Die
Erfindung betrifft ein Regelventil.The
The invention relates to a control valve.
Herkömmlich
sind Regelventile in Form von Druckregelventilen in der Bauart eines
Schieberventils bekannt, bei dem auf dem Längsschieberkolben zu
Steuerzwecken Nuten angeordnet sind. Diese Nuten geben je nach Stellung
des Längsschieberkolbens einen Zu- bzw. Abflusses ganz
oder teilweise frei. Die Nuten erfordern ein relativ großes
Spiel zwischen Kolben und einer zylinderförmigen Führungshülse,
was zu hohen Leckageverlusten führt. Bei Schieberventilen,
die mit kreisförmigen Bohrungen arbeiten, ist der Öffnungsquerschnittsverlauf
zudem nicht linear.conventional
are control valves in the form of pressure control valves in the type of a
Sliding valve known, in which on the longitudinal slide piston to
Control purposes grooves are arranged. These grooves give depending on the position
of the longitudinal slide piston an inflow or outflow completely
or partially free. The grooves require a relatively large
Play between piston and a cylindrical guide sleeve,
which leads to high leakage losses. For slide valves,
which work with circular holes, is the opening cross-sectional profile
also not linear.
Darüber
hinaus sind Druckregelventile in Form von reinen Sitzventilen bekannt,
bei denen eine Kolbenstange oder dergleichen einen Durchflussquerschnitt
des Ventiles zwischen einem Einlass- und einem Auslasskanal wahlweise
verschließt oder freigibt. Der Nachteil dieser Sitzventile
besteht darin, das sie nur einen geringen Regelungsbereich für
den Durchflussstrom aufweisen. Um die gewünschte Kennlinie
des Ventils zu erreichen, muss der Magnet für die Regelung
die Kolbenstange im Hunderstelbereich öffnen. Hieraus resultiert
eine schlechte Übersetzung zwischen dem Hubweg des magnetisch
betätigten Ankers und dem Hubweg des Ventilschiebers. Deshalb
wird zu Regelungszwecken ein nur geringer Hubbereich verwendet.
Insbesondere in einem solch kleinen Regelungsbereich für
den Hub des Magneten machen sich die Hystereseeigenschaften des magnetischen
Feldes negativ auf die Hub-Durchflusskennlinie bemerkbar.About that
In addition, pressure control valves in the form of pure seat valves are known,
in which a piston rod or the like has a flow cross-section
the valve between an inlet and an outlet duct optionally
closes or releases. The disadvantage of these seat valves
is that they have only a small control area for
have the flow stream. To the desired characteristic
To reach the valve, the magnet must be for regulation
open the piston rod in the hundredth range. This results
a bad translation between the stroke of the magnetic
actuated armature and the stroke of the valve spool. Therefore
For control purposes, only a small stroke range is used.
Especially in such a small regulatory area for
The stroke of the magnet makes the hysteresis properties of the magnetic
Field negative on the stroke flow characteristic noticeable.
DE 41 07 695 A1 zeigt
eine elektrohydraulischen Stelleinrichtung in der Bauart eines Schieberventils
zur Steuerung eines weiteren Wegeventils, dessen Schieber in Richtung
des Betätigungselementes mit einer axial verstellbaren Steuerhülse
gekoppelt ist. Die Steuerhülse dient ausschließlich
der Abstützung einer Gegendruckfeder des Ventilschiebers
und einem Teil des Ankers. Durch die Verschiebung der Steuerhülse
verkleinert sich der freie Querschnitt der Durchflussöffnung. DE 41 07 695 A1 shows an electro-hydraulic actuator in the construction of a slide valve for controlling a further directional control valve, the slide is coupled in the direction of the actuating element with an axially adjustable control sleeve. The control sleeve is used exclusively to support a counterpressure spring of the valve spool and a part of the armature. The displacement of the control sleeve reduces the free cross section of the flow opening.
DE 39 25 362 A1 zeigt
ein elektromagnetisches Stellglied in Form eines Schieber-Sitzventils, wobei
ein Schieberkolben gegen einen Flachsitz geführt ist. Der
Schieberkolben ist auf seiner der Magnetspule zugewandten Seite
als Anker ausgebildet ist. Der Schieberkolben umfasst eine ebenfalls
mit dem Anker verbunden Führungshülse, die mit
dem Anker über eine Rastverbindung verbunden ist. Mit der
Anordnung der Steuerhülse im Schieberkolben wird bei seiner
Verschiebung lediglich der Öffnungsquerschnitt vergrößert.
Entsprechend ist eine Regelung nur in einem kleinen Bewegungsbereich
des Schieberkolbens möglich, was in Verbindung mit der üblichen
Hysterese nachteilig ist. Es erfolgt keine Anpassung des Hubweges
des Ankers an dem vergrößerten Öffnungsquerschnitt,
so dass nur ein geringer Bereich des Hubweges für die Steuerung
des Öffnungsquerschnittes zur Verfügung steht. DE 39 25 362 A1 shows an electromagnetic actuator in the form of a poppet seat valve, wherein a spool is guided against a flat seat. The spool is formed on its side facing the magnetic coil as an anchor. The spool comprises a likewise connected to the armature guide sleeve which is connected to the armature via a latching connection. With the arrangement of the control sleeve in the spool only the opening cross section is increased during its displacement. Accordingly, a control is possible only in a small range of movement of the spool, which is disadvantageous in connection with the usual hysteresis. There is no adaptation of the stroke of the armature at the enlarged opening cross-section, so that only a small portion of the stroke is available for the control of the opening cross-section.
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Regelventil zu schaffen,
bei dem ein größerer Bereich des Hubes eines Ventilkolbens
für die Steuerung des Öffnungsquerschnittes nutzbar
ist.Of the
Invention has for its object to provide a control valve,
in which a larger range of the stroke of a valve piston
usable for the control of the opening cross-section
is.
Diese
Aufgabe wird durch ein Regelventil mit den Merkmalen von Anspruch
1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sind
in den abhängigen Ansprüchen definiert.These
Task is achieved by a control valve with the features of claim
1 solved. Advantageous development of the invention are
defined in the dependent claims.
Ein
erfindungsgemäßes Regelventil umfasst ein Ventilgehäuse,
das einen Eingangskanal und zumindest einen Ausgangskanal aufweist,
einen Ventilkolben, der in dem Ventilgehäuse aufgenommen
und axial zu dessen Längsachse zwischen einer Schließstellung
des Ventils und einer Offenstellung des Ventils verschieblich ist,
und einen in dem Ventilgehäuse vorgesehenen Ventilsitz,
mit dem der Ventilkolben zusammen wirkt, um eine Fluidverbindung
zwischen dem Eingangskanal und dem Ausgangskanal zu öffnen
oder zu sperren, wobei in dem Ventilsitz und/oder in dem Ventilkolben
zumindest eine Aussparung ausgebildet ist, die in der Schließstellung des
Ventils vollständig überdeckt und in der Offenstellung
des Ventils zumindest teilweise freigegeben ist.One
control valve according to the invention comprises a valve housing,
having an input channel and at least one output channel,
a valve piston which is received in the valve housing
and axially to its longitudinal axis between a closed position
the valve and an open position of the valve is displaceable,
and a valve seat provided in the valve housing,
with which the valve piston cooperates to a fluid connection
between the input channel and the output channel
or to lock, wherein in the valve seat and / or in the valve piston
at least one recess is formed, which in the closed position of
Valve completely covered and in the open position
the valve is at least partially released.
Mit
dem erfindungsgemäßen Regelventil ist ein Schieberventil
realisiert, das gegen einen bestehenden Arbeitsdruck öffnen
kann und dabei einen sehr präzisen Kennlinienverlauf erreicht,
der durch die Geometrie der zumindest einen Aussparung, die in dem
Ventilsitz und/oder in dem Ventilkolben ausgebildet sein kann, veränderlich
ist. Falls das Druckregelventil über einen Magnetantrieb
verfügt, wird eine Übersetzung zwischen dem Magnethub
und dem hydraulischen Fluss hergestellt, wodurch eine Mikrovolumenregelung
verbessert ist. Ein wesentlicher Teil des Hubs des Magneten oder
gar ein ganzer Hub kann ausgenutzt werden, um diesen hydraulisch
zu übersetzen. Hierdurch wird der Einfluss der Hysterese
im Magneten kleiner, da auch der Fehler (Hysterese) durch die Übersetzung
vermindert wird.With
the control valve according to the invention is a slide valve
realized that open against an existing working pressure
can and achieves a very precise characteristic curve,
due to the geometry of the at least one recess in the
Valve seat and / or may be formed in the valve piston, variable
is. If the pressure control valve via a magnetic drive
is a translation between the magnet hub
and the hydraulic flow produced, creating a micro volume control
is improved. An essential part of the hub of the magnet or
even a whole stroke can be exploited to make this hydraulic
to translate. This will affect the hysteresis
smaller in the magnet, as well as the error (hysteresis) due to the translation
is reduced.
In
vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann der Ventilsitz den
Ventilkolben entlang seines Umfangs umschließen, so dass
der Ventilkolben in dem Ventilsitz verschieblich gelagert ist. Hierdurch ergibt
sich der Vorteil, dass der Ventilsitz als Lagerstelle für
das vordere freie Ende des Ventilkolbens, das mit dem Ventilsitz
in Eingriff gelangt, benutzt wird. Vorzugsweise kann der Ventilsitz
durch eine separate Lagerhülse gebildet sein, die in dem
Ventilgehäuse aufgenommen ist, wobei der Ventilkolben in der
Lagerhülse verschieblich geführt ist. Dies hat
den Vorteil, dass der Ventilsitz unabhängig vom Ventilgehäuse
hergestellt werden kann, woraus eine größere Flexibilität
bei der Herstellung zur Erfüllung von evt. Kundenvorgaben
resultiert. Bei speziellen Vorgaben für die Ausgestaltung
des Ventilsitzes kann die Bereitstellung einer separaten Lagerhülle
zudem preiswerter sein.In an advantageous embodiment of the invention, the valve seat can surround the valve piston along its circumference, so that the valve piston is mounted displaceably in the valve seat. This has the advantage that the valve seat is used as a bearing for the front free end of the valve piston, which engages with the valve seat is used. Preferably, the valve seat may be formed by a separate bearing sleeve, which in the Ventilge housing is received, wherein the valve piston is guided displaceably in the bearing sleeve. This has the advantage that the valve seat can be produced independently of the valve housing, which results in greater flexibility in the production of meeting customer requirements. For special specifications for the design of the valve seat, the provision of a separate bearing shell can also be cheaper.
Der
Ventilsitz bzw. die separate Lagerhülse überdecken
axial nur einen Teil des Ventilkolbens, wobei der Ventilsitz bzw.
die Lagerhülse als Steuerinstrument zur Regelung des hydraulischen
Flusses verwendet werden. Das Stellglied des Regelventils befindet
sich außerhalb des Ventilkolbens und ist von diesem unabhängig.
Hieraus ergibt sich der Vorteil, dass der öffnende Querschnitt
des Regelventils besser gelenkt bzw. übersetzt werden kann.
Hiermit einher geht ebenfalls, dass der Kennlinienverlauf des Ventils
besser steuerbar ist. Der Einfluss der magnetischen Hysterese an
der hydraulischen Hysterese wird kleiner, wodurch die Regelgenauigkeit
erhöht wird.Of the
Cover valve seat or separate bearing sleeve
axially only a part of the valve piston, wherein the valve seat or
the bearing sleeve as a control instrument for controlling the hydraulic
River to be used. The actuator of the control valve is located
outside the valve piston and is independent of this.
This results in the advantage that the opening cross-section
the control valve can be better directed or translated.
This is also accompanied by the characteristic curve of the valve
is better controllable. The influence of magnetic hysteresis
the hydraulic hysteresis gets smaller, increasing the control accuracy
is increased.
In
vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann die zumindest eine
Aussparung an einer Innenumfangsfläche des Ventilsitzes
ausgebildet sein. Hierdurch ist es möglich, eine Außenumfangsfläche des
Ventilkolbens planar, d. h. ohne Vertiefungen bzw. Aussparungen
auszubilden, was sich günstig auf die Herstellungskosten
auswirkt. Ein stirnseitiger Rand des Ventilkolbens kann in Wechselwirkung
mit der Aussparung als Steuerkante dienen, wobei sich die vorstehend
genannte hohe Genauigkeit der Mikrovolumenregelung für
das Fluid ergibt. Durch die Anzahl der Aussparungen, deren Breite
und Tiefe können die Kennlinie und auch das Strömungsverhalten
gezielt beeinflusst werden, wodurch ebenfalls das Verhältnis
der Kennlinie zu Hub definiert wird. Falls die zumindest eine Aussparung
an der Innenumfangsfläche des Ventilsitzes ausgebildet
ist, können die Breite der Aussparung tangential zum Umfang
des Ventilkolbens und/oder eine Tiefe der Aussparung radial zur
Längsachse des Ventils jeweils in Strömungsrichtung
bzw. in einer Richtung entgegengesetzt zur Schließstellung
des Ventilkolbens zunehmen. Ein Verschieben des Ventilkolbens bezüglich des
Ventilsitzes in Strömungsrichtung bewirkt dann eine gezielte
Zunahme des hydraulischen Flusses.In
Advantageous development of the invention, the at least one
Recess on an inner peripheral surface of the valve seat
be educated. This makes it possible to form an outer peripheral surface of the
Valve piston planar, d. H. without depressions or recesses
train, which is favorable to the production cost
effect. An end edge of the valve piston can interact
serve with the recess as a control edge, with the above
called high accuracy micro volume control for
the fluid results. By the number of recesses, their width
and depth can the characteristic and also the flow behavior
be influenced in a targeted manner, whereby also the ratio
the characteristic is defined to Hub. If the at least one recess
formed on the inner peripheral surface of the valve seat
is, the width of the recess can be tangential to the circumference
the valve piston and / or a depth of the recess radially to
Longitudinal axis of the valve in each case in the flow direction
or in a direction opposite to the closed position
of the valve piston increase. A displacement of the valve piston with respect to the
Valve seat in the flow direction then causes a targeted
Increase of the hydraulic flow.
In
gleicher Weise wie an der Innenumfangsfläche des Ventilsitzes
kann die zumindest eine Aussparung auch an einer Außenumfangsfläche
des Ventilkolbens ausgebildet sein. Hierbei kann ein dem Ausgangskanal
zugewandter Rand des Ventilsitzes in Wechselwirkung mit einem Bereich
der Außenumfangsfläche des Ventilkolbens als Steuerkante
dienen, was zu den gleichen Vorteilen wie soeben erläutert
führt. Bei dieser Ausführungsform können
eine Breite der Aussparung tangential zum Umfang des Ventilkolbens
bzw. des Ventilsitzes und eine Tiefe der Aussparung radial zur Längsachse
des Ventils jeweils in einer Richtung entgegengesetzt zur Steuerkante
des Ventilkolbens. Hieraus resultiert eine gezielt definierte Zunahme
des hydraulischen Flusses, falls der Ventilkolben aus dem Ventilsitz
heraus verlagert wird.In
the same way as on the inner peripheral surface of the valve seat
the at least one recess may also be on an outer peripheral surface
be formed of the valve piston. This can be a the output channel
facing edge of the valve seat in interaction with an area
the outer peripheral surface of the valve piston as a control edge
serve, resulting in the same benefits as just explained
leads. In this embodiment can
a width of the recess tangent to the circumference of the valve piston
or the valve seat and a depth of the recess radially to the longitudinal axis
of the valve in each case in a direction opposite to the control edge
of the valve piston. This results in a deliberately defined increase
the hydraulic flow, if the valve piston from the valve seat
is relocated out.
Der
Ventilsitz bzw. die Lagerhülse lassen sich zweckmäßigerweise
durch verschiedene Urform-Verfahren herstellen, z. B. mittels der
Sinter-MIM-Technologie, Formgießen oder Prägen. Nach
einer Einarbeitung der zumindest einen Aussparung in die Innenumfangsfläche
des Ventilsitzes bzw. in die Außenumfangsfläche
des Ventilkolbens erfolgt eine Nachbearbeitung der Innenumfangsfläche
des Ventilsitzes, was durch Schleifen, Hohnen oder Kalibrieren erfolgen
kann. Zum Entgraten eignet sich ein Verfahrensschritt des Bürstens.Of the
Valve seat or the bearing sleeve can be expediently
produced by various archetype processes, for. B. by means of
Sinter MIM technology, molding or embossing. To
an incorporation of the at least one recess in the inner peripheral surface
the valve seat or in the outer peripheral surface
the valve piston is a reworking of the inner peripheral surface
the valve seat, which is done by grinding, hoisting or calibrating
can. For deburring, a process step of brushing is suitable.
In
vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann das Regelventil in
der Bauart eines Schieberventils ausgeführt sein und einen
innerhalb des Ventilgehäuses längsverschieblich
geführten und elektromagnetisch antreibbaren Ankerkolben
aufweisen, der mit dem Ventilkolben verbunden ist. Somit ist der Öffnungsquerschnitt
des Regelventils abhängig von der Position des Ankerkolbens.
Zur Minimierung der Herstellungskosten und der Stückzahl
des Regelventils kann der Ankerkolben einstückig mit dem
Ventilkolben ausgebildet sein. Der Ankerkolben des Magneten kann
mit einer axial angeordneten Stange in Wirkverbindung stehen, die
einen Ventilschieber in Form des Ventilkolbens bildet. Diese Stange öffnet mit
ihrem anderen Ende einen Öffnungsquerschnitt des Zu- und
Ablauf des Ventils ganz oder teilweise, in Abhängigkeit
vom Hub des Ankerkolbens. Somit ist der Öffnungsquerschnitt
des Ventils direkt abhängig vom Durchflussstrom. Bei Nichtbetätigung
des Magneten kann der Sitz des Ventilkolbens in dem Ventilsitz bzw.
der Lagerhülse durch eine entgegen der Magnetkraft gerichtete
und axial angeordnete Druckfeder verschlossen sein. Durch die Hubbewegung des
Ankers erfolgt dann die Regelung des Öffnungsquerschnitts.In
Advantageous development of the invention, the control valve in
be designed the type of a slide valve and a
longitudinally displaceable within the valve housing
guided and electromagnetically driven anchor piston
have, which is connected to the valve piston. Thus, the opening cross-section
of the control valve depending on the position of the armature piston.
To minimize the manufacturing costs and the number of pieces
the control valve, the anchor piston integral with the
Be formed valve piston. The anchor piston of the magnet can
are in operative connection with an axially disposed rod, the
forms a valve spool in the form of the valve piston. This rod opens with
the other end of an opening cross-section of the supply and
Drainage of the valve in whole or in part, depending on
from the stroke of the anchor piston. Thus, the opening cross-section
of the valve directly dependent on the flow rate. When not in operation
of the magnet, the seat of the valve piston in the valve seat or
the bearing sleeve directed by a counter to the magnetic force
and axially disposed compression spring to be closed. By the lifting movement of the
Anker then takes the control of the opening cross-section.
Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils
angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder
in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden
Erfindung zu verlassen.It
it is understood that the above and the following
yet to be explained features not only in each case
specified combination, but also in other combinations or
can be used in isolation, without the scope of the present
To leave invention.
Die
Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsformen
in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme
auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.The
The invention is based on several embodiments
schematically shown in the drawing and is with reference
described in detail on the drawing.
Es
zeigen:It
demonstrate:
1 eine
Längsquerschnittansicht eines erfindungsgemäßen
Regelventils gemäß einer ersten Ausführungsform, 1 a longitudinal cross-sectional view of a control valve according to the invention according to a first embodiment,
2 eine
Teil-Querschnittsansicht des Bereichs A von 1 2 a partial cross-sectional view of the area A of 1
3 eine
perspektivische Teilschnittansicht des Bereichs A von 3 a partial perspective sectional view of the area A of
1, 1 .
4a–4c verschiedene
Varianten für eine Lagerhülse, die bei dem Regelventil
von 1 einen Ventilsitz für den Ventilkolben
bilden, 4a - 4c different variants for a bearing sleeve, which in the control valve of 1 form a valve seat for the valve piston,
5 eine
Längsquerschnittansicht eines erfindungsgemäßen
Regelventils gemäß einer zweiten Ausführungsform, 5 a longitudinal cross-sectional view of a control valve according to the invention according to a second embodiment,
6 eine
Teilschnittansicht des Bereichs B von 5, 6 a partial sectional view of the area B of 5 .
7 eine
seitliche Schnittansicht eines Ventilkolbens des Regelventils von 5,
bei dem eine Mehrzahl von Aussparungen in Form von Nuten an einer
Außenumfangsfläche des Ventilkolbens ausgebildet
sind, 7 a side sectional view of a valve piston of the control valve of 5 in which a plurality of recesses are formed in the form of grooves on an outer circumferential surface of the valve piston,
8 eine
vergrößerte Ansicht des Bereichs C von 7, 8th an enlarged view of the area C of 7 .
9 eine
Perspektivansicht des Ventilkolbens gemäß 7, 9 a perspective view of the valve piston according to 7 .
10 eine
perspektivische Darstellung eines vorderen Bereichs des Ventilkolbens,
in dessen Außenumfangsfläche eine Mehrzahl von
Nuten ausgebildet sind, 10 a perspective view of a front portion of the valve piston, in whose outer peripheral surface a plurality of grooves are formed,
11 eine
Längsquerschnittansicht durch ein erfindungsgemäßes
Regelventil gemäß einer dritten Ausführungsform, 11 a longitudinal cross-sectional view through a control valve according to the invention according to a third embodiment,
12 eine
Längsquerschnittansicht durch ein erfindungsgemäßes
Regelventil gemäß einer vierten Ausführungsform, 12 a longitudinal cross-sectional view through a control valve according to the invention according to a fourth embodiment,
13 eine
Längsquerschnittansicht eines Teils eines erfindungsgemäßen
Regelventils gemäß einer fünften Ausführungsform, 13 a longitudinal cross-sectional view of a part of a control valve according to the invention according to a fifth embodiment,
14 eine
vergrößerte Schnittansicht des Bereichs D von 13, 14 an enlarged sectional view of the area D of 13 .
15 eine
Draufsicht auf eine Regelungshülse, 15 a top view of a control sleeve,
16 eine
Längsquerschnittansicht der Regelungshülse von 15 entlang
der Linie A-A von 15, 16 a longitudinal cross-sectional view of the control sleeve of 15 along the line AA of 15 .
17 eine
Perspektivansicht der Regelungshülse gemäß 15 bzw. 16, 17 a perspective view of the control sleeve according to 15 respectively. 16 .
18 eine
vereinfachte prinzipielle Darstellung eines erfindungsgemäßen
Regelventils, 18 a simplified schematic representation of a control valve according to the invention,
19 eine
vereinfachte prinzipielle Darstellung eines erfindungsgemäßen
Regelventils 19 a simplified schematic representation of a control valve according to the invention
20 eine
vereinfachte prinzipielle Darstellung eines herkömmlichen
Sitzventils, 20 a simplified schematic representation of a conventional seat valve,
21 eine
prinzipiell vereinfachte Darstellung eines herkömmlichen
Schieberventils, und 21 a simplified view of a conventional slide valve, and
22 ein
Kennliniendiagramm für die Regelventile gemäß der 18 bis 21. 22 a characteristic diagram for the control valves according to the 18 to 21 ,
In
den 1 bis 4c ist eine erste Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Regelventils 1 gezeigt.
Das Regelventil 1 eignet sich sowohl für eine
Volumen- als auch für eine Druckregelung in hydraulischen
Anwendungen. Nachstehend ist das Regelventil 1 stets als
Druckregelventil bezeichnet, ohne jedoch darin eine Einschränkung
auf nur diese Art der Regelung zu verstehen. In gleicher Weise eignet
sich das Regelventil 1 auch für eine volumenabhängige
Regelung eines Fluidvolumens.In the 1 to 4c is a first embodiment of a control valve according to the invention 1 shown. The control valve 1 suitable for both volume and pressure control in hydraulic applications. Below is the control valve 1 always referred to as a pressure control valve, but without a limitation to understand only this type of control. In the same way, the control valve is suitable 1 also for a volume-dependent regulation of a fluid volume.
Unter
Bezugnahme auf die 1, die eine Längsquerschnittansicht
eines Druckregelventils 1 zeigt, sind zunächst
die wesentlichen Bauelemente des Druckregelventils 1 erläutert.With reference to the 1 , which is a longitudinal cross-sectional view of a pressure regulating valve 1 shows, are initially the essential components of the pressure control valve 1 explained.
Das
Druckregelventil 1 umfasst ein Gehäuse 2 mit
einem Spulenaufnahmekörper 3. Der Spulenaufnahmekörper 3 ist
hohlzylindrisch ausgeführt und trägt an seiner
Längs-Aussenseite eine Magnetspule 4, die einen
Innenraum des Druckregelventils 1 umschließt.
Das Gehäuse 2 ist auf der in 1 rechts gezeigten
Seite durch einen Konus 5 verschlossen, auf dem eine Konusscheibe 6 aufsitzt.
Der Konus 5 erstreckt sich nach innen in den Spulenaufnahmekörper 3 hinein,
wobei die Konusscheibe 6 dabei in Kontakt mit einer Randfläche 7 des
Spulenaufnahmekörpers 3 gelangt. Der Konus 5 wird
durch die Konusscheibe 6 gehalten. Die Konusscheibe 6 ist
nach außen hin durch eine Stirnfläche 8 des
Gehäuses 2 eingefasst. An seiner der Stirnfläche 8 entgegengesetzten
Seite des Druckregelventils 1 ist in den Spulenaufnahmekörper 3 ein
Joch 9 eingeführt, auf dem umfangsseitig angrenzend
an eine stirnseitige Randfläche des Spulenaufnahmekörpers 3 eine
Jochscheibe 10 aufsitzt. An der randseitigen Stirnfläche des
Spulenaufnahmekörpers 3 sind mehrere radial angeordnete
Toleranzausgleichsnasen 11 ausgebildet, mit der die Jochscheibe 10 in
Kontakt steht. In 1 ist aufgrund der Schnittführung
nur eine dieser Toleranzausgleichsnasen 11 gezeigt.The pressure control valve 1 includes a housing 2 with a coil receiving body 3 , The coil receiving body 3 is designed as a hollow cylinder and carries on its longitudinal outer side a magnetic coil 4 which has an interior of the pressure regulating valve 1 encloses. The housing 2 is on the in 1 Right side shown by a cone 5 closed, on which a cone disk 6 seated. The cone 5 extends inwardly into the coil receiving body 3 into it, with the cone disk 6 while in contact with an edge surface 7 of the coil receiving body 3 arrives. The cone 5 is through the cone disk 6 held. The cone disk 6 is outwardly through an end face 8th of the housing 2 edged. At his face 8th opposite side of the pressure control valve 1 is in the coil receiving body 3 a yoke 9 introduced on the circumferentially adjacent to an end-side edge surface of the coil receiving body 3 a yoke disc 10 seated. At the edge end face of the coil receiving body 3 are several radially arranged tolerance compensation lugs 11 trained, with the yoke disc 10 in contact. In 1 is only one of these due to the cut Tolerance compensation noses 11 shown.
In
dem Joch 9 sind Bohrungen in Form eines Eingangskanals 12 und
eines Ausgangskanals 13 ausgebildet, wobei der Eingangskanal 12 im
Bereich einer Ventilkammer 14 in den Ausgangskanal 13 übergeht.
Der Eingangskanal 12 ist mit einer (nicht gezeigten) Druckleitung
(links in 1) verbunden und mittels eines
O-Rings 15 hiergegen abgedichtet. Der Ausgangskanal 13 führt
zu einem (nicht gezeigten) Versorgungstank einer Hydraulikflüssigkeit
und bildet somit einen Tankanschluss.In the yoke 9 are holes in the form of an input channel 12 and an output channel 13 formed, wherein the input channel 12 in the area of a valve chamber 14 in the output channel 13 passes. The input channel 12 is with a (not shown) pressure line (left in 1 ) and by means of an O-ring 15 sealed against this. The output channel 13 leads to a (not shown) supply tank of a hydraulic fluid and thus forms a tank connection.
Das
Joch 9 ist in einem Bereich zwischen der Magnetspule hohlzylindrisch
ausgeführt, wobei in dieser Ausnehmung des Jochs 9 ein
Magnetkolben 16 entlang einer Längsachse 17 des
Druckregelventils 1 längsverschieblich geführt
ist. Zwischen einer Stirnseite des Jochs 9 und einer gegenüberliegenden Stirnseite
des Konus 5 ist innerhalb des Druckregelventils 1 ein
Lager 18 aufgenommen, das eine Außenumfangsfläche
des Magnetkolbens 16 angrenzend zum Konus 5 führt.
Der Magnetkolben 16 ist in seiner Längsrichtung,
d. h. parallel zur Längsachse 17 des Druckregelventils 1 mit
einer Durchgangsbohrung 19 versehen. Entgegengesetzt zum
Konus 5 ist in der Durchgangsbohrung 19 ein Schieber 20 befestigt,
der teilweise hohlzylindrisch ausgeführt ist und eine Mehrzahl
von Druckausgleichsbohrungen 21 aufweist, die eine Außenumfangsfläche
des Schiebers 20 durchsetzen. Der Schieber 20 ist
bis zu seiner Stirnseite, die in den Magnetkolben 16 hineinragt, hohl
ausgebildet, so dass durch die Druckausgleichsbohrungen und durch
das innere des Schiebers 20 ein Druckausgleich bis in den
Magnetkolben 16 hinein möglich ist. Eine dem Magnetkolben 16 entgegengesetzte
Stirnseite des Schiebers 20 dient als Ventilkolben 22,
der innerhalb einer Lagerhülse 23 verschieblich
geführt ist. Die Lagerhülse 23 bildet
einen Ventilsitz und ist in dem Eingangskanal 12 befestigt
bzw. darin eingepasst. Der Ventilkolben 22 wirkt mit dem
Ventilsitz in Form der Lagerhülse 23 zusammen,
um durch eine Verschiebung parallel zur Längsachse 17 des
Druckregelventils 1 eine Fluidverbindung zwischen dem Eingangskanal 12 und
dem Ausgangskanal 13 zu öffnen oder zu sperren.
Dies ist im Detail noch unter Bezugnahme auf die 2 und 3 erläutert.The yoke 9 is executed in a region between the solenoid coil hollow cylinder, wherein in this recess of the yoke 9 a magnetic piston 16 along a longitudinal axis 17 of the pressure control valve 1 is guided longitudinally displaceable. Between one end of the yoke 9 and an opposite end face of the cone 5 is inside the pressure control valve 1 a warehouse 18 received, which is an outer peripheral surface of the magnetic piston 16 adjacent to the cone 5 leads. The magnetic piston 16 is in its longitudinal direction, ie parallel to the longitudinal axis 17 of the pressure control valve 1 with a through hole 19 Mistake. Opposite to the cone 5 is in the through hole 19 a slider 20 attached, which is partially designed as a hollow cylinder and a plurality of pressure equalization holes 21 having an outer peripheral surface of the slider 20 push through. The slider 20 is up to its front end, which is in the magnetic piston 16 protrudes, hollow, so that through the pressure equalization holes and through the inside of the slider 20 a pressure equalization into the magnetic piston 16 into it is possible. A magnetic piston 16 opposite end of the slide 20 serves as a valve piston 22 that is inside a bearing sleeve 23 slidably guided. The bearing sleeve 23 forms a valve seat and is in the inlet channel 12 attached or fitted therein. The valve piston 22 acts with the valve seat in the form of the bearing sleeve 23 together, by a displacement parallel to the longitudinal axis 17 of the pressure control valve 1 a fluid connection between the input channel 12 and the output channel 13 to open or lock. This is still in detail with reference to the 2 and 3 explained.
Die
Durchgangsbohrung 19 des Magnetkolbens 16 weist
ungefähr im mittigen Bereich des Magnetkolbens 16 eine
Stufe auf, ab der ein Innendurchmesser der Durchgangsbohrung 19 vergrößert ist.
Durch diese Vergrößerung des Innendurchmessers
ist ein Schulterabschnitt 24 gebildet. In dem Bereich der
Durchgangsbohrung 19 mit dem größeren Innendurchmesser
ist eine Druckfeder 25 aufgenommen, die sich mit ihrem
in 1 links gezeigten Ende an dem Schulterabschnitt 24 abstützt.
Mit ihrem entgegengesetzten (und in 1 rechts
gezeigten) Ende ist die Druckfeder 25 durch eine Führungsbuchse 26,
die innerhalb einer Durchgangsbohrung 27 des Konus 5 befestigt
ist, hindurch geführt und gegen einen Federhalter 28 abgestützt,
der in der Durchgangsbohrung 27 befestigt bzw. darin eingepasst
ist. Der Magnetkolben 16 ist somit mittels der Druckfeder 25 in
Richtung der Lagerhülse 23 (in 1 nach links)
vorgespannt. Bei einem Bestromen der Magnetspule 4 werden
der Magnetkolben 16 und damit der Schieber 20 gegen
die Vorspannung der Druckfeder 25 verschoben, d. h. in 1 nach
rechts. Bei einem Entregen der Magnetspule 4 erfolgt eine
Rückverlagerung des Magnetkolbens 16 bzw. des
Schiebers 20 in 1 nach links durch die Druckfeder 25.The through hole 19 of the magnetic piston 16 points approximately in the central area of the magnetic piston 16 a step, from an inner diameter of the through hole 19 is enlarged. This enlargement of the inner diameter is a shoulder portion 24 educated. In the area of the through hole 19 with the larger inner diameter is a compression spring 25 taken up with her in 1 left end at the shoulder portion 24 supported. With her opposite (and in 1 right) end is the compression spring 25 through a guide bush 26 that within a through hole 27 of the cone 5 is fixed, passed through and against a pen 28 supported in the through hole 27 attached or fitted therein. The magnetic piston 16 is thus by means of the compression spring 25 in the direction of the bearing sleeve 23 (in 1 to the left). When energizing the solenoid 4 become the magnetic piston 16 and thus the slider 20 against the bias of the compression spring 25 moved, ie in 1 to the right. When the magnetic coil is de-energized 4 there is a return displacement of the magnetic piston 16 or the slider 20 in 1 to the left by the compression spring 25 ,
Der
Bereich A in 1 ist in der 2 als Längsquerschnittansicht
vergrößert dargestellt. Oberhalb der Längsachse 17 ist
zu erkennen, dass an einer Innenumfangsfläche der Lagerhülse 23 eine Aussparung 29 ausgebildet
ist. 3 zeigt die Schnittansicht von 2 nochmals
in einem perspektivischen Halbschnitt. Hierin ist zu erkennen, dass entlang
der Innenumfangsfläche der Lagerhülse 23 eine
Mehrzahl von Aussparungen 29 ausgebildet sind. Die Aussparungen 29 haben
jeweils die Form einer Nut, und nehmen sowohl in ihrer Breite tangential
zum Umfang des Ventilkolbens als auch in ihrer Tiefe radial zur
Längsachse 17 in einer Richtung entgegengesetzt
zur Schließstellung des Ventilkolbens 22 zu. Für
den Fall, dass bei dem Druckregelventil 1 eine Strömungsrichtung
von dem Eingangskanal 12 in Richtung des Ausgangskanals 13 vorliegt,
liegt die genannte Zunahme der Breite bzw. der Tiefe der Aussparungen 29 in
Strömungsrichtung vor.The area A in 1 is in the 2 shown enlarged as a longitudinal cross-sectional view. Above the longitudinal axis 17 It can be seen that on an inner peripheral surface of the bearing sleeve 23 a recess 29 is trained. 3 shows the sectional view of 2 again in a perspective half section. It can be seen here that along the inner circumferential surface of the bearing sleeve 23 a plurality of recesses 29 are formed. The recesses 29 each have the shape of a groove, and take both in their width tangent to the circumference of the valve piston and in their depth radially to the longitudinal axis 17 in a direction opposite to the closed position of the valve piston 22 to. In the event that with the pressure control valve 1 a flow direction from the input port 12 in the direction of the exit channel 13 is present, is the said increase in the width or the depth of the recesses 29 in the flow direction.
In 2 ist
der Ventilkolben 22 in seiner Schließstellung
gezeigt, bei der ein stirnseitiger Rand 30 des Ventilkolbens
so weit in die Lagerhülse 23 hinein bzw. in 2 nach
links geschoben ist, dass dieser Rand 30 nicht in Wechselwirkung
mit den Aussparungen 29 steht bzw. mit diesen fluchtet.
Der stirnseitige Rand 30 dient als Steuerkante für
das Druckregelventil 1. In der in 2 dargestellten
Position des Ventilkolbens 22 ist somit eine Fluidverbindung
zwischen dem Eingangskanal 12 und dem Ausgangskanal 13 unterbrochen,
so dass das Druckregelventil 1 sperrt. Falls sich der Ventilkolben 22 in
seiner in 2 gezeigten Schließstellung
befindet, ist ein Druckausgleich in dem ringförmigen Ausgangskanal 13 durch
die Druckausgleichs bohrungen 21 des Schiebers 20 hindurch
möglich. Gleichwohl bleibt in dieser Stellung eine Fluidverbindung
zum Eingangskanal 12 versperrt. In 3 ist hingegen eine
Offenstellung des Druckregelventils 1 gezeigt, da die Steuerkante 30 des
Ventilkolbens 22 die Aussparungen 29 in der Lagerhülse 23 teilweise
freigibt, so dass eine Fluidverbindung zwischen dem Eingangskanal 12 und
dem Ausgangskanal 13 vorliegt.In 2 is the valve piston 22 shown in its closed position, in which a frontal edge 30 of the valve piston so far into the bearing sleeve 23 into or into 2 pushed to the left is that edge 30 not interacting with the recesses 29 is or aligned with these. The front edge 30 serves as a control edge for the pressure control valve 1 , In the in 2 shown position of the valve piston 22 is thus a fluid connection between the input channel 12 and the output channel 13 interrupted, leaving the pressure control valve 1 locks. If the valve piston 22 in his in 2 shown closed position, a pressure equalization in the annular output channel 13 through the pressure equalization holes 21 of the slider 20 possible through. Nevertheless, in this position remains a fluid connection to the input channel 12 blocked. In 3 is, however, an open position of the pressure control valve 1 shown as the control edge 30 of the valve piston 22 the recesses 29 in the bearing sleeve 23 partially releases, leaving a fluid connection between the input channel 12 and the output channel 13 is present.
Die Erfindung funktioniert nun wie folgt:The invention now works as follows:
Ausgehend
von der Schließstellung des Ventilkolbens 22,
in der er durch die Druckfeder 25 wie in 2 gezeigt
in die Lagerhülse 23 hinein gedrückt wird,
wird die Magnetspule 4 bestromt, so dass der Magnetkolben 16 in
Richtung des Konus 5 zwangsweise verlagert wird. Infolge
der festen Verbindung des Schiebers 20 mit dem Magnetkolben 16 wird gleichzeitig
auch der Ventilkolben 22 in der Lagerhülse 23 verschoben.
Hierbei überstreicht die Steuerkante 30 des Ventilkolbens 22 die
Aussparungen 29, so dass eine Fluidverbindung zwischen
dem Eingangskanal 12 und dem Ausgangskanal 13 vorliegt. In 3 ist
der Ventilkolben 22 in einer zurückgezogenen Position
gezeigt, in der die Steuerkante 30 die Aussparungen 29 teilweise
freigibt. Die genannte Fluidverbindung zwischen dem Eingangskanal 12 und
dem Ausgangskanal 13 ist durch einen Pfeil s angedeutet.
Durch die gewählte Nut-Geometrie der Aussparungen 29 wird
ein präziser Kennlinienverlauf für das Druckregelventil 1 erzielt.
Hierdurch wird eine Übersetzung zwischen dem Hub des Magnetkolbens 16 und
dem hydraulischen Fluss, d. h. der Menge an Hydraulikflüssigkeit,
die vom Eingangskanal 12 zum Ausgangskanal 13 gelangt,
erreicht.Starting from the closed position of the valve piston 22 in which he passes through the compression spring 25 as in 2 shown in the bearing sleeve 23 is pressed into the solenoid coil 4 energized, so that the magnetic piston 16 in the direction of the cone 5 forcibly relocated. As a result of the fixed connection of the slider 20 with the magnetic piston 16 At the same time, the valve piston becomes 22 in the bearing sleeve 23 postponed. Here, the control edge passes over 30 of the valve piston 22 the recesses 29 , so that a fluid connection between the input channel 12 and the output channel 13 is present. In 3 is the valve piston 22 shown in a retracted position in which the control edge 30 the recesses 29 partially releases. The said fluid connection between the input channel 12 and the output channel 13 is indicated by an arrow s. Due to the selected groove geometry of the recesses 29 becomes a precise characteristic curve for the pressure control valve 1 achieved. As a result, a translation between the stroke of the magnetic piston 16 and the hydraulic flow, ie the amount of hydraulic fluid coming from the inlet port 12 to the exit channel 13 reached, reached.
Durch
die Zunahme der Nut bzw. der Aussparungen 29 in ihrer Breite
und tangential zum Umfang des Ventilkolbens 22 und auch
radial zur Längsachse 17 in einer Richtung entgegengesetzt
zur Schließstellung des Ventilkolbens 22 bzw.
in Strömungsrichtung kann der Hub des Magnetkolbens 16 im
Wesentlichen vollständig hydraulisch übersetzt werden.
Wird zum Beispiel der Magnetkolben 16 ausgehend von der
in 3 gezeigten Stellung des Ventilkolbens 22 weiter
in Richtung des Konus 5 angetrieben bzw. verschoben, so
führt dies zu einer weiteren Verlagerung des Ventilkolbens 22 in 3 nach rechts,
was den Öffnungsquerschnitt der Aussparung 29 ebenfalls
weiter vergrößert. Im Ergebnis wird dadurch der
Einfluss der Hysterese des magnetischen Antriebs des Magnetkolbens 16 kleiner,
da auch der Fehler (Hysterese) durch die Übersetzung geschwächt
wird.By the increase of the groove or the recesses 29 in their width and tangential to the circumference of the valve piston 22 and also radially to the longitudinal axis 17 in a direction opposite to the closed position of the valve piston 22 or in the flow direction, the stroke of the magnetic piston 16 essentially completely hydraulically translated. For example, the magnetic piston 16 starting from the in 3 shown position of the valve piston 22 continue in the direction of the cone 5 driven or shifted, this leads to a further displacement of the valve piston 22 in 3 to the right, which is the opening cross section of the recess 29 also further enlarged. As a result, this will affect the hysteresis of the magnetic drive of the magnetic piston 16 smaller, since the error (hysteresis) is weakened by the translation.
Die 2 und 3 machen
deutlich, dass die Lagerhülse 23 in ihrer Funktion
als Ventilsitz als Lagerstelle für den Ventilkolben 22 genutzt
wird. Durch die Lagerhülse 23 und das Lager 18 wird
insgesamt die Einheit bestehend aus Magnetkolben 16 und
Schieber 20 parallel zur Längsachse 17 verschieblich
geführt.The 2 and 3 make it clear that the bearing sleeve 23 in their function as a valve seat as a bearing for the valve piston 22 is being used. Through the bearing sleeve 23 and the camp 18 Total is the unit consisting of magnetic piston 16 and slider 20 parallel to the longitudinal axis 17 slidably guided.
Ausgehend
von der in 3 gezeigten Offenstellung des
Druckregelventils 1 kann der Ventilkolben 22 zurück
in seine Schließstellung überführt werden,
indem die Magnetspule 4 entregt wird. Hierdurch wird der
Magnetkolben 16 durch die Druckfeder 25 in 1 nach
links zurück gedrückt, wodurch der Ventilkolben 22 in
seine in 2 gezeigte Schließstellung
zurück gelangt. Die Fluidverbindung zwischen dem Eingangskanal 12 und
dem Ausgangskanal 13 ist dann wieder versperrt.Starting from the in 3 shown open position of the pressure control valve 1 can the valve piston 22 be transferred back to its closed position by the solenoid 4 is de-energized. This will cause the magnetic piston 16 through the compression spring 25 in 1 pushed back to the left, causing the valve piston 22 in his in 2 shown closed position comes back. The fluid connection between the input channel 12 and the output channel 13 is then locked again.
In
den 4a bis 4c sind
jeweils in einer perspektivischen Ansicht weitere Varianten für
die Lagerhülse 23 gezeigt. Diese Lagerhülsen 23' (4a), 23'' (4b)
und 23''' (4c) unterscheiden sich von der
Lagerhülse 23 gemäß der 1 bis 3 durch
die Anzahl der entlang der Innenumfangsfläche vorgesehenen
Aussparungen 29', 29'' bzw. 29'''. Durch
die Veränderung der Anzahl der Aussparungen und/oder ihres
Geometrieverlaufs kann ein Kennlinienverlauf des Druckregelventils 1 jeweils
präzise an einen bestimmten Einsatzzweck des Ventils angepasst
werden. Ungeachtet der Anzahl der Aussparungen 29'–29''' und
ihrer Geometrie dienen die Lagerhülse 23'–23''' stets
auch als Lagerstelle für den Ventilkolben 22,
um diesen im Wesentlichen parallel zur Längsachse 17 zu
führen. Je nach Bedarf und Einsatzzweck des Druckregelventils 1 oder
auch zu Reparaturzwecken kann eine verschiedene bzw. neue Lagerhülse
in die Bohrung des Jochs 9 eingesetzt werden, was zu verminderten
Kosten führt.In the 4a to 4c are each in a perspective view further variants of the bearing sleeve 23 shown. These bearing sleeves 23 ' ( 4a ) 23 '' ( 4b ) and 23 ''' ( 4c ) differ from the bearing sleeve 23 according to the 1 to 3 by the number of recesses provided along the inner circumferential surface 29 ' . 29 '' respectively. 29 ''' , By changing the number of recesses and / or their geometry, a characteristic curve of the pressure control valve 1 each precisely adapted to a particular application of the valve. Regardless of the number of recesses 29 ' - 29 ''' and their geometry serve the bearing sleeve 23 ' - 23 ''' always as a bearing for the valve piston 22 to make this substantially parallel to the longitudinal axis 17 respectively. Depending on the needs and purpose of the pressure control valve 1 or for repair purposes, a different or new bearing sleeve in the bore of the yoke 9 be used, resulting in reduced costs.
In
den 5 bis 10 ist nachstehend eine zweite
Ausführungsform des Druckregelventils 1 erläutert.
Gleiche Bauteile im Vergleich zur Ausführungsform gemäß der 1 bis 3 sind
hierin mit gleichen Bezugszeichen benannt und zur Vermeidung von
Wiederholungen nicht nochmals erläutert, wobei gleichwirkende
Bauteile um 100 hochindiziert sind.In the 5 to 10 Below is a second embodiment of the pressure control valve 1 explained. Same components compared to the embodiment according to the 1 to 3 are denoted by the same reference numerals herein and are not explained again to avoid repetition, with equivalent components being indexed up by 100.
5 zeigt
eine Längsquerschnittansicht durch das Druckregelventil 1,
das im Wesentlichen die gleiche Funktion wie das Druckregelventil 1 gemäß der 1 bis 3 aufweist.
Im Unterschied hierzu ist jedoch die Wechselwirkung zwischen dem Ventilkolben 122 und
der Lagerhülse 123 anders ausgestaltet. Die Aussparungen 129 sind
nunmehr nicht an der Innenumfangsfläche des Ventilsitzes,
sondern an einer Außenumfangsfläche des Ventilkolbens 122 ausgebildet.
Hierzu ist auf dem Ventilkolben 122 ein Ringelement 31 befestigt,
z. B. durch Aufschrumpfen oder Aufpressen. An der Außenumfangsfläche
des Ringelements 31 sind die Aussparungen 129 ausgebildet.
Alternativ hierzu ist es auch möglich, die Aussparung 129 direkt
in die Außenumfangsfläche des Ventilkolbens 122 einzuarbeiten.
Die Innenumfangsfläche des Eingangskanal 12 ist
direkt in dem Joch 9 ausgebildet, weist im Wesentlichen
eine glatte Fläche auf und dient als Ventilsitz 123 für
den Ventilkolben 122. 5 shows a longitudinal cross-sectional view through the pressure control valve 1 that has essentially the same function as the pressure control valve 1 according to the 1 to 3 having. In contrast, however, is the interaction between the valve piston 122 and the bearing sleeve 123 differently designed. The recesses 129 are now not on the inner peripheral surface of the valve seat, but on an outer peripheral surface of the valve piston 122 educated. This is on the valve piston 122 a ring element 31 attached, z. B. by shrinking or pressing. On the outer peripheral surface of the ring member 31 are the recesses 129 educated. Alternatively, it is also possible, the recess 129 directly into the outer peripheral surface of the valve piston 122 incorporate. The inner peripheral surface of the input channel 12 is right in the yoke 9 formed, has substantially a smooth surface and serves as a valve seat 123 for the valve piston 122 ,
In 5 ist
das Druckregelventil 1 in seiner Schließstellung
gezeigt, in der die Fluidverbindung zwischen dem Eingangskanal 12 und
dem Ausgangskanal 13 versperrt ist. 6 zeigt
den Bereich B von 5 in einer vergrößerten
Ansicht und verdeutlicht nochmals die Schließstellung des
Ventils 1. Hierin ist der Ventilkolben 122 so
weit in den Ventilsitz 123 hinein verschoben, dass ein
Bereich 32 der Außenumfangsfläche des
Ventilkolbens 122 bzw. des Ringelements 31, in
dem keine Aussparungen 129 ausgebildet sind, in Kontakt
mit der Innenumfangsfläche des Ventilsitzes 123 ist.
Somit dient ein dem Ausgangskanal 13 zugewandter Rand 33 des
Ventilsitzes 123 in Wechselwirkung mit dem Bereich 32 als Steuerkante,
mittels der eine Fluidverbindung zwischen dem Eingangskanal 12 und
dem Ausgangskanal 13 geöffnet oder verschlossen
wird. Das Überführen des Ventilkolbens 122 von
seiner in 5 bzw. in 6 gezeigten
Schließstellung in die Offenstellung funktioniert analog
zur Ausführungsform gemäß der 1 bis 3.
Durch ein Bestromen der Magnetspule 4 wird der Magnetkolben 16 gegen
die Kraft der Druckfeder 25 in Richtung des Konus 5 verlagert,
wodurch der Ventilkolben 122 in 6 nach rechts
in dem Ventilsitz 123 verschoben wird. Infolgedessen gelangt
der Bereich 32 des Ventilkolbens 122 bzw. des
Ringelements 31 außer Eingriff mit dem Rand 33 des
Ventilsitzes 123, so dass die Aussparungen 129 in
Gegenüberstellung mit dem Rand 33 gelangen. Hieraus
resultiert dann eine Fluidverbindung zwischen dem Eingangskanal 12 und
dem Ausgangskanal 13.In 5 is the pressure control valve 1 shown in its closed position, in which the fluid connection between the input channel 12 and the off input channel 13 is locked. 6 shows area B of 5 in an enlarged view and illustrates again the closed position of the valve 1 , Herein is the valve piston 122 so far in the valve seat 123 moved into that one area 32 the outer peripheral surface of the valve piston 122 or of the ring element 31 in which there are no recesses 129 are formed, in contact with the inner peripheral surface of the valve seat 123 is. Thus, one serves the output channel 13 facing edge 33 of the valve seat 123 interacting with the area 32 as a control edge, by means of a fluid connection between the input channel 12 and the output channel 13 opened or closed. The transfer of the valve piston 122 from his in 5 or in 6 shown closed position in the open position works analogous to the embodiment according to the 1 to 3 , By energizing the solenoid 4 becomes the magnetic piston 16 against the force of the compression spring 25 in the direction of the cone 5 displaced, causing the valve piston 122 in 6 to the right in the valve seat 123 is moved. As a result, the area arrives 32 of the valve piston 122 or of the ring element 31 out of engagement with the edge 33 of the valve seat 123 so that the recesses 129 in juxtaposition with the edge 33 reach. This then results in a fluid connection between the input channel 12 and the output channel 13 ,
Der
Magnetkolben 16 der Ausführungsform von 5 ist
zusammen mit dem Schieber 20 in 7 in einer
Längsquerschnittansicht als Einzelteil dargestellt, wobei
zur Vereinfachung die Druckfeder 25 nicht gezeigt ist. 8 zeigt
in einer vergrößerten Ansicht den Bereich C von 7.
Die Aussparung 129, die an einer Außenumfangsfläche
des Ringelements 31 ausgebildet ist, nimmt in ihrer Tiefe
radial zur Längsachse des Ventils in einer Richtung entgegengesetzt
zur Steuerkante des Ventilkolbens bzw. dessen Bereich 32 zu.
In 9 ist der Magnetkolben 16 zusammen mit
dem Schieber 20 gemäß 7 in einer
Perspektivansicht gezeigt. Entlang des Umfangs des Ringelements 31 ist
eine Mehrzahl von Aussparungen 129 vorgesehen, deren Breite
tangential zum Umfang des Ventilkolbens 122 ebenfalls in der
Richtung entgegengesetzt zum Bereich 32 zunimmt. Durch
eine solche Ausgestaltung der Aussparungen 129 mit einer
Zunahme in Breite und Tiefe in der Richtung entgegengesetzt zur
Steuerkante des Ventilkolbens 122 bzw. dessen Bereich 32 wird
die gleiche Wirkung wie bei der Ausführungsform gemäß der 1 bis 3 erzielt:
der Hub des Magnetkolbens 16 wird in einer Veränderung
des hydraulischen Flusses übersetzt, was zu einer verbesserten
Mikrovolumenregelung führt. Hierbei wird der Hub des Magnetkolbens 16 im
Wesentlichen vollständig zur Übersetzung für
den hydraulischen Fluss genutzt.The magnetic piston 16 the embodiment of 5 is together with the slider 20 in 7 shown in a longitudinal cross-sectional view as a single part, wherein for simplicity, the compression spring 25 not shown. 8th shows in an enlarged view the area C of 7 , The recess 129 attached to an outer peripheral surface of the ring member 31 is formed, takes in its depth radially to the longitudinal axis of the valve in a direction opposite to the control edge of the valve piston or its area 32 to. In 9 is the magnetic piston 16 together with the slider 20 according to 7 shown in a perspective view. Along the circumference of the ring element 31 is a plurality of recesses 129 provided, the width of which is tangent to the circumference of the valve piston 122 also in the opposite direction to the area 32 increases. By such a configuration of the recesses 129 with an increase in width and depth in the direction opposite to the control edge of the valve piston 122 or its area 32 becomes the same effect as in the embodiment according to the 1 to 3 achieved: the stroke of the magnetic piston 16 is translated in a change in hydraulic flow, resulting in improved micro volume control. This is the stroke of the magnetic piston 16 essentially completely used for the translation for the hydraulic flow.
Das
Ringelement 31 von 9, an dessen Außenumfangsfläche
die Aussparungen 129 ausgebildet sind, ist in 10 perspektivisch
als Einzelbauteil gezeigt. Das Ringelement 31 kann geeignet
auf den Ventilkolben 122 in Form des freien Endes des Schiebers 20 befestigt
werden, zum Beispiel durch Aufschrumpfen, Verschrauben, Verschweißen
oder dergleichen. Durch ein lösbares Befestigen des Ringelements 31 auf
dem Schieber 20 ist ein Austausch bei Verschleiß oder
auch ein Ersetzen durch ein anderes Ringelement 31 mit
unterschiedlichen Aussparungen 129 möglich, um
einen anderen Kennlinienverlauf für das Druckregelventil 1 zu
erzielen.The ring element 31 from 9 , on whose outer peripheral surface the recesses 129 are trained in is 10 shown in perspective as a single component. The ring element 31 May be suitable for the valve piston 122 in the form of the free end of the slider 20 be fastened, for example, by shrinking, screwing, welding or the like. By releasably securing the ring element 31 on the slide 20 is an exchange in case of wear or a replacement by another ring element 31 with different recesses 129 possible to a different characteristic curve for the pressure control valve 1 to achieve.
Bezüglich
der Ausführungsformen nach den 1–4 bzw. 5–10 ist
zu verstehen, dass die Strömungsrichtung des Fluids auch
umgekehrt verlaufen kann. Dies bedeutet, dass dann das Fluid von
dem Kanal 13 in Richtung des Kanals 12 strömt. Unter
Bezugnahme auf die vorstehend gemachte Erläuterung übernimmt
dann der sog. Ausgangskanal 13 die Funktion eines Eingangskanals,
und der sog. Eingangskanal 12 übernimmt die Funktion
eines Ausgangskanals. Die Funktionsweise des Öffnens und
Schließens des Druckregelventils 1 in Folge der Wechselwirkung
zwischen Ventilkolben und Ventilsitz bleibt jedoch unverändert.With respect to the embodiments according to the 1 - 4 respectively. 5 - 10 is to be understood that the flow direction of the fluid can also be reversed. This means that then the fluid from the channel 13 in the direction of the canal 12 flows. With reference to the explanation given above, the so-called output channel then takes over 13 the function of an input channel, and the so-called input channel 12 takes over the function of an output channel. The operation of opening and closing the pressure regulating valve 1 as a result of the interaction between the valve piston and the valve seat remains unchanged.
In 11 ist
eine weitere Ausführungsform des Druckregelventils 1 in
einer Längsquerschnittansicht gezeigt. Gleiche Bauteile
wie bei den vorstehend genannten Ausführungsformen sind
hierbei mit gleichen Bezugszeichen benannt und zur Vermeidung von
Wiederholungen nicht erläutert, wobei gleichwirkende Bauteile
um 100 hochindiziert sind.In 11 is another embodiment of the pressure control valve 1 shown in a longitudinal cross-sectional view. The same components as in the above-mentioned embodiments are in this case designated by the same reference numerals and not explained to avoid repetition, identical components are highly indexed by 100.
Das
Druckregelventil 1 gemäß der 11 funktioniert
nach Art eines 5/3-Wegeventils. Hierzu ist an einer Außenseite
des Jochs 9 ein Steuergehäuse 34 befestigt,
das hohlzylindrisch ausgeführt ist und radial nach außen
führend eine Mehrzahl von Steuerbohrungen 35a–35d aufweist.
Der Schieber 20, der mit dem Magnetkolben 16 befestigt
ist, steht in Kontakt mit einem Ventilkolben 222, der längsverschieblich
innerhalb des Steuergehäuses 34 aufgenommen ist.
Das Steuergehäuse 34 steht mit seinem in 11 links
gezeigten Rand in Verbindung mit einer (nicht gezeigten) Druckleitung.
Die Steuerbohrungen 35a–35d sind jeweils
mit einem (nicht gezeigten) Versorgungstank für die Hydraulikflüssigkeit
verbunden und bilden somit jeweils einen Tankanschluss. Innerhalb
des Steuergehäuses 34 ist angrenzend zu einer randseitigen
Stirnfläche des Ventilkolbens 222 ein Sitzelement 36 mit
einem Schulterabschnitt 37 fest aufgenommen. Innerhalb
des Sitzelements 36 ist eine Druckfeder 225 aufgenommen,
die sich in 11 nach links gegen den Schulterabschnitt 37 und
mit ihrem entgegengesetzten Ende gegen die randseitige Stirnfläche
des Ventilkolbens 222 abstützt. Durch die Druckfeder 225 ist
der Ventilkolben 222 in 1 nach rechts
vorgespannt. Durch den Kontakt des Ventilkolbens 222 mit
dem Schieber 20 ist entsprechend auch der Magnetkolben 16 durch die
Druckfeder 225 vorgespannt.The pressure control valve 1 according to the 11 works like a 5/3-way valve. This is on an outside of the yoke 9 a control housing 34 fixed, which is designed as a hollow cylinder and radially outwardly leading a plurality of control bores 35a - 35d having. The slider 20 that with the magnetic piston 16 is attached, is in contact with a valve piston 222 , which is longitudinally displaceable within the control housing 34 is included. The control housing 34 stands with his in 11 Left edge shown in connection with a (not shown) pressure line. The tax holes 35a - 35d are each connected to a (not shown) supply tank for the hydraulic fluid and thus each form a tank port. Inside the control box 34 is adjacent to a peripheral end face of the valve piston 222 a seat element 36 with a shoulder section 37 firmly recorded. Inside the seat element 36 is a compression spring 225 taken up in 11 to the left against the shoulder section 37 and with its opposite end against the edge-side end face of the valve piston 222 supported. By the compression spring 225 is the valve piston 222 in 1 biased to the right. By the Contact of the valve piston 222 with the slider 20 is accordingly also the magnetic piston 16 through the compression spring 225 biased.
An
der Innenumfangsfläche des Steuergehäuses 34 sind
eine Mehrzahl von Lagerhülsen 223 eingebracht,
die den Ventilkolben 222 innerhalb des Steuergehäuses 34 führen.
In gleicher Weise wie bei der Ausführungsform gemäß der 1–3 sind an
den jeweiligen Innenumfangsflächen der Lagerhülsen 223 eine
Mehrzahl von Aussparungen 229 ausgebildet. An der Außenumfangsfläche
des Ventilkolbens 222 sind gegenüberliegend zu
den Lagerhülsen 223 geeignete Stufen 38 ausgebildet,
die in Wechselwirkung mit den Lagerhülsen 223 Steuerkanten
bilden. Falls die Magnetspule 4 bestromt und dadurch der
Ventilkolben 222 innerhalb des Steuergehäuses 34 in
Richtung der Längsachse 17 verschoben wird, stellt
sich ein gezieltes Verbinden der einzelnen Steuerbohrungen 35a–35d untereinander ein.
Das Verschalten von einzelnen Steuerbohrungen 35 ist dabei
von einer Längsposition des Ventilkolbens 222 innerhalb
des Steuergehäuses 34 abhängig.On the inner peripheral surface of the control housing 34 are a plurality of bearing sleeves 223 introduced, which is the valve piston 222 inside the control box 34 to lead. In the same way as in the embodiment according to the 1 - 3 are on the respective inner peripheral surfaces of the bearing sleeves 223 a plurality of recesses 229 educated. On the outer peripheral surface of the valve piston 222 are opposite to the bearing sleeves 223 suitable levels 38 formed, which interact with the bearing sleeves 223 Forming control edges. If the solenoid 4 energized and thereby the valve piston 222 inside the control box 34 in the direction of the longitudinal axis 17 is shifted, there is a targeted connection of the individual control bores 35a - 35d one another. The interconnection of individual control bores 35 is from a longitudinal position of the valve piston 222 inside the control box 34 dependent.
Das Öffnen
bzw. Durchschalten des Druckregelventils 1 gemäß der
Ausführungsform von 11 erfolgt
in gleicher Weise wie bei den vorstehend genannten Ausführungsformen.
Bei entregter Magnetspule 4 drückt die Druckfeder 225 den
Ventilkolben 222 in seine Schließstellung, so
dass eine Fluidverbindung zwischen dem Eingangskanal 12 und
dem Ausgangskanal 13 in Form der Steuerbohrungen 35a versperrt
ist. Wird die Magnetspule 4 bestromt, so drückt
der Magnetkolben 16 den Ventilkolben 222 gegen
die Kraft der Druckfeder 225 in 11 nach links,
so dass sich in Abhängigkeit des angelegten Stroms an die
Magnetspule 4 und einer daraus resultierenden Verschiebung
des Ventilkolbens 22 in 11 nach
links eine gezielte Verschaltung der jeweiligen Steuerbohrungen 35 einstellt.
In 11 ist das Druckregelventil in einer teilgeöffneten
Stellung gezeigt, wobei sich der Ventilkolben 222 in einer
Mittelstellung befindet. Die Spule 4 ist hierbei bestromt. Für
ein weiteres Öffnen des Druckregelventils 1 bzw. ein
Verschieben des Ventilkolbens 222 in 11 nach
links wird der an die Spule 4 angelegte Strom erhöht.
Durch die Veränderung des Spulenstroms wird eine Proportionalregelung
erzielt. Zum erneuten Überführen des Druckregelventils 1 in
die Schließstellung wird die Magnetspule 4 entregt,
so dass die Druckfeder 225 den Ventilkolben 222 in
seine Schließstellung (in 11 nach
rechts) zurückdrückt.Opening or switching through the pressure control valve 1 according to the embodiment of 11 takes place in the same manner as in the aforementioned embodiments. With de-energized magnetic coil 4 pushes the compression spring 225 the valve piston 222 in its closed position, allowing fluid communication between the input channel 12 and the output channel 13 in the form of tax holes 35a is locked. Will the solenoid coil 4 energized, so presses the magnetic piston 16 the valve piston 222 against the force of the compression spring 225 in 11 to the left, so that depending on the applied current to the solenoid coil 4 and a resulting displacement of the valve piston 22 in 11 to the left a targeted interconnection of the respective tax bores 35 established. In 11 the pressure control valve is shown in a partially open position, wherein the valve piston 222 located in a middle position. The sink 4 is energized here. For another opening of the pressure control valve 1 or a displacement of the valve piston 222 in 11 to the left is the to the coil 4 increased current. By changing the coil current, a proportional control is achieved. To re-transfer the pressure control valve 1 in the closed position is the solenoid 4 de-energized, leaving the compression spring 225 the valve piston 222 in its closed position (in 11 to the right).
In 12 ist
eine weitere Ausführungsform des Druckregelventils 1 gezeigt,
das ebenfalls nach Art eines 5/3-Wegeventils funktioniert. Diese
Ausführungsform entspricht im Wesentlichen der Ausführungsform
von 11, wobei gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen
benannt und gleichwirkende Bauteile um 100 hochindiziert sind.In 12 is another embodiment of the pressure control valve 1 shown, which also works in the manner of a 5/3-way valve. This embodiment substantially corresponds to the embodiment of FIG 11 , wherein the same components with the same reference numerals and similar components are indexed by 100 high.
Die
Ausführungsform gemäß der 12 unterscheidet
sich von jener der 11 darin, dass auf einer Außenumfangsfläche
des Ventilkolbens 322 in Gegenüberstellung zu
den jeweiligen Steuerbohrungen 35 jeweils Ringelemente 331a–331c aufgebracht sind,
an deren Außenumfangsflächen jeweils eine Mehrzahl
der Aussparungen 329 ausgebildet sind. Das Steuergehäuse 34 ist
entlang seiner Längsachse mit einer Mehrzahl von Steuerbohrungen 35a–35e durchsetzt.
Vom Prinzip her entspricht das Steuern der Fluidverbindung bei der
Ausführungsform der 12 jenem
der Ausführungsform gemäß 5. Hierbei
ist die Innenumfangsfläche des Steuergehäuses 34 zwischen
den einzelnen Steuerbohrungen 35 im Wesentlichen mit einer
glatten Oberfläche versehen, wobei angrenzend zu den Steuerbohrungen 35a–35e Stufen 39 ausgebildet
sind, so dass an diesen Stellen die Innenumfangsfläche
des Steuergehäuses 34 radial vergrößert
ist. Diese Stufen 39 wirken mit den Bereichen der Außenumfangsflächen der
Ringelemente 331, in denen keine Aussparungen 329 ausgebildet
sind, nach Art einer Steuerkante zusammen. In einem Bereich der
Aussparungen 329, in dem sie in die Aussenumfangsfläche
der Ringelemente 331 auslaufen, ist eine tangential zum
Umfang umlaufende Ringnut (in 12 nicht
gezeigt) ausgebildet. Durch eine solche Ringnut ist eine Fluidverbindung
zwischen den jeweiligen Steuerbohrungen 35a–35e und
den Aussparungen 329 sichergestellt. In bestimmten Positionen
des Ventilkolbens 322 innerhalb des Steuergehäuses 34 ist
eine Fluidverbindung zwischen einem Innenraum des Steuergehäuses 34 und
den Steuerbohrungen 35a–35e durch die Ringelemente 331 verschlossen,
wobei ein Verschieben des Ventilkolbens 322 entlang der
Längsachse 17 dann zu einem Öffnen der
Fluidverbindung führt.The embodiment according to the 12 is different from that of 11 in that on an outer circumferential surface of the valve piston 322 in comparison to the respective tax bores 35 each ring elements 331a - 331c are applied, at the outer peripheral surfaces in each case a plurality of the recesses 329 are formed. The control housing 34 is along its longitudinal axis with a plurality of control bores 35a - 35e interspersed. In principle, the control of the fluid connection in the embodiment corresponds to the 12 that of the embodiment according to 5 , Here, the inner peripheral surface of the control housing 34 between each tax hole 35 essentially provided with a smooth surface, being adjacent to the control bores 35a - 35e stages 39 are formed, so that at these points, the inner peripheral surface of the control housing 34 is radially enlarged. These stages 39 act with the areas of the outer peripheral surfaces of the ring elements 331 in which no recesses 329 are formed, together in the manner of a control edge. In a field of recesses 329 in which they are in the outer peripheral surface of the ring elements 331 leak, is a tangent to the circumference circumferential annular groove (in 12 not shown). By such an annular groove is a fluid connection between the respective control bores 35a - 35e and the recesses 329 ensured. In certain positions of the valve piston 322 inside the control box 34 is a fluid connection between an interior of the control housing 34 and the tax holes 35a - 35e through the ring elements 331 closed, with a displacement of the valve piston 322 along the longitudinal axis 17 then leads to an opening of the fluid connection.
In 12 ist
der Ventilkolben 322 in einer Mittelstellung gezeigt, in
der die Spulte 4 teilweise bestromt ist. Bei einem Entregen
der Spule 4 wird der Ventilkolben 4 durch die
Druckfeder 325 nach rechts gedrückt, so dass die
Steuerbohrung 35a durch das Ringelement 331a verschlossen
ist. Gleichwohl stehen die Steuerbohrungen 35c, 35d und 35e miteinander
in Fluidverbindung. Bei einem Bestromen der Magnetspule 4 wird
wie in 12 gezeigt der Ventilkolben 322 gegen
die Kraft der Druckfeder 325 innerhalb des Steuergehäuses 34 nach
links gedrückt, was zu einer Veränderung der Schaltstellung
führt. In gleicher Weise wie bei den vorstehend erläuterten Ausführungsformen
wird durch die Veränderung des Spulenstroms eine Proportionalregelung
für die Hydraulikflüssigkeit erzielt.In 12 is the valve piston 322 shown in a middle position in which the coils 4 partially energized. When the coil is de-energized 4 becomes the valve piston 4 through the compression spring 325 pressed to the right, leaving the control bore 35a through the ring element 331a is closed. Nevertheless, the tax holes are 35c . 35d and 35e in fluid communication with each other. When energizing the solenoid 4 will be like in 12 shown the valve piston 322 against the force of the compression spring 325 inside the control box 34 pressed to the left, which leads to a change in the switching position. In the same way as in the embodiments explained above, a proportional control for the hydraulic fluid is achieved by changing the coil current.
Bezüglich
der beiden Ausführungsformen gemäß der 11 und 12 versteht
sich, dass die Belegung der jeweiligen Steuerbohrungen 35a–35e mit
hydraulischen Verbrauchern frei gewählt werden kann, in
Abhängigkeit des gewählten Einsatzzwecks des Druckregelventils 1.With respect to the two embodiments according to the 11 and 12 It is understood that the occupancy of the respective tax bores 35a - 35e be freely selected with hydraulic consumers can, depending on the selected application of the pressure control valve 1 ,
In
den 13 und 14 ist
eine weitere Ausführungsform des Druckregelventils 1 gezeigt.
Im Vergleich zu den vorstehend genannten Ausführungsformen
sind hierin gleiche Bauteile mit jeweils gleichen Bezugszeichen
versehen, wobei gleich wirkende Bauteile um 100 hochindiziert sind.In the 13 and 14 is another embodiment of the pressure control valve 1 shown. In comparison to the above-mentioned embodiments, the same components are provided with the same reference numerals, wherein components having the same effect are indexed by 100.
In 13 ist
das Druckregelventil 1 in einer Längsqueransicht
gezeigt. In einem Gehäuse 402 sind ein Eingangskanal 12 und
ein Ausgangskanal 13 ausgebildet, die über eine
Ventilkammer 14 miteinander verbunden sind. An dem Gehäuse 402 sind
im Bereich des Eingangskanals 12 und des Ausgangskanals 13 Leitungsanschlüsse 40 befestigt,
so dass (nicht gezeigte) Druckleitungen an dem Gehäuse 402 angebracht
werden können. Das Gehäuse 402 ist koaxial
zum Eingangskanal 12 mit einer Durchgangsbohrung 41 durchsetzt,
wobei die genannte Ventilkammer 14 Teil dieser Durchgangsbohrung 41 ist.
Innerhalb der Durchgangsbohrung 41 ist zwischen dem Eingangskanal 12 und
der Ventilkammer 14 eine Regelungshülse 423 aufgenommen,
wobei ein Schulterabschnitt 42 des Gehäuses 402 die
Regelungshülse 423 axial fixiert. Die Durchgangsbohrung 41 ist
in einem in 14 oben gezeigten oberen Bereich
mit einem Innengewinde 43 versehen. Ein Betätigungsbolzen 44 weist
an seiner Außenumfangsfläche ein an das Innengewinde 43 angepasstes
Außengewinde 45 auf und ist damit in das Innengewinde 43 der
Durchgangsbohrung 41 hineingeschraubt. Außerhalb
des Gehäuses 402 ist auf das Außengewinde 45 zusätzlich
eine Kontermutter 46 aufgeschraubt, die den Betätigungsbolzen 44 axial bezüglich
des Gehäuses 402 fixiert.In 13 is the pressure control valve 1 shown in a longitudinal cross-sectional view. In a housing 402 are an input channel 12 and an output channel 13 formed by a valve chamber 14 connected to each other. On the case 402 are in the area of the input channel 12 and the output channel 13 cable connections 40 attached, so that (not shown) pressure lines on the housing 402 can be attached. The housing 402 is coaxial with the input channel 12 with a through hole 41 interspersed, said valve chamber 14 Part of this through-hole 41 is. Inside the through hole 41 is between the input channel 12 and the valve chamber 14 a control sleeve 423 taken, with a shoulder section 42 of the housing 402 the control sleeve 423 axially fixed. The through hole 41 is in an in 14 Upper section shown above with an internal thread 43 Mistake. An actuating bolt 44 has on its outer peripheral surface a to the internal thread 43 adapted external thread 45 on and is thus in the internal thread 43 the through hole 41 screwed. Outside the case 402 is on the external thread 45 in addition a locknut 46 screwed on the actuating bolt 44 axially with respect to the housing 402 fixed.
Der
Bereich D von 13 ist in 14 in
einer vergrößerten Schnittansicht gezeigt. An
einer Innenumfangsfläche 48 der Regelungshülse 423 sind eine
Mehrzahl von Aussparungen 429 ausgebildet, von denen in
der Schnittführung von 15 nur
eine Aussparung zu erkennen ist. In gleicher Weise wie die Aussparungen 29 gemäß der
Ausführungsform der 1 bis 3 sind
die Aussparungen 429 gemäß der 14 in
ihrer Breite und Tiefe zunehmend ausgestaltet. Innerhalb der Regelungshülse 423 ist ein
Ventilkolben 422 längsverschieblich geführt,
der außerhalb der Regelungshülse 423 einen
im Durchmesser vergrößerten Schulterabschnitt 49 aufweist. An
einer unteren Stirnseite 50 (13) des
Betätigungsbolzens 44, welche Stirnseite der Regelungshülse 423 gegenüberliegt,
ist eine Ausnehmung 51 ausgebildet, in der eine Druckfeder 425 aufgenommen
ist. Mit ihrem anderen Ende stützt sich die Druckfeder 425 an
einem oberen Bereich des Schulterabschnitts 49 des Ventilkolbens 422 ab
(14), so dass der Ventilkolben 422 mit
seinem Schulterabschnitt 49 von oben auf einen Randbereich
der Regelungshülse 423 gedrückt wird,
entsprechend der Darstellung von 14.The area D of 13 is in 14 shown in an enlarged sectional view. On an inner peripheral surface 48 the control sleeve 423 are a plurality of recesses 429 formed, of which in the cut of 15 only one recess can be seen. In the same way as the recesses 29 according to the embodiment of the 1 to 3 are the recesses 429 according to the 14 increasingly designed in their width and depth. Within the control sleeve 423 is a valve piston 422 guided longitudinally displaceable, the outside of the control sleeve 423 an enlarged diameter shoulder portion 49 having. At a lower end 50 ( 13 ) of the actuating bolt 44 , which end face of the control sleeve 423 is opposite, is a recess 51 formed, in which a compression spring 425 is included. At its other end, the compression spring is supported 425 at an upper portion of the shoulder portion 49 of the valve piston 422 off ( 14 ), so that the valve piston 422 with his shoulder section 49 from above onto an edge region of the control sleeve 423 is pressed, according to the representation of 14 ,
Die
Ausführungsform des Druckregelventils 1 gemäß den 13 und 14 weist
keinen Magnetantrieb auf, sondern beruht auf einem selbstregulierendem
Prinzip, was nachstehend im Detail erläutert ist.The embodiment of the pressure control valve 1 according to the 13 and 14 has no magnetic drive, but is based on a self-regulating principle, which is explained in detail below.
In
einer Ausgangsstellung des Ventilkolbens 422 liegt dessen
Schulterabschnitt 49 auf einem oberen Rand der Regelungshülse 423 auf,
gemäß der Darstellung von 14. Dies
entspricht einem Schließzustand des Druckregelventils 1,
da ein stirnseitiger Rand 430 des Ventilkolbens 422,
welcher Rand 430 als Steuerkante dient, sich nicht in Gegenüberstellung
mit den Aussparungen 429 der Regelungshülse 423 befindet.
In gleicher Weise wie bei den Ventilkolben 22 gemäß der
Darstellung von 2 ist durch den Ventilkolben 422 in
der Darstellung von 14 eine Fluidverbindung zwischen
dem Eingangskanal 12 und dem Ausgangskanal 13 versperrt.In a starting position of the valve piston 422 lies its shoulder section 49 on an upper edge of the control sleeve 423 on, as shown by 14 , This corresponds to a closed state of the pressure regulating valve 1 because a frontal edge 430 of the valve piston 422 which edge 430 as a control edge, not in juxtaposition with the recesses 429 the control sleeve 423 located. In the same way as with the valve piston 22 as shown by 2 is through the valve piston 422 in the presentation of 14 a fluid connection between the input channel 12 and the output channel 13 blocked.
Ab
einem bestimmten Druck innerhalb des Eingangskanals 12 wird
der Ventilkolben 422 in 14 nach
oben gegen die Vorspannung der Druckfeder 425 verlagert,
wobei sich der Schulterabschnitt 49 des Ventilkolbens 422 von
dem Randbereich der Regelungshülse 423 abhebt.
Hierbei gelangt der stirnseitige Rand 430 des Ventilkolbens 422 in
Gegenüberstellung mit den Aussparungen 429 und
gibt diese dadurch zumindest teilweise frei. Im Ergebnis liegt dann
eine Fluidverbindung zwischen dem Eingangskanal 12 und
dem Ausgangskanal 13 über die Aussparungen 429 vor.
Die Länge der Druckfeder 425 ist so gewählt,
dass sie auf Block liegt, wenn der stirnseitige Rand 430 des Ventilkolbens 422 kurz
vor Erreichen des oberen Rands der Regelungshülse 423 steht.
Hierdurch wird verhindert, dass bei einem großen Arbeitsdruck
innerhalb des Eingangskanals 12 der Ventilkolben 422 mit
seinem stirnseitigem Rand 430 aus der Regelungshülse 423 herausgehoben
wird. Gleichzeitig ist hierdurch ein vollständiger Hub
des Ventilkolbens 422 sichergestellt, welcher Hub im Wesentlichen
einer Länge der Aussparungen 429 entspricht. Dies
ermöglicht eine präzise Steuerung der Fluidverbindung
im Mikrovolumenbereich.From a certain pressure within the input channel 12 becomes the valve piston 422 in 14 up against the bias of the compression spring 425 shifted, with the shoulder section 49 of the valve piston 422 from the edge region of the control sleeve 423 takes off. Here comes the front edge 430 of the valve piston 422 in comparison with the recesses 429 and thereby at least partially releases them. As a result, there is a fluid connection between the input channel 12 and the output channel 13 over the recesses 429 in front. The length of the compression spring 425 is chosen so that it lies on block when the front edge 430 of the valve piston 422 shortly before reaching the upper edge of the control sleeve 423 stands. This prevents a large working pressure within the input channel 12 the valve piston 422 with its front edge 430 from the control sleeve 423 is lifted out. At the same time this is a complete stroke of the valve piston 422 ensures which stroke is essentially a length of the recesses 429 equivalent. This allows a precise control of the fluid connection in the micro volume range.
Der
Arbeitspunkt des Druckregelventils 1 läßt
sich durch ein axiales Verstellen des Betätigungsbolzens 44 innerhalb
des Gehäuses 402 erreichen. Hierzu weist der Betätigungsbolzen 44 einen Griffbereich 52 auf.
Nach Lösen der Kontermutter 46 kann der Betätigungsbolzen 44 durch
ein Erfassen des Griffbereichs 52 beispielsweise weiter
in das Innengewinde 43 der Durchgangsbohrung 41 des
Gehäuses 402 hineingeschraubt werden, wobei anschließend
eine axiale Sicherung mittels der Kontermutter 46 vorgenommen
wird. Durch ein solches Hineinschrauben des Betätigungsbolzens 44 wird
die Vorspannung der Druckfeder 425 in der Schließstellung
des Ventilkolbens 422 erhöht, so dass das Druckregelventil 1 selbsttätig
erst ab einem höheren Arbeitsdruck innerhalb des Eingangskanals 12 öffnet.
Umgekehrt kann durch ein Herausschrauben des Betätigungsbolzens 44 aus
dem Innengewinde 43 der Arbeitspunkt des Druckregelventils 1,
ab dem das Ventil selbsttätig öffnet, herabgesetzt
werden.The operating point of the pressure control valve 1 can be achieved by an axial adjustment of the actuating bolt 44 inside the case 402 to reach. For this purpose, the actuating bolt 44 a grip area 52 on. After loosening the locknut 46 can the actuating bolt 44 by detecting the grip area 52 For example, further into the internal thread 43 the through hole 41 of the housing 402 be screwed in, followed by an axial securing means of the counter mother 46 is made. By such a screwing in the actuating bolt 44 becomes the preload of the compression spring 425 in the closed position of the valve piston 422 increased, so that the pressure control valve 1 automatically only from a higher working pressure within the input channel 12 opens. Conversely, by unscrewing the actuating bolt 44 from the internal thread 43 the operating point of the pressure regulating valve 1 , from which the valve opens automatically, be reduced.
In
den 15 bis 17 ist
die Regelungshülse 423 nochmals in verschiedenen
Ansichten gezeigt. 15 zeigt die Regelungshülse 423 in
einer Draufsicht von oben, wobei die 16 eine
Längsquerschnittansicht der Regelungshülse 423 entlang der
Linie A-A von 15 zeigt. 17 stellt
die Regelungshülse 423 in einer perspektivischen
Ansicht dar.In the 15 to 17 is the control sleeve 423 shown again in different views. 15 shows the control sleeve 423 in a plan view from above, wherein the 16 a longitudinal cross-sectional view of the control sleeve 423 along the line AA of 15 shows. 17 Represents the control sleeve 423 in a perspective view.
Die
Draufsicht von 15 verdeutlicht, dass entlang
der Innenumfangsfläche 48 drei Aussparungen 29 ausgebildet
sind. Diese Aussparungen 429 erstrecken sich bis zu einem
oberen Rand der Regelungshülse 423, auf welchem
Rand dann der Schulterabschnitt 49 des Ventilkolbens 422 in
seiner Schließstellung aufliegt. Entgegengesetzt zu ihrem oberen
Rand weist die Regelungshülse 423 einen Sockelabschnitt 53 (16)
mit größerem Außendurchmesser auf. Dieser
Sockelabschnitt 53 wirkt mit dem Schulterabschnitt 42 (13)
der Durchgangsbohrung 41 des Gehäuses zusammen,
um bei montiertem Zustand die Regelungshülse 423 axial
innerhalb der Durchgangsbohrung 41 zu fixieren.The top view of 15 illustrates that along the inner circumferential surface 48 three recesses 29 are formed. These recesses 429 extend to an upper edge of the control sleeve 423 on which edge then the shoulder section 49 of the valve piston 422 in its closed position rests. Opposite to its upper edge, the control sleeve 423 a base section 53 ( 16 ) with a larger outer diameter. This pedestal section 53 works with the shoulder section 42 ( 13 ) of the through hole 41 of the housing together to the assembled state, the control sleeve 423 axially within the through hole 41 to fix.
Die 18 und 19 zeigen
eine vereinfachte prinzipielle Darstellung des erfindungsgemäßen
Druckregelventils. Die 20 und 21 zeigen
ein herkömmliches Ventil nach Art eines Sitz- bzw. Schieberventils.The 18 and 19 show a simplified schematic representation of the pressure control valve according to the invention. The 20 and 21 show a conventional valve in the manner of a seat or slide valve.
In
den 18 und 19 ist
ein Ventilkolben 22 innerhalb eines Ventilsitzes 23 geführt.
In der Darstellung von 18 ist an einer Innenumfangsfläche
des Ventilsitzes eine Aussparung 29 ausgebildet, die in
einer Richtung entgegengesetzt zur Schließstellung des
Ventilkolbens 22 in ihrer Tiefe radial zur Längsachse
des Ventils progressiv zunimmt. Hieraus resultiert eine Kennlinie
K1 für diese Ausführungsform. Bei der Ausführungsform
gemäß 19 nimmt die
Tiefe dieser Nut in Form der Aussparung 29 dagegen linear
zu, woraus eine Kennlinie K2 resultiert. Es versteht sich, dass
entlang einer Innenumfangsfläche des Ventilsitzes eine
Mehrzahl von Aussparungen 29 vorgesehen sein kann, die
ebenfalls in ihrer Breite tangential zum Umfang des Ventilkolbens in
einer Richtung entgegengesetzt zur Schließstellung des
Ventilkolbens zunehmend ausgestaltet sein können. Bei beiden
Ausführungsformen gemäß der 19 bzw. 20 ist
der Kolben 22 durch eine Druckfeder 25 in Richtung
des Ventilsitzes 23 hinein vorgespannt.In the 18 and 19 is a valve piston 22 inside a valve seat 23 guided. In the presentation of 18 is a recess on an inner peripheral surface of the valve seat 29 formed in a direction opposite to the closed position of the valve piston 22 increases progressively in its depth radially to the longitudinal axis of the valve. This results in a characteristic K1 for this embodiment. In the embodiment according to 19 takes the depth of this groove in the form of the recess 29 on the other hand linear to, resulting in a characteristic K2. It is understood that along an inner peripheral surface of the valve seat, a plurality of recesses 29 may be provided, which may also be increasingly designed in its width tangentially to the periphery of the valve piston in a direction opposite to the closed position of the valve piston increasingly. In both embodiments according to the 19 respectively. 20 is the piston 22 by a compression spring 25 in the direction of the valve seat 23 biased into it.
In 20 ist
ein herkömmliches Sitzventil gezeigt, bei dem ein Ventilkolben 60 mit
einer Sitzfläche 61 mittels einer Druckfeder 62 gegen
den Rand einer Durchgangsbohrung 63 eines Ventilsitzes 64 gedrückt
wird. In 20 ist mit P eine Druckseite
bezeichnet, und mit A ist eine Auslassseite zum Tank hin bezeichnet.
Falls der Ventilkolben 60 wie in 201 gezeigt
mit seiner Sitzfläche 61 auf dem Rand der Durchgangsbohrung 63 aufliegt,
ist eine Fluidverbindung zwischen der Druckseite P und der Auslassseite
A gesperrt. Das Sitzventil gemäß 20 weist
eine Kennlinie K3 auf.In 20 a conventional seat valve is shown in which a valve piston 60 with a seat 61 by means of a compression spring 62 against the edge of a through hole 63 a valve seat 64 is pressed. In 20 where P is a pressure side, and A is an outlet side to the tank. If the valve piston 60 as in 201 shown with its seat 61 on the edge of the through hole 63 rests, a fluid connection between the pressure side P and the outlet side A is locked. The seat valve according to 20 has a characteristic K3.
In 21 ist
ein weiteres herkömmliches Druckregelventil nach Art eines
Schieberventils prinzipiell vereinfacht dargestellt. Hierbei sind
in einem Gehäuse sowohl ein Druckanschluss P als auch ein Auslassanschluss
A ausgebildet. Innerhalb des Gehäuses ist ein Ventilkolben 60 verschieblich
geführt, wobei dessen vordere Stirnseite als eine Steuerkante für
ein Versperren bzw. ein Öffnen einer Fluidverbindung zwischen
der Druckseite P und der Auslassseite A dient. In der Darstellung
gemäß 21 wird
der Kolben 60 durch eine Druckfeder 62 so weit
nach links in das Gehäuse hinein gedrückt, so
dass die vordere Stirnseite des Kolbens die Fluidverbindung sperrt.
Das Schieberventil gemäß 21 weist
eine Kennlinie K4 auf.In 21 is another conventional pressure control valve in the manner of a slide valve shown in principle simplified. In this case, both a pressure port P and an outlet port A are formed in a housing. Inside the housing is a valve piston 60 slidably guided, wherein the front end face serves as a control edge for locking or opening a fluid connection between the pressure side P and the outlet side A. In the illustration according to 21 becomes the piston 60 by a compression spring 62 pressed so far to the left into the housing, so that the front end of the piston blocks the fluid connection. The slide valve according to 21 has a characteristic K4.
Die
verschiedenen Kennlinien der Druckregelventile gemäß der 18 bis 21 sind
jeweils mit K1 bis K4 bezeichnet und in 22 in
einem Kennliniendiagramm dargestellt, mit einem Volumenstrom Q als
Funktion einer Verschiebung s des Kolbens bezüglich des
Ventilsitzes. Das Diagramm verdeutlicht bezüglich der Kennlinien
K3 und K4, dass bei den herkömmlichen Ventilen bereits
bei einer kleinen Verschiebung s des Kolbens 60 aus seiner Schließstellung
heraus eine verhältnismäßig große Zunahme
des Volumenstroms Q an Hydraulikflüssigkeit vorliegt. Demgegenüber
zeigen die Kennlinien K1 und K2 der erfindungsgemäßen
Ventile nur eine geringe Zunahme des Volumenstroms Q bei einer Verschiebung
S des Ventilkolbens 22 vor, woraus eine präzisere
Regelung der Fluidverbindung zwischen Einlass- und Auslasskanal
möglich ist. Der unterschiedliche Verlauf der Kennlinien
K1 und K2 gegenüber den Kennlinien K3 und K4 resultiert
allein aus der unterschiedlichen Ausgestaltung der Wechselwirkung
des Ventilkolbens mit seinem Ventilsitz und ist ungeachtet eines
möglichen Antriebs des Ventilkolbens oder einer Selbstregulierung
des Ventilkolbens zu verstehen.The different characteristics of the pressure control valves according to the 18 to 21 are each denoted by K1 to K4 and in 22 in a characteristic diagram, with a volume flow Q as a function of a displacement s of the piston with respect to the valve seat. The diagram illustrates with respect to the characteristic curves K3 and K4 that in the conventional valves already at a small displacement s of the piston 60 from its closed position there is a relatively large increase in the volume flow Q of hydraulic fluid. In contrast, the characteristic curves K1 and K2 of the valves according to the invention only a small increase in the volume flow Q at a displacement S of the valve piston 22 before, from which a more precise control of the fluid connection between the inlet and outlet channel is possible. The different course of the curves K1 and K2 compared to the curves K3 and K4 results solely from the different design of the interaction of the valve piston with its valve seat and is to be understood regardless of a possible drive of the valve piston or a self-regulation of the valve piston.
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- DE 4107695
A1 [0004] - DE 4107695 A1 [0004]
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- DE 3925362 A1 [0005] - DE 3925362 A1 [0005]