CH639215A5

CH639215A5 - Electromagnetically actuated pressure control valve

Info

Publication number: CH639215A5
Application number: CH174279A
Authority: CH
Inventors: Anton Eckhard
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 1978-03-30
Filing date: 1979-02-22
Publication date: 1983-10-31
Also published as: JPS6149544B2; FR2421418B1; DE2813618A1; JPS54133630A; DE2813618C2; FR2421418A1

Description

Die Erfindung geht aus von einem elektromagnetisch betätigten Druckregelventil mit einem Proportionalmagnet nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1. Es ist schon ein derartiges Druckregelventil bekannt, bei dem ein Vorsteuerventil mit dem Proportionalmagnet zu einer eigenen Baueinheit zusammengefasst sind, die in ein zusätzliches Gehäuse einschraubbar ist, in dem erst ein Hauptventil angeordnet ist. 5 Das Hauptventil hat einen Schieber, der drei Anschlüsse steuert und der von einer Feder in Richtung einer Stellung belastet ist, in der der Verbraucher-Anschluss für gesteuerten Druck mit dem Zulauf-Anschluss Verbindung hat. Die Kräfte der Feder und aus dem gesteuerten Druck wirken am Schieber 'o einander entgegen, so dass ein Druckbereich nahe Null kaum mehr gesteuert werden kann. Zudem baut das Druckregelventil relativ aufwendig hinsichtlich Material- und Raumaufwand. So benötigt die Steuerkammer zur Aufnahme der Feder viel Raum, ebenso der radial an den Schieber herangeführte i5 Verbraucher-Anschluss. Auch für Haupt- und Vorsteuerventil sind getrennte Rücklaufkanäle vorhanden. Zudem beeinflusst die Lage der die Steuerkammer mit dem Verbraucher-Anschluss verbindenden Drossel im Schieber in einem von der Strömung beeinflussbaren Bereich bei bestimmten Betriebszu-20 ständen in ungünstiger Weise die Arbeitsweise des Druckregelventils (DE-OS 2336927).

Weiterhin ist es bekannt, bei einem derartigen Druckregelventil den Proportionalmagnet, das Vorsteuerventil und das Hauptsteuerventil als drei gesonderte Baukörper auszubilden. 25 Neben dieser aufwendigen Bauweise ist ferner von Nachteil, dass das Hauptsteuerventil nur zwei Anschlüsse steuert. Vor allem aber arbeitet das Druckregelventil als direktgesteuertes Ventil, da ein vom geregelten Druck beaufschlagter Kolben des Vorsteuerventils unmittelbar vom Proportionalmagnet 30 betätigt wird; dies führt auch zu einer ungenauen Arbeitsweise, insbesondere die Proportionalität zwischen elektrischem Sollwertsignal und Druckhöhe befriedigt nicht. Zudem lässt sich auch hier der Druckbereich nahe Null bedingt durch die Bauart des Hauptsteuerventils schlecht regeln (marktübli-35 che Ventile).

Das erfindungsgemässe Druckregelventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass eine besonders genaue Druckregelung, insbesondere auch im Druckbereich nahe Null mög-« lieh ist. Zudem baut das Druckregelventil äusserst kompakt und eignet sich auch für relativ grosse Druckmittelströme. Weiterhin baut das erfindungsgemässe Druckregelventil auch einfach und lässt sich leicht montieren. Der Magnetteil ist vom hydraulischen Teil baulich getrennt und erlaubt daher ein 45 leichtes Austauschen von Teilen.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Massnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im unabhängigen Anspruch angegebenen Druckreglers möglich.

Zweckmässige Ausgestaltungen ergeben sich auch aus der 5o Beispielsbeschreibung und der Zeichnung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, deren einzige Figur einen Längsschnitt durch ein Druckregelventil zeigt und nachfolgend näher erläutert.

Das elektromagnetisch betätigte Druckregelventil 10 hat ss einen Proportionalmagnet 11, der an einem ein Vorsteuerventil 12 und ein Hauptsteuerventil 13 aufnehmenden Gehäuse 14 angeflanscht ist. Das Gehäuse 14 selbst ist rotationssymmetrisch und in sogenannter Cartridge-Bauweise ausgebildet. Es weist eine erste Stirnfläche 15 auf, von der eine erste, axial und m zentrisch angeordnete Sacklochbohrung 16 ausgeht. In letzterer sind zwei Ringnuten 17, 18 im Abstand voneinander angeordnet, von denen die aussenliegende (17) mit einem Zulauf-Anschluss 19 und die innenliegende (18) mit einem Rücklauf-Anschluss 21 verbunden sind.Die Sacklochbohrung f>516 nimmt als Teil des Hauptsteuerventils 13 einen Steuerschieber 22 auf, der becherförmig und als Hohlschieber ausgebildet ist. Mit seinem geschlossenen Ende 23 begrenzt er in der Sack-Iochbohrung 16 eine Steuerkammer 24; mit seinem offenen

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Ende 25 ist er einem in der ersten Stirnseite 15 ausgebildeten Verbraucher-Anschluss 26 zugewandt, in dem der Druck geregelt werden soll. Zudem befindet sich eine den Steuerschieber 22 belastende Feder 27 auf dieser Seite des geregelten Drucks, die sich an einem das Gehäuse 14 aufnehmenden Maschinenblock 28 abstützt und teilweise in den Steuerschieber 22 hineinragt. Etwa in der Mitte des Steuerschiebers 22 weist er radial verlaufende Steueröffnungen 29 auf, die am Aussenum-fang den Ringnuten 17, 18 zugeordnete Steuerkanten 31, 32 bilden.

Der ersten Stirnfläche 15 liegt am Gehäuse 14 eine zweite, dem Proportionalmagnet 11 zugewandte Stirnfläche 33 gegenüber, von der aus eine zweite Sacklochbohrung 34 ausgeht. Letztere liegt gleichachsig zur ersten Sacklochbohrung 16 und ist durch einen Steg 35 von ihr getrennt. Im Steg 35 sind ein Ventilsitz 36 und eine Drosselstelle 37 ausgebildet, über welche die zweite Sacklochbohrung 34 mit der Steuerkammer 24 Verbindung hat. Ferner hat die Steuerkammer 24 über eine im Gehäuse 14 angeordnete Drossel 38 und Querbohrungen 39 mit dem Zulauf-Anschluss 19 Verbindung. Am Ventilsitz 36 liegt als Teil des Vorsteuerventils 12 ein Schliesskörper41 an, dem eine Feder 42 sowie ein in der zweiten Sacklochbohrung 34 gleitend geführtes Federwiderlager 43 zugeordnet sind. Das Federwiderlager 43 stützt sich an einem Stössel 44 des Proportionalmagneten 10 ab. Die zweite Sacklochbohrung 34 ist ferner über im Gehäuse 14 angeordnete Querbohrungen 45 mit dem Rücklauf-Anschluss 21 verbunden. Im Steuerschieber 22 ist nahe den Steueröffnungen 29 ein Absatz 46 ausgebildet, an dem sich die Feder 27 abstützt.

Die Wirkungsweise des Druckregelventils 10 ist wie folgt: Der weggeregelte Proportionalmagnet 11 spannt über das verstellbare Federwiderlager 43 die Feder 42 auf eine bestimmte Kraft vor. Aus dieser Kraft und dem wirksamen Querschnitt des Schliesskörpers 41 im Ventilsitz 36 resultiert ein Druck, der in der Steuerkammer 24 auf den Steuerschieber 22 wirkt. Der Steuerölzulauf vom Zulauf-Anschluss 19 über die Querbohrungen 39 in die Steuerkammer 24 wird durch die Drossel 38 begrenzt. Entgegen diesem Druck in der Steuerkammer 24 wirken auf den Steuerschieber 22 der zu regelnde Druck im Verbraucher-Anschluss 26 sowie die Kraft der Feder 27.

Überwiegt der Druck in der Steuerkammer 24, so wird der

Steuerschieber 22 gegen die Kraft der Feder 27 nach unten gedrückt und verbindet den Zulauf-Anschluss 19 über die Ringnut 17 und die Steueröffnungen 29 mit dem Verbraucher-anschluss 26. Da der Versorgungsdruck im Zulauf-Anschluss 5 19 stets höher ist als der zu regelnde Druck im Verbraucher-anschluss 26, strömt Druckmittel zum Verbraucher-Anschluss 26, bis am Steuerschieber 22 sich wieder ein Kräftegleichgewicht einstellt und die Steuerkante 32 diese Verbindung zusteuert.

Ist umgekehrt der Druck in dem Verbraucher-Anschluss 26 zu hoch, so bewegt sich der Steuerschieber 22 unterstützt durch die Kraft der Feder 27 in die erste Sacklochbohrung 16 hinein. Dabei steuert er mit seiner Steuerkante 31 die Verbindung vom Verbraucher-Anschluss 26 zum Rücklauf-Anschluss i5 21 auf, während die Verbindung zum Zulauf-Anschluss 19 gesperrt ist. Nun kann sich der Druck im Verbraucher-Anschluss 26 so lange abbauen, bis sich wieder ein Kräftegleichgewicht am Steuerschieber 22 einstellt und diese Verbindung zum Rücklauf-Anschluss 21 zugesteuert wird. 20 Auf diese Weise kann die Höhe des Drucks im Verbrau-cher-Anschluss 26 direkt proportional zur Grösse des elektrischen Eingangssignals am Magneten 11 geregelt werden. Da hierbei die Feder 27 auf der Seite des geregelten Drucks angeordnet ist, ist auch bei Druckbereichen nahe Null noch 25 eine genaue Druckregelung erreichbar. Zudem führt die gezeigte Bauweise nicht nur zu einem äusserst einfachen und kompakten Aufbau des Druckregelventils, sondern begünstigt zugleich eine schwingungsarme und genaue Arbeitsweise über den gesamten Drucksteuerbereich. Insbesondere die Hohl-30 schieberbauweise des Steuerschiebers 22 mit seiner Dreiwege-Druckminderfunktion in Kombination mit der Anordnung des Steuerschiebers in der Sacklochbohrung begünstigt die Vereinigung dieser Vorteile in einem Gerät, das sich zudem auch für relativ grosse hydraulische Ströme eignet. 35 Selbstverständlich sind Änderungen an der gezeigten Bauart möglich, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen. Obwohl eine geringe negative Überdeckung bezüglich der Steuerkanten 31,32 meist vorteilhaft ist, kann unter besonderen Betriebsbedingungen diese Überdeckung auch als Null-40 oder positive Überdeckung ausgebildet werden.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Elektromagnetisch betätigtes Druckregelventil mit einem Proportionalmagnet, einem von letzterem betätigten Vorsteuerventil und einem dazugehörenden Hauptsteuerventil, dessen Steuerschieber die Verbindungen von einem Verbraucher-Anschluss für geregelten Druck zu einem Zulauf-Anschluss und zu einem Rücklauf-Anschluss steuert und der von den Drücken im Verbraucher-Anschluss und in einer Steuerkammer sowie von der Kraft einer Feder beaufschlagt ist, um den Druck im Verbraucher-Anschluss proportional zur Grösse des elektrischen Eingangssignals am Proportionalmagnet zu steuern, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerschieber (22) und das Vorsteuerventil (12) in einem gemeinsamen Gehäuse ( 14) angeordnet sind, das eine von einer Stirnseite (15 ) ausgehende, den Steuerschieber aufnehmende Sacklochbohrung (16) aufweist, dass der Steuerschieber (22) ein becherförmig ausgebildeter Hohlschieber ist, dessen geschlossenes Ende (23) die Steuerkammer (24) in der Sacklochbohrung (16) begrenzt und dessen offenes Ende (25) dem in der Stirnseite

(15) liegenden Verbraucher-Anschluss (16) zugewandt ist, und dass die Feder (27) auf der Seite des Verbraucher-Anschlusses

(16) angeordnet ist.

2. Druckregelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zulauf-Anschluss (19) und der Rücklauf-Anschluss (21) radial zur Längsachse des Gehäuses (14) und nebeneinanderliegend an die Sacklochbohrung (16) herangeführt sind.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Druckregelventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorsteuerventil (12) und der Hohlschieber (22) zueinander gleichachsig angeordnet sind.

4. Druckregelventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (14) eine der Stirnseite (15) gegenüberliegende zweite Stirnseite (33) mit einer davon ausgehenden, zweiten Sacklochbohrung (34) zur Aufnahme des Vorsteuerventils (34) aufweist und dass das Gehäuse (14) rotationssymmetrisch ausgebildet ist.

5. Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlschieber (25) wenigstens einen radialen Durchbruch (29) aufweist, der am Aus-senumfang des Hohlschiebers (25) dem Zulauf-Anschluss (19) und dem Rücklauf-Anschluss (21 ) zugeordnete Steuerkanten (31,32) bildet.

6. Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine den Zulauf-Anschluss (19) mit der Steuerkammer (24) verbindende Drossel (38) im Gehäuse (14) angeordnet ist.

7. Druckregelventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen beiden Sacklochbohrungen (16, 34) ein Steg (35) ausgebildet ist, an dem ein Ventilsitz (36) des Vorsteuerventils (12) angeordnet ist.

8. Druckregelventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der zweiten Stirnseite (33) der Proportionalmagnet (11) angeflanscht ist, der mit einem Stössel (44) in die zweite Sacklochbohrung (34) ragt und dort an einem verstellbaren Federwiderlager (43) anliegt.

9. Druckregelventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die radialen Durchbrüche (29) etwa in der Mitte des Steuerschiebers (22), bezogen auf seine Längsachse, angeordnet sind und der Steuerschieber (22) einen neben den Durchbrüchen (29) angeordneten, innenliegenden Absatz (46) für die Abstützung der Feder (27) aufweist.