DE2110596B2 - Magnetventil - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisch betätigbares Ventil, dessen gegen Zulaufdruck schließendes Verschlußstück vom Anker des Magneten über einen Stößel betätigt ist und mit einem Gegenkolben in Wirkverbindung steht, der in Strömungsrichtung gesehen hinter dem Verschlußstück liegt und an seiner vom Verschlußstück abgekehrten Stirnseite vom Zulaufdruck im Schließsinn des Ventils beaufschlagt ist.

Bei einem bekannten Ventil dieser Art (CH-PS

416252) ist der Gegenkolben zwischen Verschlußstück und Magnet angeordnet, der als polarisierter Umschlagmagnet ausgebildet ist. Der Gegenkolben ist mit einem Schaft in einer Gehäusebohrung dicht geführt, welcher mit dem Anker des Magneten verbun den ist. Das erfordert eine zusätzliche Abdichtung in der Führungsbohrung des Schaftes und außerdem müssen die Bohrungen genau fluchten, wenn ein Klemmen des Gegenkolbens vermieden werden soll.

Ό Bei einem anderen bekannten Magnetventil (FR-PS 790637) ist der Stößel zwischen Anker und Verschlußstück mit Spiel durch eine Bohrung hindurchgeführt und der Anker allseitig von dem das Ventil durchströmende Medium umspült. Bei dieser Aus führung ist jedoch das Verschlußstück am Umfang ex akt gegenüber dem Ventilsitz geführt und außerdem ist ein die Druckentlastung am Verschlußstück bewirkender Gegenkoiben nicht vorhanden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ma-

^o gnetventil der eingangs genannten Art mit einfachen und fertigungsgerechten Mitteln so auszubilden, daß es weitgehend druckentlastet ist und möglichst reibungsarm arbeitet.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die

is Kombination der folgenden Merkmale gelöst:

a) Der Elektromagnet ist als Druckmagnet ausgebildet, dessen Anker auf der vom Gegenkolben abgekehrten Seite des Verschlußstücks angeordnet und an beiden Stirnseiten vom Zulaufdruck

«ι beaufschlagt ist,

b) der Stößel ist gelenkig mit dem Anker verbunden bzw. getrennt von diesem ausgeführt und in einem gehäusefesten Zwischenstück geführt;

c) auf den Gegenkolben wirkt eine Druckfeder im t> Schließsinn des Ventils ein und

d) der Gegenkolben ist dicht geführt und trennt einen druckentlasteten Raum zwischen sich und dem Verschlußstück von dem mit dem Zulaufdruck beaufschlagten Raum an seiner anderen

•to Stirnseite ab.

Durch das Merkmal a) wird ein völliger Kraftausgleich des Öldrucks ermöglicht. Mit dem Merkmal b) wird ein Verklemmen des Stößels dadurch verhindert, weil dieses den Anker als obere Führung und nur ein kurzes Stück der unteren Führung benutzt. Mit dem Merkmal c) bleibt die Schließkraft auf den Ventilsitz konstant und das Merkmal d) ermöglicht, daß der Gegenkolben dicht geführt wird, so daß sich ein Durchmesser derart genau abstimmen läßt, daß ein vollkom-"Λ mener Druckausgleich möglich ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen

der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in

den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispie-

j5 les näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Endabschnitt durch das Magnetventil, Fig. 2 einen in einer anderen Ebene liegenden Teillängsschnitt des gleichen Magnetventils und

Fig. 3 einen Ausschnitt aus einem Magnetventil. ω Gemäß Fig. 1 ist in einem Ventilgehäuse 10 ein Elektromagnet 11 angeordnet, der eine Arbeitswicklung 12, einen Anker 13 und einen Kern 14 aufweist. In eine Ausnehmung 15 des Ankers 13 ist eine gehärtete Kugel 16 eingesetzt, die mit der Ankerstirnfläche b5 17 bündig geschliffen ist. Die Arbeitsbewegung des als Druckmagnet arbeitenden Elektromagneten 11 wird über einen an der Kugel 16 anliegenden Stößel 18 auf ein Verschlußstück 19 übertragen. Dieses

sperrt bei stromloser Arbeitswicklung 12 eine Verbindung von einem Zufluß 20 zu einem Verbraucheranschluß 21 und gibt gleichzeitig eine Verbindung von dem Verbraucheranschluß 21 zu einem Rücklauf 22 frei. Bei stromdurchflossener Magnetwicklung wird dagegen die Verbindung zwischen dem Zufluß 20 und dem Verbraucheranschluß 21 frei und zwischen dem Verbraucheranschluß 21 und dem Rücklauf 22 gesperrt. Das Verschlußstück 19 ist in einem Zwischenring 23 bewegbar, der einerseits an einem Ring 24 ι ο und andererseits an einem Führungsring 25 anliegt. Der erste Ventilsitz, der zwischen Zulauf 20 und den Verbraucheranschluß 21 angeordnet ist, Hegt in einer Ebene mit der Abstützkante des Zwischenringes 23 an dem Ring 24 und der zweite Ventilsitz liegt in einer Ebene mit der zweiten Abstützkante des Zwischenringes 23 an dem Führungsring 25. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß jeder Ventilsitz mit der zugehörigen Abstützkante plangeläppt werden kann, wobei durch die Höhendifferenz zwischen dem Verschlußstück 19 und dem Zwischenring 23 der Hub des Magneten bestimmt ist.

Das Verschlußstück 19 weist auf seiner vom Elektromagneten 11 abgewandten Seite eine Ausnehmung 26 auf, in die eine auf einem Hals 27 eines Gegenkolbens 28 befestigte Kugel 29 eingesetzt ist. Der Gegenkolben 28 stützt sich gegen die Kraft einer schraubenförmigen Druckfeder 30 ab und drückt das Verschlußstück 19 bei stromloser Arbeitswicklung 12 in die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Lage, in der die Verbindung zwischen dem Zulauf 20 und dem Verbraucheranschluß 21 gesperrt ist. Die vom Verschlußstück 19 abgekehrte Stirnseite des Gegenkolbens 28 begrenzt einen die Druckfeder 30 aufnehmenden Raum 40, der über Kanäle 31 mit dem Zufluß 20 verbunden ist und somit unter dem Zulaufdruck des Arbeitsmittels steht. Durch diese Anordnung ist ein Kräfteausgleich gewährleistet, so daß unabhängig vom Druck des zulaufenden Arbeitsmittels kurze Schaltzeiten erreicht werden können. Als besonders günstig hat es sich bei der Bemessung der wirksamen Querschnitte erwiesen, wenn die dem Gegenkolben 28 zugewandte Fläche des zweiten Ventilsitzes wenigstens annähernd gleich groß wie die druckwirksame Fläche des Gegenkolbens 28 ist.

Da für die Schaltzeit des Magnetventils die Reibung des Gegenkolbens 28 in einer Führungsbohrung 32 des Führungsringes 25 von großer Bedeutung ist, kommt es darauf an, den Spalt zwischen Führungsring 25 und Gegenkolben frei von Schmutzteilchen zu halten. Da der Gegenkolben 28 einseitig mit dem Druck des zulaufenden Arbeitsmittels beaufschlagt ist und andererseits mit einem durch den Rücklauf druckentlasteten Raum 33 Verbindung hat, entsteht ein Druckgefälle, das einen Leckölstrom durch den Spalt zwischen dem Führungsring 25 und dem Gegenkolben 28 hervorruft. Da eine feine Filterung des Hauptstromes ein sehr großes Filter und damit eine sehr große Bauweise des Magnetventils erfordern würde, wird in den Kanälen 31 ein Filter 34 angeordnet, das so bemessen ist, daß der auftretende Leckölstrom gefiltert werden kann.

Dem gleichen Zweck, nämlich der Verminderung der Reibung und damit der Verkürzung der Schaltzeiten des Magnetventils dient auch die Maßnahme, den Stößel 10 gelenkig mit dem Anker 13 des Elektromagneten 11 zu verbinden bzw. getrennt von diesem auszuführen.

Dadurch brauchen die einzelnen Teile des Elektromagneten 11 und der Stöße] 10 nicht mehr mit der hohen Fertigungsgenauigkeit hergestellt zu werden, die notwendig wäre, wenn die Führungen des Ankers 13 und des Stößels 18 genau konzentrisch zueinander verlaufen müßten.

Als weitere Maßnahme zur Vermeidung von großer Reibung ist vorgesehen, die Ankerführungsflächen mit einer Kunststoffschicht von kleinem Reibungskoeffizienten bzw. mit einer Chromschicht zu versehen.

Schließlich dient es auch der Vermeidung von Reibung im Magnetventil, wenn der Kern 14 des Elektromagneten über eine Tellerfeder 35 gegen das Gehäuse 10 abgestützt ist. Damit werden nämlich Verspannungen beim Befestigen eines Gehäuseteiles 36 mit Hilfe einer Überwurfmutter 37 vermieden, die unter Umständen zu einer Beeinträchtigung der Laufeigenschaften des Ankers 13 führen könnten.

Eine weitere Verbesserung des Magnetventils und damit eine Verkürzung der Schaltzeit kann dadurch erreicht werden, daß der Stößel gemäß Fig. 3 lose in einer öffnung 38 des Ankers 13 gleitet und an einer ringförmigen Schulter 39 eines Zwischenstückes 40 geführt ist.

Es wird auch als im Rahmen der Erfindung liegend angesehen, wenn die hier beschriebenen Maßnahmen an einem sogenannten 3/2-Wegeventil bei einem 2/2-Wegeventil vorgesehen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Elektromagnetisch betätigbares Ventil dessen gegen Zulaufdruck schließendes Verschlußstück vom Anker des Magneten über einen Stößel betätigt ist und mit einem Gegenkolben in Wirkverbindung steht, der in Strömungsrichtung gesehen hinter dem Verschlußstück liegt und an seiner vom Verschlußstück abgekehrten Stirnseite vom Zulaufdruck im Schließsinn des Ventils beaufschlagt ist,gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) der Elektromagnet (11) ist als Druckmagnet ausgebildet, dessen Anker (13) auf der vom Gegenkolben (28) abgekehrten Seite des Verschlußstücks (19) angeordnet und an beiden Stirnseiten vom Z'iiaufdruck beaufschlagt ist,

b) der Stößel (18) ist gelenkig mit dem Anker (13) verbunden bzw. getrennt von diesem ausgeführt und in einem gehäusefesten Zwischenstück (40) geführt;

c) auf den Gegenkolben (28) wirkt eine Druckfeder (30) im Schließsinn des Ventils ein und

d) der Gegenkolben (28) ist dicht geführt und trennt einen druckentlastcten Raum (33) zwischen sich und dem Verschlußstück (19) von dem mit dem Zulaufdruck beaufschlagten Raum (41) an seiner anderen Stirnseite ab.

2. Magnetventil nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß ein Filter (34) in die Verbindung zwischen dem Zulauf (20) und dem vom Zulaufdruck beaufschlagten, am Gegenkolben (28) angrenzenden Raum (41) eingesetzt ist.

3. Magnetventil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenkolben (28) mit Feinpassung im einer Bohrung eines Führungsringes (25) gefühlt ist und mit einem kugelkopfartigen Ende (29) in eine Ausnehmung (26) des in einem Zwischenring (23) beweglichen Verschlußstückes eingreift und diesen trägt.

4. Magnetventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz als Flachventilsitz ausgebildet ist und in einer Ebene der Abstützkante des das Verschlußstück (19) umgebenden Zwischenringes (23) liegt.

5. Magnetventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsstößel (18) in einer Ausnehmung des Ankers (13) und an einer Schulter (39) des Zwischenstükkes (40) geführt ist.