WO2006089571A1 - Wegeventil mit elektromagnetischer ansteuerung - Google Patents

Wegeventil mit elektromagnetischer ansteuerung Download PDF

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WO2006089571A1
WO2006089571A1 PCT/EP2005/012181 EP2005012181W WO2006089571A1 WO 2006089571 A1 WO2006089571 A1 WO 2006089571A1 EP 2005012181 W EP2005012181 W EP 2005012181W WO 2006089571 A1 WO2006089571 A1 WO 2006089571A1
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Armin Braun
Günther SWARAT
Roland Krapp
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Schaeffler Kg
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F16K31/0603—Multiple-way valves
    • F16K31/0624—Lift valves
    • F16K31/0634—Lift valves with fixed seats positioned between movable valve members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/32—Details
    • F16K1/34—Cutting-off parts, e.g. valve members, seats
    • F16K1/44—Details of seats or valve members of double-seat valves
    • F16K1/443—Details of seats or valve members of double-seat valves the seats being in series

Definitions

  • Directional control valve in particular a hydraulic 3/2-way valve with an actuating unit and a valve unit operatively connected to the actuating unit, wherein the actuating unit has at least one coil and a movable armature and the valve unit contains a valve element, which is in operative connection with the armature, controls the connections between pressure-carrying channels of the valve unit and has one or more sealing bodies which correspond to one or more valve seats supported on the housing of the valve unit.
  • Such a generic type directional control valve is known from DE 197 54 257 A1.
  • a valve stem is attached to the armature, which is operatively connected via a spring-loaded sliding piece with the sealing body.
  • This construction of the directional control valve is complex and expensive both in production and in assembly, so that simplification is desirable.
  • a directional control valve in which the armature is in operative connection with a plunger, on which the sealing body is formed. Subsequently, the plunger has an extension, which is in operative connection with a further sealing body, which is formed as a ball.
  • valve unit with valve element is expensive to manufacture, since the opening movement of the ball, which is not connected to the extension, is limited by an additional component.
  • the use of a ball that is not radially or insufficiently guided usually leads to an impairment of the dynamic pressure curve with regard to a reduced rate of pressure change or increased fluctuations in the pressure change rate when the ball is closed.
  • the object of the invention is therefore to simplify and reduce the cost of the valve unit of the directional valve with optimal hydraulic functional behavior.
  • a valve body is provided, which is operatively connected to the armature, guided in the housing of the valve unit and connected to the sealing body or bodies. This results in a structural unit that is easy to manufacture with optimal function.
  • a directional control valve can be provided which has only one sealing body with one or more valve seats or several sealing bodies with a plurality of valve seats.
  • the valve body is formed as a molded body and made of plastic. He has projecting strips, with which he is guided in the housing. Such a valve body has a very good guidance in the housing, because the strips have a relatively large guide circumference and because the body is light. He is still easy to manufacture as a plastic molding.
  • the valve body comprises a push rod, which is arranged on the side facing away from the armature of the valve body and connected to the one sealing body.
  • this sealing body can be manufactured as a single part and have a centering opening into which the push rod can be inserted.
  • this sealing body can be made of plastic.
  • a particularly favorable mounting option arises when the push rod and a sealing body during assembly of the valve unit by means of ultrasonic welding are connected to one another.
  • connection options are also adhesive, screw, press or clip connections to call. It is expedient to form the sealing body as a cone.
  • the housing of the valve unit is designed as a tubular body and that the or one of the valve seats are made in one piece with the tubular body.
  • valve seats are integrally formed on a pot-shaped component and that the pot-shaped component is inserted into the tubular body, preferably pressed.
  • the tubular body can be advantageously designed as a tube and made of a sheet metal part, preferably made of a sheet steel part, in particular the valve seat, which is arranged in the end region of the tubular body, by forming, preferably flanging, made.
  • This embodiment provides a housing of the valve unit which is inexpensive to produce.
  • FIG. 2 shows a section through a sealing body according to FIG. 1
  • 1 generally denotes an actuating unit and 2 denotes a valve unit.
  • the actuating unit 1 has inter alia a coil 3 and an armature 4, which is guided, inter alia, in a magnetic core.
  • the armature 4 further has a stop, with which it can interact with an inner housing 5 of the actuating unit 1 in operative connection.
  • the inner housing 5 is partially formed as a magnetic core, since it is magnetically in operative connection with the coil 3.
  • a designated 6 tubular body is used, in which a cup-shaped member 7 is pressed, which has a valve seat 8.
  • a further valve seat 9 is provided, which is made in one piece with the tubular body 6.
  • valve body 11 which is formed as a molded body, was made of plastic and protruding strips 12 which are in operative connection with the inner wall of the tubular body 6, so that there is a very good guidance of the valve body 11 in the tubular body 6 ,
  • the valve body 11 adjoins the armature 4 and is inserted with a shoulder on the strips 12 in the tubular formed anchor 4.
  • a sealing body 13 With the valve seat 8 is a sealing body 13 in operative connection, which is sleeve-shaped and arranged on the valve body 11.
  • the valve body 11 further comprises a push rod 14, which is connected to a sealing body 15. This is in operative connection with the valve seat 9.
  • the sealing body 15 is formed as a cone 10, which has a centering opening 16 according to Figure 2, with the cone 10 is placed centering on the push rod 14.
  • the cone 10 is ultrasonically welding on the push rod 14 attached. Of particular importance is that it allows the ultrasonic welding, the Ventii redesign 11 including push rod 14 and sealing body 13 to connect with the cone 10 in the installed and assembled state in the tubular body 6 together.
  • valve body 11 and the sealing body 15 shown in the exemplary embodiment is of course also advantageously applicable to hydraulic directional control valves with only one sealing body, which is in operative connection with two sealing seats.

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Abstract

Wegeventil, insbesondere hydraulisches 3/2-Wegeventil mit einer Betätigungseinheit (1) und einer mit der Betätigungseinheit (1) in Wirkverbindung stehenden Ventileinheit (2), wobei die Betätigungseinheit (1) zumindest eine Spule (3) und einen beweglichen Anker (4) aufweist und die Ventileinheit (2) ein Ventilelement enthält, das mit dem Anker (4) in Wirkverbindung steht, die Verbindungen zwischen druckmittelführenden Kanälen der Ventileinheit (2) steuert und Dichtkörper (13, 15) aufweist, die mit am Gehäuse der Ventileinheit (2) abgestützten Ventilsitzen (8, 9) korrespondieren und wobei ein Ventilkörper (11) vorgesehen ist, der mit dem Anker (4) in Wirkverbindung steht, im Gehäuse (Rohrkörper 6) der Ventileinheit (2) geführt und mit den Dichtkörpern (13, 15) verbunden ist.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Wegeventil mit elektromagnetischer Ansteuerung
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Wegeventil, insbesondere hydraulisches 3/2- Wegeventil mit einer Betätigungseinheit und einer mit der Betätigungseinheit in Wirkverbindung stehen- den Ventileinheit, wobei die Betätigungseinheit zumindest eine Spule und einen beweglichen Anker aufweist und die Ventileinheit ein Ventilelement enthält, das mit dem Anker in Wirkverbindung steht, die Verbindungen zwischen druckmittelführenden Kanälen der Ventileinheit steuert und einen oder mehrere Dichtkörper aufweist, die mit einem oder mehreren am Gehäuse der Ventilein- heit abgestützten Ventilsitzen korrespondieren.
Hintergrund der Erfindung
Ein derartiges gattungsbildendes Wegeventil ist aus der DE 197 54 257 A1 bekannt. Bei diesem Wegeventil ist an dem Anker ein Ventilschaft befestigt, der über ein federbelastetes Schiebestück mit dem Dichtkörper in Wirkverbindung steht.
Dieser Aufbau des Wegeventils ist sowohl in der Herstellung als auch in der Montage aufwändig und teuer, so dass eine Vereinfachung wünschenswert ist.
Aus der DE 19827 281 C1 ist ein Wegeventil bekannt, bei dem der Anker mit einem Stößel in Wirkverbindung steht, an dem der Dichtkörper angeformt ist. Daran anschließend weist der Stößel eine Verlängerung auf, die mit einem weiteren Dichtkörper in Wirkverbindung steht, der als Kugel ausgebildet ist.
Auch diese Ventileinheit mit Ventilelement ist aufwändig in der Herstellung, da die Öffnungsbewegung der Kugel, die nicht mit der Verlängerung verbunden ist, durch ein zusätzliches Bauteil zu begrenzen ist. Darüber hinaus führt die Verwendung einer radial nicht oder nur unzureichend zu führenden Kugel üblicherweise zu einer Beeinträchtigung des dynamischen Druckverlaufs hinsichtlich einer reduzierten Druckänderungsgeschwindigkeit oder erhöhter Schwan- kungen der Druckänderungsgeschwindigkeit beim Schließen der Kugel.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Ventileinheit des Wegeventils bei opti- malern hydraulischen Funktionsverhalten zu vereinfachen und zu verbilligen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass ein Ventilkörper vorgese- hen ist, der mit dem Anker in Wirkverbindung steht, im Gehäuse der Ventileinheit geführt und mit dem oder den Dichtkörpern verbunden ist. Damit ergibt sich eine Baueinheit, die bei optimaler Funktion einfach in der Herstellung ist. Gleichzeitig kann, je nach Bedarf, ein Wegeventil zur Verfügung gestellt werden, das nur einen Dichtkörper mit ein oder mehreren Ventilsitzen oder mehre- re Dichtkörper mit mehreren Ventilsitzen aufweist.
In vorteilhafter Weise ist der Ventilkörper als Formkörper ausgebildet und aus Kunststoff hergestellt. Er weist vorstehende Leisten auf, mit denen er im Gehäuse geführt ist. Ein derartiger Ventilkörper hat eine sehr gute Führung im Gehäuse, weil die Leisten einen relativ großen Führungsumfang haben und weil der Körper leicht ist. Er ist weiterhin als Kunststoffformteil einfach in der Herstellung. Nach einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst der Ventilkörper eine Stößelstange, die auf der dem Anker abgewandten Seite des Ventilkörpers angeordnet und mit dem einen Dichtkörper verbunden ist. Dabei kann dieser Dichtkörper als Einzelteil hergestellt sein sowie eine Zentrieröffnung aufweisen, in die die Stößelstange einsetzbar ist. Ferner kann auch dieser Dichtkörper aus Kunststoff hergestellt sein.
Eine besonders günstige Montagemöglichkeit ergibt sich dann, wenn die Stößelstange und der eine Dichtkörper bei der Montage der Ventileinheit mittels Ultraschallschweißung miteinander verbindbar sind. Als alternative Verbindungsmöglichkeiten sind ebenfalls Kleb-, Schraub-, Press- oder Klipsverbindungen zu nennen. Dabei ist es zweckmäßig, den Dichtkörper als Konus auszubilden.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Gehäuse der Ventileinheit als Rohrkörper ausgebildet ist und dass der oder einer der Ventilsitze einstückig mit dem Rohrkörper hergestellt sind.
Es ist auch möglich, dass der oder einer der Ventilsitze an einem topfförmigen Bauteil angeformt sind und dass das topfförmige Bauteil in den Rohrkörper eingesetzt, vorzugsweise eingepresst, ist. Der Rohrkörper kann dabei in vorteilhafter Weise als Rohr ausgeführt und aus einem Blechteil, vorzugsweise aus einem Stahlblechteil, hergestellt sein, wobei insbesondere der Ventilsitz, der im Endbereich des Rohrkörpers angeordnet ist, durch Umformen, vorzugs- weise Bördeln, hergestellt ist. Durch diese Ausgestaltung wird ein günstig herzustellendes Gehäuse der Ventileinheit zur Verfügung gestellt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen verwiesen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vereinfacht dargestellt ist. Es zeigen: Figur 1 einen Längsschnitt durch ein hydraulisches 3/2-Wegeventil und
Figur 2 einen Schnitt durch einen Dichtkörper gemäß Figur 1
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
In den Figuren 1 und 2 ist, soweit im Einzelnen dargestellt, mit 1 allgemein eine Betätigungseinheit bezeichnet und mit 2 eine Ventileinheit. Die Betätigungseinheit 1 weist unter anderem eine Spule 3 und einen Anker 4 auf, der unter anderem in einem Magnetkern geführt ist. Der Anker 4 weist weiterhin einen Anschlag auf, mit dem er mit einem Innengehäuse 5 der Betätigungseinheit 1 in Wirkverbindung treten kann. Das Innengehäuse 5 ist teilweise als Magnetkern ausgebildet, da es magnetisch mit der Spule 3 in Wirkverbindung steht. In das Innengehäuse 5 ist ein mit 6 bezeichneter Rohrkörper eingesetzt, in dem ein topfförmiges Bauteil 7 eingepresst ist, das einen Ventilsitz 8 aufweist. Mit Abstand zu dem Ventilsitz 8 ist ein weiterer Ventilsitz 9 vorgesehen, der einstückig mit dem Rohrkörper 6 hergestellt ist. Im Rohrkörper 6 ist ein Ventilkörper 11 eingesetzt, der als Formkörper ausgebildet ist, aus Kunststoff hergestellt wurde und vorstehende Leisten 12 aufweist, die mit der Innenwand des Rohrkörpers 6 in Wirkverbindung stehen, so dass sich eine sehr gute Führung des Ventilkörpers 11 im Rohrkörper 6 ergibt. Der Ventilkörper 11 schließt an den Anker 4 an und ist mit einem Absatz an den Leisten 12 in den rohrförmig aus- gebildeten Anker 4 eingesetzt. Mit dem Ventilsitz 8 steht ein Dichtkörper 13 in Wirkverbindung, der hülsenförmig ausgebildet und auf dem Ventilkörper 11 angeordnet ist. Der Ventilkörper 11 umfasst ferner eine Stößelstange 14, die mit einem Dichtkörper 15 verbunden ist. Dieser steht mit dem Ventilsitz 9 in Wirkverbindung .
Im Ausführungsbeispiel ist der Dichtkörper 15 als Konus 10 ausgebildet, der gemäß Figur 2 eine Zentrieröffnung 16 hat, mit der der Konus 10 auf die Stößelstange 14 zentrierend aufgesetzt ist. Der Konus 10 ist mittels Ultraschall- schweißung auf der Stößelstange 14 befestigt. Von besonderer Bedeutung ist, dass es die Ultraschallschweißung erlaubt, den Ventiikörper 11 einschließlich Stößelstange 14 und Dichtkörper 13 mit dem Konus 10 im eingebauten und zusammengefügten Zustand im Rohrkörper 6 miteinander zu verbinden.
Die im Ausführungsbeispiel dargestellte Ausbildung und Verbindung von Ventilkörper 11 und Dichtkörper 15 ist selbstverständlich auch bei hydraulischen Wegeventilen mit nur einem Dichtkörper, der mit zwei Dichtsitzen in Wirkverbindung steht, vorteilhaft anwendbar.
Bezugszeichenliste
1 Betätigungseinheit 2 Ventileinheit
3 Spule
4 Anker
5 Innengehäuse
6 Rohrkörper 7 topfförmiges Bauteil
Ventilsitz
9 Ventilsitz
10 Konus
11 Ventilkörper 12 Leisten
13 Dichtkörper
14 Stößelstange
15 Dichtkörper
16 Zentrieröffnung

Claims

Patentansprüche
1. Wegeventil, insbesondere hydraulisches 3/2-Wegeventil mit einer Be- tätigungseinheit (1 ) und einer mit der Betätigungseinheit (1 ) in Wirkverbindung stehenden Ventileinheit (2), wobei die Betätigungseinheit (1 ) zumindest eine Spule (3) und einen beweglichen Anker (4) aufweist und die Ventileinheit (2) ein Ventilelement enthält, das mit dem Anker (4) in Wirkverbindung steht, die Verbindungen zwischen druckmittelführenden Kanälen der Ventileinheit (2) steuert und einen oder mehrere Dichtkörper (13,15) aufweist, die mit einem oder mehreren am Gehäuse der Ventileinheit (2) abgestützten Ventilsitzen (8, 9) korrespondieren, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventilkörper (11) vorgesehen ist, der mit dem Anker (4) in Wirkverbindung steht, im Gehäuse (Rohrkörper 6) der Ven- tileinheit (2) geführt und mit dem einen oder den mehreren Dichtkörpern
(13,15) verbunden ist.
2. Wegeventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (11) als Formkörper ausgebildet, aus Kunststoff hergestellt ist und vorstehende Leisten (12) aufweist, mit denen er im Gehäuse (Rohrkörper 6) geführt ist.
3. Wegeventil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (11) eine Stößelstange (14) umfasst, die auf der dem Anker (4) abgewandten Seite des Ventilkörpers (11) angeordnet und mit dem einen Dichtkörper (15) verbunden ist.
4. Wegeventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Dichtkörper (15) als Einzelteil hergestellt ist und eine Zentrieröffnung (16) aufweist, in die die Stößelstange (14) einsetzbar ist.
5. Wegeventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Dichtkörper (15) aus Kunststoff hergestellt ist.
6. Wegeventil nach den Ansprüchen 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Montage der Ventileinheit (2) die Stößelstange (14) und der eine Dichtkörper (15) mittels Ultraschallschweißung miteinander verbindbar sind.
7. Wegeventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Dichtkörper (15) als Konus (10) ausgebildet ist.
8. Wegeventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Gehäuse der Ventileinheit (2) als Rohrkörper
(6) ausgebildet ist und dass einer der Ventilsitze (8, 9) einstückig mit dem Rohrkörper (6) hergestellt ist.
9. Wegeventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Ventilsitze (8, 9) an einem topfförmigen Bauteil (7) angeformt ist und dass das topfförmige Bauteil (7) in den Rohrkörper (6) eingesetzt, vorzugsweise eingepresst ist.
10. Wegeventil nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrkörper (6) aus einem Blechteil aus Metall, vorzugsweise aus Stahl, hergestellt ist und dass zumindest einer der Ventilsitze (8, 9) durch Umformen, vorzugsweise Bördeln, hergestellt ist.
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