DE102005014418A1

DE102005014418A1 - Hydraulic control valve for continually controlling hydraulic resistance between zero and infinity has seat valve and controlling piston whose two sides have same cross section and are connected to chamber for force compensation

Info

Publication number: DE102005014418A1
Application number: DE200510014418
Authority: DE
Inventors: Werner Kosean
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-03-24
Filing date: 2005-03-24
Publication date: 2006-09-28

Abstract

The hydraulic control valve is designed as a seat valve so that the through flow between an inflow (2), chamber (3) and outflow (4) of a controlled chamber (5) can be controlled through a valve seat (6) by a piston (7) with valve cone (24). Both sides of the piston have the same biased cross-sectional surface area and both sides are connected through a connection (11) in the piston to the chamber for force compensation. A control edge (14) in the controlled chamber is assigned a control web (13) of the adjustable piston and has grooves (15) for a through control. The control valve is designed as a cartridge valve.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein hydraulisches Steuerventil für eine kontinuierliche Steuerung eines hydraulischen Widerstandes zwischen Null und Unendlich, wobei ein hydraulisch steuerbarer Kolben des Ventils gegen eine Regelfeder einstellbar ist.The The invention relates to a hydraulic control valve for a continuous Control of a hydraulic resistance between zero and infinity, wherein a hydraulically controllable piston of the valve against a Control spring is adjustable.

Ventile dieser Art sind in vielen Ausführungen bekannt. Hierbei werden üblicherweise zwei Kammern über das Ventil in Abhängigkeit einer hydraulischen Anschaltung verbunden oder getrennt. Es ist hierbei üblich, Anordnungen mit Längsschieberventilen oder Sitzventilen auszubilden. Bei Längsschieberventilen wird ein Steuerkolben in Längsrichtung verschoben. Die Trennung zwischen den Kammern wird durch entsprechende Überdeckungen bewirkt. Die Schaltzeiten sind abhängig vom Hub und den Überdeckungen. Prinzipbedingt haben diese Systeme Lecköl, d.h. es fließt Öl von der Hochzur Niederdruckseite. Die Leckölmenge ist abhängig vom Druckunterschied und von der Überdeckung. Der Vorteil dieses Systems ist die feinfühlige Regelung der Ölmenge während des Hubes durch sogenannte Feinsteuernuten. Bei Sitzventilen wird ein Steuerkolben in Längsrichtung verschoben. Die Trennung zwischen den Kanälen der Kammern wird durch eine metallische Dichtung am Ventilsitz und eine elastische Dichtung am Kolben erzielt. Diese Ventile haben kein Lecköl. Eine Feinsteuerung ist nicht vorgesehen. Die Schaltzeiten sind sehr kurz, da keine Überdeckungen überfahren werden müssen.valves of this type are available in many designs known. Here are usually two chambers over the valve in dependence a hydraulic connection connected or disconnected. It is usual here, Arrangements with longitudinal slide valves or poppet valves. For longitudinal slide valves is a Control piston in the longitudinal direction postponed. The separation between the chambers is covered by appropriate coverage causes. The switching times depend on the stroke and the overlaps. Due to the principle, these systems have leak oil, i. it flows from the oil High to low pressure side. The amount of oil leakage depends on Pressure difference and from the overlap. Of the Advantage of this system is the sensitive control of the amount of oil during the Hubes by so-called fine control grooves. For seat valves is a control piston longitudinal postponed. The separation between the channels of the chambers is through a metallic seal on the valve seat and an elastic seal achieved on the piston. These valves have no leak oil. A fine control is not intended. The switching times are very short, as no overlaps run over Need to become.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Ventil für eine hydraulisch druckabhängige Feinsteuerung zu schaffen, das eine leckölfreie Ausbildung gewährleistet und unterschiedliche Ansteuerungen ermöglicht sowie für die unterschiedlichen Einsatzbereiche ausbildbar und anpaßbar ist.The The object of the invention is to provide a generic valve for a hydraulic pressure-dependent To provide fine control, which ensures a leak oil-free training and different drives possible and for the different Fields of application can be formed and adapted.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß das Ventil als Sitzventil ausgebildet ist und ein Durchfluß zwischen einem Zufluß, einer Kammer und einem Abfluß einer gesteuerten Kammer über einen Ventilsitz mittels eines Kolbens mit einem Ventilkegel steuerbar ist, wobei beide Seiten des Kolbens mit gleicher beaufschlagter Querschnittsfläche ausgebildet sind und über eine Verbindung im Kolben beide Seiten mit der Kammer zum Kraftausgleich verbunden sind sowie in der gesteuerten Kammer eine Steuerkante angeordnet ist, der ein Steuersteg des verstellbaren Kolbens zugeordnet und Nuten zur Durchtrittsteuerung aufweist.The solution This object is achieved according to the invention in that the valve is designed as a seat valve and a flow between an inlet, a Chamber and a drain of a controlled chamber over a valve seat by means of a piston with a valve plug controllable is, wherein both sides of the piston formed with the same applied cross-sectional area are and about a connection in the piston both sides with the chamber for force balance are connected and in the controlled chamber a control edge is arranged, which is associated with a control bar of the adjustable piston and grooves for passage control.

Durch diese Ausführung als Sitzventil wird neben der kontinuierlichen Steuerung eines hydraulischen Widerstands zwischen Null und Unendlich zusätzlich erreicht, daß das Ventil im geschlossenen Zustand leckagefrei ist. Dadurch erfüllt dieses Steuerelement gleichzeitig eine zweite wichtige Funktion. Es kann als Sicherungselement zum Verhindern des ungewollten Absenkens von Lasten oder anderen sicherheitskritischen Bewegungen der mit diesem Ventil gesteuerten Bewegungen verwendet werden. Gegenwärtig werden für die Steuerung von hydraulischen Linear- und Rotationsmotoren meist Schieberventile eingesetzt, die prinzipbedingt nicht leckagefrei ausgeführt werden können und deshalb zusätzliche Bauelemente notwendig machen, um sicherheitskritische Aufgaben systemtechnisch zu lösen.By this execution As a seat valve is in addition to the continuous control of a hydraulic Resistance between zero and infinity additionally achieves that valve is leak-free in the closed state. This fulfills this Control at the same time a second important function. It can as a security element to prevent the unwanted lowering of Loads or other safety-critical movements with this Valve controlled movements are used. Becoming present for the Control of hydraulic linear and rotary motors mostly slide valves used, the principle is not leak-free can and therefore additional Make components necessary to safety-critical tasks systemically to solve.

Ein weiterer Vorteil ist die sehr einfache und aus systemtechnischer Sicht kostengünstige Realisierung unterschiedlichster Steuer- und Regelungskonzepte durch Kombination mehrerer dieser Ventile.One Another advantage is the very simple and systemic Point of view inexpensive Realization of different control and regulation concepts Combination of several of these valves.

Zur Feinsteuerung wird vorgeschlagen, daß die am Steuersteg des Kolbens angeordneten Nuten, wie in Dreiecksform, positionsabhängig von der Kolbenstellung größere bzw. kleinere Durchtrittsquerschnitte freigeben.to Fine control is suggested that the control of the piston arranged grooves, as in triangular shape, depending on position the piston position larger or release smaller passage cross sections.

Ferner ist zur Vorsteuerung vorgesehen, daß in der Sperrstellung des Ventils die Nuten eine Verbindung zwischen der gesteuerten Kammer und dem Abfluß bilden.Further is provided for precontrol that in the locked position of Valve the grooves a connection between the controlled chamber and make the drain.

In Anpassung an unterschiedliche Bedarfsfälle ist vorgesehen, daß die Verstellung des Kolbens über ein hydraulisches Betätigungselement zur Einwirkung auf den Kolben durchführbar ist.In Adaptation to different needs is provided that the adjustment of the piston over a hydraulic actuator to act on the piston is feasible.

Ferner wird vorgeschlagen, daß die Kammern mit einer Druckwaage verbunden sind.Further It is suggested that the Chambers are connected to a pressure balance.

Für den Einsatz als universelles Steuerelement ist vorgesehen, daß das Steuerventil als Cartridgeventil ausgebildet ist.For use as a universal control is provided that the control valve is designed as a cartridge valve.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit unterschiedlichen Ausführungen zur Anordnung schematisch dargestellt. Es zeigen:In the drawing is an embodiment of Invention with different designs for arrangement schematically shown. Show it:

1 eine Schnittdarstellung eines Ventils mit einer Ansteuerung über einen mit einem hydraulischen Vorsteuerdruck beaufschlagten Steuerstößel, 1 a sectional view of a valve with a control via a loaded with a hydraulic pilot pressure control plunger,

2 eine vergrößerte Darstellung eines Ventils in einer Schließposition, 2 an enlarged view of a valve in a closed position,

3 und 4 eine verkleinerte Darstellung, wie 2 in einer Feinsteuerstellung und einer offenen Stellung, 3 and 4 a scaled down representation, like 2 in a fine control position and an open position,

5 eine Anordnung mit einer zugeordneten Druckwaage. 5 an arrangement with an associated pressure compensator.

Das dargestellte Ventil mit seinem Gehäuse 1 besitzt einen Zufluß 2 mit einer Kammer 3 sowie einen Abfluß 4 mit einer gesteuerten Kammer 5. Die Kammern 3, 5 sind über einen Ventilsitz 6, der über einen Kolben 7 mit einem Ventilkegel 24 steuerbar ist, verbindbar.The illustrated valve with its housing 1 owns a tributary 2 with a chamber 3 as well as a drain 4 with a controlled chamber 5 , The chambers 3 . 5 are over a valve seat 6 that has a piston 7 with a valve cone 24 is controllable, connectable.

Der Kolben ist über eine Regelfeder 8 beaufschlagt und andererseits durch einen in einem Vorsteuergehäuse 10 beweglichen Stößel 9 und gegen den Druck der Regelfeder 8 verstellbar.The piston is via a control spring 8th acted upon and on the other hand by a in a pilot housing 10 movable plunger 9 and against the pressure of the control spring 8th adjustable.

Der Kolben 7 ist dabei an beiden Seiten zum Kraftausgleich mit gleicher beaufschlagter Querschnittsfläche versehen und über eine Verbindung 11 im Kolben 7 beiderseits mit dem vorliegenden Druck der Kammer 3 beaufschlagt. Der Kolben 7 ist in diesem Fall über elastische Dichtungen 12 im Gehäuse 1 unter Zwischenschaltung einer Hülse 27 eingesetzt.The piston 7 is provided on both sides to balance the force with the same applied cross-sectional area and a connection 11 in the piston 7 on both sides with the given pressure of the chamber 3 applied. The piston 7 is in this case about elastic seals 12 in the case 1 with the interposition of a sleeve 27 used.

Zusätzlich ist der Kolben 7 mit einem Steuersteg 13 versehen, der in der gesteuerten Kammer 5 mit einer gehäuseseitigen Steuerkante 14 korrespondiert. Dieser Steuersteg 13 besitzt umfangseitige Nuten 15 als Feinsteuernuten über die Drucköl zuführbar ist. Gegebenenfalls werden diese Nuten 15 erst verstellabhängig freigegeben, wobei auch der freigegebene Querschnitt sich höhenabhängig verändern kann. Dieses wird wie beim Ausführungsbeispiel durch dreiecksförmige Nuten 15 erreicht.In addition, the piston 7 with a control bar 13 provided in the controlled chamber 5 with a housing-side control edge 14 corresponds. This tax bridge 13 has circumferential grooves 15 as Feinsteuernuten on the pressure oil can be supplied. If necessary, these grooves 15 only released depending on the adjustment, whereby also the released cross-section can change height-dependent. This is like in the embodiment by triangular grooves 15 reached.

Durch die Beaufschlagung des Vorsteuergehäuses 10 mit dem Stößel 9 durch einen variablen Vorsteuerdruck als Antrieb wird der Kolben 7 gegen die Kraft der Regelfeder 8 in die einzustellende Position verschoben, so daß das Druckmedium über den Ventilsitz 6 geführt wird. Hierbei wird über die Nuten 15 als Feinsteuernuten im Steuersteg 13 ein Querschnitt freigegeben, der bei dem vorliegenden Druckunterschied eine definierte Menge übertreten läßt.By applying the pilot control housing 10 with the pestle 9 by a variable pilot pressure as the drive is the piston 7 against the power of the control spring 8th shifted in the position to be adjusted so that the pressure medium through the valve seat 6 to be led. This is about the grooves 15 as fine control grooves in the control bar 13 a cross-section is released, which can exceed a defined amount in the present pressure difference.

Eine weitere Möglichkeit ist der Einsatz als proportional angesteuerter Mengenregler mit einer Druckwaage 25, wie sie in 5 integriert ist.Another option is the use as proportionally controlled flow regulator with a pressure compensator 25 as they are in 5 is integrated.

Claims

Hydraulic control valve for continuous control of a hydraulic resistance between zero and infinity, wherein a hydraulically controllable piston of the valve is adjustable against a control spring, characterized in that the valve is designed as a seat valve and a flow between an inlet ( 2 ), a chamber ( 3 ) and a drain ( 4 ) a controlled chamber ( 5 ) via a valve seat ( 6 ) by means of a piston ( 7 ) with a valve cone ( 24 ) is controllable, with both sides of the piston ( 7 ) are formed with the same applied cross-sectional area and via a connection ( 11 ) in the piston ( 7 ) both sides with the chamber ( 3 ) are connected to the force balance and in the controlled chamber ( 5 ) a control edge ( 14 ), which is a control bar ( 13 ) of the adjustable piston ( 7 ) and grooves ( 15 ) for passage control.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the at the control bar ( 13 ) of the piston ( 7 ) arranged grooves ( 15 ), as in triangular form, release larger or smaller passage cross-sections depending on the position of the piston position.

Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that in the blocking position of the valve, the grooves ( 15 ) a connection between the controlled chamber ( 5 ) and the drain ( 4 ) form.

Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the adjustment of the piston ( 7 ) via a hydraulic actuator ( 9 ) for acting on the piston ( 7 ) is feasible.

Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the chambers ( 3 . 5 ) with a pressure balance ( 25 ) are connected.

Device according to one of claims 1 to 5, characterized that this Control valve is designed as a cartridge valve.