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Title:
MULTI-CHAMBER MAGNETIC DISTRIBUTING VALVE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1987/004850
Kind Code:
A1
Abstract:
This distributing valve has a compression chamber (2), operating chambers (3 and 4) and return chambers (5). The distributing piston (6), depending on its position, connects the compression chamber (2) with one of the operating chambers (3+4) and the other operating chamber with the return chambers (5). The distributing piston (6) is connected to an operating rod (15) of the armature (14) of a DC electromagnetic system located in a pressure-resistant enclosure. The armature (14), guided virtually without friction, is located in an armature tube (12), whose end, facing away from the distributing piston has the shape of an ellipsoid. The end of the armature is shaped at its corresponding end in the form of the inner space of the armature tube; in this way the top (13) of the armature rests on the bottom (11) of the armature tube when the magnetic system is not excited, and during excitation of the latter, the level surface of the armature (14) presses against the flat surface of an opposed element (19) of the armature. The return of the distributing piston (6) to the ''off'' position is effected by the pressure spring (7).

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JP2015137757SOLENOID VALVE
Inventors:
ROTHENBERGER JAKOB (CH)
Application Number:
PCT/CH1987/000011
Publication Date:
August 13, 1987
Filing Date:
January 27, 1987
Export Citation:
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Assignee:
ROTHENBERGER JAKOB
International Classes:
H01F7/16; (IPC1-7): H01F7/16
Foreign References:
US2909713A1959-10-20
DE2117579A11971-11-04
DE3201718A11983-07-28
EP0038128A11981-10-21
EP0027404A11981-04-22
DE2636284A11977-03-03
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Claims:
1. PATENTANSPRUECHE Magnetisch betätigtes WEGEVENTIL mit FederrückFührung C 3 , Verbraucher [3+4] , Druck C2 und Rücklaufkammern C5 , druckdichtem GleichstrommagnetC16 , Ankergegenstück C193 » Ankerrohr C123, Flachanker [14] und über Schaltstift C15 verschiebbarem Steuerschieber C1S3 dadurch gekennzeichnet, dass der Iππenraurn des a s einem Stück gefertigten Anker¬ rohres C123 gegen das geschlossene dem Ankergegenstück [193 abgekehrten Ende [113 hin ellipsoidkegelstumpfähnlich geformt und der darin bewegliche polygonale Flachanker [14] dieser Form angepasst ist. Wegeventil nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass eine der Magnetschliessebenen [IS] durch eine diametrale Nut unterbrochen ist und die Druckfeder [7] eine progressiv¬ steigende Belastungskennlinie aufweist.
2. Wegeventil nach Anspruch.
3. dadurch gekennzeichnet, dass die Rücklau kammern C53 , an deren tiefster Stelle eine direkt zum Abfluss [213 führende Bohrung [23 mündet, steuerschieberfrei sind. Wegeventil nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichstrommagnet [163 mit unterschiedlich starken, den Rohrmantel [303 stirnseitig schliessenden Polscheiben [31+32] versehen ist, die den Innenraum der Rohrπieten [253 vom Giessharzrau [28+343 durch eine Ringwulst [273 ab¬ dichten. Wegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass von den Rücklaufkammern [5] zum Ausfluss aus dem Ventilkörper [213 gradlinig ve^lsu^ende Bohrungen [20] vorgesehen sind, die an der tiefstliegenden Stelle der Rücklaufkammern münden. Wegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die Gegenkraftseite des Ventils mit einer Druck¬ feder [7] ausgerüstet ist, die auf de .Steuerkolbenende und in der Ausbohrung [B] eines VerschlussStopfens [9] durch die FedervorSpannung verankert ist. Wegeventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfeder [ 7] eine progressivsteigende Belastungskennlinie aufweist.
Description:
Magπetisch betätigtes Mehrkammer - Wegeventil

Bekannt.sind Mehrkammer - Wegeventile'mit stosseπden und druckdichten Gleichstrommagneteπ, mit aussen und innen zylindrischen, aus verschiedenen Metallen zu¬ sammengesetzten Ankerrαhren und darin beweglichen, mit Oruckausgleichsnuten und Bohrungen versehenen Rundankern, wobei der ArbeitsluFtspalt mit dem Kolbenweg nicht ident¬ isch ist.

Innen gekrümmt geformte Ankerrαhre und dementsprechend geformte Flachanker mit allseitig ebener Oberfläche sind nicht bekannt. Bei den bekannten Wegeventilen reichen die Steuerkolben in die und über die Rücklaufkam ern, wodurch die Kblbeπgewichte, die Verwirbelung der Oelstrome, deren Ourchfliesswiderstände, SchaltStörungen und Schalt¬ schläge erhöht werden. Bei den bekannten Ventilen sind die Rücklaufkammern über einen Querkanal miteinander und mit mit dem Abflusskanal verbunden, wobei in deren Be¬ reichen Oruckausgleichsmittel und Strömuπgsschikanen gegen unausgeglichene am Steuerkαlbeπ wirksame Kräfte erforder¬ lich sind. Oie Federkräfte dieser Ventile sind im allge¬ meinen und im besonderen im Verhältnis zur Magnetkraft zu schwach, so dass Magnet- und Federkraft-Kennlinie bei kleiner werdendem Schaltweg stark auseinanderdriften und daher bei kurzhubigen Magneten zu einem Leistungsabfall agnet- und ventilseitig führen. Obschon bekannt ist, dass keππlinienbeeinflusste Topfmagnete für kurzhubige Schnell¬ läufer - auch wegen der rest agnetischeπ Ankerhaftung - ungeeignet sind, sind die bekannten Mehrkammer - Wege¬ ventile durchwegs damit ausgerüstet. Oie beeinflusste Magnetkraft-Kennlinie kann ihre Aufgabe einer Anpassung an die Federkraft-kennlinie bei kurzhubigen Magneten nie erfüllen.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Mehrkammer- Wegeveπtil in kurzhubiger Bauweise und mit hoher Schalt- häuFigkeit ventil- und magπetseitig leistungs ässig zu verbessern, konstruktiv zu vereinfachen und preisgünsti¬ ger herzustellen.

Die wesentlichen Merkmale des Erfinduπgsgegeπstandes ergebn sich aus dem Patentanspruch 1.

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstaπdes näher erläutert.

Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch das Mehrkammer- Wegeventil mit dem Ventilkörper 1, darin ausgesparter, von der Pumpe des Hydrauliksystems beaufschlagter Druck¬ kammer 2, über den Steuerkolben S damit verbundener Ver¬ braucherkammer 4 und die mit den Rücklaufkammern 5 via Steuerkolbeπ in Verbindung stehende Verbraucherkammer 3, sowie ein mit dem Ventilkörper 1 druckdicht verschraubtes Magnetsystem. Oer achsial bewegliche Steuerkolben 5 ist gegenüber, den üblichen Ausführungen gewichts- und längen- mässig so reduziert, dass für dessen Verschiebung Kräfte eingespart und die Rücklaufkammerπ 5 von Oelvβrwirbeluπgs- schikanen, Staudruckschlagen und hohen Ourchfliesswider¬ ständen befreit sind. Bleiches gilt für die stark verkürz¬ ten, gradlinig und glattwandig ausgeführten und querschnitts- ässig vergrösserteπ Abflussbohrungen 20, wodurch sich der Ourchfluss erhöht . und die Kolbenschaitungeπ weicher werden.

Um eine bessere Anpassung der beiden Kennlinien der Magnet- und Federkraft zu erzielen, ist eine konische Feder 7 mit stark progressiv ansteigender Kennlinie eingebaut. Sie sitzt mit der geschliffenen Windung auf dem zentrischen Kolbenendezapfen 10 und in der Aussparung S des druck¬ dicht verschraubten Stopfens 9. Oie Aussparung 3 dient auch dazu, die Federvαrspannung und damit ihre Abschalt¬ kraft und die Leistung des Ventils zu erhöhen. Oer im Längsschnitt etwa elliptisch ausgefräste Teil des aus

einem einzigen Stück bestehenden Ankerrohres 12 liegt ausserhalb des Bereiches der Kupferdrahtwicklung 29 des Magneten 16. Oie beiden etwa ellipsoidähnlich ge¬ formten Bereiche der Ankerrohrausfräsung und des Mag¬ neten sind derart, dass beim Abfallen des Magnetankers 14 vom Ankergegenstück 19 der Ankerscheitel 13 auf dem Ankerrohrboden 11 oeldruckgedämp t aufschlägt und die Oelverdrängung aus dem gekrümmten und zylindrischen Raumbereich 23 - dank den rillen- und lochfreien Flä¬ chen von Rohr und Anker, des sich gekrümmt bis zum Ankerscheitel verengenden Oelraumes, der im- Verhältnis zur Oelmenge reichlich bemessenen Kreisabschnittsräume 23 ringsum den zylindrischen Ankerteil und nicht zu¬ letzt infolge der genauen Ankerführung durch die sechs geschliffenen Führungskanten 22 - ohne Oelverwirbelung und Rückstaus schnell und schlaglos vor sich geht. Oies wirkt sich positiv auf eine weiche und saubere Schaltung, kürzere Schaltzeiten und einen geringeren Kraftaufwand aus. Konstruktion und Herstellung von Anker- rohr, Anker und Ankergegenstück sind gegenüber bisherig¬ en Ausführungen vereinfacht und kostengünstiger.

Die Polschliessfl chen 1B von Anker und Aπkergegenstück sind eben, und um der Gefahr einer sogenannten "Ver- schweissung" beider Flächen vorzubeugen, ist diejenige des Ankergegenstückes vorteilhafterweise mit einer diago¬ nal verlaufenden Rille versehen. Oer Luftspalt zwischen den beiden Polflächen ist bei kurzhubigen Schnell-Läufern relativ klein und liegt im allgemeinen zwischen 10 und 30 mm. Wie der Anker muss auch der Schaltstift 15 zent¬ risch sauber geführt sein und trotzdem noch einen genü¬ genden Oeldurchgang durch die Schaltsti tbohrung ge¬ währleisten, d.h. dass auch dieser Schaltstift zweck- mässigerweise aus einem prismatischen Stab gefertigt ist.

Je nach den Anforderungen und den vorhandenen Parametern eines Mehrkammer - Wegeventils kann es von Vorteil sein, die elektromagnetischen Kräfte zu modifizieren. Beim dar¬ gestellten Magneten können zu diesem Zweck die Polschei¬ ben 31 und 32 gegenseitig ausgetauscht oder durch neue ersetzt werden. Gleiches gilt für die Rohrmiete 25 und den Magnetmaπtel 30. Alle Einzelteile des Magneten sind so konstruiert und bearbeitet, dass sie ohne maschinelle Hilfsmittel zu einer kompakten Magnetspule zusammengefügt werden können.

Auf einen Kunststoff-Spulenträger 24 mit seitlichen Flan¬ schen ist die Kupferwickluπg 29 aufgebracht und in seine achsiale Rundöffnung ist das mit dem Ankergegenstück ver¬ bundene Aπkerrohr eingeführt. Oie Ruπdspule 24 ist auf dem Ankerrohr 12 volle 360 Grad drehbar. Gehalten wird, die Spule durch eine Mutter 33. Oie achsiale Rundöffnung des Spulenträgers 24 besitzt auf beiden Seiten über den ganzen Umfang sich erstreckende, achsial voneinander getrennte Aussparungen für die Aufnahme von magnetfeldverstärkenden Rαhrπieten 25, deren Aufbördelungen am Ende auf der Aus- senseite auf den Polscheiben 31 und 32 dicht aufliegen. Zur weiteren Abdichtung zwischen Polscheiben 31 und 32 dient ein ringförmig gespritzter Kunststo fwulst 27. Aussparungen 26 am äusseren Umfang der Kunststoff-Flansche ermöglichen den Durchgang von kalt aushärtendem Giessharz aus dem Mantelraum 2S in die stirnseitigen Zwischenräume- 34.