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: FR2421418A1; DE2813618C2; FR2421418B1; DE2813618A1; JPS54133630A; JPS6149544B2

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). The invention is based on an electromagnetically actuated pressure control valve with a proportional magnet according to the preamble of independent claim 1. Such a pressure control valve is already known in which a pilot valve with the proportional magnet is combined to form a separate unit which can be screwed into an additional housing, in which only a main valve is arranged. 5 The main valve has a slide which controls three connections and which is loaded by a spring in the direction of a position in which the consumer connection for controlled pressure is connected to the inlet connection. The forces of the spring and from the controlled pressure counteract each other on the slide 'o, so that a pressure range close to zero can hardly be controlled. In addition, the pressure control valve is relatively complex in terms of material and space. For example, the control chamber requires a lot of space to accommodate the spring, as does the i5 consumer connection that is guided radially to the slide. Separate return channels are also available for the main and pilot valve. In addition, the position of the throttle connecting the control chamber to the consumer connection in the slide in an area which can be influenced by the flow adversely affects the operation of the pressure control valve at certain operating states (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). Furthermore, it is known to design the proportional magnet, the pilot valve and the main control valve as three separate structures in such a pressure control valve. 25 In addition to this complex construction, it is also disadvantageous that the main control valve controls only two connections. Above all, however, the pressure regulating valve works as a directly controlled valve, since a piston of the pilot valve acted upon by the regulated pressure is actuated directly by the proportional magnet 30; this also leads to an imprecise mode of operation, in particular the proportionality between the electrical setpoint signal and the pressure level is unsatisfactory. In addition, the pressure range close to zero is difficult to regulate due to the design of the main control valve (standard valves).

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. The pressure control valve according to the invention with the characterizing features of independent claim 1 has the advantage over the fact that particularly precise pressure control is possible, especially in the pressure range close to zero. In addition, the pressure control valve is extremely compact and is also suitable for relatively large pressure medium flows. Furthermore, the pressure control valve according to the invention is also simple and can be easily assembled. The magnetic part is structurally separate from the hydraulic part and therefore allows parts to be exchanged easily.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Massnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im unabhängigen Anspruch angegebenen Druckreglers möglich. The measures listed in the dependent claims allow advantageous developments of the pressure regulator specified in the independent claim.

Zweckmässige Ausgestaltungen ergeben sich auch aus der 5o Beispielsbeschreibung und der Zeichnung. Appropriate configurations also result from the description of the example and the drawing.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, deren einzige Figur einen Längsschnitt durch ein Druckregelventil zeigt und nachfolgend näher erläutert. An embodiment of the invention is shown in the drawing, the single figure of which shows a longitudinal section through a pressure control valve and explained in more detail below.

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 The electromagnetically actuated pressure control valve 10 has a proportional magnet 11, which is flanged to a housing 14 which accommodates a pilot valve 12 and a main control valve 13. The housing 14 itself is rotationally symmetrical and is designed in a so-called cartridge design. It has a first end face 15, from which a first, axially and m centrally arranged blind hole 16 extends. In the latter, two annular grooves 17, 18 are arranged at a distance from one another, of which the outer (17) are connected to an inlet connection 19 and the inner (18) are connected to a return connection 21. The blind hole f> 516 takes part of the Main control valve 13 has a control slide 22, which is cup-shaped and designed as a hollow slide. With its closed end 23, it delimits a control chamber 24 in the blind yoke 16; with its open

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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. At the end 25 it faces a consumer connection 26 formed in the first end face 15, in which the pressure is to be regulated. In addition, there is a spring 27 loading the control slide 22 on this side of the regulated pressure, which is supported on a machine block 28 receiving the housing 14 and partially projects into the control slide 22. Approximately in the middle of the control slide 22, it has radially extending control openings 29 which form control edges 31, 32 assigned to the annular grooves 17, 18 on the outer circumference.

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. The first end face 15 on the housing 14 is opposite a second end face 33 facing the proportional magnet 11, from which a second blind hole 34 extends. The latter is coaxial with the first blind hole 16 and is separated from it by a web 35. A valve seat 36 and a throttle point 37 are formed in the web 35, via which the second blind hole 34 has a connection to the control chamber 24. Furthermore, the control chamber 24 is connected to the inlet connection 19 via a throttle 38 and transverse bores 39 arranged in the housing 14. As part of the pilot valve 12, a closing body 41 bears against the valve seat 36, to which a spring 42 and a spring abutment 43 slidingly guided in the second blind hole 34 are assigned. The spring abutment 43 is supported on a plunger 44 of the proportional magnet 10. The second blind hole 34 is also connected to the return connection 21 via transverse bores 45 arranged in the housing 14. In the control slide 22, a shoulder 46 is formed near the control openings 29, on which the spring 27 is supported.

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. The operation of the pressure control valve 10 is as follows: The proportional solenoid 11, which is regulated away, biases the spring 42 to a certain force via the adjustable spring abutment 43. This force and the effective cross section of the closing body 41 in the valve seat 36 result in a pressure which acts on the control slide 22 in the control chamber 24. The control oil inlet from the inlet connection 19 via the transverse bores 39 into the control chamber 24 is limited by the throttle 38. Contrary to this pressure in the control chamber 24, the pressure to be regulated in the consumer connection 26 and the force of the spring 27 act on the control slide 22.

Überwiegt der Druck in der Steuerkammer 24, so wird der If the pressure prevails in the control chamber 24, the

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. Control spool 22 pressed downwards against the force of the spring 27 and connects the inlet connection 19 via the annular groove 17 and the control openings 29 to the consumer connection 26. Since the supply pressure in the inlet connection 5 19 is always higher than the pressure to be regulated in the consumer connection 26, pressure medium flows to the consumer connection 26 until an equilibrium of forces is established again on the control slide 22 and the control edge 32 controls this connection.

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. Conversely, if the pressure in the consumer connection 26 is too high, the control slide 22, supported by the force of the spring 27, moves into the first blind hole 16. He controls with his control edge 31 the connection from the consumer port 26 to the return port i5 21, while the connection to the inlet port 19 is blocked. Now the pressure in the consumer connection 26 can decrease until a balance of forces is established again on the control slide 22 and this connection to the return connection 21 is controlled. In this way, the level of pressure in the consumer connection 26 can be regulated directly in proportion to the size of the electrical input signal at the magnet 11. Since here the spring 27 is arranged on the side of the regulated pressure, an exact pressure regulation can still be achieved even in pressure ranges close to zero. In addition, the design shown not only leads to an extremely simple and compact construction of the pressure control valve, but also favors a low-vibration and precise method of operation over the entire pressure control range. In particular, the hollow slide valve design of the control slide 22 with its three-way pressure reducing function in combination with the arrangement of the control slide in the blind hole favors the combination of these advantages in a device which is also suitable for relatively large hydraulic currents. 35 Of course, changes to the design shown are possible without departing from the spirit of the invention. Although a slight negative overlap with respect to the control edges 31, 32 is mostly advantageous, under special operating conditions this overlap can also be designed as a zero 40 or positive overlap.

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

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1. Electromagnetically operated pressure control valve with a proportional solenoid, a pilot valve operated by the latter and an associated main control valve, the control slide of which controls the connections from a consumer connection for regulated pressure to an inlet connection and to a return connection and that of the pressures in the consumer -Connection and in a control chamber and by the force of a spring to control the pressure in the consumer connection proportional to the size of the electrical input signal on the proportional magnet, characterized in that the control slide (22) and the pilot valve (12) in one common housing (14) is arranged, which has a blind bore (16) extending from an end face (15) and receiving the control slide, that the control slide (22) is a cup-shaped hollow slide, the closed end (23) of which is the control chamber (24) limited in the blind hole (16) and de open end (25) in the front

(15) lying consumer connection (16) facing, and that the spring (27) on the side of the consumer connection

(16) is arranged.

2. Pressure control valve according to claim 1, characterized in that the inlet connection (19) and the return connection (21) are guided radially to the longitudinal axis of the housing (14) and adjacent to the blind hole (16).

2nd

PATENT CLAIMS

3. Pressure control valve according to claim 2, characterized in that the pilot valve (12) and the hollow slide (22) are arranged coaxially with each other.

4. Pressure control valve according to claim 2, characterized in that the housing (14) has a second end face (33) opposite the end face (15) with a second blind hole (34) extending therefrom for receiving the pilot valve (34) and that the housing (14) is rotationally symmetrical.

5. Pressure control valve according to one of claims 1 to 4, characterized in that the hollow slide (25) has at least one radial opening (29) on the outer circumference of the hollow slide (25) the inlet connection (19) and the return. Connection (21) forms associated control edges (31, 32).

6. Pressure control valve according to one of claims 1 to 4, characterized in that a throttle (38) connecting the inlet connection (19) to the control chamber (24) is arranged in the housing (14).

7. Pressure control valve according to claim 4, characterized in that between the two blind holes (16, 34) a web (35) is formed, on which a valve seat (36) of the pilot valve (12) is arranged.

8. Pressure control valve according to claim 4, characterized in that on the second end face (33) the proportional magnet (11) is flanged, which projects with a plunger (44) into the second blind hole (34) and there on an adjustable spring abutment (43) is present.

9. Pressure control valve according to claim 5, characterized in that the radial openings (29) are arranged approximately in the middle of the control slide (22), with respect to its longitudinal axis, and the control slide (22) is arranged next to the openings (29), lying on the inside Has shoulder (46) for supporting the spring (27).