DE3429216A1

DE3429216A1 - Hydraulic valve directly actuated electromagnetically

Info

Publication number: DE3429216A1
Application number: DE19843429216
Authority: DE
Inventors: Imre Dipl.-Ing. Dr. 7000 Stuttgart Szodfridt
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 1984-08-08
Filing date: 1984-08-08
Publication date: 1986-02-20

Abstract

An electromagnetic hydraulic valve consists of an exciting winding, an armature pulled into it when current is supplied, and a valve spool which is longitudinally guided in a valve housing and is actuated by the armature. In order to obtain a large sliding overlap of the connections at the valve housing and reduce the oil leakage, a lever mechanism which results in a displacement advantage is arranged between the armature and the valve spool.

Description

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Elektromagnetisch direkt betätigtes HydroventilElectromagnetically operated hydraulic valve

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch direkt betätigtes Hydroventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an electromagnetically directly operated hydraulic valve according to the preamble of claim 1.

Derartige, direkt betätigte Ventile, bei denen ein Ventilschieber vom Anker eines Elektromagnets direkt mechanisch betätigt wird, lassen sich sehr kompakt und,preisgünstig herstellen, da ein Vorsteuerventil entbehrlich ist. Da die Magnetkraft mit steigendem Hub stark abnimmt, sind jedoch sehr große Elektromagnete nötig, die einen hohen elektrischen Leistungsbedarf haben.Directly actuated valves of this type, in which a valve spool is directly mechanically actuated by the armature of an electromagnet is operated, can be very compact and inexpensive as a pilot valve is not required. However, since the magnetic force decreases sharply with increasing stroke very large electromagnets are required, which have a high electrical power requirement.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein solches Hydroventil so zu gestalten, daß kleinere Elektromagnete mit geringerer Leistung ausreichen und daß neben einer Lecköl-Verminderung eine größere Schaltüberdeckung realisierbar ist.The object of the invention is to design such a hydraulic valve so that smaller electromagnets with lower power and that in addition to a reduction in leakage oil a larger switching overlap can be achieved.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach Anspruch 1 der Ventilschieber vom Anker des Elektromagnets über eine Hebelübersetzung derart betätigt, daß einem kleineren Schaltweg des Ankers ein größerer Schiebeweg des Ventilschiebers entspricht. Hierzu ist ein Hebelmechanismus zwischen dem Anker und dem Ventilschieber angeordnet, der gemäß Anspruch 2 aus mehreren Hebeln besteht, die an Drehlagerstellen eines in die Magnetgröße zentrierten Stützringes gelagert sind und sternförmig zu dem zentrischen Fortsatz des Ventilschiebers hin verlaufen und an dessen Stirnfläche anliegen. An den Hebeln greift ein an der Schaltstange zentrisch befestigter Schaltteller mit-seinem Tellerrand an. Die Schaltstange ist in einem Joch längsbeweglich geführt und in dem Anker befestigt, der durch Erregen derTo solve this problem, according to claim 1, the valve slide is removed from the armature of the electromagnet via a lever transmission operated in such a way that a smaller switching path of the armature corresponds to a larger sliding path of the valve slide. For this purpose, a lever mechanism is arranged between the armature and the valve slide, which according to claim 2 of several There are levers, which are mounted on pivot points of a support ring centered in the size of the magnet and in a star shape run towards the central extension of the valve slide and rest against its end face. One intervenes on the levers Shift rod centrally fastened indexing plate with its plate edge on. The shift rod is longitudinally movable in a yoke guided and fixed in the anchor, which by energizing the

Erregerwicklung betätigbar ist. Je näher der Tellerrand zu den Drehlagerstellen der Hebel liegt, um so größer ist die Wegübersetzung vom Schaltweg des Ankers zum Schiebeweg des Ventilschiebers. Da der Magnethub auf diese .Weise sehr klein gehalten werden kann, läßt sich eine lineare Regelung verwirklichen .Excitation winding can be actuated. The closer the edge of the plate is to the pivot points of the levers, the greater it is Distance translation from the armature's switching path to the sliding path of the valve slide. Since the magnet stroke is very small in this way can be held, a linear control can be realized.

Ein derartiges Ventil kann als Schaltventil oder als Regelventil verwendet werden. Bei Ausführung als Regelventil ist die sich am Ventilschieber einstellende hydraulische Differenzkraft im Gleichgewicht mit der Kraft der im Ventilschieber zentral angeordneten Feder, die sich am Ventilgehäuse abstützt. Zur selbsttätigen Regelung werden durch Längsverschieben des Ventilschiebers die Anschlüsse zur Hydraulikpumpe bzw. zum drucklosen Vorratsbehälter mehr oder weniger weit geöffnet. Durch Betätigung des Ankers läßt sich der Sollwert des zu regelnden Druckes in Abhängigkeit vom Erregerstrom auf ein bestimmtes Niveau festlegen.Such a valve can be used as a switching valve or as a control valve. When designed as a control valve the hydraulic differential force that occurs at the valve slide in equilibrium with the force in the valve slide centrally arranged spring which is supported on the valve housing. For automatic regulation are by sliding lengthways of the valve slide the connections to the hydraulic pump or to the unpressurized storage tank more or less opened. By actuating the armature, the setpoint of the pressure to be regulated can be set as a function of the excitation current set a certain level.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem das Hydroventil als Druckregelventil ausgeführt ist, ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend erläutert. Es zeigt
Fig. 1 Längsschnitt eines elektromagnetisch betätigten Druckregelventils,An embodiment of the invention in which the hydraulic valve is designed as a pressure control valve is shown in the drawing and is explained below. It shows
Fig. 1 longitudinal section of an electromagnetically operated pressure control valve,

Fig. 2 Querschnitt nach Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 Querschnitt nach Linie III-III der Fig. 1.Fig. 2 cross section along line II-II of Fig. 1, FIG. 3 cross section along line III-III of FIG. 1.

Ein elektromagnetisch direkt steuerbares Druckregelventil ist von einem zylindrischen Magnetgehäuse 1 und einem sich daran anschließenden, im Durchmesser kleineren Ventilgehäuse 2 umschlossen. Stirnseitig ist das Magnetgehäuse 1 durch einen Verschlußdeckel 3, das Ventilgehäuse durch einen Haltering 4An electromagnetically directly controllable pressure control valve is composed of a cylindrical magnet housing 1 and one attached to it subsequent, smaller in diameter valve housing 2 enclosed. At the end of the magnet housing 1 is through a Closing cover 3, the valve housing by a retaining ring 4

abgedeckt. An der Innenwand des Magnetgehäuses 1 ist auf einem Spulenträger 5 eine Erregerwicklung 6 angebracht. Beiderseits des Spulenträgers 5 sind Halteplatten 7 und 8 angeordnet, die zugleich zum magnetischen Rückschluß beitragen. In der Halteplatte 7 ist ein Joch 9 aus Weicheisen befestigt, das als Gleichteil zu einem koaxial zu ihm liegenden Anker 10 ausgebildet ist.covered. On the inner wall of the magnet housing 1 is on one Coil carrier 5 an excitation winding 6 attached. On both sides of the bobbin 5 holding plates 7 and 8 are arranged, the at the same time contribute to the magnetic return. In the holding plate 7, a yoke 9 made of soft iron is attached, which as Identical part to an armature 10 lying coaxially to it is formed.

Zentral im Anker 10 ist eine Schaltstange 11 befestigt, die das Joch 9 zentral durchdringt, und in ihm längsgeführt ist. Die Schaltstange 11 trägt auf ihrem aus dem Joch herausragenden Ansatz 11' einen Schaltteller 12, dessen Tellerrand 13 vier sternförmig im Magnetgehäuse angeordnete Hebel 14 betätigt.A shift rod 11 is fastened centrally in the armature 10 and penetrates centrally through the yoke 9 and is guided longitudinally in it. the Shift rod 11 carries on her protruding from the yoke Approach 11 'a table top 12, the plate rim 13 four Lever 14 arranged in a star shape in the magnet housing is actuated.

Wie Fig. 2 erkennen läßt, liegen die Hebel 14 in Nuten 15 eines Stützringes 16 und sind außen durch das sie umschließende Magnetgehäuse 1 gehalten. Innen stützen sich die Hebel 14 an ihren rechtwinkeligen Spitzen 17 gegeneinander ab. Die Auflagestellen der Hebel 14 an dem Stützring sind gewölbt und bilden Drehlagerstellen 18 für die Hebel 14 bei ihrer Betätigung durch den Schaltteller 12. Dabei ist der Abstand des Tellerrandes zu den Drehlagerstellen 18 geringer als zu den Spitzen 17, so daß sich eine entsprechende Wegübersetzung vom Schaltweg der Schaltstange zum Schwenkweg der Hebel 14 bzw. zum Schiebeweg des an den Hebeln 14 innen anliegenden Ventilschiebers 19 ergibt. Der Ventilschieber ist als Hohlkolben ausgeführt und liegt mit seinem gewölbten Bodenteil 22 an den Hebeln 14 an. Im Inneren enthält der Ventilschieber 19 eine Schraubenfeder 21, die zwischen dem Bodenteil 20 und dem Haltering 4 des Ventilgehäuses verspannt ist. Der Mantel des Ventilschiebers 19 ist im Ventilgehäuse längsbeweglich geführt und steuert bei- -seiner Schiebebewegung mit einer Steuerkante 22 einen Pumpenanschluß 23, mit einer Steuerkante 24 einen Tankrücklaufanschluß 25 des Ventilgehäuses 2.As can be seen from FIG. 2, the levers 14 lie in grooves 15 a support ring 16 and are held outside by the magnet housing 1 surrounding them. The levers 14 are supported on the inside their right-angled tips 17 from each other. The support points the lever 14 on the support ring are arched and form pivot points 18 for the lever 14 when they are actuated the indexing plate 12. The distance between the plate rim and the pivot bearing points 18 is smaller than that of the tips 17, see above that there is a corresponding translation from the switching path of the shift rod to the pivoting path of the lever 14 or to the sliding path of the valve slide 19 resting on the inside of the levers 14 results. The valve slide is designed as a hollow piston and rests with its curved bottom part 22 on the levers 14. Inside, the valve slide 19 contains a helical spring 21 which is between the bottom part 20 and the retaining ring 4 of the valve housing is tense. The jacket of the valve slide 19 is guided in the valve housing so that it can move longitudinally and controls both of its Sliding movement with a control edge 22 a pump connection 23, with a control edge 24 a tank return connection 25 of the valve housing 2.

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Durch Andrehungen ist sowohl im Ventilgehäuse 2 als auch am Ventilschieber 19 ein Absatz ausgebildet. An der so gestalteten Differenzfläche 26 wird durch den Hydraulikdruck eine Kraft erzeugt, die der auf den Ventilschieber 19 wirkenden Kraft der Schraubenfeder 21 entgegenwirkt. Stirnseitig am Ventilgehäuse 2 im Bereich des Halteringes 4 befindet sich ein Arbeitsanschluß 27, an dem der geregelte Hydraulikdruck abgenommen und einem Verbraucher, z. B. einem Stellkolben einer Hydraulikkupplung zugeführt wird. Das Bodenteil des Ventilschiebers weist drei Ausfräsungen 28 auf, die für einen Druckausgleich am Ventilschieber sorgen.A shoulder is formed both in the valve housing 2 and on the valve slide 19 by turning. At the so designed Differential area 26 becomes a force due to the hydraulic pressure generated, the force acting on the valve slide 19 the coil spring 21 counteracts. On the face of the valve housing 2 in the area of the retaining ring 4 there is a Working connection 27, at which the regulated hydraulic pressure is removed and a consumer, e.g. B. an actuating piston one Hydraulic coupling is supplied. The bottom part of the valve slide has three cutouts 28 for pressure equalization on the valve slide.

Sinkt der Druck am Arbeitsanschluß, so schiebt die sich erhöhende Kraft an der Differenzfläche 26 den Ventilschieber entgegen der Federkraft weiter nach rechts und öffent den Pumpenanschluß, wodurch der Druck wieder ansteigt. Umgekehrt bewirkt ein Ansteigen des Druckes am Arbeitsanschluß eine Bewgung des Ventilschiebers nach links und ein Öffnen des Tankrücklaufanschlusses 25, wodurch der Druck insgesamt soweit abgesenkt wird, bis sich wieder die Federkraft und die Kraft einer Differenzfläche 26 die Waage halten. Auf diese Weise wird der Druck am Arbeitsanschluß selbsttätig eingeregelt.If the pressure at the working connection drops, the increasing force on the differential surface 26 pushes the valve slide against it the spring force further to the right and open the pump connection, whereby the pressure rises again. Conversely effects an increase in the pressure at the working connection, a movement of the valve slide to the left and an opening of the tank return connection 25, whereby the pressure is reduced overall until the spring force and the force of a Difference area 26 keep the balance. In this way, the Pressure at the working connection is automatically adjusted.

Das Niveau dieses geregelten Druckes läßt sich verändern, indem der Erregerwicklung 6 Strom zugeführt wird und der Anker 10 um einen entsprechenden Betrag in die Erregerwicklung 6 hineingezogen wird. Denn nun wird über die Schaltstange 11 und die Hebel 14 auf den Ventilschieber 19 eine zusätzliche, der Federkraft entgegenstehende Kraft ausgeübt, so daß der Pumpenanschluß 23 weiter geöffnet und das Druckniveau am Ventilschieber 19 angehoben wird. Das Regelventil regelt den Druck' am Arbeitsanschluß 27 nun auf diesen neuen Drucksollwert ein. The level of this regulated pressure can be changed by supplying current to the excitation winding 6 and the armature 10 to a corresponding amount is drawn into the field winding 6. Because now the shift rod 11 and the Lever 14 on the valve slide 19 an additional, the spring force opposing force exerted, so that the pump connection 23 opens further and the pressure level on the valve slide 19 is raised. The control valve regulates the pressure at the working connection 27 to this new pressure setpoint.

Der erfindungsgemäße Hebelmechanismus zwischen der Schaltstange 11 und dem Ventilschieber 19 macht es möglich, bei Verwendung eines kleinen Elektromagnets eine verhältsmäßig große Schiebeüberdeckung am Pumpenanschluß 23 sowie am Tank rücklaufanschluß 25 und somit eine Leckolverminderung zu er zielen.The lever mechanism according to the invention between the switching rod 11 and the valve slide 19 makes it possible at Using a small solenoid one reasonably large sliding cover on the pump connection 23 and on the tank return connection 25 and thus a leakage reduction to it aim.

Claims

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1. Electromagnetically operated hydraulic valve, with one in a magnet housing by energizing an excitation winding in Central armature which is switchable in the longitudinal direction and when it is longitudinally displaced a coaxial armature in a valve housing longitudinally guided valve slide is actuated and thereby controls hydraulic connections of the valve housing, characterized in that that the armature (10) over the valve slide (19) a lever mechanism (12, 14) actuates which translates into a path causes.

2. Hydro valve according to claim 1, characterized in that the lever mechanism from a centrally attached to the anchor (10) Indexing plate (12) and several levers (14) arranged in a star shape in the magnet housing (1), which are connected to their outsides in the magnet housing (1) in pivot bearings

(18) are stored and on their insides on the valve slide

(19) are in contact.

3. Hydraulic valve according to claim 2, characterized in that the distance between the plate rim resting on the levers (14)

(13) to the inside of the lever (14) is larger than to their external pivot points (18).

4. Hydro valve according to claim 1, characterized in that the valve slide (19) as a hollow piston with the levers (14) is formed in a closed bottom part (20), wherein between the bottom part (20) and a retaining ring (4) of the valve housing a helical spring (21) is tensioned.

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5. Hydraulic valve according to one of claims 1 to 4, characterized in that the indexing plate (12) on one of the Armature (12) protruding shift rod fastened in it

(11) is centered and secured.

6. Hydro valve according to claim 5, characterized in that the switching rod (11) in one between the table top (12) and the armature (10) arranged housing-fixed yoke (9) is guided.

7. Hydro valve according to claim 6, characterized in that the armature (10) and the yoke (9) identical parts made of ferromagnetic Material are.