DE7306986U

DE7306986U - Wegeventil

Info

Publication number: DE7306986U
Application number: DE7306986U
Authority: DE
Original assignee: Pulsotronic Merten GmbH and Co KG
Current assignee: Pulsotronic Merten GmbH and Co KG
Publication date: 1973-05-24

Description

Die Erfindung bezieht steh auf ein Wegeventil fUr hydraulische oder pneumatische Steuerungen mit einem durch einen elektriichen, hydraulischen oder pneumatischen Antrieb z.B. Elektromagneten längsverschiebbaren Kolben, der in seinen Endlagen verschiedene Schaltwege öffnet und /oder ichließt und zwecks Anzeige der Schaltitellungen mit einem Stößel versehen ist, der aus dem Ventilgehäuse herausragt.

Die Anzeige der Schal tite I lung des Kolbens ist wichtig fUr die zentrale Steuerung und Überwachung hydraulischer Systeme.

Bei Druckluft-Zylindern wird die Abfrage der Kolbenposition durch zwei in den Endlagen des Kolbens am äußeren Zylinderumfang angebrachten Gebern erreicht, deren Schaltvorgang vom Kolben aulgelöst und Über einen angeschlossenen Stromkreii an eine zentrale Überwachungsstelle gemeldet wird.

Diese Geber sind induktiv wirkende Schalter, die von ihrem Wirkbereich durch die metallische nichrferritische Zylinderwand getrennt sind und bei Annäherung eines aus ferritischem Material bestehenden Kolbens betätigt werden.

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Diese in der G.uppe der Motoren einzureihenden Zylinder unterscheiden sich durch Größe, Aufbau, Wirkungsweise und Anwendung grundsätzlich von hydraulischen Wegeventilen. Hier dient der Kolben zum öffnen und Schließen von Steuerklassen. Dementsprechend ist der Hub des Kolbens im Verhältnis zu Arbeitszylindern klein. Deshalb ist es in der Regel aus Platzmangel nicht möglich, in jeder Endlage des Kolbens einen separaten Geber zu installieren. Außerdem würden sich die Geber gegenseitig beeinflussen und Störtignal abgeben.

Es gibt bereits Wegeventile, die mit mechanischen Endschaltern ausgerüstet sind, die durch einen mit dem Kolben verbundenen Stößel betätigt werden und in einer Endlage den Elektromagneten abschaltet, so daß der Anker abfällt und der Kolben des Ventiles in die Ausgangslage zurückkehrt.

Diese mechanischen Endschalter unterliegen einem Verschleiß, der eine Wartung in gewissen Zeitabständen erforderlich macht.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Geber fUr die Abfragung der StoßeIstellung zu schaffen, bei dem auf die Anordnung (e eines Gebers in jeder Endlage des Stößel· verzichtet werden kann und mit dem möglichst große Stößelhube erfaßt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an dem Wegeventil ein berührungslos wirkender Geber befestigt ist, in oder an dem der Stößel frei beweglich im Bereich des Streufelde· der Spule eine« Oszillators derart angeordnet ist, daß der senkrechte Abstand des Stößels von der aktiven Fläche der Spule Über den Stößelhub etwa konitant bleibt.

Der Geber ist ein induktiv wirkender Schalter und besteht aus einem Oszillator,

einer nachfolgenden Triggerstufe sowie einer Schaltendsti«fe bzw. Leistungsstufe.

Er ist so aufgebaut, daß in einer Endlage des Stößel· ein eindeutiges Signal (O-Sfgnal)

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und in der zweiten Endlage ein demgegenüber inverses Signal (L-Signal ) oder umgekehrt abgegeben wird, da· zur Anzeige der jeweiligen Endstellung des Stößels und damit der augenblicklich vorhandenen Schalt- bzw. Kolbenstellung des Ventils benutzt werden kann,

Die Wirkungsweise des Gebers beruht darauf, daß die Ansprechschwelle der durchgeschalteten Triggerstufe Über einen Rückkopplungszweig soweit abgesenkt ist, daß die Differenz zwischen dem Abstand des Stößels bei dem der Geber ein- und ausschaltet, etwa dem Hub des Stößels entspricht.

Die Anpassung dieser Differenz an den Hub des Stößels ist Über dem gesamten Ansprechbereich des Gebers möglich. Der Ansprechbereich des erfindungsgemäßen Gebers ist definiert durch den größten Abstand des Stößels von der Spule bei dem am Aulgang des Oszillators eine auswertbare Spannungsönderung ansteht und dem Abstand, bei dem der Stößel eine maximale Bedämpfung des Oszillators hervorruft. Dieser Ansprechbereich wird einerseits z.B. durch die frontale Anordnung des Stößels zur Spule des Oszillators begrenzt, wenn sich beide Teile berühren.

Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Geber ist die Anordnung des Stößels zur Spule so gewählt, daß der Stößel die aktive Fläche der Spule in bestimmtem Abstand tangiert. Die Spule hat in bezug auf die Bewegungsrichtung des Stößels eine horizontale Lage. Durch diese Ausbildung wird die Bewogurg des Stößels nicht durch die Spule begrenzt, sondern der Ansprechbereich um den Durchmesser der Spule vergrößert. Dadurch, daß durch das Vorbeigleiten des Stößels an der Spule eine Über den ganzen Spulendurchmesser zunehmende Bedämpfung des Oszillators eintritt, lassen sich StößeIStellungen durch den Geber erfassen, die um den Durchmesser der Spule größer sind als der normale Schaltabstand.

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Die Schaltung del Gebers ist in einem quaderförmigen Gehäuse angeordnet und mit einer Vergußmasse gegen mechanische und klimatische Beanspruchungen geschützt. Im Bereich der Spule det Oszillators hat das Gehäuse eine Bohrung, die fluchtend zur Bewegungsrichtung des Stößels verläuft. Spule und Stößel sind durch die Wandung der Bohrung voneinander getrennt.

Die der Bohrung zugeordnete Fläche des Gebers ist als Dichtung ausgebildet und mildem Ventil druckdicht verschraubt, so daß Ventil, Geber und Antrieb eine Baueinheil· bilcien.

Auf der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausfuhrungsbeispiel dargestellt und zwar zeigen :

Fig. 1 eine teilweise im Längsschnitt dargestellte Baueinheit eines

elektromagnetischen Wegeventils,

Fig. 2 die Draufsicht nach Fig. 1,

Fig. 3 Anordnung und Bewegungsrichtung des Stößels zur Spule des

Oszillators,

Fig. 4 ein Blockschaltbild des Gebers.

Die Baueinheit nach Fig. 1 und 2 der Zeichnung besteht aus drei Funktionseinheiten, die mit 5, 6 und 7 bezeichnet sind. Mit 5 ist der Ventilkörper, mit 6 der Elektromagnet und mit 7 der Geber bezeichnet.

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Der Ventilkörper 5 ist ein quoderförmlger massiver Metallkörper, der in der Mitte eine Längsbohrung 8 hat, in der der Kolben 9 verschiebbar gelagert ist. In dem Ausfuhrungsbeispiel ist der Ventilkörper 5 als Zweiwegeventil ausgebildet. Wie aus Fig. 1 der Zeichnung hervorgeht, hat der Kolben 9 jeweils zwei paarweise und im Abstand voneinander angeordnete Kolbenringe 10, 11, die mit der Wandung der Längsbohrung 8 dichtend zusammenwirken. Jedes Kolbenringpaar 10, 11 befindet sich in eine radial zur Längsbohrung 8 verlaufende Ringkammer 12, die je nach Stellung del Kolbens 9 einerseits durch einen Kolbenring 10 und 11 verschließbar ist, während die andere Seite der Ringkammer 1.? in Verbindung mit der Längibohrung 8 steht.

In den Kammern 12, in dem Raum 13 zwischen den Kammern und an einem Ende der nach außen frei heraustretenden Längsbohrung 8 mUndet je eine von außen eingebrachte Bohrung 14, 15, 16, 17. Die Bohrung 17 ist innerhalb des Ventilkörpers Über weitere Bohrungen 18, 19, 20 mit dem anderen freien Ende der Längsbohrung verbunden.

Der Kolben 9 ist beiderseits des Ventil körpers frei zugänglich und wird durch Federn 21 in die gemäß Fig. 1 dargestellte Position gehalten. Die Betätigung erfolgt an einem Ende mittels des Elektromagneten 6, der Über eine Steckverbindung 22 an einen elektrischen Steuetttromkreis angeschlossen ist und mit seinem Anker 23 auf die Stimeeite des Kolbens einwirkt. Elektromagnet 6 und Ventilkörper 5 sind miteinander verschraubt und haben einander zugeordnete Dichtflächen, so daß die Längsbohrung 8 durch den Elektromagneten 6 druckdicht verschlossen ist. Am anderen Ende des Kolbens sitzt der Stößel 24. Er ist aus einem elektrisch leitfhäigen Material gefertigt und wird durch die Feder 21 auf einen Zapfen 25 geführt. Der Stößel 24 bildet die Verlängerung des Kolbens 9 und dient

zur Anzeige der Kolbenposition. Die jeweilige StößeIstellung wird vom Geber 7 anBlatt - 6 -

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gezeigt.

Der Geber 7 hat eine quaderfttrmige Form. Im Inneren sind auf einer Platine 26 die elektrischen und elektronischen Bauelemente der einzelnen Baugruppen wie Oszillator 27, Triggerstufe 28 und Verstärkerstufe 29 angeordnet. Die Spule 30 des Oszillators 27 befindet sich auf einem innerhalb des Gehäuses angebrachten Sockel 31. Am oberen Ende des Gebers 7 befindet sich eine Steckdose 32, Über der der Geber z.B. mit einer zentralen Schalt- und Überwachungsstation verbunden ist. Alle Baugruppen sind mit einer Vergußmasse z.B. Epoxydharz vergossen.

Wie weiter aus Fig. 1 de·· Zeichnung zu entnehmen ist, befindet sich in dem Sockel ein Sackloch 33, das bis unterhalb der Spule 30 reicht und tangential verläuft. In diesem Sackloch 33 ist der Stößel 24 angeordnet und durch einen Steg 34 von der Spule getrennt.

In der gemäß Fig. 1 dargestellten Position des Kolbens 9 sind die Bohrungen 15 und 16 sowie 14 und 17 Über 18, 19, 20 miteinander verbunden. Der Stößel 24 befindet sich in der stark ausgewogen gezeichneten Stellung Über der Spule 30. Am Ausgang der Triggerstufe 30 steht je nach Beschattung L-oder Q-Signal an.

Gemäß Fig. 3 der Zeichnung ist dieser Stößelstellung 0-Signal zugeordnet, d.h. der Geber ist ausgeschaltet.

Durch Einschalten des Eiekrromayrteten 6 wird der Kolben nach links verschoben. Es sind die Bohrungen 14, 16 sowie 15, 17 miteinander verbunden. Der Stäßel befindet sich in der gestrichelt dargestellten Lage Über der Spule 24. Der Aulgang der Triggerstufe fuhrt L-Signal, der Geber ist eingeschaltet. Die beiden Endlagen des Stößels Tq, T₁, sind gleichzeitig die Totpunktlagen des Kolbens 9. Das in

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den Totpunktlagen erfolgende Ein- und Ausschalten des Gebers zeigt an, welche Wege im Ventil durchgeschaltet sind und ermöglicht die Überwachung der hydraulischen Steuerung von einer zentralen Warte.

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Bezuglzeidienlisre :	Ventil körper
5	Elektromagnet
6	Geber
7	Längsbohrung in 5
8	Kolben
9	I Kolbenringe
10 11	Kammern
12	Raum zwischen den Kammern 12
13	) Bohrung
14 15 16 17 18 19 20	Feder
2i	Steckverbindung
22	Anker von 6
23	Stößel
24	Zapfen
25	Platine
26	Oszillator
27	Triggerstufe
28	Verstärkerstufe
29	Spule von 27
30	Sockel
31	Steckdose
32	Sackloch
33	Steg
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Claims

\.)] Wegeventil fUr hydraulische Steuerungen mit einem durch elektriichen, hydraulischen oder pneumatischen Antrieb z.B. Elektromagneten längsverschiebbaren Kolben, der in seinen Endlagen verschiedene Schaltwege öffnet und/oder ichließt und zwecks Anzeige der Schaltitellungen mit einem Stößel vertehen ist, der aus dem Ventilgehäuse hercusragt, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Wegeventil 5 ein berührungslos wirkender Geber 7 befestigt ist, in oder an dem der Stößel 24 frei beweglich im Bereich des Streufelde» der Spule 30 eine· Oszillators 27 derart angeordnet ist, daß der Abstand des Stößel» 24 von der aktiven Fläche der Spule 30 Über den Stößelhub etwa konstant bleibt.
2.) Wegeventil für hydraulische Steuerungen ...

nach Anipruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse des Gebers ein quaderförmiger Körper ist, der mit einer Schmal»eite mit dem VentÜ-körper 5 druckdicht verbunden ist und im Inneren einen Sockel 31 aufweist,

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- 10-auf dem die Spule 30 del Oszillators 27 gelagert und in dom ein an der £-/·

Dichtseite austretendes Sackloch 33 angeordnet iit.
3.) Wegeventil für hydraulische Steuerungen ...

nach Anipruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß in dem Sackloch 33 der Sfößel 24 beweglich angeordnet ist.
4.) Wegeventil für hydraulische Steuerungen ...

nach Anipruch 1-3 dadurch gekennzeichnet, daß Spule 30 und Stößel 24 durch einen schmalen Steg 34 voneinander getrennt lind.
5.) Wegeventil für hydraulische Srei*rungen ...

nach Anipruch 1-4 dadurch gekennzeichnet, daß die Spule 30 de* Oszillators 27 horizontal zum Stößel 24 angeordnet iit.
6.) Wegeventil für hydraulische Steuerungen mit einem Geber zur Anzeige der Stößellteilung des Ventilkolbens dadurch gekennzeichnet, daß der Geber 7 ein induktiv wirkender Schalter iit, der aus einem Oszillator 27 und einer nachfolgenden Triggerstufe 28 besteht, daß die Differenz zwischen dem Abstand des Stößelt 24, bei dem der Geber 7 ein- und ausschaltet, etwa dem Stößel hub entspricht.