DE3224119A1

DE3224119A1 - Hydraulisches elektromagnetisch betaetigtes schieberventil

Info

Publication number: DE3224119A1
Application number: DE19823224119
Authority: DE
Inventors: Alwin Ing.(grad.) 7141 Schwieberdingen Stegmeier
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1982-06-29
Filing date: 1982-06-29
Publication date: 1983-12-29
Also published as: GB8312113D0; GB2122728B; US4836248A; GB2122728A

Description

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27. Mai 1982

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1 Hydraulisches elektromagnetisch betätigtes Schieber ventil Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem hydraulischen, elektromagnetisch betätigten Schieberventil nach der Gattung des Hauptanspruchs. Hydraulische Ventile, deren Schieber durch die Einwirkung über den Magnetanker eines zugeordneten Elektromagnetenteils eine Positionsverlagerung zur Umschaltung in andere Schaltstellungen erfährt, sind in vielfältiger Form bekannt. Der hydraulische Ventilteil kann eine Vielzahl unterschiedlicher Funktionen durchlaufen, wobei auch teilerregte Zustände des Magneten möglich sind, so daß Mehrwege-Schieberventile auch Stellungen einnehmen können, die zwischen den beiden Endpositionen des Schiebers liegen. Die Leichtgängigkeit und Betriebssicherheit eines solchen hydraulischen Magnetventils setzt eine einwandfreie und reibungsarme Lagerung und Führung des Magnet-

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ankers voraus; so ist es bekannt, den Magnetanker mitteis einer Blattfederaufhängung zu lagern, ferner sind Lagerungen bekannt über Kugellager oder sonstige, außen geführte Gleitlagerungen, die direkt im Wicklungsträger erfolgen oder mit Hilfe von Buchsen, etwa Messinghülsen, Kunststoffbuchsen, sogenannte DU-Lager o. dgl. durchgeführt werden.

Es besteht Bedarf nach einem Magnetventil, bei dem der Magnetanker kostengünstig aufgebaut und reibungsarm, sicher und zentrisch geführt ist.

Vorteile der Erfindung

Diese Aufgabe löst das erfindungsgemäße hydraulische, elektromagnetisch betätigte Schi°berventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs und hat gegenüber den bekannten Lösungen den Vorteil., daß infolge der Innenführung des hohlzylindrisch ausgebildeten Magnetankers der Aufbau dieses rohrförmigen Ankers kostengünstig ist, desgleichen seine Gleitlagerkonstruktion, da die eine, dem Schieber des Hydraulik ve ntils zugewandte Ankerlagerung unmittelbar vom Schieber selbst übernommen wird. Die obere Lagerung erfolgt mit Hilfe eines stationär angeordneten Gleitstücks etwa in Bolzen- oder Zylinderform, welches in die Ankerinnenbohrung eingreift, wodurch sich insgesamt eine sichere und zentrische Führung ergibt. Eine solche Ankerlagerung macht ein Verkanten unmöglich, vermeidet Fluchtungsfehler bzw. sorgt dafür, daß diese unkritisch bleiben; sichert

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eine geringe Reibung der gesamten Magnetankerführung und ist gegen Verschmutzung unempfindlich. Ferner ist vorteilhaft, daß eine Feinbearbeitung nicht erforderlich ist.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Schieberventils möglich. So ist die erfindungsgemäße, innen geführte Magnetankerlagerung möglich sowohl für rotations symmetrische als auch für rechteckförmige Magnetteile, wobei sich in beiden Fällen ein erheblich verringerter Montage und Materialaufwand ergibt.

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Magnetventils mit rotationssymmetrischem Aufbau des Elektromagneten im Vertikalschnitt und die Fig. 2a, 2b und 2c ein zweites Ausführungsbeispiel eines Magnetventils mit rechteckförmigem Magnetteil im Vertikal schnitt, in einem Teilausschnitt zur Darstellung einer besonderen Befestigungsart und in Draufsicht.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Der Grundgedanke vorliegender Erfindung besteht darin, bei einem hydraulischen Magnetventil mit Antrieb des Schiebers durch den Anker eines Elektromagneten diesen Anker innengeführt

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zu lagern und daher rohrförmig bzw. hohlzylindrisch auszubilden.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel ist das Magnetventil insgesamt mit 1 bezeichnet; es umfaßt einen hydraulischen Ventilteil la und einen Elektromagnetenteil Ib. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein sogenanntes 3/2-Magnetventil, ein Magnetventil also, welches über drei Anschlüsse A, B mit B' und C verfügt und bei dem der Schieber 2 zur Durchführung seiner Funktion in zwei End Stellungen bewegbar ist.

Auf den eigentlichen Aufbau und die Funktion des Magnetventilteils braucht nicht näher eingegangen zu werden, da dieser nicht Teil vorliegender Erfindung ist; es sei lediglich darauf hingewiesen, daß der Schieber 2 in eine.^ Gehäuseblock 3 des hydraulischen Ventilteils la gleitverschie blich gelagert ist und über entsprechende Steuerkanten verfügt, um die zu den Ventilanschlüssen führenden Querbohrungen jeweils miteinander zu verbinden bzw. zu trennen. Der Schieber 2 läuft in einer zentralen Bohrung 4 im Gehäuse block 3, wobei für die Erfindung von Bedeutung ist, daß diese Bohrung 4 und damit auch der Schieber 2 zentrisch und insofern koaxial zum beweglichen Teil des Elektromagneten Ib ausgebildet sind.

In der in Fig. 1 dargestellten oberen Endstellung des Schiebers 2, bewirkt durch eine Vorspannungsfeder 5, verbindet der Schieber 2 den Ventilanschluß A mit dem Ventilanschluß B und der Abzweigung B^J , während in der unteren Endposition, die der Schieber 2 bei Erregung des zugeordneten Elektromagneten einnimmt, der

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Ventilanschluß C mit dem Anschluß B, C verbunden ist.

Der weitere Aufbau des in Fig. 1 gezeigten Magnetventils ist so getroffen, daß ein topfförmiges Halte- und Hauptlagerteil 6 für den Elektromagnetenbereich mit einer im Boden angeordneten Öffnung 7 zentrisch auf einen von einem Vorsprung 8 am Gehäuseblock 3 des hydraulischen Magnetventils gebildeten Bund aufgesetzt und befestigt ist, beispielsweise dadurch, daß, wie bei 9 angedeutet, bei aufgesetztem Hauptlagerteil dessen bodenförmige Ringöffnung mit dem Vorsprung 8 ringverstemmt ist. Hierdurch ergibt sich ein sicherer und unverrückbarer Halt und eine einwandfrei zentrierte Verbindung zwischen dem Hauptlagerteil für den Elektromagneten und den Lager- oder Gehäuseblock des hydraulischen Ventilteils.

Der weitere Aufbau des Elektromagnetenteils Ib vervollständigt sich durch eine von oben in den Hauptlagerteil 6 eingebrachte Wicklung 10 mit Wicklungsträger 11, wobei alle diese Teile bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel rotationssymmetrisch sein können. Eingespannt und befestigt werden Wicklung 10 mit Wicklungsträger 11 durch ein aufgelegtes ringförmiges Hilfshalteteil 12, gegebenenfalls mit zwischengefügter Weichgummiplatte 13 als Feder- und Dichtelement. Das Hilfshalteteil weist eine zentrale, nach unten gerichtete rohrförmige Ausstülpung 12a auf, die jedoch nicht der Außenführung des Magnetankers 14 dient, sondern lediglich mit der schürzeni'örmigen Ausstülpung 12a die restlichen Bauelemente des Elektromagnetteils sichert, insbesondere Wicklung 10 und Wicklungsträger 11. Schließlich ist noch ein oberes weiteres Abdeck-

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teil 15 als Abdeckplatte vorgesehen, welches zusammen mit dem Hilfshalteteil 12 in einer zentrischen Ringschulter 16 am Hauptlagerteil 6 einen lagepositionierten Anschlag findet; die endgültige Befestigung und Abdeckung kann dann durch einen um ge bördelten Rand 30 oben am Hauptlagerteil erfolgen, so daß sich insgesamt eine feste und sichere Verbindung und Einspannung sämtlicher bisher beschriebener Teile ergibt.

Der Magnetanker 14 ist als Hohlzylinder, d.h. rohrförmig ausgebildet und erfährt seine Gleitlagerung und seine sichere, zentrische und verkantungsfreie Führung dadurch, daß die untere Lagerstelle für den hohlzylindrischen Magnetanker gebildet ist durch das Eingreifen eines entsprechend konzentrischen SchiebervorSprungs 2a mit Absatz in die Ankerinnenbohrung. Die obere Lager stelle, die die einzige Gleitlagerstelle für die Ankerlagerung darstellt, wird gebildet von einem Gleitstück 17, welches stationär in der Abdeckplatte 15 gehalten ist und mit einem nach innen gerichteten Gleitteil 17a oben in die Ankerinnenbohi ^ng eingreift. Das Gleitstück kann eine Kugel, ein Bolzen, ein Zylinder stift oder ein sonstiges Teil sein, welches mit der Abdeckplatte 15 verbunden, beispielsweise mit dieser vernietet, eingeschraubt oder sonstwie an ihr befestigt ist. Die Abdeckplatte 15 bildet gleichzeitig die obere Hubbegrenzung für den Magnetanker 14; die untere Hubbegrenzung ergibt sich durch das Anschlagen des Magnetankers am Grund einer zentrischen Ringaus nehmung 18 im Vorsprung 8 des Lagerblocks 3 für den hydraulischen Ventilteil.

In vorteilhafter Ausgestaltung ist es bei metallischer Ausbildung der Abdeckplatte 15 auch möglich, diese anstelle des Gleitstücks mit einem zentralen, tiefgezogenen Mittelnapf auszubilden, der dann als einstückiges Teil der Abdeckplatte 15 gleichzeitig das Gleitstück bildet. Ferner liegt es innerhalb des erfindungsgemäßen Rahmens, das Hilfshalteteil lediglich als Ringplatte mit Mittelbohrung für den Durchtritt des Magnetankers auszubilden, also ohne die nach unten gezogene, rohrförmige Ausstülpung.

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Unter Bewirkung einer Verschiebebewegung des Schiebers 2 taucht der rohrförmige Magnetanker 14 in die Ringausnehmung 18 ein, wobei zwischen dem Boden der Ringausnehmung und dem Material des Magnetankers eine Restluftspaltscheibe 19 angeordnet sein kann, vorzugsweise aus nichtmagnetischem Material, um ein Hängen des Magnetankers zu vermeiden.

Man erkannt, daß beim Arbeiten des erfindungsgemäßen Magnetventils eine Relativverschiebung zwischen dem Schieber 2 und dem Magnetanker 14 im Bereich ihrer ineinandergreifenden Lager-Verbindungsstelle nicht auftreten kann, da durch die Vorspannungsfeder 5 Schieber 2 zusammen mit dem Magnetanker 14 an den oberen Anschlag gedruckt werden und unter der Einwirkung der Magnetkraft der Schieber an seinen unteren Anschlag gelangt, ohne Trennung vom Magnetanker. Der einzige, eine Gleitlagerung bewirkende Teil bzw. die einzige Verbindung ergibt sich daher zwischen dem Gleitbolzen 17 und der zugeordneten Magnetanker-Innenbohrung, lediglich über die Länge des vergleichsweise geringen Hubs des Magnetankers 14. Da sonst keine Gleit- und Rei bungs berührung zwischen dem sich bewegenden Anker 14 und den ihm umgebenden Teilen vorliegt, ist verständlich, daß nur eine sehr geringe Reibung überhaupt auftritt, wobei eine Feinstbearbeitung nur, soweit erwünscht, an der oberen GleitlagersteHe zwischen Gleitbolzen 17 und der Ankerinnenbohrung erforderlich ist. Magnetanker und Schieber sind allerdings vorzugsweise mechanisch entkoppelt, was einer lockeren Sitzverbindung zwischen beiden entspricht.

Das in den Pig. 2a, 2b und 2c dargestellte zweite "Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung betrifft ein Magnetventil mit recht eckförmiger Ausbildung des Elektromagnetteils, wobei in beiden

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Ausführungsbeispielen identische oder im wesentlichen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen, unterschieden durch einen Beistrich oben, gekennzeichnet sind, so daß auf eine nochmalige ausführliche Erläuterung bei diesem Ausführungsbeispiel verzichtet werden kann. Unterschiedlich ist beim Ausführungsbeispiei der Fig. 2a bis 2c, daß das Hauptlagerteil Ib' selbst recht-

eckförmig ausgebildet ist, unter Wegfall des Hilf s halte te ils, wobei andererseits die gleichzeitig den magnetischen Rückschluß bildende Deckplatte 15' noch ein weiteres Kunststoff-Deckelteil 21 lagert. Das Kunststoff-Dec^elteH 21 kann mit der Deckplatte 15' in beliebiger Weise verbunden sein, beispielsweise aufgespritzt, ultraschallgenietet oder auch in bestimmte Öffnungen mit diese hintergreifenden, nasenförmigen Vorsprüngen eingeklipst. Für den Durchtritt des hohlzylindrischen Magnetankers 14' weist die Deckplatte 15' eine zentrale Bohrung 22 auf, so daß sich durch diese Bohrung der Magnetanker 14' im Abstand bis zum Anschlag an das Kunststoff-Deckelteil 21 nach oben bewegen kann. Das Kunststoff-Deckelteil 21 beinhaltet, vorzugsweise einstückig ausgebildet das Gleitstück 17', welches ein beliebiger, nach unten gerichteter Lagervorsprung sein kann, der über eine bestimmte Tiefe in die Innenbohrung des Magnetankers 14' eingreift. Auch auf diese Weise ergibt sich wieder eine einwandfreie sichere, zentrische und verkantungsfreie Führung des Ankerrohrs, insgesamt mit den weiter vorn schon erläuterten, weiteren Vorteilen.

Die Verbindung des Verbunds aus Deckplatte 15' und Kunststoff-Deckelteil 21 mit dem Hauptlager teil 6' kann wiederum auf

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beliebige Weise, beispielsweise auch wie in Fig. 1 gezeigt, durch Umbördelung von Rändern erfolgen. Bevorzugt ist bei diesem Ausführungsbeispiel aber der Durchtritt von zwei beidseitigen Lagernasen 6a, 6b am Hauptlagerteil durch entsprechend ausgebildete Längsöffnungen 15a^J , 15b' der Deckplatte. Es ist dann möglich, die Deckplatte 15' am Hauptlagerteil 6' durch beidseitiges Verstemmen, wie bei 23 in den Fig. 2b, 2c gezeigt, formschlüssig und unverrückbar zu verbinden. Das Kunststoff-Deckelteil kann schutzkappenähnlich zur Vermeidung eines Eindringens von Schmutz o. dgl. in den magnetischen Innenraum schürzenartig wie bei 24 gezeigt, nach unten gezogen sein, mit den Durchtritt der Lagernasen 6a, 6b durch die Längsöffnungen 15a' , 15b' in der Deckplatte 15' freilassend, damit die Stemmarbeiten zur Deckplattenfixierung durchgeführt werden können.

Claims

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1. Hydraulisches, elektromagnetisch betätigtes Schieber ventil, insbesondere 3/2-Magnetventil als Stellglied für elektronische Ge trie be Steuerungen, mit auf dem Schieber zu dessen Verstellung einwirkendem Magnetanker als Teil eines zugeordneten Elektromagneten mit Wicklung und Wicklungsträger, dadurch gekennzeichnet, daß de Magnetanker (14, 14^J) ein hohlzylindrisches Rohrteil ist, welches über seine eigene Innenbohrung gleitgelagert ist.

2. Schieberventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Lagerung des Magnetankers (14, 14^J) durch Eingriff des im zugeordneten Ventillager block (3) gleitverschie blich gelagerten Schiebers (2) in die Ankerinnenbohrung erfolgt, ohne Relativverschiebung zwischen beiden während des Ankerhubs.

3. Schieberventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Lagerstelle für den Magnetanker (14, 14')

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gebildet ist von einem im Deckelbereich stationär angeordnetem Gleitstück (17, IT), welches mit einer zugeordneten Lager-Gleitwandung (17a) in die Ankerinnenbohrung eingreift.

4. Schieberventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitstück (17) ein in einer Deckplatte (15) zentral gelagerter Bolzen, Zylinderstift oder Kugel ist.

5. Schieber ventil nach einem oder mehreren der Ansprüche l bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (2) mit einem Ringabsatz (2a) bei entkoppelter Schieber-Ankereinheit in dessen Innenbohrung eingreift.

6. Schieberventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein topfförmiges, mit einer zentralen Durchtrittsöffnung einen Vorsprung (8) am Lagerblock (3) umfassendes Hauptlagerteil (6, 6' ) vorgesehen ist, welches Wicklung (10, 10') mit Wicklungsträger (11, 11^J) aufnimmt, in seinem Inneren den Magnetanker (14, 14') berührungsfrei enthält und an dessen Oberteil eine Deckplatte (15, 15') befestigt ist, die mindestens indirekt die obere Gleitlage rs te lie für die Ankerinnenbohrung bildet.

7. Schieberventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptlagerteil (6, 6') mit dem zentralen Vorsprung (8) am Lagerblock (3) ringverstemmt ist.

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8. Schieber ventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis T₁ dadurch gekennzeichnet, daß ein eine heruntergezogene zentrale Ringwandung aufweisendes Hilfshalteteil (12) vorgesehen ist, welches in einer Ringschulter (16) des Hauptlagerteils (6) zusammen mit der Deckplatte durch Ombördelung gehalten ist und daß das in die Anke rinne η bohrung eingreifende Gleitstück (17) zentrisch in einer Bohrung der Deckplatte sitzt.

9. Schieberventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei rechteckiger Magnetteilausbildung die den magnetischen Rückschluß sichernde Deckplatte (15') mit einem weiteren, gegebenenfalls schürzenförmig nach unten gezogenen Kunststoff-Deckelteil (21) verbunden ist, dereinstückig das Gleitstück (I?') ausbildet und wobei die Deckplatte von in Längsausnehmun^n (15a^J, 15b') in ihr eingreifende und verstemmte Haltenasen (b'a, 6b^J) des Hauptlagerte ils (6') gehalten ist.

10. Schieberventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff-Deckelteil (21) auf die Deckplatte aufgespritzt, an diese ultraschallgenietet oder in diese durch Rastung eingeklipst ist.

11. Schieberventil nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitstück gebildet ist von einem einstückigen, tiefgezogenen Mittelnapf der Deckplatte {15).