DE3226696C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch betätigbares Wegeventil für ein Druckmittel gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Ein solches Wegeventil ist aus GB-PS 11 74 768 bekannt geworden. Dieses bekannte Ventil weist im Ventil-Inneren angeordnete Regel- und Abgabeleitungen auf. Der Ventilschieber ist innerhalb von hintereinander geschalteten Kammern axial verschiebbar. Er weist einen ersten und einen zweiten zylindrischen Endbereich gleichen Durchmessers sowie einen zylindrischen Zentralbereich kleineren Durchmessers auf. Zwischen den beiden Endbereichen befindet sich im Zentralbereich ein erstes und ein zweites Ventilschieberelement; die Ventilschieberelemente steuern jeweils die Öffnung eines ersten Durchlasses, während ein zweiter Durchlaß zwischen der Verbraucherkammer und der Druckmittelabgabekammer angeordnet ist. Es ist hierbei ferner eine Steuerkammer vorgesehen, in die der zweite Endbereich des Ventilschiebers hineinragt. Diese Steuerkammer ist durch eine Buchse begrenzt.

Der gesamte Aufbau dieses bekannten Ventils führt zu einem erheblichen Herstellungs- und Montageaufwand. So ist beispielsweise eine mechanische Bearbeitung des Ventilgehäuses zum Herstellen der Regeleinlässe und der Auslaßkanäle erforderlich. Die Außenabmessungen - Gesamtlänge und Durchmesser des Ventils - sind derart groß, daß der Einbau bei manchen Anwendungsfällen Probleme bereitet. Die Dichtheit zwischen den einzelnen Ventilelementen läßt zu wünschen übrig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wegeventil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches derart zu gestalten, daß der Aufbau einfacher wird, daß sich der Herstellungs- und Montageaufwand verringern läßt, daß sich die Außenabmessungen verkleinern lassen, und daß die Dichtheit der im Inneren enthaltenen Ventilelemente vergrößert wird.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches gelöst.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine hydraulische Schaltung.

Die Fig. 2 und 3 sind schematische Schnittansichten des Ventiles in zwei verschiedenen Betriebsstellungen.

Fig. 4 ist eine Variante des Ventilschiebers.

Das erfindungsgemäße Ventil 1 in Fig. 1 ist derart gestaltet, daß es sich in einen hydraulischen Kreis der in Fig. 1 veranschaulichten Art einbauen läßt, um den Durchsatz fließfähigen Mediums, aus einer unter Druck stehenden Quelle fließfähigen Mediums, kontrollieren zu können, das beispielsweise eine hydraulische Druckmittelquelle 2 durchströmt und zu einem Verbraucher 3 geleitet wird. Das Ventil vermag auch den Durchsatz des fließfähigen Mediums zu kontrollieren, das aus dem letztgenannten zu einem Druckmittelanschluß 4 geleitet wird.

Das Ventil läßt sich insbesondere bei einer Vorrichtung zum Regeln und/oder Steuern eines automatischen Getriebes verwenden, so wie in der von der Anmelderin am selben Tag hinterlegten Anmeldung beschrieben.

Das in den Fig. 2 und 3 schematisch wiedergegebene Ventil umfaßt ein Gehäuse 7 mit einer Ausnehmung, in der ein Ventilschieber 8 verschiebbar ist. Der Schieber 8 hat zwei zylindrische Endbereiche 8a, 8b gleichen Durchmessers, ferner einen zylindrischen Zentralabschnitt 8c kleineren Durchmessers als die beiden Endbereiche. Jede der beiden Endbereiche weist eine Sackbohrung 9 auf. Die Mantelflächen des Ventilschiebers definieren zusammen mit den Innenflächen der genannten Ausnehmung oder Bohrung im wesentlichen drei Kammern, nämlich eine Zufuhrkammer 10, eine Verbraucherkammer 11 und eine Abgabekammer 12. Jede Kammer kommuniziert mit entsprechenden Kanälen, nämlich einem Zufuhrkanal 13, einem Verbraucherkanal 14 und einem Abgabekanal 15. Der erste dieser Kanäle läßt sich an die hydraulische Druckmittelquelle 2 mittels eines Rohrleitungsabschnittes 16 (Fig. 1) anschließen; der zweite läßt sich mit dem Verbraucher 3 mittels eines Rohrleitungsabschnittes 17 zusammenschalten, und der dritte kann an den Druckmittelauslaß 4 mittels der Rohrleitung 18 angeschlossen werden.

Die Zufuhrkammer 10 und die Verbraucherkammer 11 lassen sich miteinander über einen Übergang 21 zusammenschließen, dessen Öffnung mittels eines Ventilelementes 22 kontrolliert wird. Das Ventilelement 22 ist auf dem Ventilschieber 8 zwischen dem Endbereich 8b und dem Zentralbereich 8c gebildet (im Falle der Ausführungsform gemäß der Fig. 1 und 2 ist dies eine konische Fläche). Die Verbraucherkammer 11 und die Abgabekammer 12 lassen sich miteinander in Verbindung bringen mit einem weiteren Übergang 23 (siehe Fig. 3), dessen Öffnungsgröße mittels eines Ventilelementes 24 kontrolliert wird, das ebenfalls auf dem Ventilschieber 8 zwischen dem Endbereich 8a und dem Zentralbereich 8c gebildet ist. Auch das in der Zeichnung links vorhandene (stirnseitige) Ende des Ventilschiebers 8 - siehe Fig. 2 und 3 - wirkt die von einer Rückstellfeder 25 ausgeübte Kraft; die Feder ist in eine Bohrung 26 eingelassen, die am einen Ende des Gehäuses 1 eingeformt ist. Sie wird zwischen einem Ring, der an einer Schulter des Ventilschiebers selbst anliegt, und einem Deckel 27 zusammengedrückt.

Der Endabschnitt des Ventilschiebers 8, in den Fig. 2 und 3 rechts erkennbar, ragt in eine Steuerkammer 28 hinein, die mittels einer Buchse 29 abgesperrt ist und über einen Zusatzkanal 30 mit dem zugeführten Medium kommuniziert. Innerhalb des Zusatzkanales 30 ist eine Buchse 31 eingeschraubt. Diese hat eine Bohrung vorbestimmten Durchmessers, der in bezug auf jene des Zusatzkanales klein ist. Die Steuerkammer 28 kommuniziert ferner mit dem Auslaß über einen Steuerkanal 32, innerhalb welchem eine Kugel (Ventilkörper) 33 eingelassen ist, das mit einem entsprechenden Ventilsitz zusammenarbeitet, um die Querschnittsfläche im Steuerkanal selbst einzustellen. Diese Kugel kann gegen den Sitz mittels eines Stiftes 34 angedrückt werden, der seinerseits an den beweglichen Anker 35 eines Elektromagneten angeschlossen oder mit diesem verbunden ist.

Steuerkanal 32 besteht aus einer Axialbohrung in Buchse 29, einer Ventilkammer 37, gebildet zwischen Buchse 29 und Anker 35 des Elektromagneten 36, zur Axialbohrung in der Buchse parallel verlaufenden Bohrungen und einer Ringnut 38, die ebenfalls der Buchse 29 eingeformt ist. Parallel zum Steuerkanal 32 sind Bohrungen 42 vorgesehen, die die Ventilkammer 37 mit der Ringnut 38 verbinden.

Befindet sich der Ventilschieber 8 in der in Fig. 2 veranschaulichten Position, so kann fließfähiges Medium zwischen Ringnut 28 und Steuerkanal 32 über Nuten 39 strömen, die im Endbereich des Ventilschiebers 8 vorgesehen sind.

Das Ventil arbeitet in folgender Weise:

Nimmt man an, daß die Durchsatzmenge des zwischen Druckmittelquelle 2 und Verbraucher 3 strömenden Mediums reguliert wird, und nimmt man ferner an, daß dieser Durchsatz den durch das Ventil maximal zulässigen Wert erreicht, so wird Elektromagnet 36 in einer Stellung gehalten, in welcher der Stift 34 zum rechten Endes des Hubes verschoben wird. Deshalb bleibt der Durchgang durch Steuerkanal 32, durch Kugel 33 kontrolliert, vollständig offen. In diesem Zustand tritt das fließfähige Medium, das am Ventil ankommt, ebenfalls durch Kanal 30 (Fig. 2) und gelangt durch die in Buchse 31 befindliche Bohrung in die Steuerkammer 28, und von hier aus in den Steuerkanal 32. Der sich in Steuerkammer 28 aufbauende Druck ist praktisch null, und zwar wegen des Drosselns des Mediums in der Buchse 31, als auch durch das Strömen in Kanal 32. Da der auf den Ventilschieber 8 ausgeübte, resultierende Druck des Mediums praktisch null ist (wegen der Gleichheit der Durchmesser der Endbereiche (des Ventilschiebers selbst), wird dieser in die in Fig. 2 dargestellte Position unter der Einwirkung der Rückstellfeder 25 verschoben. Der Übergang oder der Auslaß 21 zwischen Zufuhrkammer 10 und Verbraucherkammer 11 ist vollständig offen, so daß das Medium vom ersten zum zweiten Ende und von dort zum Verbraucher durch Kanal 14 des Ventiles selbst frei strömen kann.

Ist der Durchsatz des Mediums zu drosseln, so wird dies durch Einwirkung auf den Elektromagneten 36 erreicht, und zwar dadurch, daß Stift 34 in Fig. 2 nach links verschoben und damit Steuerkanal 32 mittels Kugel 33 in gewünschtem Maße abgesperrt wird. Es versteht sich, daß durch Verringern der Öffnungsgröße der Durchlaßfläche durch Steuerkanal 32 der Druck in Steuerkammer 28 ansteigt und demgemäß der resultierende Druck, der auf Ventilschieber 8 lastet, die Verschiebung nach links in Fig. 2 gesehen des Ventilschiebers selbst kontrolliert, wobei die Federkraft der Rückstellfeder 25 überwunden wird. Demgemäß entspricht jedes Drosseln dieser Durchlaßöffnung in Steuerkanal 32 einer wohl definierten Öffnungsgröße des Durchlasses 21, und daher auch einem wohl definierten Durchsatz durch das Ventil.

Soll das Ventil die Abgabemenge kontrollieren, so wird die durch Abgabekanal 44 ausströmende Menge mittels Einwirkens auf den Elektromagneten 36 in genügendem Maße geschlossen, um den Druck in Steuerkammer 28 anzuheben und Ventilschieber 8 beispielsweise in die in Fig. 3 dargestellte Stellung zu verschieben. In dieser Stellung öffnet das Ventilelement 24 den Kanal 23 zwischen der Verbraucherkammer 11 und der Abgabekammer 12. In Fig. 3 ist der Ventilschieber am Ende seines Hubes zu sehen. Hierbei ist die Auslaßöffnung vollständig offen. Wie sich aus Fig. 3 erkennen läßt, schließt der Ventilschieber in dieser Stellung Übergang oder Auslaß 21 (in Fig. 2) zwischen Zufuhrkammer 10 und Verbraucherkammer 11.

Die Einstellung des Durchlasses 23 läßt sich dadurch erreichen, daß auf den Elektromagneten 36 in ähnlicher Weise wie im Falle des Öffnens der Zufuhröffnung 21 eingewirkt wird. Das aus Verbraucher 3 (siehe Fig. 1) kommende fließfähige Medium gelangt zum Kanal 14 (siehe Fig. 3) des Ventiles, tritt in die Verbraucherkammer 11 ein und strömt sodann über Durchlaß 23 in Abgabekammer 12, um durch den Abgabekanal 15 zum Auslaß zu gelangen.

Von den zahlreichen, denkbaren Abwandlungen des Ausführungsbeispiels der Erfindung ist insbesondere die folgende zu erwähnen: Die Ventilelemente 22, 23, 24 können unterschiedliche Gestalten haben und zylindrische Flächen statt konische Flächen aufweisen, so wie in Fig. 4 veranschaulicht, worin sie mit Axialnuten 40 ausgerüstet sind, deren jede eine radial abnehmende Höhe vom Boden bis zum freien Ende hat.

Claims (1)

1. Elektromagnetisch betätigbares Wegeventil für ein Druckmittel, das zwischen einer Druckmittelquelle (2) und einem Verbraucher (3) sowie zwischen dem Verbraucher (3) und dem Druckmittelauslaß (4) geschaltet ist, um den Druckmittelstrom von der Druckmittelquelle (2) zum Verbraucher (3) sowie vom Verbraucher (3) zum Druckmittelauslaß (4) zu steuern,
mit einer Druckmittel-Zufuhrkammer (10), die über einen Zufuhrkanal (13) mit der Druckmittelquelle (2) in Druckmittelverbindung steht,
mit einer Verbraucherkammer (11), die über einen Verbraucherkanal (14) mit dem Verbraucher (3) in Verbindung steht,
mit einer Druckmittel-Abgabekammer (12), die über einen Abgabekanal (15) mit dem Druckmittelauslaß (4) in Verbindung steht, wobei die Kammern (10, 11, 12) in axialer Richtung hintereinander angeordnet und in ein Ventilgehäuse (7) eingeformt sind,
mit einem Ventilschieber (8), der innerhalb der Kammern (10, 11, 12) axial verschiebbar ist und einen ersten und einen zweiten zylindrischen Endbereich (8a, 8b) gleichen Durchmessers und einen zylindrischen Zentralbereich (8c) kleineren Durchmessers aufweist, wobei zwischen den beiden zylindrischen Endbereichen (8a, 8b) im zylindrischen Zentralbereich (8c) ein erstes und ein zweites Ventilschieberelement (22, 24) eingeformt sind, die jeweils die Öffnung eines ersten Durchlasses (21) zwischen der Druckmittel-Zufuhrkammer (10) und der Verbraucherkammer (11) steuern,
mit einem zweiten Durchlaß (23) zwischen der Verbraucherkammer (11) und der Druckmittel-Abgabekammer (12),
mit einer an einem Ende des Ventilgehäuses (7) ausgebildeten Steuerkammer (28), in die der zweite zylindrische Endbereich (8b) des Ventilschiebers (8) hineinragt und die durch eine Buchse (29) begrenzt ist,
mit einem am anderen Ende der Buchse (29) befestigten Elektromagneten (36) mit einem Anker (34, 35) zum Verschieben eines Ventilkörpers (33) gegen einen an der Buchse (29) vorgesehenen Ventilsitz zum Absperren eines die Buchse (29) bildenden zentralen Steuerkanals (32), der die Steuerkammer (28) mit einer hinter dem Ventilsitz vorgesehenen Ventilkammer (37) verbindet,
mit einer Druckmittelverbindung von einem vom Zufuhrkanal (13) abgezweigten Zusatzkanal (30) zu einem im Ventilgehäuse (7) angeordneten Abströmkanal (44), die über den zentralen Steuerkanal (32), die Ventilkammer (37) und in der Buchse (29) vorgesehene Bohrungen (42) geführt ist, und
mit einer den Ventilschieber (8) in einer Ausgangsstellung haltenden Rückstellfeder (25), die am ersten zylindrischen Endbereich (8a) des Ventilschiebers (8) angreift,
gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• (a) die Buchse (29) weist einen in die Steuerkammer (28) hineinragenden, diese begrenzenden und gegenüber dem Ventilgehäuse (7) abgedichteten zylindrischen Ansatz auf;
• (b) in der Buchse (29) ist im Bereich des zylindrischen Ansatzes eine äußere Ringnut (38) vorgesehen, die einerseits über die Bohrungen (42) mit der Ventilkammer (37) und andererseits mit dem Abströmkanal (44) druckmittelverbunden ist,
• (c) der Zusatz-Steuerkanal (30) mündet über eine im Ventilgehäuse (7) angeordnete Drosselstelle (31) unmittelbar in die durch den Ansatz der Buchse (29) begrenzte Steuerkammer (28);
• (d) die Druckmittelverbindung ist von der Steuerkammer (28) zum zentralen Steuerkanal (32) in der Buchse (29) über Drosselnuten (39) in der Stirnseite des an die Buchse (29) anlegbaren Ventilschiebers (8) und über eine Sackbohrung (9) im Ventilschieber (8) geführt;
• (e) in der Ausgangsstellung drückt die Rückstellfeder (25) den Ventilschieber (8) gegen den zylindrischen Ansatz der Buchse (29).