DE10062428A1 - Servo-assisted pressure feed valve has flow regulating valve in control oil flow path to transfer cavity - Google Patents
Servo-assisted pressure feed valve has flow regulating valve in control oil flow path to transfer cavityInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein vorgesteuertes Druck-Einspeiseventil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a pilot-operated pressure feed valve according to the preamble of claim 1.
Derartige Druck-Einspeiseventile werden beispielsweise zur Absi cherung von hydraulischen Schaltungen für Fahr- und Drehwerksantriebe verwendet, die wahlweise als geschlossener und offener Hydraulikkreislauf ausgeführt sein können. Beispielsweise beim An schwenken des Oberwagens oder beim Beschleunigen des Baggers wird der Hydromotor mit einem hohen Hydraulikdruck beaufschlagt, so daß diese Bewegungen vergleichsweise schnell eingeleitet werden und die Aufbau ten einer erheblichen Beschleunigung mit entsprechend hohen Massen trägheitsmomenten ausgesetzt sind. Diese schlagartigen Belastungen können zu einer Beschädigung des Hydrauliksystems führen. Man ist da her bestrebt, Geschwindigkeitsänderungen derart durchzuführen, daß weiche Übergänge zwischen den Fahr-/Drehzuständen hergestellt werden. Dabei wird beim Auftreten eines Hydraulikfluidmengensprunges der mo mentan arbeitende Verbraucher, beispielsweise das Drehwerk oder das Fahrwerk gedämpft, beschleunigt oder verzögert (Shockless-Funktion).Such pressure feed valves are used for example for Absi Protection of hydraulic circuits for chassis and slewing gear drives used, either as a closed or open Hydraulic circuit can be executed. For example at the An swiveling the uppercarriage or accelerating the excavator Hydraulic motor pressurized with a high hydraulic pressure, so that this Movements are initiated comparatively quickly and the build up significant acceleration with correspondingly high masses moments of inertia are exposed. These sudden strains can damage the hydraulic system. You are there strives to carry out speed changes such that smooth transitions between the driving / turning states are made. When a hydraulic fluid quantity jump occurs, the mo mentally working consumers, for example the slewing gear or the Suspension damped, accelerated or decelerated (shockless function).
Durch die Nachsaugfunktion des Druck-Einspeiseventils kann Druck mittel bei einer Druckumkehr, d. h. bei Ansteigen des Druckes im Nie derdruckzweig des Hydrauliksystems zum Hochdruckzweig hin abgeführt werden.Due to the suction function of the pressure feed valve, pressure can medium in the event of a pressure reversal, d. H. when the pressure rises in the never the pressure branch of the hydraulic system is discharged to the high pressure branch become.
In der DE 197 44 337 A1 der Anmelderin ist ein gattungsgemäßes Druck-Einspeiseventil offenbart, bei dem ein Vorsteuerventilkörper ei ner Vorsteuerstufe über eine Steuerfeder gegen einen Vorsteuerventil sitz vorgespannt ist. Die Steuerfeder ist an einen Übersetzerkolben abgestützt, dessen rückwärtige Stirnfläche zur Erhöhung der Steuerfe dervorspannung über eine mit dem Druck am Eingang des Vorsteuerventils, d. h. dem im Federraum der Hauptstufe anliegenden Druck beaufschlagt ist. Durch eine derartige Konstruktion läßt sich eine etwa parabolisch ansteigende Schaltverzögerung einstellen, wobei der maximal begrenzbare Druck dann erreicht wird, wenn der Übersetzer kolben seine Endposition erreicht hat, in der die Steuerfeder mit der maximalen Vorspannung beaufschlagt ist. Beim weiteren Ansteigen öffnet dann die Vorsteuerstufe, so daß der Federraum entlastet und die Haupt stufe zur Begrenzung des Systemdruckes aufgesteuert wird.DE 197 44 337 A1 of the applicant is of the generic type Pressure feed valve disclosed, in which a pilot valve body ei ner pilot stage via a control spring against a pilot valve seat is biased. The control spring is on a booster piston supported, the rear end face to increase the Steuerfe preload via a with the pressure at the input of the Pilot valve, d. H. in the spring chamber of the main stage Pressure is applied. With such a construction set an approximately parabolically increasing switching delay, whereby the maximum pressure that can be limited is reached when the translator piston has reached its end position in which the control spring with the maximum preload is applied. Opens the next time you climb then the pilot stage, so that the spring chamber is relieved and the main level is limited to limit the system pressure.
Problematisch bei dieser Lösung ist, daß die Füllung des Überset zerraumes über eine vorgeschaltete Düse erfolgt und somit stark visko sitätsabhängig ist. D. h., das Ansprechverhalten des Druck-Einspeise ventil ändert sich in Abhängigkeit von dem Druck und von der Betriebs temperatur.The problem with this solution is that the translation is filled room takes place via an upstream nozzle and is therefore very viscous is dependent on the state. That is, the response behavior of the pressure feed valve changes depending on the pressure and on the operating temperature.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das erfin dungsgemäße Druck-Einspeiseventil derart weiterzubilden, daß die Ein flüsse einer Viskositätsänderung des Druckmittels minimal sind.In contrast, the invention is based on the object of the invention to develop the pressure feed valve according to the invention such that the one flows of a change in viscosity of the pressure medium are minimal.
Diese Aufgabe wird durch ein Druck-Einspeiseventil mit den Merkma len des Patentanspruchs 1 gelöst.This task is carried out by a pressure feed valve with the characteristics len of claim 1 solved.
Erfindungsgemäß wird anstelle der im Steuerölströmungspfad zu ei nem Übersetzerraum der Vorsteuerstufe angeordneten Düse ein Stromre gelventil verwendet, über das der Steuerölvolumenstrom in den Überset zerraum viskositätsunabhängig gehalten wird, so daß eine gleichmäßige Füllung des Übersetzerraumes unabhängig von Druck und Temperatur des Steueröls gewährleistet ist. Durch die Verwendung eines Stromregelventils anstelle einer Düse stellt sich ein praktisch linea rer Druckanstieg über der Zeit und auch ein lineares Δp-Q-Verhalten ein.According to the invention, instead of the egg in the control oil flow path A stream is arranged in the translator room of the pilot stage used gel valve, through which the control oil volume flow in the translation Space is kept independent of viscosity, so that a uniform Filling the translator room regardless of the pressure and temperature of the Tax oil is guaranteed. By using a Flow control valve instead of a nozzle turns a practically linear Pressure increase over time and also a linear Δp-Q behavior on.
Das erfindungsgemäße Druck-Einspeiseventil ist besonders kompakt aufgebaut, wenn der Stromregler in den Übersetzerkolben integriert ist. Dabei ist ein Druckwaagenkolben in einer Innenbohrung des Über setzerkolbens geführt, wobei durch die rückwärtige Umfangskante des Druckwaagenkolbens eine im Übersetzerraum mündende Mantelbohrung auf- bzw. zusteuerbar ist und in einem Boden des Druckwaagenkolbens eine Meßblende ausgebildet ist. Der über den Druckwaagenkolben auf- bzw. zusteuerbare Querschnitt bildet somit die veränderliche Meßblende des Stromregelventils.The pressure feed valve according to the invention is particularly compact built up when the current regulator is integrated in the booster piston is. There is a pressure compensator piston in an inner bore of the over set piston, whereby through the rear peripheral edge of the Pressure compensator piston open a jacket bore opening in the or is controllable and a in a bottom of the pressure compensator piston Orifice plate is formed. The up or over the pressure compensator piston controllable cross-section thus forms the variable orifice of the Flow control valve.
Bei einer alternativen Ausführungsform ist die Meßblende durch ei nen Ringspalt zwischen einer Kugel und der Innenumfangswandung des Druckwaagenkolbens begrenzt, wobei die Kugel in einer Grundposition gegen einen Ventilsitz vorgespannt ist. Diese Kugel wirkt mit einem Kolben eines Wegeventils zusammen, über das der Übersetzerraum mit ei nem Steueranschluß verbindbar ist, so daß eine schnelle gesteuerte Zwischenentlastung des Übersetzerkolbens 24 und dessen Rückbewegung in seine Grundposition ermöglicht ist.In an alternative embodiment, the metering orifice is limited by an annular gap between a ball and the inner circumferential wall of the pressure compensator piston, the ball being biased against a valve seat in a basic position. This ball interacts with a piston of a directional control valve, via which the translator chamber can be connected to a control connection, so that a quick controlled intermediate relief of the translator piston 24 and its return movement into its basic position is made possible.
Durch geeignete Wahl der ventilsitzseitigen Wirkflächen der Kugel und des Kolbens des Wegeventils läßt sich ein vorbestimmtes Überset zungsverhältnis einstellen, über das der Zuschalt- und Abschaltpunkt des Druckbegrenzungsventils einstellbar ist.Through a suitable choice of the active surfaces of the ball on the valve seat side and the piston of the directional valve can be a predetermined transmission Set the ratio above which the switch-on and switch-off point of the pressure relief valve is adjustable.
Der Vorsteuerventilkörper wird vorteilhafterweise mit einer in Schließrichtung wirksamen Flächendifferenz ausgeführt.The pilot valve body is advantageously with an in Effective area difference in the closing direction.
Zur Verringerung der Leckage kann der Ventilschieber der Hauptstu fe gegen eine Sitzkante vorgespannt sein.The valve spool on the main stage can be used to reduce the leakage fe biased against a seat edge.
Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegen stand der weiteren Unteransprüche.Other advantageous developments of the invention are counter stood the further subclaims.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The following are preferred embodiments of the invention explained in more detail using schematic drawings. Show it:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel ei nes Druck-Einspeiseventil; Figure 1 is a longitudinal section through a first embodiment egg NES pressure feed valve.
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung einer Vorsteuerstufe des Druck-Einspeiseventils aus Fig. 1; FIG. 2 shows an enlarged illustration of a pilot control stage of the pressure feed valve from FIG. 1;
Fig. 3 ein Schaltsymbol des Druck-Einspeiseventils aus Fig. 1; Fig. 3 is a circuit symbol of the pressure feed valve of Fig. 1;
Fig. 4 eine dynamische Kennlinie der erfindungsgemäßen Druck-Ein speiseventile; Fig. 4 shows a dynamic characteristic of the pressure-one feed valves according to the invention;
Fig. 5 einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Druck-Einspeiseventils; 5 shows a longitudinal section through another embodiment of a pressure-feed valve.
Fig. 6 einen Schnitt durch eine Vorsteuerstufe des Druck-Einspei seventils und Fig. 6 shows a section through a pilot stage of the pressure feed valve and
Fig. 7 ein Schaltsymbol des Druck-Einspeiseventils aus Fig. 4. Fig. 7 is a circuit symbol of the pressure feed valve in FIG. 4.
Das in Fig. 1 im Längsschnitt dargestellte Ausführungsbeispiel ei nes Druck-Einspeiseventils 1 hat ein patronenförmiges Ventilgehäuse 2, in dem ein axialer Druckanschluß P und ein durch einen Radialbohrungs stern 4 ausgebildeter Niederdruck- oder Tankanschluß T ausgebildet sind. Im Axialabstand zum Niederdruckanschluß T ist des weiteren noch ein Steueranschluß Y vorgesehen, der mit einer externen Steuerleitung oder einer zum Niederdruck führenden Leitung verbunden sein kann. In einer das Ventilgehäuse 2 axial durchsetzenden Ventilbohrung 6 ist ein Ventilschieber 8 einer Hauptstufe 10 des Druck-Einspeiseventils 1 ge führt. Die Hauptstufe 10 ist in Schiebesitzbauweise ausgeführt, wobei der Ventilschieber 8 über eine Druckfeder 12 gegen eine umlaufende Sitzkante 14 des Gehäuses 2 vorgespannt ist. Der Ventilschieber 12 kann dabei durch eine Anfasung im Bereich des Anlagebereichs an die Sitzkante 14 mit einer Flächendifferenz versehen sein, die dann in Schließrichtung wirkt. Im Boden des tassenförmig ausgebildeten Ventil schiebers 8 ist eine Düsenbohrung 16 ausgebildet, durch die hindurch Steueröl vom Druckanschluß P in einen rückwärtigen Federraum 18 der Druckfeder 12 treten kann.The embodiment shown in Fig. 1 in longitudinal section egg nes pressure feed valve 1 has a cartridge-shaped valve housing 2 in which an axial pressure port P and a radial bore 4 formed by a low pressure or tank port T are formed. A control connection Y is also provided at an axial distance from the low-pressure connection T and can be connected to an external control line or a line leading to the low-pressure. In a valve bore 2 axially penetrating the valve bore 6 , a valve spool 8 leads a main stage 10 of the pressure feed valve 1 ge. The main stage 10 is designed in a sliding seat construction, the valve slide 8 being prestressed against a circumferential seat edge 14 of the housing 2 via a compression spring 12 . The valve slide 12 can be provided with a chamfer in the area of the contact area on the seat edge 14 with a surface difference, which then acts in the closing direction. In the bottom of the cup-shaped valve slide 8 , a nozzle bore 16 is formed through which control oil from the pressure port P can enter the rear spring chamber 18 of the compression spring 12 .
Die Ventilbohrung 6 ist im Axialabstand zu dem Radialbohrungsstern 4 radial erweitert, so daß zwischen dem Außenumfang des Ventilschiebers 8 und dem Innenumfang der Ventilbohrung 6 ein Aufnah meraum für einen Nachsaugring 20 gebildet ist, dessen in Fig. 1 rechte Axialposition durch einen Radialbund 22 des Ventilschiebers 8 begrenzt ist. Die andere, niederdruckseitige Axialposition des Ventilschiebers 20 ist durch eine Radialschulter der Ventilbohrung 6 begrenzt. Der den Nachsaugring 20 aufnehmende Druckraum ist über einen ringförmigen Drosselspalt 24 mit einer Parallelbohrung 26 verbunden, über die der Druck am Niederdruckanschluß P abgegriffen wird. D. h., der Nach saugring ist stirnseitige einerseits durch den Druck am Niederdruckanschluß T und andererseits den Druck am Federraum 18 be aufschlagt. The valve bore 6 is radially expanded at an axial distance from the radial bore star 4 , so that between the outer circumference of the valve slide 8 and the inner circumference of the valve bore 6 a receiving space is formed for a suction ring 20 , the right axial position of which in FIG. 1 is represented by a radial collar 22 of the valve slide 8 is limited. The other, low-pressure axial position of the valve slide 20 is limited by a radial shoulder of the valve bore 6 . The pressure chamber receiving the suction ring 20 is connected via an annular throttle gap 24 to a parallel bore 26 , via which the pressure at the low-pressure port P is tapped. That is, after the suction ring is on the one hand open by the pressure at the low pressure port T and on the other hand the pressure on the spring chamber 18 be.
Der Hauptstufe 10 ist eine Vorsteuerstufe 28 zugeordnet, die in einem Vorsteuergehäuse 30 aufgenommen ist, das in das Gehäuse 2 der Hauptstufe 10 eingeschraubt ist. Dabei ist die Druckfeder 12 an der in Fig. 1 linken Stirnfläche des Vorsteuergehäuses 30 abgestützt. Der stirnseitige Baden des Vorsteuergehäuses 30 ist von einem Verbindungs kanal 34 durchsetzt, der einerseits über Radialbohrungen im Federraum 18 und andererseits in einem radial erweiterten Vorsteuerfederraum 36 mündet. Der Verbindungskanal 34 ist im Mündungsbereich zu einem Ven tilsitz 38 für einen Vorsteuerventilkörper 40 erweitert. Der Vorsteu erfederraum 36 ist über eine Verbindungsbohrung 32 mit einem Ringraum verbunden, in dem der Steueranschluß Y mündet.The main stage 10 is assigned a pilot control stage 28 , which is accommodated in a pilot control housing 30 which is screwed into the housing 2 of the main stage 10 . The compression spring 12 is supported on the left end face of the pilot control housing 30 in FIG. 1. The front bathing of the pilot housing 30 is penetrated by a connecting channel 34 which on the one hand opens via radial bores in the spring chamber 18 and on the other hand in a radially expanded pilot spring chamber 36 . The connecting channel 34 is expanded in the mouth area to a Ven valve seat 38 for a pilot valve body 40 . The pilot control spring space 36 is connected via a connecting bore 32 to an annular space in which the control connection Y opens.
Der Vorsteuerventilkörper 40 wird über eine Steuerfeder 42 in Richtung auf den Ventilsitz 38 vorgespannt. Diese Steuerfeder 42 ist an einem im Vorsteuergehäuse 30 axial verschiebbaren Übersetzerkolben 44 abgestützt, wobei der in Fig. 1 rechte Endabschnitt des Vorsteuer ventilkolbens 40 in eine Innenbohrung 46 des Übersetzerkolbens 44 ein taucht. Der Durchmesser der Stirnfläche dieses dichtend in der Innen bohrung 46 geführten Endabschnitts des Vorsteuerventilkörpers 40 ist kleiner als der Durchmesser des Ventilsitzes 38, so daß der Vorsteuer ventilkörper 40 mit einer Flächendifferenz ausgeführt ist.The pilot valve body 40 is biased towards the valve seat 38 via a control spring 42 . This control spring 42 is supported on a in the pilot housing 30 axially displaceable booster piston 44 , the right end portion of the pilot valve piston 40 in FIG. 1 being immersed in an inner bore 46 of the booster piston 44 . The diameter of the end face of this sealingly guided in the inner bore 46 end portion of the pilot valve body 40 is smaller than the diameter of the valve seat 38 , so that the pilot valve body 40 is designed with a difference in area.
Der Vorsteuerventilkörper 40 ist von einer Axialbohrung 49 durch setzt, über die der Druck im Federraum 18 in die Innenbohrung 46 des Übersetzerkolbens 44 gemeldet wird.The pilot valve body 40 is penetrated by an axial bore 49 , via which the pressure in the spring chamber 18 is reported into the inner bore 46 of the booster piston 44 .
Das Stromregelventil 48 ist in Fig. 2 vergrößert dargestellt. In einem radial erweiterten Teil der Innenbohrung 46 des Übersetzerkolbens 44 ist ein Stromregelventil 48 aufgenommen, dessen Druckwaagenkolben 50 über eine an einer Verschlußschraube 54 abge stützte Regelfeder 52 in der Grundposition gegen eine Radialschulter der Innenbohrung 46 vorgespannt ist. Der die Regelfeder 52 aufnehmende Federraum des Stromregelventils 48 ist über eine Bohrung 56 mit einem Übersetzerraum 58 verbunden, der einerseits von der in Fig. 1 rechten Stirnfläche des Übersetzerkolbens 44 und andererseits von der Stirn fläche einer Spindel 60 begrenzt ist, gegen die der Übersetzerkolben 44 durch die Kraft der Steuerfeder 42 in seiner dargestellten Grundposition vorgespannt ist. D. h., die Axiallänge des Federraums 36 läßt sich durch die Axialposition der Spindel 60 verändern und mittels ei ner Kontermutter 62 mit Bezug zum Vorsteuerventilgehäuse 30 fixieren.The flow control valve 48 is shown enlarged in FIG. 2. In a radially enlarged part of the inner bore 46 of the booster piston 44 , a flow control valve 48 is received, the pressure compensator piston 50 is biased via a control spring 52 supported on a locking screw 54 in the basic position against a radial shoulder of the inner bore 46 . The spring chamber of the flow control valve 48 receiving the control spring 52 is connected via a bore 56 to a translator chamber 58 , which is limited on the one hand by the right-hand end face of the translator piston 44 in FIG. 1 and on the other hand by the end face of a spindle 60 against which the translator piston 44 is biased in its basic position shown by the force of the control spring 42 . That is, the axial length of the spring chamber 36 can be changed by the axial position of the spindle 60 and fixed by means of a lock nut 62 with respect to the pilot valve housing 30 .
Der Druckwaagenkolben 50 hat in der Schnittdarstellung gemäß Fig. 2 etwa H-förmigen Querschnitt, wobei ein Boden 64 im Bereich zwischen den beiden Ringstirnflächen des Druckwaagenkolbens 50 ausgebildet ist. Die in Fig. 2 linke Ringstirnfläche 66 liegt dabei an der genannten Radialschulter der Innenbohrung 46 an, während die Außenumfangskante der rechten Stirnfläche eine Steuerkante 68 ausbildet, über die der Querschnitt der Bohrung 56 zu- bzw. aufsteuerbar ist. Der Boden 64 ist von einer Bohrung durchsetzt, die eine Meßblende 70 des Stromregelventils 48 ausbildet. Die von der Steuerkante 68 zusteuer bare Bohrung 56 bildet demnach die veränderliche Meßblende aus.In the sectional view according to FIG. 2, the pressure compensator piston 50 has an approximately H-shaped cross section, a bottom 64 being formed in the region between the two ring end faces of the pressure compensator piston 50 . The ring end face 66 on the left in FIG. 2 lies against the radial shoulder of the inner bore 46 , while the outer peripheral edge of the right end face forms a control edge 68 , via which the cross section of the bore 56 can be controlled or opened. The bottom 64 is penetrated by a bore which forms a measuring orifice 70 of the flow control valve 48 . The bare from the control edge 68 bare bore 56 accordingly forms the variable orifice.
Das dargestellte Ventil besitzt des weiteren eine Notöffnung, die zum Abschleppen oder zum Ölablassen am Verbraucher (Motor, Zylinder) betätigt wird. Bei der dargestellten Lösung ist diese Notöffnung durch Herausschrauben des Vorsteuerventilgehäuses 30 aus dem Gehäuse 2 mög lich, wobei dann der Federraum 18 mit dem Steueranschluß Y verbunden ist. Diese Notöffnung ist durch eine Umdrehung des Vorsteuergehäuses 36 mit Bezug zum Gehäuse 2 einstellbar.The valve shown also has an emergency opening, which is actuated for towing or oil drainage at the consumer (engine, cylinder). In the solution shown, this emergency opening is possible by unscrewing the pilot valve housing 30 from the housing 2 , in which case the spring chamber 18 is connected to the control connection Y. This emergency opening can be adjusted by turning the pilot control housing 36 with respect to the housing 2 .
In Fig. 3 ist das Schaltsymbol des vorbeschriebenen Druck-Einspei seventils dargestellt, wobei die Notöffnung durch das von Hand betä tigbare Wegeventil 70 symbolisiert ist, über das die Verbindung von P nach T direkt aufsteuerbar ist. Gemäß diesem Schaltsymbol ist der Ven tilschieber 8 der Hauptstufe 10 in Öffnungsrichtung vom Druck am Druckanschluß P und in Schließrichtung von dem über die Vorsteuerstufe 28 geregelten Druck beaufschlagt, wobei die Vorspannung der Steuerfe der 36 mittels des Übersetzerkolbens 44 veränderbar ist. Der rückwär tige Übersetzerraum 58 ist über das Regelventil 48 mit der Meßblende 70 und der Druckwaage mit dem Druckwaagenkolben 50 mit Steueröl ver sorgbar, das vom Druckanschluß P abgegriffen wird. Der Druckwaagenkolben 50 drosselt dabei den Öffnungsquerschnitt der Boh rung 56 derart ab, daß der Druckabfall über der Meßblende 70 konstant bleibt, so daß der Volumenstrom in den Übersetzerraum 58 viskositäts- und druckunabhängig konstant bleibt.In Fig. 3, the circuit symbol of the pressure inlet valve described above is shown, the emergency opening being symbolized by the manually actuated directional control valve 70 , via which the connection from P to T can be opened directly. According to this circuit symbol, the Ven tilschieber 8 of the main stage 10 is acted upon in the opening direction by the pressure at the pressure port P and in the closing direction by the pressure regulated via the pilot stage 28 , the bias of the Steuerfe the 36 by means of the translation piston 44 is variable. The backward term translator room 58 is ver through the control valve 48 with the orifice 70 and the pressure compensator with the pressure compensator piston 50 with control oil ver, which is tapped from the pressure port P. The pressure compensator piston 50 throttles the opening cross section of the drilling 56 in such a way that the pressure drop across the measuring orifice 70 remains constant, so that the volume flow into the booster chamber 58 remains constant regardless of viscosity and pressure.
Fig. 4 zeigt die Charakteristik einer dynamischen Kennlinie eines derartigen Druck-Einspeiseventils 1. FIG. 4 shows the characteristic of a dynamic characteristic of such a pressure feed valve 1 .
In der dargestellten Grundposition des Druck-Einspeiseventils 1 befindet sich der Übersetzerkolben 44 in seiner Anschlagposition an der Spindel 60, so daß die Druckfeder 36 mit einer minimalen Vorspan nung beaufschlagt ist. Bei einer Druckerhöhung, beispielsweise verur sacht durch eine Beschleunigung des Fahr- oder Drehwerkantriebes wird dieser Druck über die Düsenbohrung 16 in den Federraum 18 gemeldet. Der Druck steigt steil bis auf den Wert pmin an. Bei Erreichen dieses Zuschaltpunktes wird der Vorsteuerventilkörper 40 vom Ventilsitz 38 abgehoben, so daß der Federraum mit dem Anschluß Y verbunden ist und Steueröl aus dem Federraum 18 abströmen kann und der Ventilschieber 8 die Verbindung zwischen dem Druckanschluß P und dem Niederdruckan schluß T aufsteuert. Gleichzeitig strömt Steueröl über die Axialboh rung 48 zum Stromregelventil 48. Der Druckwaagenkolben 50 wird durch den Druck des Steueröls gegen die Kraft der Regelfeder 52 in eine Re gelposition gebracht, so daß sich eine konstante Steuerölströmung in den Übersetzerraum 58 einstellt. Durch den ansteigenden Druck im Über setzerraum 58 wird der Übersetzerkolben 44 in der Darstellung gemäß Fig. 1 nach links bewegt, so daß die Vorspannung der Steuerfeder 36 ansteigt und der Vorsteuerventilkörper 40 wieder zugesteuert wird - durch diese Rückbewegung des Vorsteuerventilkörpers 40 steigt der Druck am Druckanschluß P weiter linear an, wobei die Steigung nach Er reichen des Zuschaltpunktes jedoch flacher als vor diesem Zeitpunkt ist.In the illustrated basic position of the pressure feed valve 1 , the translation piston 44 is in its stop position on the spindle 60 , so that the compression spring 36 is acted upon with a minimal preload. In the event of a pressure increase, for example caused by acceleration of the travel or slewing gear, this pressure is reported via the nozzle bore 16 into the spring chamber 18 . The pressure rises steeply up to the value p min . When this connection point is reached, the pilot valve body 40 is lifted off the valve seat 38 so that the spring chamber is connected to the connection Y and control oil can flow out of the spring chamber 18 and the valve slide 8 opens the connection between the pressure connection P and the low pressure connection T. At the same time, control oil flows via the axial bore 48 to the flow control valve 48 . The pressure compensator piston 50 is brought into a re gel position by the pressure of the control oil against the force of the control spring 52 , so that a constant control oil flow is established in the booster chamber 58 . Due to the rising pressure in the booster chamber 58 of the booster piston 44 is moved in the representation of Figure 1 to the left, so that the bias of the control spring 36 increases and the pilot valve body 40 is controlled closed again. - by this return movement of the pilot valve body 40 increases the pressure at the pressure connection P continues to be linear, but the slope after reaching the cut-in point is flatter than before this point in time.
Nach einer vorbestimmten Schaltverzögerung erreicht der Übersetzerkolben 44 seine linke Endposition, so daß die Druckfeder 36 mit der maximalen Vorspannung beaufschlagt ist. Bei einem weiteren Druckanstieg wird der Vorsteuerventilkörper 40 gegen die Kraft der Druckfeder 42 in seine Regelposition gebracht, in der der Druck am Druckanschluß P auf den Maximalwert pmax begrenzt ist. After a predetermined switching delay, the booster piston 44 reaches its left end position, so that the compression spring 36 is subjected to the maximum prestress. If the pressure increases further, the pilot valve body 40 is brought into its control position against the force of the compression spring 42 , in which the pressure at the pressure connection P is limited to the maximum value p max .
Bei Druckumkehr, d. h. bei Druckabsenkung am Druckanschluß P und einem Druckaufbau am Niederdruckabschluß T kann das Steueröl sehr schnell über die vollständig aufgesteuerte Bohrung 36, die Meßblende 70, die Axialbohrung 48 verdrängt werden, so daß der Übersetzerkolben 44 entlastet wird und in seine dargestellte Ausgangsposition zurück fährt. Diese Rückstellbewegung erfolgt gemäß der Kennlinie in Fig. 4 wesentlich schneller als der zuvor geschilderte Druckaufbau, so daß das beschriebene Ventil sowohl einzeln, als auch für eine gegenseitige Abstützung, beispielsweise in einer AVG-Schaltung eingesetzt werden kann. Da derartige Schaltungen per se bekannt sind, wird der Einfach heit halber auf die vorhandene Fachliteratur verwiesen.In the event of pressure reversal, that is to say a reduction in pressure at the pressure port P and a build-up of pressure at the low-pressure port T, the control oil can be displaced very quickly via the fully open bore 36 , the orifice plate 70 , the axial bore 48 , so that the booster piston 44 is relieved and returned to its illustrated starting position moves. This return movement takes place according to the characteristic curve in FIG. 4 much faster than the pressure build-up described above, so that the valve described can be used both individually and for mutual support, for example in an AVG circuit. Since such circuits are known per se, for the sake of simplicity, reference is made to the existing specialist literature.
Der Verlauf der Schaltzeitverzögerung kann insbesondere durch die Größe der Meßblende 70 und die Federrate der Regelfeder 52 sowie durch geeignete Wahl des Durchmessers der Bohrung 56 beeinflußt werden. Wie vorstehend bereits erwähnt, kann die minimale Vorspannung der Steuer feder 42 durch Veränderung der Axialposition der Spindel 60 verändert werden, so daß dadurch auch eine gewisse Zeitkorrektur möglich ist.The course of the switching time delay can be influenced in particular by the size of the orifice plate 70 and the spring rate of the control spring 52 and by a suitable choice of the diameter of the bore 56 . As already mentioned above, the minimum bias of the control spring 42 can be changed by changing the axial position of the spindle 60 , so that a certain time correction is also possible.
Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsge mäßen Druck-Einspeiseventils 1, das sich im Prinzip nur durch die Aus gestaltung des Stromregelventils 48 und durch die Hinzufügung eines mit dem Stromregelventil 48 zusammenwirkenden Wegeventils 72 von der vorstehend beschriebenen Lösung unterscheidet. Bei der in Fig. 5 dar gestellten Konstruktion sind die Hauptstufe 10 und der Bereich der Vorsteuerstufe 28 mit dem gegen den Ventilsitz 38 vorgespannten Vor steuerventilkörper 40 identisch mit dem vorbeschriebenen Ausführungs beispiel, so daß im folgenden lediglich auf die neu hinzugekommenen Merkmale eingegangen wird. Fig. 5 shows a further embodiment of a pressure-feed valve 1 according to the invention, which differs in principle only by the design of the flow control valve 48 and by the addition of a directional valve 72 cooperating with the flow control valve 48 from the solution described above. In the construction shown in FIG. 5, the main stage 10 and the area of the pilot stage 28 with the biased against the valve seat 38 before the control valve body 40 are identical to the embodiment described above, for example, so that only the newly added features are discussed below.
Fig. 6 zeigt eine vergrößerte Darstellung desjenigen Bereichs der Vorsteuerstufe 28, in dem das Stromregelventil 48 und das vorstehend erwähnte Wegeventil 72 angeordnet sind. Bei der in den Fig. 5 und 6 dargestellten Variante ist der tassenförmige Druckwaagenkolben 50 wie derum über die Regelfeder 52 mit seiner Ringstirnfläche 66 gegen eine Radialschulter 74 der Innenbohrung 46 vorgespannt. Die Regelfeder 52 ist an einer Schulter einer Buchse 76 abgestützt, die in eine Innnenbohrung der Spindel 60 eingesetzt ist. Die Buchse 76 wird mittels ei ner in die Spindel 60 eingeschraubten Hülse 77 in ihrer Axialposition festgelegt. Die von der Radialschulter 74 entfernte Stirnfläche des Druckwaagenkolbens 50 bildet die Steuerkante 68 aus, über die der Querschnitt der Bohrung 56 zusteuerbar ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Bohrung 56 in der Grundposition des Druck waagenkolbens 50 teilweise zugesteuert. FIG. 6 shows an enlarged illustration of that area of the pilot control stage 28 in which the flow control valve 48 and the aforementioned directional valve 72 are arranged. In the variant shown in FIGS . 5 and 6, the cup-shaped pressure compensator piston 50 is in turn biased via the control spring 52 with its annular end face 66 against a radial shoulder 74 of the inner bore 46 . The control spring 52 is supported on a shoulder of a bush 76 which is inserted into an inner bore of the spindle 60 . The bushing 76 is fixed in its axial position by means of a sleeve 77 screwed into the spindle 60 . The end face of the pressure compensator piston 50 which is removed from the radial shoulder 74 forms the control edge 68 , via which the cross section of the bore 56 can be controlled. In this embodiment, the bore 56 is partially closed in the basic position of the pressure balance piston 50 .
Im Unterschied zum vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Meßblende 70 durch einen Ringspalt zwischen der Innenumfangswandung einer Bodenbohrung 78 des Druckwaagenkolbens 50 und dem Außenumfang einer in diese Bodenbohrung 78 eingesetzten Kugel 80 gebildet. Diese wird in der dargestellten Grundposition über einen Kolben 82 des Wege ventils 72 in eine Anlageposition an eine Umfangskante der Radial schulter 74 gedrückt. Der Kolben 82 wird seinerseits über eine am Bo den der Hülse 77 abgestützte Feder 84 in seine Anlageposition gegen die Kugel 80 vorgespannt. Der Kolben 82 hat einen Kegelabschnitt 86, der in Anlage gegen einen durch eine Innenumfangskante der Buchse 76 gebildeten Sitz 88 bringbar ist.In contrast to the exemplary embodiment described above, the measuring orifice 70 is formed by an annular gap between the inner circumferential wall of a bottom bore 78 of the pressure compensator piston 50 and the outer periphery of a ball 80 inserted into this bottom bore 78 . This is pressed in the basic position shown via a piston 82 of the directional valve 72 in a contact position on a peripheral edge of the radial shoulder 74 . The piston 82 is in turn biased by a spring 84 supported on the sleeve 77 in its bearing position against the ball 80 . The piston 82 has a conical section 86 , which can be brought into abutment against a seat 88 formed by an inner peripheral edge of the bush 76 .
Wie sich insbesondere aus Fig. 5 ergibt, ist der die Feder 84 auf nehmende Raum 90 über einen Axialkanal 92 und eine Querbohrung 94 in der Buchse 76 mit dem Vorsteuerfederraum 36 verbunden, so daß im Raum 90 der Druck am Steueranschluß Y wirkt. Demgemäß ist in der darge stellten Grundposition, d. h. bei vom Sitz 88 abgehobener Kegelfläche 86 des Kolbens 82 der Übersetzerraum 58 mit dem Druck am Steueran schluß Y beaufschlagt und somit weitestgehend entlastet.As can be seen in particular from FIG. 5, the spring 84 in the receiving space 90 is connected via an axial channel 92 and a transverse bore 94 in the bushing 76 to the pilot spring space 36 , so that the pressure at the control connection Y acts in the space 90 . Accordingly, in the basic position shown, ie when the cone surface 86 of the piston 82 is lifted from the seat 88, the translator chamber 58 is acted upon by the pressure at the control connection Y and is thus largely relieved.
Die Verwendung einer Kugel 80 zum Schließen der Verbindung zur Axialbohrung 48 und zur Begrenzung des Innendurchmessers der ringför migen Meßblende 70 hat den besonderen Vorteil, daß diese sehr einfach herstellbar ist und selbstzentrierend aufgenommen ist, so daß auch bei einer geringen Verkantung des Kolbens 82 noch eine ordnungsgemäße Funktion gewährleistet ist.The use of a ball 80 to close the connection to the axial bore 48 and to limit the inner diameter of the ring-shaped measuring orifice 70 has the particular advantage that it is very easy to manufacture and is self-centering, so that even with a slight tilting of the piston 82 proper function is guaranteed.
Das Wegeventil 72 ermöglicht es, durch eine schaltbare Druckerhöhung über den Steueranschluß Y den Druck im Übersetzerraum 58 und somit die Vorspannung der Querfeder 42 zu erhöhen, wobei die Shockless-Funktion aufrecht erhalten bleibt. Diese schaltbare Drucker höhung kann insbesondere beim Fahren im schweren Gelände notwendig sein.The directional control valve 72 makes it possible to increase the pressure in the booster chamber 58 and thus the pretension of the transverse spring 42 by means of a switchable pressure increase via the control connection Y, the shockless function being maintained. This switchable pressure increase can be necessary especially when driving in difficult terrain.
Beim zuvor beschriebenen Ansteigen des Druckes am Druckanschluß P wird die Kugel 80 gegen die auf die Kugelrückseite in Schließrichtung wirkende Kraft von der Umfangskante der Radialschulter 74 abgehoben, so daß das Steueröl durch die geöffnete ringförmige Meßblende 70 in den Federraum für die Regelfeder 52 einströmen kann. Durch die Axial verschiebung der Kugel 80 wird die Kegelfläche 86 gegen den Sitz 88 gedrückt, so daß die Verbindung des Übersetzerraumes zum Steueran schluß Y abgesperrt ist. Der Druck im Übersetzerraum 58 steigt in der Folge an, so daß sich die vorbeschriebene Schaltverzögerung einstellt. Der Zuschaltpunkt und der Abschaltpunkt (in Fig. 4 angedeutet) läßt sich bei der in den Fig. 5 und 6 dargestelten Variante durch ge eignete Wahl des Durchmesserverhältnisses zwischen dem Außendurchmesser der Kugel und dem Durchmesser des Sitzes 88 abstim men, so daß der Abschaltpunkt in Abhängigkeit von diesem Übersetz ungs verhältnis um einen vorbestimmten Wert unterhalb des Zuschaltpunktes liegt.When the pressure at the pressure connection P increases as described above, the ball 80 is lifted against the force acting on the back of the ball in the closing direction from the peripheral edge of the radial shoulder 74 , so that the control oil can flow through the opened annular measuring orifice 70 into the spring chamber for the control spring 52 . By the axial displacement of the ball 80 , the conical surface 86 is pressed against the seat 88 , so that the connection of the translator room to the Steueran circuit Y is blocked. The pressure in the translator room 58 increases as a result, so that the switching delay described above occurs. The switch-on point and the switch-off point (indicated in FIG. 4) can be tuned in the variant shown in FIGS . 5 and 6 by suitable selection of the diameter ratio between the outer diameter of the ball and the diameter of the seat 88 , so that the switch-off point in Dependence on this translation ratio is below the cut-in point by a predetermined value.
In der Nachsaugfunktion, d. h. dann, wenn der Druck am Niederdruckanschluß T höher als am Druckanschluß P ist, wird der Nach saugring 20 in der Darstellung gemäß Fig. 1 nach recht verschoben, so daß er auf den Radialbund 22 aufläuft und der Ventilschieber 8 in seine Öffnungsstellung gebracht wird, in der die Verbindung von T nach P geöffnet ist und Druckmittel von T nach P abströmen kann. Der Nach saugring 20 trägt des weiteren in der Druckbegrenzungsfunktion zur Dämpfung der Ventilschieberbewegung bei.In the suction function, that is, when the pressure at the low-pressure connection T is higher than at the pressure connection P, the suction ring 20 is shifted to the right in the illustration according to FIG. 1, so that it runs onto the radial collar 22 and the valve slide 8 into it Is brought open position in which the connection from T to P is open and pressure medium can flow from T to P. After the suction ring 20 also contributes to the damping of the valve spool movement in the pressure limiting function.
Bei der vorbeschriebenen Konstruktion ist die Wiederholbarkeit der Shockless-Funktion in gleicher Richtung (z. B. beim Anschieben eines Drehwerks) durch die mögliche schnelle Zwischenentlastung über das 3/2-Wegeventil 72 ermöglicht. Eine derartige Funktion wird im Load- Sensing-System benötigt. With the construction described above, the repeatability of the shockless function in the same direction (e.g. when pushing a slewing gear) is made possible by the possible quick intermediate relief via the 3/2-way valve 72 . Such a function is required in the load sensing system.
Im übrigen entspricht die Funktion derjenigen des vorbeschriebenen Ausführungsbeispiels, so daß auf weitere Erläuterungen verzichtet wird.Otherwise, the function corresponds to that of the above Embodiment, so that no further explanations are given becomes.
Fig. 7 zeigt das Schaltsymbol des vorbeschriebenen Ausführungsbei spiels, das sich von demjenigen des in Fig. 4 dargestellten Schaltsym bols lediglich durch die Hinzufügung des 3/2-Wegeventils 72 unter scheidet, über das der Übersetzerraum 58 entweder mit dem Druckan schluß P oder mit dem Steueranschluß Y verbindbar ist. Das Wegeventil 72 wird dabei durch die Kraft der Feder 84 und den Druck am Steueran schluß Y in seine Grundposition und in Gegenrichtung (Verbindung zu P) vom Druck am Druckanschluß P beaufschlagt. Fig. 7 shows the circuit symbol of the game Ausführungsbei described above, which differs from that of the Schaltsym bols shown in Fig. 4 only by the addition of the 3/2-way valve 72 , through which the translator room 58 either with the Druckan circuit P or with the control connection Y is connectable. The directional control valve 72 is acted upon by the force of the spring 84 and the pressure at the Steueran circuit Y in its basic position and in the opposite direction (connection to P) by the pressure at the pressure port P.
Offenbart ist ein vorgesteuertes Druck-Einspeiseventil, bei dem ein Vorsteuerventilkörper über eine an einem Übersetzerkolben abge stützte Steuerfeder in seine Schließposition vorgespannt ist. Ein rückwärtiger Übersetzerraum des Übersetzerkolbens läßt sich über ein Stromregelventil mit einem Steuerdruck beaufschlagen, um die Vorspan nung der Steuerfeder zu erhöhen. Das Stromregelventil ermöglicht eine viskositäts- und druckunabhängige Zuführung von Steueröl in den Über setzerraum. Disclosed is a pilot operated pressure feed valve in which a pilot valve body via one on a booster piston supported control spring is biased into its closed position. On the translator piston's rear translator room can be accessed via a Apply a control pressure to the flow control valve to the preload increase the control spring. The flow control valve enables one Viscosity and pressure independent supply of control oil in the over setter room.
11
Druck-Einspeiseventil
Pressure feed
22
Gehäuse
casing
44
Radialbohrungsstern
Radial bore star
66
Ventilbohrung
valve bore
88th
Ventilschieber
valve slide
1010
Hauptstufe
main stage
1212
Druckfeder
compression spring
1414
Sitzkante
seat edge
1616
Düsenbohrung
nozzle bore
1818
Federraum
spring chamber
2020
Nachsaugring
anti-cavitation
2222
Radialbund
radial collar
2424
Drosselspalt
throttle gap
2626
Parallelbohrung
parallel hole
2828
Vorsteuerstufe
pilot stage
3030
Vorsteuergehäuse
pilot housing
3232
Verbindungsbohrung
connecting bore
3434
Verbindungskanal
connecting channel
3636
Vorsteuerfederraum
Pilot spring space
3838
Vorsteuerventilsitz
Pilot valve seat
4040
Vorsteuerventilkörper
Pilot valve body
4242
Steuerfeder
control spring
4444
Übersetzerkolben
Booster piston
4646
Innenbohrung
internal bore
4848
Stromregelventil
Flow control valve
4949
Axialbohrung
axial bore
5050
Druckwaagenkolben
Pressure regulator piston
5252
Regel feder
Rule feather
5454
Verschlußschraube
Screw
5656
Bohrung
drilling
5858
Übersetzerraum
Booster chamber
6060
Spindel
spindle
6262
Kontermutter
locknut
6464
Boden
ground
6666
Ringstirnfläche
Annular face
6868
Steuerkante
control edge
7070
Meßblende
orifice
7272
Wegeventil
way valve
7474
Radialschulter
radial shoulder
7676
Buchse
Rifle
7878
Bodenbohrung
bottom hole
8080
Kugel
Bullet
8282
Kolben
piston
8484
Feder
feather
8686
Kegelfläche
conical surface
8888
Sitz
Seat
9090
Raum
room
9292
Axialkanal
axial
9494
Querbohrung
cross hole
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10062428A DE10062428A1 (en) | 2000-12-14 | 2000-12-14 | Servo-assisted pressure feed valve has flow regulating valve in control oil flow path to transfer cavity |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10062428A DE10062428A1 (en) | 2000-12-14 | 2000-12-14 | Servo-assisted pressure feed valve has flow regulating valve in control oil flow path to transfer cavity |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family
ID=7667201
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
DE10062428A Withdrawn DE10062428A1 (en) | 2000-12-14 | 2000-12-14 | Servo-assisted pressure feed valve has flow regulating valve in control oil flow path to transfer cavity |
Country Status (1)
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---|---|
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: BOSCH REXROTH AG, 70184 STUTTGART, DE Owner name: BOSCH REXROTH AG, 70184 STUTTGART, DE |
|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |