechende Nut im Flanschabschnitt 70 des inneren Polstücks als Fluidabdichtung zwischen der Innenwand 22 des Abschnittes mit kleinem Durchmesser der Bohrung 16 und dem Betätigungsmagneten 62 eingesetzt.

Das innere Polstück 68 enthält weiter einen zylindri­ schen rohrförmigen Abschnitt 78, der mit dem Flanschabschnitt 70 einstückig ausgeführt und mit der Hauptachse 18 ausgerichtet ist. Der rohrförmige Abschnitt 78 besitzt eine innere zylindrische Durchgangsbohrung 80 und eine äußere zylindrische Wand 82. Ein isolierender Spulenkörper 84 des Betätigungsmagneten ist auf die äußere Zylinderwand 82 des Abschnittes 78 aufgeschoben und liegt am Flanschabschnitt 70 des inneren Polstückes an. In üblicher Weise ist auf den Spulenkörper 84 eine Spule 86 für den Betätigungsmagneten aufgewickelt, die über zwei gegen den Flanschabschnitt 70 durch Isolierbuchsen 90 isolierte Stiftklemmen 88 an dem Flanschabschnitt 70 beaufschlagbar ist.

Der rohrförmige Abschnitt 78 des inneren Polstückes 68 besitzt ein fernliegendes Ende 91, das ebenfalls in der zweiten Ebene 67 liegt. Die innere Zylinderbohrung 80 im Abschnitt 78 mündet an dem fernliegenden Ende 91 mit einer dritten Kreiskante 92. Eine Ringnut 94 ist in dem fernliegenden Ende 91 des rohrförmigen Abschnitts 78 ausgebil­ det. Die radial innere Kante der Entlastungsnut 94 ist nach innen abgeschrägt und mündet in der zweiten Ebene 67 im wesentlichen mit der dritten Kreiskante 92, so daß ein Messer­ kantensteg in der zweiten Ebene 67 um die zylindrische Bohrung 80 bestimmt ist, gegenüber dem entsprechenden Steg an der ersten Kreiskante 36 um die Versorgungsdrucköffnung 50.

Ein zweiter Sitzeinsatz 98 ist mit Preßpassung in die Durchgangsbohrung 80 im rohrförmigen Abschnitt eingepaßt und enthält einen zylindrischen Kopfabschnitt 100 und einen dreieckförmigen Gehäuseabschnitt 101, der durch eine Nut vom Kopfabschnitt abgesetzt ist. Ein imaginärer Umkreis um den dreieckförmigen Gehäuseabschnitt 101 besitzt einen Durchmesser, der größer als der Durchmesser der Bohrung 80 ist, so daß eine Verformungspassung zwischen dem Gehäuseabschnitt 101 und dem rohrförmigen Abschnitt 78 gebildet ist, wodurch der zweite Sitzeinsatz 98 fest im Abschnitt 78 sitzt. Der Kopfabschnitt 100 besitzt eine ebene Endfläche 102 in der zweiten Ebene 67, die durch eine konzentrisch zur dritten Kreiskante 92 verlaufende vierte Kreiskante 103 begrenzt ist. Die Kreiskanten 92 und 103 bestimmen zwischen sich in Radialrich­ tung zur Achse 18 eine ringförmige Rücklauföffnung 104 gegenüber der Versorgungsdrucköffnung 50. Die Sitz­ fläche der Rücklauföffnung 104 ergibt sich so zu f/4 (D ₃ ²-D ₄ ²), wobei D ₃ der Durchmesser der dritten Kreiskante 92 und D ₄ der Durchmesser der vierten Kreiskante 103 ist.

Der Raum zwischen den Ebenen 26 und 67 definiert innerhalb des Abstandsringes 60 eine Steuerdruckkammer 106, die mit der Versorgungsdruckkammer 44 über die Versorgungsdrucköffnung 50 und mit dem Sumpf 14 durch die Rücklauföffnung 104 und die Innenbohrung 80 des rohrförmigen Abschnittes 78 in Verbindung steht. Die Steuer­ druckkammer 106 steht mit dem Inneren des äußeren Polstückes 64 über einen Ringraum 108 im Zentrum der Arbeitsfläche 66 des äußeren Polstückes 64 in Verbin­ dung, der zwischen diesem äußeren Polstück und dem rohrförmigen Abschnitt 78 liegt. Der elastische Dichtungsring 76 verhindert ein Durchlecken von Fluid aus dem Innenraum des Betätigungsmagneten. Die Steuer­ druckkammer 106 steht mit dem Steuerdruckdurchlaß 28 über eine Steuerdrucköffnung 110 in der Bodenwand 25 der Bohrung 16 in Verbindung, wie aus den Fig. 1 und 3 ersichtlich ist.

Ein Ventilglied in Form einer magnetisierbaren Anker­ platte 112 ist in der Steuerdruckkammer 106 angeordnet und bewirkt ein Öffnen und Schließen der Versorgungs­ drucköffnung 50 bzw. der Rücklauföffnung 104. Mit Ausnahme der später beschriebenen Unterschiede ist die Ankerplatte 112, ihre Anbringung in der Steuerdruck­ kammer 106 und ihre Bewegungsmöglichkeit im wesentlichen gleich der, die in der US-PS 45 72 436 beschrieben ist.

Von der Seite aus gesehen, die in Fig. 1 dargestellt ist, ist die Ankerplatte 112 nach einer Seite verjüngt oder keilförmig ausgebildet und enthält eine ebene Versor­ gungsdurchöffnungs-Dichtfläche 114 und eine ebene Rücklauföffnungs- Dichtfläche 116. In Draufsicht, wie in Fig. 3 dargestellt, besitzt die Ankerplatte 112 ein Ende 118 mit großem Radius, das gegen die Innenseite des Abstands­ ringes 60 anliegt, und ein Ende 120 mit kleinem Radius. Diese gekrümmten Enden sind durch auseinanderlaufende Seitenwände 122 verbunden. Der Radius an dem Ende 120 und der Abstand zwischen den auseinanderlaufenden Seitenwänden 122 bei dem Ende 120 sind so aufeinander abgestimmt, daß sichergestellt ist, daß die Ankerplatte vollständig die Kreisstege um die Versorgungs­ drucköffnung 50 bzw. die Rücklauföffnung 104 überdeckt.

Die Ankerplatte 112 ist um eine gedachte Achse an dem mit großem Radius versehenen Ende 118 schwenkbar, und zwar zwischen einer versorgungsseitig aufsitzenden Stellung, die in Fig. 1 gezeigt ist, und einer rücklauf­ seitig aufsitzenden Stellung, die nicht dargestellt ist. In der versorgungsseitig aufsitzenden Stellung liegt die Versorgungsdrucköffnungs-Dichtfläche 114 in der ersten Ebene 26 und sitzt sowohl an dem kreisförmigen Steg um die Versor­ gungsdrucköffnung 50 als auch an der ebenen Endfläche 46 des ersten Sitzeinsatzes 38 auf, während die Rücklauföffnungs- Dichtfläche 116 einen Abstand von der zweiten Ebene 67 einhält, der gleich dem maximalen Luftspalt 124 ist. In der rücklaufseitig aufsitzenden Stellung liegt die Rücklauföffnungs-Dichtfläche 116 in der zweiten Ebene 67 und sitzt auf dem kreisförmigen Steg um die Rücklauföffnung 104 und an der ebenen Endfläche 102 des zweiten Sitzein­ satzes 98 auf, während die versorgungsdrucköffnungsseitige Dichtfläche 114 von der ersten Ebene 26 mit dem Ventilhub getrennt ist, der im wesentlichen gleich dem Luftspalt 124 ist. Der Hub der Ankerplatte bestimmt die Ventilsitzfläche in Axialrichtung relativ zur Achse 18 in der vorsorgungsseitig aufsitzenden bzw. rücklaufseitig aufsitzenden Stellung der Platte.

Eine Wendelfeder 126 ist um den rohrförmigen Abschnitt 78 des inneren Polstückes angeordnet und liegt an einem Ende gegen die Rücklauföffnungs-Dichtfläche 116 der Ankerplatte 112 und am anderen Ende gegen den Spulenkörper 84 an, und spannt so die Ankerplatte in die auf der Versorgungs­ seite aufsitzende Stellung vor. Ein aus nicht magnetisierbarem Metall gebildeter Drahthalter 128 ist in der Steuerdruckkammer 106 angeordnet, um die Ankerplatte 112 in der in Fig. 3 dargestellten zentrierten Lage relativ zu den Öffnungen 50 bzw. 104 zu halten.

Wie am besten aus Fig. 1 und 3 zu sehen ist, unterscheidet sich die Ankerplatte 112 von der in der erwähnten US-PS 45 72 436 beschriebenen darin, daß sie einen kreisförmigen Durchlaß oder Ausschnitt 130 besitzt, der die Versorgungsdrucköffnungs-Dichtfläche 114 mit einer Kreiskante 132 und die Rücklauföffnungs-Dichtfläche 116 mit einer Kreiskante 134 überschneidet. In der auf der Versorgungsseite aufsitzenden Stellung ist die Kreiskante 132 konzentrisch mit der Kreiskante 48 um die ebene Endfläche 46 des ersten Sitzeinsatzes und leicht innerhalb dieser Kante 48 angeordnet, so daß die Ankerplatte vollständig die ringförmige Versorgungs­ drucköffnung 50 überdeckt und verschließt. In der rücklaufseitig aufsitzenden Stellung ist die Kreiskante 134 konzentrisch mit der Kreiskante 103 zur ebenen Endfläche 102 des zweiten Sitzeinsatzes 98 und leicht innerhalb von dieser, so daß die Ankerplatte vollständig die ringförmige Rücklauföffnung 104 überdeckt und schließt.

Der Betrieb des elektrohydraulischen Drucksteuerventils 30 geschieht auf folgende Weise: Bei anfangs entregtem Magneten, wenn die Versorgungsdruckkammer 44 mit Fluid gefüllt ist, das unter Versorgungsdruck steht, hält die Feder 126 die Ankerplatte 112 in der auf der Versorgungs­ seite aufsitzenden Stellung, und die Steuerdruckkammer 106 wird zum Sumpf 14 hin durch die Rücklauföffnung 104 entleert, so daß der Steuerdruck gleich dem Umgebungs­ druck ist. Die Differenzdruckfläche der Ankerplatte 112, die dem Steuerdruck ausgesetzt ist, d. h. diejenige Fläche einer Seite der Ankerplatte, der kein gleich hoher Druck auf der anderen Seite der Ankerplatte gegenübersteht, ist gleich der Fläche der Versorgungsdrucköffnung 50, so daß die Feder 126 mindestens eine Kraft ausüben muß, die gerade das Produkt aus Versorgungsdruck und Fläche der Versorgungsdrucköffnung übersteigt.

Um die Strömungsrate von der Versorgungsdruckkammer 44 in die Steuerdruckkammer 106 bei einem Ventilhub gleich dem Luftspalt 124 zu maximieren, wird der Durchmesser D ₁ maximiert. Um die radiale Fläche der Versorgungsdrucköffnung zu minimieren und damit die sich durch den Druckunterschied ergebende Kraft auf die Ankerplatte, die durch die Feder aufgebracht werden und mittels der elektromagnetischen Kraft (EMF) des Betätigungsmagneten überwunden werden muß, um die Ankerplatte von der versorgungsseitigen Sitzstellung zu der rücklaufseitigen Sitzstellung zu bewegen, wird der Durchmesser D ₂ auf eine Abmessung maximiert, die mit der erforderlichen Strömungsrate durch die radialen und axialen Ventilsitzflächen verträglich ist. Falls der Durchmesser D ₂ kleiner als dieser Maximalwert ist, dann ist die Versorgungsdrucköffnung übergroß und es ist eine stärkere Feder erforderlich, um der Differential­ druckkraft auf die Ankerplatte zu widerstehen, die dann ebenfalls entsprechend größer ist.

Wenn die Spule 86 erregt wird, schwenkt die Ankerplatte 112 durch die Betätigungskraft des Magneten gegen die Vorspannung der Feder 126 aus der auf der Versorgungs­ seite aufsitzenden Stellung zu der rücklaufseitig aufsitzenden Stellung. Sobald die Rücklauföffnung 104 geschlossen ist, steigt der Steuerdruck in der Steuer­ druckkammer 106 zum Versorgungsdruck hin an. In der Steuerdruckkammer 106 vorhandenes Fluid umläuft die Ankerplatte 112 außer der Differentialdruckfläche der Ankerplatte, über die der Steuerdruck wirkt, um eine sich aus dem Differentialdruck ergebende Kraft in Richtung zu der rücklaufseitig aufsitzenden Stellung zu erzeugen. Falls die Spule während eines längeren Zeitraums beaufschlagt bleibt, kann der Steuerdruck gegebenenfalls gleich dem Versorgungsdruck werden. Falls die Spule abwechselnd mit ausgewählter Frequenz gemäß der für den Magneten ausgewählten relativen Einschaltdauer beaufschlagt und entregt wird, stabilisiert sich der Steuerdruck bei einem Zwischenwert zwischen Versorgungsdruck und Umgebungsdruck.

Die Entlastungsnuten 52 und 54 in der Bodenwand 25 der Bohrung 16 und die Nut 94 am entferntliegenden Ende des rohrförmigen Abschnittes 78 verringern die Möglichkeit, daß Fluid zwischen der Ankerplatte und der Bodenwand bzw. dem Abschnitt 78 eingeschlossen wird, so daß eine viskose Dämpfung der Ankerplatte vermieden wird.

Es ist erforderlich, die Größe der sich aus dem Differentialdruck ergebenden Kraft auf die Ankerplatte 112 zu minimalisieren, die in Richtung zu der auf der Rücklaufseite aufsitzenden Stellung wirkt, da die Feder 126 diese Kraft beim Rückstellen der Ankerplatte in die versorgungsseitig aufsitzende Stellung überwinden muß. Falls die resultierende Kraft das erzielbare Minimum übersteigt, ist eine stärkere Feder 126 erforderlich, um die dann nötige größere Rückstellkraft zu erzeugen, und damit wird auch ein kräftigerer Magnet mit höherer EMF erforderlich, um die Ankerplatte in der Gegenrichtung zu der rücklaufseitig aufsitzenden Stellung zu schwenken.

Die Öffnung oder der Durchlaß 130 in der Ankerplatte 112 trägt zur Minimalisierung der sich aus der Druck­ differenz ergebenden Kraft zu der rücklaufseitig auf­ sitzenden Stellung dadurch bei, daß derjenige Abschnitt der Ankerplatte entfernt wird, der genau gegenüber der Endfläche 102 des zweiten Sitzeinsatzes 98 in der rücklaufseitig aufsitzenden Stellung der Ankerplatte liegen würde. So ist die Differenzdruckfläche der Ankerplatte in der rücklaufseitig aufsitzenden Stellung im wesent­ lichen nur gleich der Fläche der Rücklauföffnung 104, da das unter Druck stehende Fluid auf die Fläche 102 statt auf die Ankerplatte wirkt.

Claims (5)

1. Elektrohydraulisches Drucksteuerventil mit

• - einem Ventilgehäuse, in dem eine Druckkammer und eine zwischen einer Quelle für Fluid mit Versorgungsdruck und der Druckkammer angeordnete Versorgungsdrucköffnung sowie eine zwischen einem Fluidsumpf mit Umgebungs­ druck und der Druckkammer angeordnete Rücklauföffnung vor­ gesehen sind,
• - einer eine erste ebene Abdichtfläche aufweisenden magne­ tisierbaren Ankerplatte, die in der Druckkammer befestigt und zwischen einer ersten abdichtenden und einer zweiten Stellung bewegbar ist,
• - einer an der Ankerplatte abgestützten Feder, die die Ankerplatte in Richtung der ersten abdichtenden Stellung vorspannt, und
• - einem Elektromagneten im Ventilgehäuse, durch den die Ankerplatte von der ersten abdichtenden Stellung in die zweite Stellung umsteuerbar ist,

dadurch gekennzeichnet,
daß die koaxial zur Hauptachse (18) des Ventilgehäuses (10) liegende Versorgungsdrucköffnung (50) in einer zur Hauptachse (18) senkrechten ersten Ebene (26) in die als Steuerdruckkammer (106) ausgebildete Druckkammer mündet und von der ersten ebenen Abdichtfläche der Ankerplatte (112) in deren erster Stellung dicht verschlossen ist,
daß die ebenfalls zur Hauptachse (18) koaxiale Rücklauf­ öffnung (104) in einer zur ersten Ebene (26) parallelen zweiten Ebene (67) in die Steuerdruckkammer (106) mündet und von einer zweiten ebenen Abdichtfläche der Anker­ platte (112) in deren zweiter Stellung dicht verschlossen ist, in der die Versorgungsdrucköffnung (50) geöffnet ist,
daß in die Steuerdruckkammer (106) eine Steuerdruck­ öffnung (110) mündet,
daß die Versorgungsdrucköffnung (50) radial nach innen durch einen ersten Sitzeinsatz (38) und die Rücklauf­ öffnung (104) radial nach innen durch einen zweiten Sitzeinsatz (98) begrenzt ist, und
daß in der Ankerplatte (112) ein Durchlaß (130) vorge­ sehen ist, dessen Umfangswand radial nahe innerhalb der Begrenzungswand des ersten und des zweiten Sitzeinsatzes verläuft, wobei der Durchlaß (130) in der ersten Stellung der Ankerplatte (112) durch den ersten Sitzeinsatz (38) und in der zweiten Stellung durch den zweiten Sitzeinsatz (98) dicht verschlossen ist.

2. Elektrohydraulisches Drucksteuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Versorgungsdrucköffnung (50) durch eine erste, den äußeren Mündungsdurchmesser bestimmende Kreiskante (36) mit einem ersten Durchmesser und durch eine zweite, zur ersten konzentrischen und den inneren Mündungsdurch­ messer bestimmende Kreiskante (48) mit einem zweiten Durchmesser des eine ebene Endfläche (46) in der ersten Ebene (26) enthaltenden ersten Sitzeinsatzes (38) be­ grenzt ist,
daß die Steuerdruckkammer (106) zwischen der ersten und der zweiten Ebene (26, 67) vorgesehen ist,
daß die Steuerdrucköffnung (110) in einer in der ersten Ebene (26) liegenden Bodenwand (25) des Ventilgehäuses (10) angeordnet ist,
daß ein inneres Polstück (68) des Betätigungsmagneten einen rohrförmigen, mit der Hauptachse (18) koaxialen Abschnitt (78) aufweist, dessen Durchgangsbohrung (80) eine Verbindung zwischen der Steuerdruckkammer (106) und dem Fluidsumpf (14) herstellt,
daß der rohrförmige Abschnitt (78) mit einer in der zwei­ ten Ebene (67) liegenden Stirnseite (91) endet, an der die Durchgangsbohrung (80) an diesem Ende (91) durch eine dritte Kreiskante (92) begrenzt ist und mit einem dem ersten Durchmesser entsprechenden Durchmesser in die Steuerdruckkammer (106) mündet,
daß der zweite Sitzeinsatz (98) eine ebene Endfläche (102) aufweist, die durch eine vierte Kreiskante (103) mit einem dem zweiten Durchmesser entsprechenden vierten Durchmesser begrenzt ist,
daß der zweite Sitzeinsatz (98) im rohrförmigen Abschnitt (78) befestigt ist, wobei die Endfläche in seiner zweiten Ebene (67) liegt und die vierte Kreiskante (103) mit der dritten Kreiskante (92) konzentrisch ist und mit dieser die Rücklauföffnung (104) ringförmig begrenzt,
daß die Feder (126) zwischen einem Spulenkörper (84) des Elektromagneten (62) und der Ankerplatte (112) abgestützt ist, und
daß der Durchlaß (130) in der Ankerplatte (112) die versorgungsöffnungsseitige und rücklauföffnungsseitige ebene Fläche in mit jeweils mit der Hauptachse koaxialen kreisförmigen Kanten (132, 134) schneidet und deren Durch­ messer im wesentlichen gleich dem zweiten bzw. vierten Durchmesser sind.

3. Elektrohydraulisches Drucksteuerventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungsdrucköffnung (50) von mindestens einer kreisförmigen, zur ersten Ebene (26) hin offenen Ent­ lastungsnut (52, 54) derart umgeben ist, daß zwischen der Versorgungsdrucköffnung (50) und der Entlastungsnut (52, 54) ein in der ersten Ebene (26) liegender Messerkanten­ steg verbleibt.

4. Elektrohydraulisches Drucksteuerventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Stirnseite (91) des rohrförmigen Abschnitts (78) eine zur Steuerdruckkammer (106) hin offene, die Rücklauföffnung (104) ringförmig umgebende Entlastungsnut (94) derart angeordnet ist, daß zwischen der Rücklauf­ öffnung (104) und der Entlastungsnut (94) ein in der zwei­ ten Ebene (67) liegender Messerkantensteg verbleibt.