Elektromagnetisch betätigtes Wegeventil

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch betätigtes Wege¬ ventil nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Diese Ventile sind durch das Typenblatt RD 29 060 vom April 1993 der Anmelderin bekannt. Zur Erzielung eines guten Regel¬ verhaltens dieser Ventile müssen deren Ventilräume einschlie߬ lich die untereinander über einen im Ventilgehäuse verlaufenden Kanal in Verbindung stehenden Ankerräume der Betätigungsmagnete entlüftet sein. Zu diesem Zweck sind an den äußeren Abschlu߬ deckeln der Magnetgehäuse durch Schrauben verschließbare Ent¬ lüftungskanäle vorgesehen. Bei Inbetriebnahme werden die Ver¬ schlußschrauben entfernt und über den Entlüftungskanal des ei¬ nen Betätigungsmagneten solange Arbeitsflüssigkeit nachgefüllt, bis aus dem Entlüftungskanal des gegenüberliegenden Betäti¬ gungsmagneten Arbeitsflüssigkeit austritt. Danach werden die Entlüftungskanäle mit den Verschlußschrauben wieder verschlos¬ sen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein elektromagnetisch betätigtes Wegeventil zu schaffen, bei dem auf die bekannte um¬ ständliche Entlüftung der Ankerräume der Betätigungsmagnete verzichtet werden kann. Nach der Erfindung wird dies mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 erreicht.

Dadurch, daß die Ankerräume über eine Zulaufdrossel mit dem An- Schluß der Arbeitsmittelquelle und über eine Ablaufdrossel mit dem Tankanschluß in Verbindung stehen, steht das in die Anker¬ räume einströmende Arbeitsmittel unter einem Druck, dessen Grö¬ ße zwischen dem Pumpen- und Tankdruck liegt. Durch diesen Druck wird die in den Ankerräumen befindliche Luft komprimiert, so daß die Ankerräume von der einströmenden Arbeitsflussigkeit weitgehend aufgefüllt werden und damit eine einwandfreie Rege¬ lung des Ventils gewährleistet ist.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Pa¬ tentansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausfüh¬ rungsbeispieles.

Es zeigen Figur 1 einen Axialschnitt durch ein 4-Wege-Proportionalventil mit zwei Betätigungsmagneten und integrierter

Ansteuerelektronik, Figur 2 einen Längsschnitt des Ventilgehäuses in der Ebene des

Gehäusekanals mit die Drossel bildendem Gewinde- abschnitt mit Schraube,

Figur 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Figur 2 und Figur 4 einen Teil-Längsschnitt des Proportionalventils mit im Steuerkolben integrierter Drosselstelle.

In Figur 1 ist mit 1 das Ventilgehäuse und mit 2 der Steuerkol¬ ben bezeichnet. Der Steuerkolben 2 wird durch die zu beiden Seiten des Ventilgehäuses befestigten Betätigungsmagnete 3 und 4 in die eine oder andere Richtung verschoben, je nach Signal¬ abgabe der auf den Betätigungsmagneten 3 aufgesetzten Ansteue- relektronik 6. Der Steuerkolben 2 weist an seinen Enden Kolben¬ abschnitte 7 und 8 auf, die die mit den nicht dargestellten An¬ kerräumen der Betätigungsmagnete in Verbindung stehenden Gehäu- seausnehmungen 9, 10 und die mit dem Tank in Verbindung stehen¬ den Steuerräume 12, 13 des Ventilgehäuses 1 voneinander tren- nen. Vom mit dem Arbeitsmittelanschluß P in Verbindung stehen¬ den Steuerraum 15 des Ventilgehäuses führt ein mit einem Mut¬ tergewinde 16 versehener und von einer Schraube 17 verschlosse¬ ner Gehäusekanalabschnitt zu einem parallel zur Betätigungsach¬ se 19 des Steuerkolbens verlaufenden Gehäuselkanalabschnitt 20 von dessen Enden Gehäusekanalabschnitte 21, 22 nahe den Befe¬ stigungswänden 23, 24 für die Betätigungsmagnete 3 und 4 zu den Gehäuseausnehmungen 9, 10 führen.

Wird bei Inbetriebnahme einer hydraulischen Anlage der mit der Arbeitsmittelquelle über den Druckmittelanschluß P in Ver-

bindung stehende Steuerraum 15 vom Arbeits- bzw. Druckmittel beaufschlagt, strömt über das Flankenspiel 26 (Figur 2) zwi¬ schen Mutter- und Schraubengewinde des mit der Schraube 17 ver¬ schlossenen Gehäusekanalabschnittes 16 eine geringe Arbeits- flussigkeitsmenge in den axial verlaufenden Gehäusekanalab¬ schnitt 20 und von dort weiter über die seitlichen Kanalab¬ schnitte 21, 22 in die Gehäuseausnehmungen 9, 10 und die mit letzteren in Flüssigkeitsverbindung stehenden nicht gezeigten Ankerräume der Betätigungsmagnete 3,4. Von den Gehäuseausneh- mungen 9, 10 strömt schließlich die vom Hauptstrom abgezweigte geringe Arbeitsmittelmenge über das Führungsspiel zwischen den Steuerkolbenendabschnitten 7, 8 und den Führungsbohrungen 27, 28 in den Gehäusestegen 30, 31 in die mit dem Tank in Verbin¬ dung stehenden Steuerräume 12, 13 im Ventilgehäuse 1. Das die Eingangsdrossel bildende Flankenspiel zwischen Mutter- und

Schraubgewinde des Kanalabschnittes 16 und der Schraube 17 und das die Ausgangsdrosseln bildende Führungsspiel der endseitigen Steuerkolbenabschnitte 7, 8 in den Führungsbohrungen 27, 28 der Gehäusestege 30, 31 für die mit den Ankerräumen verbundenen Ge- häuseausnehmungen sind so aufeinander abgestimmt, daß sich in den Ankerräumen ein Druck des Arbeitsmittels einstellt, der die in diesen Räumen vorhandenen Lufteinschlüsse auf ein Maß kom¬ primiert, daß die einströmende Arbeitsflüssigkeit die Ankerräu¬ me soweit auffüllt, daß eine einwandfreie Regelung des Ventils gewährleistet ist. Durch die Regelbewegung des Steuerkolbens wird die im Ankerraum befindliche Arbeitsflüssigkeit einer Hinundherbewegung ausgesetzt und dadurch mit der die Gehäuse- ausnehmungen durchströmenden geringen Arbeitsflüssigkeitsmenge vermischt, so daß letztlich auch die noch vorhandenen Luftein- Schlüsse zum Tank ausgeschwemmt werden. Die Zu- und Ablaufdros¬ seln werden so aufeinander abgestimmt, daß die in den Ankerräu¬ men befindliche Arbeitsflüssigkeit unter einem Druck steht, der dem 0,6fachen des Pumpendruckes entspricht. Die Summe der Quer¬ schnitte der beiden von dem Führungsspiel der endseitigen Steu- erkolbenabschnitte gebildeten Ablaufdrossein müssen also ge¬ ringfügig kleiner gehalten werden als der vom Flankenspiel zwi-

sehen Mutter- und Schraubengewinde im Kanalabschnitt 16 gebil¬ dete Querschnitt der gemeinsamen Zulaufdrossel.

Gemäß Figur 3 wird der axial verlaufende Kanalabschnitt von dem Gewindekanalabschnitt 16 nur in einem kleinen Randbereich 20a angeschnitten. Dadurch kann sich das in diesem Randbereich ein¬ tretende Arbeitsmittel nach beiden Seiten des axial verlau¬ fenden Kanalabschnitts 20 gleichmäßig aufteilen und in die be¬ treffenden Gehäuseausnehmungen 9, 10, die mit den Ankerräumen in Flüssigkeitsverbindung stehen, weiterströmen. Der axial ver- laufende Kanalabschnitt 20 ist gemäß Figur 2 als Sackbohrung in das Ventilgehäuse 1 eingebracht und mittels einer Schraube 33 nach außen verschlossen. Der gemeinsam mit der Schraube 17 die Zulaufdrossei bildende Gewindekanalabschnitt 16 ist von außen in das Ventilgehäuse eingearbeitet und im Gehäuseeingangsbe- reich zur Aufnahme des Schraubenkopfes 17a erweitert. Auf der damit sich ergebenden Radialfläche 35 ist ein Dichtungsring 36 vorgesehen, der mit der entsprechenden radial verlaufenden Flä¬ che 37 des Schraubenkopfes 17a einen flüssigkeitsdichten Ab¬ schluß des Gewindekanalabschnittes nach außen gewährleistet.

Nach Figur 4 weist der Steuerkolben 2 eine axial verlaufende

Sackbohrung 2a auf, die mit einer Querbohrung 2b verbunden ist, die in den mit dem Arbeitsmittelanschluß P verbundenen Steuer¬ raum 15 mündet. Am Steuerkolbenendabschnitt 8 ist die Sackboh¬ rung erweitert und mit einem Muttergewinde 161 versehen, das eine Madenschraube 171 aufnimmt. Das Flankenspiel zwischen Mut¬ tergewinde 161 und dem Gewinde der Madenschraube 171 bildet ei¬ ne Zulaufdrossel über die bei Inbetriebnahme der hydraulischen Anlage eine geringe Arbeitsflüssigkeitsmenge in die Gehäuseaus- nehmung 10 strömt und von dort über einen strichpunktiert dar- gestellten im Ventilgehäuse 1 verlaufenden Verbindungskanal lb auch in die gegenüberliegende Gehäuseausnehmung 9. Von den Ge¬ häuseausnehmungen 9, 10 strömt die geringe Arbeitsflüssigkeits¬ menge wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 schließlich weiter über das als Ablaufdrossei wirkende Führungsspiel zwi- sehen den Steuerkolbenendabschnitten 7, 8 und den Führungsboh-

rungen 27, 28 in den Gehäusestegen 30, 31 in die mit dem Tank in Verbindung stehenden Steuerräume 12, 13, wobei sich in den Gehauseausnehmungen 9, 10 und den mit den Gehauseausnehmungen verbundenen Ankerräumen ein Druck aufbaut, der von der Größe der Zulaufdrossel und den Ablaufdrosseln festgelegt ist.

Zur Erzielung eines konstanten Druckes in den Ankerräumen kann unabhängig vom Führungsspiel der Steuerkolbenendabschnitte zwi¬ schen der einen Gehäuseausnehmung und dem mit dem Tank in Ver¬ bindung stehenden Steuerraum ein Druckbegrenzungsventil vorge- sehen werden.