DE69509967T2

DE69509967T2 - Einbauventil

Info

Publication number: DE69509967T2
Application number: DE69509967T
Authority: DE
Inventors: Anders Leif Thor
Original assignee: Voac Hydraulics Boras AB
Current assignee: Parker Hannifin AB
Priority date: 1994-03-11
Filing date: 1995-03-09
Publication date: 2000-01-13
Anticipated expiration: 2015-03-10
Also published as: SE507067C2; SE9400835D0; EP0676548A1; DE69509967D1; SE9400835L; EP0676548B1; US5651387A

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem elektromagnetischen Einbau-Steuerventil zur unmittelbaren Montage an einem durch Steuerdruck betätigten Umsteuerventil.
Insbesondere betrifft die Erfindung ein elektromagnetisches Einbau-Steuerventil eines Typs mit einem Ventilstößel zum Einfügen in einen Buchsenbereich in dem Gehäuse des Umsteuerventils, wobei der Ventilstößel quer angeordnete Fluidverbindungsöffnungen zur Verbindung mit einem Druckfluidkanal bzw. einem Ausströmkanal in dem Gehäuse des Umsteuerventils, eine Steuerstromöffnung, die am Ende des Ventilstößels angeordnet und von den quer angeordneten Bohrungen durch einen Dichtring getrennt ist, sowie der Steuerstromöffnung zugeordnete Mittel zur Durchlaßbegrenzung besitzt (vgl. EP-A-0 073 268).
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Einbauventil der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, soweit Kompaktheit und Einfachheit in der Ausführung und Montage betroffen sind.
Bei vorbekannten Einbauventilen der vorgenannten Art bestehen Nachteile hauptsächlich darin, daß sie einen langen und Raum benötigenden Ventilstößel zum Einfügen in einen Buchsenbereich in dem Gehäuse des Umkehrventils besitzen. Der Grund hierfür liegt hauptsächlich darin, daß die den Steuerstrom begrenzenden Mittel einen düsenähnlichen Stopfen aufweisen, der in den Endbereich der Steuerventilbohrung eingeschraubt ist. Entsprechend erfordern es diese stopfenartigen, den Durchfluß begrenzenden Mittel, daß der Ventilstößel über die nur für die axiale Stellbewegung des Steuerventilelements benötigte Länge hinaus verlängert ist.
Ein weiterer dem eingangs beschriebenen Einbau-Steuerventil nach dem Stand der Technik innewohnender Nachteil besteht darin, daß ein Gewinde in den Endbereich der Ventilbohrung zur Montage des den Durchfluß begrenzenden Stopfens geschnitten und eine Außenumfangsnut an dem Ventilstößel ausgebildet werden muß, um den die Steuerstromöffnung von den anderen Seitenöffnungen trennenden Dichtring zu halten.
Die vorstehenden Nachteile werden durch die Erfindung vermieden, wie sie in den Ansprüchen definiert ist.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen im Detail erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Teilschnitt zweier identischer, erfindungsgemäßer Einbau-Steuerventile, die an einem Umsteuerventil angebracht sind;
Fig. 2 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Einbau-Steuerventils;
Fig. 3 in größerem Maßstab einen Teilschnitt des Endbereichs des Ventilsstößels.
Die in Fig. 1 gezeigte Ventilanordnung besitzt zwei identische Einbau-Steuerventile 10a, 10b, die an dem Gehäuse 12 eines durch Steuerdruck betätigten Umsteuerventils 13 montiert sind. Letzteres dient dazu, den Betrieb eines Hydraulikmotors zu steuern und ist mit einer hydraulischen Druckpumpe und über einen Ausströmkanal mit einem Tank verbunden.
Das hydraulische Motorantriebssystem gehört einschließlich des Umsteuerventils zum üblichen und bekannten Stand der Technik, und daher wird es von dieser detaillierten Beschreibung ausgenommen.
Wie in Fig. 1 dargestellt ist, verfügt jedes der beiden Einbau-Steuerventile 10a, 10b über einen oberen Bereich 15, der einen elektromagnetischen Aktuator einschließt, und einen unteren Ventilstößel 16. Der Aktuatorbereich 15 ist mit einem radialen Montageflansch 17 ausgebildet, mit welchem die Einbaueinheit über Schrauben 18 an dem Gehäuse 12 des Umsteuerventils befestigt wird. Ferner ist ein Anschlußblock 20 für elektrische Leitungen (nicht gezeigt) vorgesehen, durch welche dem elektromagnetischen Aktuator ein Betätigungsstrom zugeleitet wird.
Der Ventilstößel 16, der in einem Buchsenbereich 21 in dem Gehäuse 12 des Umsteuerventils aufnehmbar ist, besitzt eine axiale Ventilbohrung 22 (siehe Fig. 3), in welcher axial verschieblich ein Ventilelement (nicht dargestellt) angeordnet ist, das mit dem elektromagnetischen Aktuator gekoppelt ist. Dies stellt eine bekannte und häufig verwendete grundlegende Konstruktion eines Einbau-Steuerventils dar und ist nicht Bestandteil der Erfindung. Daher wird in diese Beschreibung keine detaillierte Erläuterung aufgenommen.
Weiterhin ist der Ventilstößel 16 mit einer ersten, quer angeordneten Fluidverbindungsöffnung 24 versehen, die auf der gleichen Höhe wie ein Ausströmkanal 25 in dem Gehäuse 12 des Umsteuerventils angeordnet ist. Die Öffnung 24 und der Ausströmkanal 25 werden durch zwei axial mit Abstand voneinander angeordnete Dichtringe 26, 27 abgedichtet. Letztere sind zwischen dem Ventilstößel 16 und dem Buchsenbereich 21 angeordnet.
Auf einem tieferen Niveau ist der Ventilstößel 16 mit einer zweiten quer angeordneten Fluidverbindungsöffnung 29 versehen, die mit einem an einer Pumpe angeschlossenen Druckfluidkanal 30 in dem Gehäuse 12 des Umsteuerventils in Verbindung steht.
Am unteren Ende des Ventilstößels 16 ist die Ventilbohrung 22 offen, um eine Steuerstromverbindungsöffnung zu schaffen. Letztere ist über Steuerstromkanäle 31 in dem Gehäuse 12 des Umsteuerventils mit einem der Steuerdruck-Aktuatoren an den Enden des Umsteuerventils 13 verbunden.
Eine den Steuerstrom begrenzende Kappe 32 mit im wesentlichen zylindrischer Form ist am Endbereich des Ventilstößels 16 befestigt. Diese Endkappe 32 besteht aus einem gepreßten Metallblech und besitzt eine flache, kreisförmige Stirnwand 33 mit einer mittigen, den Durchlaß begrenzenden Öffnung 38 und einem radialen Umfangsflansch 34. Die Kappe 32 ist auch mit einer Anzahl von Vertiefungen oder Vorsprüngen 35 nach innen versehen, um in eine Umfangsnut 36 an dem Ventilstößel 16 einzugreifen und dadurch die Kappe 32 an letzterem zu halten. Eine konische Fase 37 am äußersten Ende des Ventilstößels 16 erleichtert das Aufsetzen der Kappe 32 auf den Ventilstößel 16, wenn die Kappe 32 durch Aufdrücken auf letzterem montiert wird.
Auf dem Ventilstößel 16 ist ein Dichtring 40 gehalten, um die Steuerstromöffnung 38 von den anderen Öffnungen und Kanälen, hauptsächlich von dem Kanal 30 mit Pumpendruck abzudichten. Der Dichtring 40 wird axial durch den Flansch 34 der Kappe 32 abgestützt.
Funktional ist jedes der Einbau-Steuerventile in der Lage, proportional zu einem elektrischen Steuersignal zu wirken, um hydraulisches Fluid von einem der Steuerdruck-Aktuatoren des Umsteuerventils zuzuführen oder abzuführen.
Beim Verlagern des Ventilelements in der Ventilbohrung 22 wird der Steuerstromkanal 31 wahlweise mit dem Pumpendruckkanal 30 und dem Ausströmkanal 25 verbunden. Auf diese Weise wird durch alternatives Beaufschlagen der Steuerdruck-Aktuatoren mit Druck oder Entlasten der Steuerdruck-Aktuatoren des Umsteuerventils 13 dieses dazu gebracht, den Betrieb des an ihn angeschlossenen Hydraulikmotors zu steuern.
In Abhängigkeit von dem tatsächlichen Motoreinsatz und der Charakteristik der durch den Motor zu handhabenden Last ist es wünschenswert, den Grad der Steuerstrombegrenzung, d. h. die Größe der den Fluß begrenzenden Öffnung 38 verändern zu können.
Vorzugsweise ist die den Durchfluß begrenzende Kappe 32 Bestandteil einer Reihe austauschbarer Kappen, die alle mit den Durchfluß begrenzenden Öffnungen unterschiedlicher Größen versehen sind, wobei das Verändern des Umfangs der Durchflußbegrenzung leicht durch Austauschen der momentan auf dem Ventilstößel sitzenden Kappe gegen eine andere Kappe mit größerer oder kleinerer Begrenzungsöffnung 38 bewerkstelligt werden kann.
Abgesehen von der Tatsache, daß die den Steuerstrom begrenzende Endkappe 32 und der Dichtring 40 sehr leicht auf dem Ventilstößel 16 zu montieren und von diesem zu entfernen sind, ermöglicht es diese neue Anordnung, die Länge des Ventilstößels 16 wesentlich zu reduzieren. Der Grund besteht darin, daß die neue, tassenförmige Begrenzungskappe für den Steuerstrom vollständig außerhalb der Ventilbohrung 22 angeordnet ist und lediglich eine dünne Stirnwand 33 besitzt, welche die Länge des Ventilstößels 16 sehr wenig vergrößert. Dies bedeutet, daß die Ventilbohrung 22 ebenso wie der Ventilstößel 16 selbst nicht länger sein müssen, als es zum Schalten des Steuerventils benötigt wird. Dem Ventilstößel 16 kann ebenso wie dem Einbau-Steuerventil als Ganzes eine sehr kompakte Gestaltung verliehen werden. Auch der in dem Gehäuse 12 des Umsteuerventils erforderliche Raum für die den Ventilstößel aufnehmenden Buchsenbereiche 21 wird verringert, was zu einer kompakteren Gesamtkonstruktion führt.

Claims

1. Elektromagnetisches Einbau-Steuerventil zur unmittelbaren Montage an einem durch Steuerdruck betätigten Umsteuerventil (13) mit einem Ventilstößel (16) zum Einfügen in einen Buchsenbereich (21) in dem Gehäuse (12) des Umsteuerventils, wobei der Ventilstößel (16) quer angeordnete Fluidverbindungsöffnungen (24, 29) zur Verbindung mit einem Druckfluidkanal (30) bzw. einem Ausströmkanal (25) in dem Gehäuse (12) des Umsteuerventils, eine Steuerstromöffnung (22), die am Ende des Ventilstößels (16) angeordnet und von den quer angeordneten Öffnungen (24, 29) durch einen Dichtring (40) getrennt ist, sowie der Steuerstromöffnung (22) zugeordnete Mittel (32) zur Durchlaßbegrenzung besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die den Durchlaß begrenzenden Mittel (32) eine Endkappe (32) aufweisen, die am Ende des Ventilstößels (16) angeordnet und mit einer den Durchlaß begrenzenden Öffnung (38) und einer ringförmigen Schulter (34) zum axialen Halten des Dichtrings (40) ausgebildet ist.

2. Einbauventil nach Anspruch 1, bei welchem am Ende des Ventilstößels (16) eine äußere Umfangsnut (36) vorgesehen ist und bei welchem die Endkappe (32) mit einem oder mehreren inneren Vorsprüngen (35) derart ausgebildet ist, daß diese in die Nut (36) zum axialen Halten der Endkappe (32) relativ zu dem Ventilstößel (16) eingreifen, sobald diese auf letzteren aufgesteckt ist.

3. Einbauventil nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die Endkappe (32) aus Blech hergestellt ist und die Schulter (34) einen einstückig mit ihr ausgebildeten radialen Flansch aufweist.

4. Einbauventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem die Endkappe (32) eine im wesentlichen zylindrische Form und eine flache kreisförmige Stirnwand (33) besitzt, wobei die den Durchfluß begrenzende Öffnung (38) in der Mitte der Stirnwand (33) angeordnet ist.

5. Einbauventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem die Endkappe (32) Bestandteil eines Satzes austauschbarer Endkappen ist, die alle mit den Durchfluß begrenzenden Öffnungen (38) unterschiedlicher Größen versehen sind.