DE2511991A1

DE2511991A1 - Elektromagnetisch betaetigtes wegeventil

Info

Publication number: DE2511991A1
Application number: DE19752511991
Authority: DE
Inventors: Manfred Hauser; Werner Dipl Ing Schumacher
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1975-03-19
Filing date: 1975-03-19
Publication date: 1976-10-07
Also published as: FR2304847B1; IT1056978B; DE2511991C2; JPS594584B2; US4056126A; FR2304847A1; JPS51116432A; GB1544076A

Description

R. 26 1 T

13-3-1975 My/Hm

Anlage zur

Patent- und

Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH₉ 7 STUTTGART 1 Elektromagnetisch betätigtes Wegeventil

Die Erfindung betrifft ein Wegeventil mit insbesondere elektromagnetischer Betätigungseinrichtung und mit einem in einer Schieberbohrung eines Gehäuses angeordneten Steuerschieber, der die Verbindungen zwischen einer Zulaufkammer und zwei danebenliegenden Verbraucherkammern sowie von letzteren zu jeweils einer angrenzenden Rücklaufkammer steuert, welche Rücklaufkammern' über einen Querkanal miteinander und mit einem Rücklauf Verbindung haben, und mit den Rücklaufkammern zugewandten, und deren Druck gegenüber unausgeglichenen wirksamen Flächen am Steuerschieber und mit wenigstens einer die Rücklaufkammer durchdringenden und die Wirkverbindung zwischen Steuerschieber und Magnetanker herstellenden Schaltstangen und mit Mitteln zur-Dämpfung der Schieberbewegungen.

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Bei einem bekannten Wegeventil dieser Art in Drei-Kammer-Bauweise sind bereits Mittel zur Dämpfung der Schieberbewegung bekannt, um Plussigkextsschläge im Druckmittelsystem zu vermeiden. Zu diesem Zweck ist auf einer Schaltstange ein Dämpfungskolben gleitend geführt, der bei Auslenkung des Steuerschiebers aus seiner Neutralstellung in eine Arbeitsstellung in einen Drosselraum einer gehäusefest angeordneten Hülse gestoßen wird. Der Dämpfungskolben ist von einer Feder belastet, die zusätzlich zur Rückholfeder angeordnet ist. Diese Dämpfungseinrichtung baut nicht nur aufwendig sondern soll auch die Schieberbewegungen dann dämpfen, wenn er sich seiner die Druckmittelverbindungen absperrenden Neutralstellung nähert. Das bekannte Wegeventil hat den Nachteil, daß beim Entlasten einer unter Druck stehenden Arbeitskammer zum Rücklauf Kräfte am Schieber auftreten, die ihn in Schaltriehtung beschleunigen. Diese Kräfte ergeben sich aus· dem in der Rücklaufkammer sich bildenden Staudruck beim Abbau der Druckspitze und dem als Differentialkolben wirkenden Steuerschieber und führen zu unerwünschten Schaltschlägen.

Aufgabe der Erfindung ist es, unter Vermeidung der genannten Nachteile ein Wegeventil der erwähnten Bauweise zu schaffen, das einfacher baut und den Anforderungen der Praxis gerecht wird.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß mit dem Steuerschieber in mindestens einer Rücklaufkammer ein kolbenförmiger Ansatz verbunden ist, der auf seiner der Verbaucherkammer zugewandten Seite eine Umlenkfase aufweist und daß der Ansatz mit Umlenkfase in einer die Verbaucherkammer entlastenden Stellung des Steuerschiebers mindestens nahezu in einem Bereich liegt, in dem wenigstens eine der öffnungen von Querkanal oder Rücklauf in der Rücklaufkammer liegt.

Auf diese Weise wird mit einfachsten Mitteln erreicht, daß beim Entlasten einer unter hohem Druck stehenden Verbraucherkammer · keine kurzzeitig beschleunigten Schaltbewegungen des Steuerschiebers auftreten und damit Schaltschläge verhindert werden. Die Schaltung des Wegeventils wird damit wesentlich weicher und ent-

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sprechend die Schaltgeräusehe leiser. Die Verwirbelung des Ölstroms in der Rücklaufkammer wird durch die Umlenkfase verringert. Dies hat zur Folge, daß bei gleichbleibendem Durchflußwiderstand die Querschnitte enger sein können.

Eine besonders vorteilhafte Bauart ergibt sich, wenn bei Verwendung einer Rückholeinrichtung der Ansatz zwischen einem kolbenförmigen Schieberabschnitt und dem Federteller angeordnet ist. Auf diese Weise können die Impulskräfte der Strömung am Ansatz ungeschwächt wirksam werden, da kein dazwischenliegender Federteller die Strömung dämpft. Auch der Strömungswiderstand gestaltet sich dadurch günstiger.

Zweckmäßig ist es auch, daß der Ansatz einen dem Federteller zugeordneten Anschlag bildet. Dadurch wird die Dauerhaltbarkeit von Schieberstirnfläche und Federteller wesentlich erhöht, da die Flächenpressung verringert werden kann.

Weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen, der Beschreibung sowie der Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung wiedergegeben. Diese zeigt in

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Wegeventil und in

Fig. 2 einen Schnitt durch einen Teil des Wegeventils nach Fig. 1 mit in Arbeitsstellung befindlichem Steuerschieber.

Die Fig. 1 zeigt ein Wegeventil 10, dessen Gehäuse 11 mit einer durchgehenden Schieberbohrung 12 versehen ist, die mehrere ringförmige Erweiterungen aufweist. Eine mittlere Zulauf kammer 13 er*-- hält Druckmittel über einen nicht näher gezeichneten Kanal von einer Druckmittelquelle. Beiderseits der Zulaufkammer 13 wird je eine Verbraucherkammer 14 und 15 angeordnet, die mit Verbraucheranschlüssen 16, 17 verbunden sind. Die äußeren Erweiterun-

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gen bilden Rücklaufkammern l8, 19, die über einen Querkanal 21 miteinander und mit einem Rücklauf 22 verbunden sind. Der Querkanal 21 bildet in den Rücklaufkammern 18, 19 jeweils eine Öffnung 23 bzw. 24, die möglichst nahe zur jeweiligen Verbraucherkammer l4, 15 hin gelegt ist. Entsprechendes gilt für die Öffnung 25 des Rücklaufs 22 in der Rücklaufkammer l8. Jede Rücklaufkammer l8, 19 hat einen in geringem Abstand von den Öffnungen 23, 24 liegenden Absatz 26, 27, über den sie in einen Bereich mit größerem Durchmesser übergehen.

In die Schieberbohrung 12 ist ein Steuerschieber 28 längsbeweglich und dichtend eingesetzt, der in seiner mittleren Neutralstellung mit zwei Schieberabschnitten 29, 31 die Verbraucherkammern l4, 15 von der Zulaufkammer 13 und den Rücklaufkammern 18, 19 absperrt und in Arbeitsstellungen die Verbraucherkammern 14, 15 wahlweise mit der Zulaufkammer oder einer Rücklaufkammer verbindet. Jeder Schieberabschnitt 29, 31 geht über einen bolzenförmigen Abschnitt 32, 33 in einen kolbenförmigen Ansatz 34, 35 über, an den sich eine Schaltstange 36, 37 anschließt. Jeder Ansatz 34, 35 hat auf seiner der Verbraucherkammer l4, 15 zugewandten Seite eine kegelförmige Umlenkfase 38. Der Außendurchmesser des Ansatzes 34, 35 ist nur geringfügig kleiner als der Durchmesser der Schieberbohrung 12 und beträchtlich größer als der bolzenförmige Abschnitt 32, 33· Die Ansätze 34, 35 bilden Anschläge 39, 4l für jeweils ein Federteller 42, 43, die zusammen mit Federn 44, 45 Teile einer an sich .bekannten doppelwirkenden Rückholeinrichtung 46 bilden. Die Ansätze 34, 35 sind am Steuerschieber 28 so angeordnet, daß in der in Fig. 2 näher gezeigten Arbeitsstellung der Ansatz 35 im Bereich der Öffnung 24 liegt; ferner ist die Umlenkfase 38 dabei so angeordnet, daß sie den Rücklaufstrom in die Öffnung 24 lenkt, wodurch Impulskräfte auf den Steuerschieber 28 ausgeübt werden. Die Schaltstangen 36, 37 stehen in nicht näher gezeichneter Weise mit je einem Anker der Elektromagnete 47, 48 in Wirkverbindung.

Die. Wirkungsweise des Wegeventils 10 ist wie folgt:

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In der in Pig. 1 gezeigten Neutralstellung des Steuerschiebers 28 sind die Verbraucherkammern 14, 15 abgesperrt, während die Rückholeinrichtung 46 den Steuerschieber 28 in seiner Lage zentriert.

Stößt der Anker des Elektromagneten 48 über die Schaltstange den Steuerschieber 28 nach links in eine Arbeitsstellung (s. Fig. 2), so öffnet der Schieberabschnitt 29 die Verbindung von der Zulaufkammer 13 zur Verbraucherkammer 14. Gleichzeitg öffnet der Schieberabschnitt 31 die Verbindung von der Verbraucherkammer 15 zur Rücklaufkammer 19. Ist der Druck in der Verbraucherkammer vor der Schaltung relativ hoch, so baut sich dabei in der Rücklaufkammer 19 beim Abbau der Druckspitze kurzzeitig ein Staudruck auf, der auf die wirksame Stirnfläche des Steuerschiebers 22 wirkt und diesen bei seiner Schaltbewegung nach links zu beschleunigen sucht, da diese Druckspitze über den Querkanal 21 und den Rücklauf 22 nur mehr oder weniger stark verzögert auf die gegenüberliegende Stirnseite des Steuerschiebers 28 wirken kann. Durch die Umlenkung des Rücklaufstroms mit Hilfe der Umlenkfase 38 wirken jedoch auf den Steuerschieber 28 Impulskräfte, die den zuvor erwähnten, die Schaltbewegung beschleunigenden Kräften nahezu das Gleichgewicht halten. Dabei muß der Rücklaufstrom nicht durch ein Federteller strömen, sondern kann ungemindert auf die Umlenkfase 38 wirken. Die Schaltung des Wegeventils wird infolge der weitgehend ausgeglichenen Kräfte auf den Steuerschieber 28 wesentlich weicher und die Schaltgeräusche beträchtlich geringer. Mit der Lage der Umlenkfase· 38 relativ zur Strömung und zur Rücklaufkammer 19, ihrer Größe und ihrer Ausbildung kann die Schaltung des We'geventils über den größten Teil des Hubes des Steuerschiebers 28 beeinflußt werden. Die Umlenkfase sorgt ferner für eine geringere Verwirbelung des Rücklaufstromes in der Rücklaufkammer 19, wodurch sich der Durchflußwiderstand entsprechend verringert. Die Umlenkfase mit Ansatz 35 läßt sich durch Andrehen am Steuerschieber 28 besonders einfach herstellen und bildet zugleich einen der Rückholeinrichtung 46 zugeordneten Anschlag 4l, der auch einem langindauernden Betrieb standhält.

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Die gleiche weiche Schaltung wird erreicht, wenn der Anker des Elektromagneten 47 den Steuerschieber 28 in seine rechte Arbeitstellung auslenkt.

Selbstverständlich sind Änderungen möglich, ohne vom Gegenstand der Erfindung abzuweichen. So kann der Steuerschieber eine positive oder eine negative überdeckung aufweisen. Auch die Form der Umlenkfase 38 läßt sich variieren. Ebenso können Wegeventile mit anderen Sinnbildern verwendet werden, z.B. kann der Ansatz mit Umlenkfase in einem Zweistellungsventil mit einer Neutralstellung und nur einer Schaltstellung Anwendung finden. Auch ist die Erfindung nicht auf elektrisch betätigte Ventile beschränkt, sondern kann auch bei mechanisch, pneumatisch oder hydraulisch betätigten Ventilen vorteilhaft sein. Selbstverständlich müssen die hydraulischen Kraftanteile nicht vollständig kompensiert werden, weil eine gewisse Restkraft zur Erreichung einer hohen Schaltleistung häufig erwünscht ist.

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Claims

Ansprüche

Wegeventil m* *; insbesondere elektromagnetischer Betätigungseinrichtung und mit einem in einer Schieberbohrung eines Gehäuses angeordneten Steuerschieber, der die Verbindungen zwischen einer Zulaufkammer und zwei danebenliegenden Verbraucher kammern sowie von letzteren zu jeweils einer angrenzenden Rücklaufkammer steuert, welche Rücklaufkammern über einen Querkanal miteinander und mit einem Rücklauf Verbindung haben, und mit den Rücklaufkammern zugewandten und deren Druck unausgeglichenen, wirksamen Flächen am Steuerschieber und mit wenigstens einer die Rücklaufkammer durchdringenden und die Wirkverbindung zwischen Steuerschieber und Magnetanker herstellenden Schaltstange und mit Mitteln zur Dämpfung der Schieberbewegungen, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Steuerschieber (28) in mindestens einer Rücklaufkammer (l8, 19) ein kolbenförmiger Ansatz (34, 35) verbunden ist, der auf seiner der Verbraucherkammer (14, 15) zugewandten Seite eine Umlenkfase (38) aufweist und daß der Ansatz (34, 35) mit Umlenkfase (38) in einer die Verbraucherkammer (24, 25) entlastenden Stellung des Steuerschiebers (28) mindestens nahezu in einem Bereich liegt, in dem wenigstens eine der Öffnungen (23, 24, 25) von Querkanal oder Rücklauf (22) in der Rücklaufkammer (l8, 19) liegt.

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2. Wegeventil nach Anspruch 1, mit in den Rücklaufkammern angeordneten Rückholeinrichtung mit jeweils einer von einer Feder gegen einen gehäusefesten Absatz gedrückten, dem Schieber in Neutralstellung als Anschlag dienenden Federteller, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (34, 35) zwischen einem kolbenförmigen Schieberabschnitt (29, 31) und dem Federteller (42, 43) angeordnet ist.
3. Wegeventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (34, 35) einen dem Federteller (42, 43) zugeordneten Anschlag (39, 4l) bildet.
4. Wegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet i daß der Außendurchmesser des Ansatzes (34, 35) kleiner als der Durchmesser der Schieberbohrung (12) ist und mindestens nahezu dem Aμßendurchmesser des Steuerschiebers (28) gleicht.
5. Wegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkfase (38) kegelig ausgebildet ist.
6. Wegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß der bolzenförmige Abschnitt (32, 33) einen beträchtlich kleineren Durchmesser aufweist als der Ansatz'(34, 35).

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