DE4221822A1 - Magnetventil, insbesondere von einem regelbaren Elektromagneten betätigbares Ventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Magnetventil, insbesondere ein Ma­ gnetventil, das von einem regelbaren Elektromagneten betätigbar ist. Nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 besitzt ein solches Magnetventil einen axial verstellbaren Magnetanker, der sich in einem mit Flüssigkeit gefüllten Ankerraum befindet und der eine zentrische Bohrung zur Aufnahme eines Stößels und wenigstens einen von Stirnseite zu Stirnseite axial verlaufenden Kanal auf­ weist.

Ein Magnetventil mit diesen Merkmalen ist aus einer Reihe von Druckschriften bekannt. Der Ankerraum ist mit Flüssigkeit, nor­ malerweise mit einem Öl gefüllt, um Schwingungen des Magnet­ ankers zu verhindern oder zumindest zu reduzieren und um eine Schmierung der Laufflächen der gegeneinander bewegbaren Teile zu gewährleisten. Über den axial verlaufenden Kanal findet während einer Bewegung des Magnetankers ein Druckausgleich zwischen den beiden vom Magnetanker getrennten, sich vor den beiden Stirnseiten des Magnetankers befindlichen Kammern des Ankerraums statt. Der Ankerraum kann in Verbindung mit einer Ventilkammer stehen, durch die die Hydraulikflüssigkeit strömt. Bei anderen Magnetventilen ist der Ankerraum z. B. durch Gummimembranen hermetisch nach außen abgedichtet und wird nach dem Zusammenbau des Magnetventils mit Öl gefüllt. Besondere Maßnahmen, um das Eindringen von Schmutzpartikeln in den Ankerraum zu verhindern, sind dann nicht notwendig.

Die DE 30 14 962 A1 zeigt ein Magnetventil mit einem Magnetan­ ker, der zwei sich bezüglich der Achse des Magnetankers diame­ tral gegenüberliegende Kanäle zum Flüssigkeitsaustausch zwischen den beiden Kammern des Ankerraums hat. Jeder Kanal wird durch eine Nut in der Außenfläche des Magnetankers gebildet. Damit geht eine gewisse Schwächung der Magnetkraft einher. Auch sind außenliegende Nuten im Magnetanker von Nachteil, wenn die Aus­ senfläche des Magnetankers als Lagerfläche für die Axialbewegung benutzt wird. Die Lagergegenfläche könnte beschädigt werden und sich die Leichtgängigkeit des Magnetankers mit der Zeit verrin­ gern.

Aus der DE 37 21 208 A1 ist ein Magnetventil mit einem Magnetan­ ker bekannte, bei dem die Kanäle durch axiale Bohrungen gebildet sind. Da die Bohrungen wegen der gewünschten Dämpfung der Bewe­ gungen des Magnetankers nur einen kleinen Durchmesser haben, sind sie, vor allem wenn es sich um lange Magnetanker handelt, schwierig herzustellen. Die verwendeten Bohrer brechen leicht ab.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Magnetventil mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruches 1 so weiterzu­ entwickeln, daß jeder axial verlaufende Kanal sich auf einfache Weise herstellen läßt und so angeordnet ist, daß die Magnetkraft nicht geschwächt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Magnetventil ge­ löst, das mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruches 1 ausgestattet ist und bei dem der Kanal von einer zu dem Stößel hin offenen Nut gebildet wird. Bei einem erfindungsgemäßen Ma­ gnetventil sind also zum Durchtritt der Flüssigkeit durch den Magnetanker in diesen keine Bohrungen, sondern wie an sich be­ kannt offene Nuten vorgesehen. Diese befinden sich jedoch nicht wie beim Stand der Technik an der Außenfläche des Magnetankers sondern in dem zentrischen Durchgang. Sie können deshalb anders als Bohrungen durch Fräsen oder Räumen hergestellt werden. Ins­ besondere wenn der Magnetanker, wie in Anspruch 7 angegeben, aus seinem profilgezogenen Halbzeug oder, wie in Anspruch 8 angegeben, aus einem Sintermaterial gefertigt ist, können die Nuten auf besonders einfache Weise schon beim Ziehen oder beim Verdichten des Pulvermaterials in einer Preßform geschaffen werden. Die Zieh- oder Preßform besitzt dazu einen Dorn, dessen Querschnitt dem Querschnitt des zentralen Durchgangs und der Nu­ ten entspricht. Wollte man beim Formen als Bohrungen ausge­ bildete Kanäle im Magnetanker schaffen, so müßte die Form einzelne dünne Stifte besitzen. Die Gefahr, daß diese abbrechen ist sehr groß. Die Anordnung der Nuten im zentralen Durchgang des Magnetankers ist insbesondere auch dann von Vorteil, wenn der Magnetanker gemäß Anspruch 5 an seinem Außenumfang geführt ist. Es ist dann eine ununterbrochene glatte Lagerfläche vorhan­ den, so daß gute Lagereigenschaften über eine lange Betriebszeit des Magnetventils erhalten bleiben.

Gemäß Anspruch 2 ist der zentrische Durchgang bevorzugt eine im Querschnitt kreisrunde Bohrung, so daß eine große Berührungsflä­ che zwischen dem Magnetanker und dem Stößel und damit ein guter Halt des zweckmäßigerweise in den Magnetanker eingepreßten Stö­ ßels möglich ist. Grundsätzlich ist es jedoch auch denkbar, daß der zentrische Durchgang als Querschnitt eine polygone Fläche, z. B. ein Dreieck oder ein Viereck hat. Insbesondere bei der Her­ stellung des Magnetankers aus einem Sintermaterial bedeutet ein solcher zentrischer Durchgang keinen zusätzlichen Aufwand. Beim Einpressen eines kreisrunden Stößels in den zentrischen Durch­ gang würden dann die zum Stößel hin offenen Nuten in den Ecken des Durchgangs entstehen. Hat der Stößel dagegen denselben Quer­ schnitt wie der zentrische Durchgang, so wären zusätzliche Nuten in einzelnen Flächen des zentrischen Durchgangs notwendig. Ist der zentrische Durchgang des Magnetankers im Querschnitt kreisrund, so können die Nuten auch dadurch erzeugt werden, daß der Stößel einen polygonalen Querschnitt hat. Die Nuten wären dann an den ebenen Flächen des Stößels vorhanden.

Gemäß Anspruch 3 sind vorteilhafterweise mehrere zum Stößel hin offene Nuten vorhanden, die in peripherer Richtung gleichmäßig verteilt sind. Dies bedeutet, daß am Magnetanker Kräfte nicht einseitig angreifen und ein Verkanten herbeiführen, wenn die Flüssigkeit durch die Nuten strömt. Ist der Magnetanker aus Sin­ terwerkstoff hergestellt und werden die Nuten schon beim Preß­ formen geschaffen, so wird bei einer symmetrischen Anordnung der Nuten der den zentralen Durchgang und die Nuten freihaltende Zapfen des Formwerkzeugs besonders stabil. Bevorzugt sind drei gleichmäßig verteilte Nuten vorhanden.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Magnetventils ist in der Zeichnung dargestellt. Anhand der Figuren dieser Zeichnung wird die Erfindung nun näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Magnetventil und

Fig. 2 eine Stirnansicht des Magnetankers mit eingesetztem Stößel des Magnetventils aus Fig. 1.

Das gezeigte Magnetventil besitzt ein topfförmiges Rückschluß­ teil 10, in dessen Boden 11 sich ein zentraler Durchgang 12 be­ findet, der die topfförmige Aufnahme 13 auf der einen Seite mit einer wesentlich flacheren, im Durchmesser jedoch an die topf­ förmige Aufnahme 13 heranreichenden Aufnahme 14 auf der anderen Seite des Bodens miteinander verbindet. In die topfförmige Auf­ nahme 13 ist ein Spulenkörper 15 aus Kunststoff mit einer Wick­ lung 16 eingesetzt. Der Spulenkörper 15 hat einen Innendurchmes­ ser, der dem Durchmesser des Durchgangs 12 entspricht. Von der Seite der Aufnahme 14 aus ist in das Rückschlußteil 10 und in den Spulenkörper 15 ein magnetisches Führungsrohr 17 einge­ setzt, das sich in der Aufnahme 14 flanschartig nach außen er­ weitert und auf dem Boden dieser Aufnahme 14 aufliegt. Das Füh­ rungsrohr reicht etwa bis zum oberen Ende des Spulenkörpers 15.

Auf dem Spulenkörper 15 liegt ein im wesentlichen scheibenförmi­ ges Polstück 25 auf, das mit einem Bund 26 in das Führungsrohr 17 hineinragt und mit einem äußeren Kragen 27 bis zum oberen Rand der topfförmigen Aufnahme 13 des Rückschlußteils 10 reicht. Zwischen dem Polstück 25 und einem Deckel 28 ist eine geschlos­ sene Gummimembran 29 eingeklemmt, wobei der Raum zwischen der Gummimembran 29 und dem Polstück 25 über eine axiale Bohrung 30 im Polstück 25 mit dem sich im Inneren des Führungsrohres 17 be­ findlichen Ankerraum 31 verbunden ist. Die Aufnahme 14 des Rück­ schlußteils 10 ist durch einen zweiten Deckel 32 verschlossen, der zugleich als Gehäuse für einen Ventilsitz 33 und einen Ven­ tilschließkörper 34 dient. Zwischen dem Deckel 32 und dem auf dem Boden der Aufnahme 14 aufliegenden, flanschartigen Teil des Führungsrohrs 17 ist eine zweite Gummimembran 35 eingeklemmt.

Durch die beiden Gummimembranen 29 und 35 ist der mit Öl ge­ füllte Ankerraum 31 hermetisch nach außen abgeschlossen. In dem Ankerraum befindet sich der Magnetanker 40, der mit seiner zylindrischen Außenfläche in dem Rohr 17 axial geführt ist. In eine zentrale axiale Bohrung, also in einen mit einem kreisrun­ den Querschnitt versehenen Durchgang des Magnetankers 40 ist ein Stößel 42 eingepreßt,der beide Stirnseiten 43 und 44 des Magnet­ ankers 40 überragt. Auf Seiten der Stirnseite 44 taucht der Stößel 42 in den Bund 26 des Polstücks 25 ein. Er ist dort von einer Schraubendruckfeder 45 umgeben, die zwischen dem Polstück 25 und der Stirnseite 44 des Magnetankers 40 eingespannt ist. An seinem die Stirnseite 43 des Magnetankers überragenden Abschnitt ist der Stößel 42 mit einer Ringnut 46 versehen, in die die Gum­ mimembran 35 mit einer Nabe 47 eingedrückt ist. Im Gegensatz zur Membran 29 ist also die Membran 35 nicht vollkommen geschlossen, sondern besitzt einen zentralen Durchgang. Auf der dem Ankerraum 31 abgewandten Seite der Membran 35 beaufschlagt der Stößel 42 den Ventilschließkörper 34. Der Ventilsitz 33 ist axial ver­ stellbar. Dadurch kann die Vorspannung der Schraubendruckfeder 45 verändert werden.

Damit sich der Flüssigkeitsdruck zwischen der Ankerraumkammer zwischen dem Magnetanker 40 und der Gummimembran 29 und der An­ kerraumkammer zwischen dem Magnetanker 40 und der Gummimembran 35 ausgleichen kann, besitzt der Magnetanker 40 drei in Längs­ richtung verlaufende und zur zentralen Bohrung 41 hin offene Nu­ ten 50. Die Nuten haben jeweils zwei zueinander parallele Sei­ tenwände. In peripherer Richtung der Bohrung 41 sind die Nuten 50 gleichmäßig verteilt. Ihr Abstand voneinander beträgt also 120 Grad. Die zur Bohrung 41 hin offenen Nuten 50 beeinträchti­ gen in keiner Weise die Lagerung des Magnetankers 40 im Füh­ rungsrohr 17 oder den Magnetfluß im Magnetanker. Sie lassen sich außerdem leichter als Bohrungen herstellen. Eine besonders gün­ stige Möglichkeit der Fertigung ergibt sich, wenn wie beim vor­ liegenden Ausführungsbeispiel, der Magnetanker aus einem Sinter­ werkstoff hergestellt ist. Dabei wird Metallpulver in Preßformen verdichtet, wobei dem Magnetanker auch schon im wesentlichen seine endgültige Gestalt gegeben wird. Die Bohrung 41 und die Nuten 50 werden dabei durch einen Stift freigehalten, der im we­ sentlichen einen runden Querschnitt besitzt, an den außen Längsrippen hocken. Die Gefahr, daß dieser Stift bricht, ist sehr gering.

Claims (8)

1. Magnetventil, insbesondere von einem regelbaren Elektro­ magneten betätigbares Ventil, mit einem axial verstellbaren Ma­ gnetanker (40), der sich in einem mit Flüssigkeit gefüllten An­ kerraum (31) befindet und der einen zentrischen Durchgang (41) zur Aufnahme eines Stößels (42) und wenigstens einen von Stirn­ seite (43) zu Stirnseite (44) axial verlaufenden Kanal (50) auf­ weist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal von einer zu dem Stößel (42) hin offenen Nut (50) gebildet wird.

2. Magnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrische Durchgang eine im Querschnitt kreisrunde Bohrung (41) ist.

3. Magnetventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß mehrere zum Stößel (42) hin offene Nuten (50) vorhanden sind, die in peripherer Richtung gleichmäßig verteilt sind.

4. Magnetventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Nuten (50) drei ist.

5. Magnetventil nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetanker (40) an seinem Außenumfang geführt ist.

6. Magnetventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetanker (40) an seinem Außenumfang in einem in eine zen­ trale Aufnahme eines Spulenkörpers (15) eingesetzten Führungs­ rohr (17) gelagert ist.

7. Magnetventil nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetanker aus einem profilgezogenen Halbzeug gefertigt ist, welches vorzugsweise an der radialen Außenfläche drehbearbeitet ist.

8. Magnetventil nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß Magnetanker (40) aus einem Sintermaterial hergestellt ist.