DE3006576C2

DE3006576C2 - Magnetventil zur Fluid-Durchsatzregelung

Info

Publication number: DE3006576C2
Application number: DE3006576A
Authority: DE
Inventors: Torazo Mito Ibaraki Nishimiya
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1979-02-21
Filing date: 1980-02-21
Publication date: 1985-05-09
Also published as: JPS6038593B2; JPS55112465A; DE3006576A1; US4313590A; GB2043841B; GB2043841A

Description

gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

— eine axial einstellbare ringförmige, die verschlußstückseitige Spindel verschieblich aufnehmende Ventilführung (22), die in die verschlußstückseitige zylindrische Bohrung (20) einschraubbar ist,

— einen feststehenden Anker444) mit einem in der antriebseitigen Gehäusebohrung (18) festsitzenden zylindrischen Paßteil (42), in dessen Innerem sowohl der Ankerschaft als auch die antriebsseitige Spindel der Verschlußstücks (30) über Lager (62,64) axial geführt und aneinander anliegen und der ,nine di--3it einstückige, den Anker (44) konzentrisch umgebende Haube (46) aufweist,

— einen am Umfang des Paßteils (42) anliegenden, in einer Nut des Ventilgehäuses (10) angeordneten O-Ring (86),

— die zwischen dem Verschlußstück (30) und der ringförmigen Ventilführung (22) angeordnete Feder (38), die durch axiale Verstellung der Ventilführung (22) in ihrer Federkraft veränderbar ist.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Magnetventil zur Fluid-Durchsatzregelung, mit einem Verschlußstück, das beidseits in Axialrichtung verlaufende Spindeln trägt, mit einem beweglichen Anker, der einen Schaft trägt und von einer zylindrischen Spule konzentrisch umgeben ist, mit einander entgegenwirkenden Federn, die in der Achse des beweglichen Ankers liegen und mit eine? antriebs- und einer verschlußstückseitigen zylindrischen Gehäusebohrung, die einander in bezug auf den Ventilsitz gegenüberliegen und miteinander fluchten.

Ein derartiges Magnetventil zeigt die US-PS 79 123. Dieses bekannte Magnetventil hat den Nachteil, daß kein genaues Ausrichten des Magneten gegenüber dem Ventilglied möglich ist, weil zur Sicherstellung der Beweglichkeit des beweglichen Kolbens verhältnismäßig weite Toleranzen angewandt werden müssen.

Die DE-OS 21 10 596 betrifft ein Magnetventil mit einem Anker als Antriebskolben in dem Elektromagneten. Dabei ist in einer Nut des Elektromagneten ein O-Ring angeordnet, der eine gute Paßführung in dem

Gehäuse ausschließt

Die FR-PS 8 28 162 betrifft ein Magnetventil, bei dem ein Stöpsel in einen Gehäuseteil eingeschraubt ist Da der Stöpsel in einer Mittenbohrung die Kolbenstange führt, läßt sich kein genaues Fluchten der betreffenden Teile erzielen.

Die CH-PS 3 96 551 betrifft einen Elektromagneten zur Betätigung von Hydraulik-Schieberventilen, bei dem im ölumspülten Ankerraum der Magnetankir mit in allen Richtungen großzügig aufweisendem Ankerspiel freischwimmend eingelegt und mit dem Kraftübertragungselement auf den Ventilkolben nicht verbunden ist

Bei allen bekannten Ausführungen ist es schwierig, di« Mitte der Ausgangswelle des Hubmagneten genau mit der Mitte des Verschlußstücks auszurichten. Infolgedessen werden die beweglichen Teile, z. B. der bewegliche Anker des Hubmagnetes und das Verschlußstück, von einer außermittigen Last beaufschlagt Diese außermittige Last bewirkt zwar keine merkliche Verschlechterung der BctriebskennUnie des Schah-Magnetventils, sie wirkt sich aber auf die Betriebskennlinie des Proportionalitäts-Magnetventils sehr nachteilig aus und erzeugt eine Hysterese in der Durchsatz-Regelkennlinie. Ferner ist, da der Hubmagnet in das Ventilgehäuse geschraubt ist die Lage der Anschlußelemente des Hubmagnets nicht gleichbieibend und bei jedem Ventil verschieden. Dies erschwert die Verdrahtung der Anschlußelemente mit externen elektrischen Einrichtungen. Es ist praktisch unmöglich, die Anschlußorgane bei allen Ventilen in eine genau vorbestimmte Lage zu bringen, da die Regelkennlinie dadurch eingestellt wird, daß der Hubmagnet weiter verdreht oder in Gegenrichtung verdreht wird, um die Kraft der Feder zu verstellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Magnetventil der eingangs geschilderten Art dahingehend zu verbessern, daß die Ausgangswelle des Hubmagneten in einfacher Weise genau mit dem Verschlußstück ausrichtbar ist, die Anschlußelemeh.e des Hubmagneten in einer unveränderlichen Stellung angeordnet sind und in bezug auf den Proportioiiaiitäts-Ventiltyp ein erwünschter Anfangs-Durchsatz der Durchsatz-Kennlinie erzielbar ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe dient die im Patentanspruch gekennzeichnete Kombination von Merkmalen, wobei sich der Schutz nur auf die Gesamtkombination und nicht auf Einzelmerkmale oder Teilkombinationen erstrecken soll. Bei dem erfindungsgemäßen Magnetventil werden die beweglichen Teile nur mit einer vernachlässigbaren außermittigen Last beaufschlagt, das Proportionalitäts-Magnetventil hat eine Durchsatz-Regclkennlinie mit nur geringer Hysterese.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 einen vertikalen seitlichen Querschnitt,

F i g. 2 die Durchsatz-Regelkennlinie des Magnetventils.

Nach F i g. 1 umfaßt ein Ventilgehäuse 10 Luftleitwege 12, 14, einen darin angeordneten Ventilsitz 16, eine erste zylindrische Bohrung 18 und eine zweite zylindrische Bohrung 20. Die beiden Bohrungen 18, 20 liegen einander gegenüber, und der Ventilsitz 16 befindet sich zwischen ihnen. Das Ventilgehäuse 10 ist als eine Einheit als Aluminiumdruckgußstück hergestellt. Eine ringförmige Ventilführung 22 besteht z. B. aus Nylonharz, das Molybdändisulfid enthält und einen niedrigen Reibwert hat, und ist in die Bohrung 20 ortsunveränderlich eingefügt. Die Ventilführung 22 weist einen in die Bohrung 20

eingepaßten Abschnitt 24 und einen in die Bohrung 20 geschraubten Abschnitt 26 auf. Die Bohrung 20 ist durch Klebstoff 28, z. B. Epoxidharz, verschlossen.

Ein Verschlußstück 30, das dem Ventilsitz 16 gegenüberliegt, weist in Axialrichtung verlaufende Spindeln 32 und 34 auf. Die Spindel 32 ist verschiebbar in einen in der Ventilführung 22 gebildeten Zylinderabschnitt 36 eingefügt Zwischen dem Verschlußstück 30 und der Ventilführung 22 ist eine Feder 38 vorgesehen, deren Druckkraft dadurch einstellbar ist, daß die Ventilführung 22 gedreht und dadurch axialverschoben wird. Da eine Justierung der Feder 38 nach ihrer Montage unnötig ist, ist die Bohrung 20 durch Klebstoff 28 verschlossen, der nach einer bestimmten Zeit aushärtet

Ein Eisenjoch 40 besteht aus einem zylindrischen Paßteil 42, einem ringförmigen feststehenden Anker 44 und einer Haube 46. Der zylindrische Paßteil 42 ist genau in die im Ventilgehäuse 10 gebildete Gehäusebohrung 18 eingefügt. Der ringförmige feststehende Anker 44 ist gegenüber dem zylindrischen Paßteil 42 angeordnet und verläuft entgegengesetzt zu der Erst- eckungsrichtung des Paßteils 42. Die Haube 46 umschließt dec feststehenden Anker 44 und erstreckt sich parallel dazu.

Entgegengesetzt zu dem feststehenden Anker 44 des Jochs 40 ist ein Ring 48 aus Messing angeordnet, in den ein beweglicher Anker 50 verschiebbar eingefügt ist. Ein aus Isolierstoff, z. B. Nylonharz, bestehender Spulenkörper 54 mit einem Unterende·52 ist um den Ring 48 und den feststehenden Anker 44 herum eingefügt. Eine Feder 58 ist in eine Bohrung 56 des beweglichen Ankers 50 eingesetzt. Eine Ausgangswelle 60 ist mit einem Ende starr mit dem beweglichen Anker 50 verbunden, und ihr anderes Ende verläuft durch den feststehenden Anker 44 und das zylindrische Paßteil 42 und liegt an der Spindel 34 des Verschlußstücks 30 an. Zwischen der Ausgangswelle 60 und dem feststehenden Anker 44 und dem Paßteil 42 sind Lager 62 und 64 angeordnet. Auf den Spulenkörper 54, der zwischen der Haube 46 und dem feststehenden Anker 44 angeordnet ist, ist eine Spule 66 gewickelt. Ein eisernes Klemmorgan 68 ist in die Haube 46 eingefügt und damit durch ein Harz 70 so verbunden, daß der Spulenkörper 54 in seiner Lage auf dem Joch 40 gehalten wird. Äußere Anschlußelemente 72,74 sind mit den Anschlüssen der Spule 66 verbunden.

Um auf dem Ventilgehäuse 10 einen Hubmagneten bzw. ein elektromagnetisches Antriek;teil 76, bestehend aus dem Joch 40, der zylindrischen Spule 66 und dem beweglichen Anker 50, zu montieren, wird der Paßteil 42 des Jochs 40 in die Bohrung 18 des Ventilgehäuses 10 eingesetzt, und dann wird Un Flansch 82 mit Schrauben 78, 80 am Ventilgehäuse 10 festgelegt. Anschließend wird ein O-Oichtring 86, dei in einer kanalfärmigen Nut 84, die auf dem Umfang des Eintrittsendes der Bohrung 18 gebildet ist, sitzt, gegen die Außenfläche des Paßteils 42 gedruckt, so daß eine Dichtung erzielt wird. Durch Bearbeiten der Außenfläche des Paßteils 42 und der Innenfläche der Bohrung 18 mit hoher Genauigkeit ist die genaue Ausrichtung der Achsen von Ausgangswelle 60 und Verschlußstück 30 möglich. Die Ventilführung 22, die die Spindel 32 des Verschlußstücks 30 führt, weist den in die Bohrung 20 eingepaßten Abschnitt 24 auf, so daß ein Abweichen der Mitte des Verschlußstücks 30 aus der genauen Lage nicht möglich ist. Somit unterliegt das Verschlußstück 30 keiner außermittigen Belastung, wodurch die Hysterese in der Durchsatz-Regelkennlinie vermindert wird.

Da ferner die Lage des Hubmagneten 76 in bezug auf das Ventilgehäuse 10 immer gleichbleibend ist, sind auch die Lagen der äußeren Anschlußelemente 72, 74 gleichbleibend, wodurch die Verschaltung mit anderen elektrischen Bauteilen vereinfacht wird.

Der mit dem Magnetventil nach F i g. 1 erhaltene Durchsatz ist dem die zylindrische Spule 66 durchfließenden Eingangsstrom proportional (vgl. Fig.2). Die Durchsatz-Regelkennlinie ist änderbar (vgl. die Kurven a und b), indem die Ventilführung 22 verdreht und damit axialverschoben wird. Wenn also die Ventilführung 22 nach rechts verschoben wird, um die Anpreßkraft der Feder 58 größer als diejenige der Feder 38 zu machen, liegt das Verschlußstück 30 in einem vorbestimmten Abstand vom Ventilsitz 16, wenn durch die zylindrische Spule 66 kein Strom fließt, so daß ein Anfangs-Durchsatz Fb[VmIn) erzielbar ist Wenn umgekehrt die Ventilführung 22 nach links verschoben wird, um die Druckkraft der Feder 38 größer als diejenige der Feder 58 zu machen, beginnt sich das Verschlußstück 30 erst zu öffnen, wenn ein vorbestimmter Strom /_a durch die Spule 66 fließt. Da/nit ist es mit dem angegebenen Magnetventil möglich, die Durchsatz-Regelkeüilinie des Ventils frei dadurch zu ändern, daß einfach die Ventilführung 22 in ihrer Axialrichtung verschoben wird.

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50 Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:
Magnetventil zur Fluid-Durchsatzregelung,

— mit einem Verschlußstück, das beidseits in Axialrichtung verlaufende Spindeln trägt,

— mit einem beweglichen Anker, der einen Schaft trägt und von einer zylindrischen Spule konzentrisch umgeben ist,

— mit einander entgegenwirkenden Federn, die in der Achse des beweglichen Ankers liegen, und

— mit einer antriebs- und einer verschlußstückseitigen zylindrischen Gehäusebohrung, die einander in bezug auf den Ventilsitz gegenüberliegen und miteinander fluchten,