DE102017007236A1

DE102017007236A1 - Drosselventil mit proportionalem Überlauf

Info

Publication number: DE102017007236A1
Application number: DE102017007236.1A
Authority: DE
Inventors: Tianliang Lin; Qiang Chen; Haoling Ren; Cheng Miao; Fu Shengjie; Qihuai Chen; Qiang Liu
Original assignee: Huaqiao University
Current assignee: Huaqiao University
Priority date: 2016-08-04
Filing date: 2017-08-03
Publication date: 2018-02-08
Anticipated expiration: 2037-08-04
Also published as: CN106089833A; CN106089833B; DE102017007236B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart ein Drosselventil mit proportionalem Überlauf, mit einer Struktur, dass die Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse und der Hauptventilkern einander zusammenwirken, wird eine Schaltung zwischen dem Überströmmodus und dem Drosselmodus realisiert. Wenn der Öldruck der Hauptöleinlassöffnung höher aus der der Hauptölauslassöffnung ist, arbeitet der Ventilkörper im Überströmmodus; wenn der Öldruck der Hauptöleinlassöffnung kleiner als der der Hauptölauslassöffnung ist, arbeitet der Ventilkörper im Drosselmodus. Durch eine Variierung der auf die Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse wirkenden Betriebsdruckdifferenz wird eine automatische Schaltung zwischen dem Überströmmodus und dem Drosselmodus realisiert. Die vorliegende Erfindung überwindet die Mängel aus dem Stand der Technik und stellt ein Drosselventil mit proportionalem Überlauf zur Verfügung, wobei durch ein Regel des Druckdifferenz der Ventilkörper zwischen der Überströmventilstruktur und der Drosselventilstruktur geschaltet wird, so dass die Verwendung des Ventilkörpers flexibler ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Druckregelvorrichtung, insbesondere ein Drosselventil mit proportionalem Überlauf.
Stand der Technik
Das Überströmventil ist eine häufig benutzte Druckregelvorrichtung im Hydrauliksystem und kann als ein Konstantdruck-Überströmventil zum Einstellen des Betriebssystems des Systems oder ein Sicherheitsventil zum sicheren Schutz des Systems verwendet werden. Bei den derzeit erhältlichen Produkten des proportionalen Überströmventils und gewöhnlichen Überströmventils auf den in- und ausländischen Märkten wird immer die folgende Strukturlösung verwendet: ein durch den amerikanischen Wissenschaftler Harry. Vickers im Jahr 1936 gestalteter Vorläufer-Überströmventil, in der letzten Zeit haben viele Experten die Überströmventile geforscht, aber die Lösung für die Hauptstruktur des Überströmventil ändert sich im Wesentlichen nicht.
Beim Drosselventil wird der Flüssigkeitswiderstand durch die Änderung der Größe der Strömungsfläche der Ventilöffnung geändert, durch eine Regelung der Flussmenge des Ventils wird ein Ziel zum Verstellen der Bewegungsgeschwindigkeit des Aktuators (des Hydraulikzylinders oder Hydromotors) erreicht. Aus dem Stand der Technik sind das Überströmventil und das Drosselventil im Hydrauliksystem in zwei jeweils separate Druckregelvorrichtungen aufgeteilt, um jeweils eine Überströmungs-Druckregelfunktion und eine Drossel-Geschwindigkeitsregelfunktion zu erreichen, zurzeit ist noch keine Struktur entstanden, bei der die Überström- und Drosselfunktionen in einem Ventil integriert sind.
Inhalt der Erfindung
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die Mängel aus dem Stand der Technik zu überwinden und ein Drosselventil mit proportionalem Überlauf zur Verfügung zu stellen, wobei durch ein Regel des Druckdifferenz der Ventilkörper zwischen der Überströmventilstruktur und der Drosselventilstruktur geschaltet wird, so dass die Verwendung des Ventilkörpers flexibler ist.
Um die obigen technischen Probleme zu lösen, verwendet die vorliegende Erfindung die folgende technische Lösung: ein Drosselventil mit proportionalem Überlauf, umfassend einen Hauptventilkörper, einen Hauptventilkern, ein Vorläuferventil, einen Vorläuferventilkern, eine Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse, ein erstes elastisches Element und ein zweites elastisches Element, wobei der Ventilkörper eine Hauptventilkammer und eine Vorläuferventilkammer umfasst;
wobei im Hauptventilkörper eine Hauptventilkammer, eine Hauptöleinlassöffnung und eine Hauptölauslassöffnung vorgesehen sind, und wobei die Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse an der Hauptventilkammer aufgesetzt ist und die Hauptventilkammer in einen ersten Aufnahmehohlraum und einen zweiten Aufnahmehohlraum aufteilt, die nicht miteinander verbunden sind; und wobei der Vorläuferventilkörper eine Vorläuferventilkammer, eine Vorläuferöleinlassöffnung und eine Vorläuferölauslassöffnung umfasst; und wobei die Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse an der Hauptventilkammer beweglich aufgesetzt ist und die Hauptventilkammer in einen ersten Aufnahmehohlraum und einen zweiten Aufnahmehohlraum aufteilt, die nicht miteinander verbunden sind, und wobei der Hauptventilkern beweglich im zweiten Aufnahmehohlraum aufgesetzt ist; und wobei im Inneren des Hauptventilkerns ein Hohlraum vorgesehen ist, und wobei das Oberteil des Hauptventilkerns eine mit der Innen- und Außenseite des Hauptventilkerns verbundene Drosselöffnung umfasst, und wobei am Bodenabschnitt des Hauptventilkerns eine in der senkrechten Richtung hindurchgehende Öldurchgangsöffnung vorgesehen ist;
und wobei die Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse durch das erste elastische Element die Innenwand des ersten Aufnahmehohlraums flexibel stoßend berührt, und wobei die Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse die Drosselöffnung flexibel verstopft; und wobei der Hauptventilkern durch das zweite elastische Element die Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse flexibel stoßend berührt, und wobei der Hauptventilkern die Hauptöleinlassöffnung flexibel verstopft;
und wobei der Vorläuferventilkörper eine Vorläuferventilkammer, eine Vorläuferöleinlassöffnung und eine Vorläuferölauslassöffnung umfasst, und wobei zwischen der Vorläuferventilkammer und dem ersten Aufnahmehohlraum ein Druckrückkopplungsdurchgangsloch vorgesehen ist; und wobei der Vorläuferventilkern beweglich in die Vorläuferventilkammer eingeschachtelt ist, und wobei der Vorläuferventilkern durch eine Positionsvariierung die Strömungsfläche der Vorläuferventilkammer ändern kann.
Bevorzugt ist in der Vorläuferventilkammer ein Proportionalelektromagnetelement installiert, wobei das Proportionalelektromagnetelement durch eine Schubstange auf den Vorläuferventilkern wirkt und durch eine Variierung der Ausgangskraft den Öldruck in der Vorläuferventilkammer ändert.
Bevorzugt ist in der Hauptventilkammer ein Verschiebungserfassungsregelelement installiert, wobei das Verschiebungserfassungsregelelement mit der Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse zusammengebaut ist und die Position der Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse misst.
Bevorzugt ist das Druckrückkopplungsdurchgangsloch mit einem ersten Dämpfungsglied versehen.
Bevorzugt ist das Druckrückkopplungsdurchgangsloch mit einem Innengewinde versehen, wobei am Vorläuferventilkörper ein der Position des Verbindungslochs zugeordnetes Montagegewindeloch vorgesehen ist.
Bevorzugt ist an der Vorläuferöleinlassöffnung ein zweites Dämpfungsglied angeordnet.
Bevorzugt umfasst die Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse eine kreisförmige Oberwand und eine umdrehende Umfangswand, wobei die umdrehende Umfangswand die Drosselöffnung des Hauptventilkerns verstopft, wenn die kreisförmige Oberwand der Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse den Hauptventilkern stoßend berührt; und wobei die Strömungsfläche sich vergrößert, wenn der Abstand des Hauptventilkerns zur Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse zunimmt.
Bevorzugt ist das vordere Ende des Vorläuferventilkerns kegelförmig ausgebildet, wobei die Vorläuferventilkammer eine kreisförmige Drosselöffnung umfasst, und wobei die Strömungsfläche der kreisförmigen Drosselöffnung geändert wird, wenn das kegelförmige vordere Ende des Vorläuferventilkerns beweglich an der kreisförmigen Drosselöffnung zusammenwirkt und sich mit der Position des Vorläuferventilkerns bewegt.
Die Drosselöffnung kann in Form einer rechtwinklig vorspringenden Schulter oder eines Nadelventils sein, oder exzentrisch sein oder in Form eines axialen Spalts, eines Umfangsspalts, eines Rechtecks, eines Trapezes oder eines Dreiecks sein oder U-förmig sein.
Das Vorläuferventil kann eine Schiebervorläuferstufe, eine Kegelventilvorläuferstufe oder eine Düsenklappenvorläuferstufe sein.
Bevorzugt sind das erste elastische Element und das zweite elastische Element jeweils eine elastische Feder.
Zusammenfassend gesagt, hat die technische Lösung der vorliegenden Erfindung folgende Vorteile:

(1) Die vorliegende Erfindung kann eine Integration der Überström- und Drosselfunktion realisieren, durch eine Vorwärtsströmung wird eine Überströmventilfunktion realisiert, und durch eine Rückwärtsströmung wird eine Drosselventilfunktion realisiert, so dass die Funktionen des Überströmventils und des Drosselventils kombiniert werden, dadurch wird die bis jetzt verwendete Überströmventil- und Drosselventilstruktur geändert, um die Überström- und Drosselfunktion zu integrieren, für die Hauptstufe wird eine Strukturlösung mit Einzelventilkern und Doppelventilhülse – Hauptventilkern-Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse-Hauptventilhülse – verwendet. Durch eine Variierung der auf die Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse wirkenden Betriebsdruckdifferenz (Druckdifferenz zwischen der Hauptöleinlassöffnung und der Hauptölauslassöffnung) wird eine automatische Schaltung zwischen dem Überströmmodus und dem Drosselmodus realisiert.

Wenn die Druckdifferenz an der Ölauslassöffnung bei einem bestimmten Schwellenwert liegt, ist der Druck der Hauptöleinlassöffnung höher als der der Hauptölauslassöffnung, jetzt wird der Hauptventilkern geöffnet und die Drosselöffnung geschlossen, und die Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse wird fest am Hauptventilkern gedrückt, und die vorliegende Erfindung arbeitet im Überströmmodus; wenn die Druckdifferenz zwischen der Öleinlassöffnung und der Ölauslassöffnung einen bestimmten Schwellenwert überschreitet, ist der Druck der Hauptöleinlassöffnung kleiner als der der Hauptölauslassöffnung, und die vorliegende Erfindung arbeitet im Drosselmodus, jetzt wird der Hauptventilkern geschlossen, und die Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse bewegt sich bezüglich des Hauptventilkerns nach oben, und die Ölflüssigkeit fließt in umgekehrte Richtung, die Drosselventilöffnung wird geöffnet, und die vorliegende Erfindung arbeitet im Drosselmodus. Im Vergleich zum manuellen, elektrischen und mechanischen Steuerverfahren ist der Betriebsmodus der automatischen Schaltung durch die Druckdifferenz intelligenter.

(2) Die vorliegende Erfindung kann den Schaltungsschwellenwert zwischen dem Überströmmodul und dem Drosselmoduls proportional einstellen, durch das Proportionalelektromagnetelement kann der Öldruck in der Vorläuferventilkammer gesteuert werden, und der Öldruck der Vorläuferventilkammer wird durch einen Öldruckrückkopplungsdurchgang zum ersten Aufnahmehohlraum übertragen, nämlich beim Variieren der Öldruckdifferenz zwischen dem ersten Aufnahmehohlraum und dem zweiten Aufnahmehohlraum wird der auf die Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse wirkende Druck sich ändern, und der Schaltungsschwellenwert zwischen dem Überströmmodul und dem Drosselmodus ändert sich auch.

Im Zusammenhang mit Figuren und Ausführungsformen wird die vorliegende Erfindung im Folgenden näher erläutert; allerdings ist ein Drosselventil mit proportionalem Überlauf der vorliegenden Erfindung nicht auf die Ausführungsform beschränkt.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
1 zeigt eine schematische Darstellung der Gesamtstruktur der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt eine schematische Strukturansicht der Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt eine schematische Strukturansicht des Hauptventilkerns der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt eine schematische Strukturansicht des Hauptventilkörpers der vorliegenden Erfindung.
5 zeigt eine erste schematische Darstellung der Betätigung des Hauptventils.
6 zeigt eine zweite schematische Darstellung der Betätigung des Hauptventils.
7 zeigt eine erste schematische Darstellung der Betätigung des Vorläuferventils.
8 zeigt eine zweite schematische Darstellung der Betätigung des Vorläuferventils.
Bezugszeichenliste

1: Hauptventilkörper
11: Erster Aufnahmehohlraum
12: Zweiter Aufnahmehohlraum
13: Hauptöleinlassöffnung
14: Hauptölauslassöffnung
1: Vorläuferventilkörper
21: Vorläuferöleinlassöffnung
22: Vorläuferölauslassöffnung
23: Druckrückkopplungsdurchgangsloch
24: Montagegewindeloch
25: Erster Dämpfer
26: Zweiter Dämpfer
27: Vorläuferventilhülse
271: Öleinlassöffnung der Vorläuferventilhülse
272: Ölauslassöffnung der Vorläuferventilhülse
3: Hauptventilkern
31: Öldurchgangsöffnung
32: Drosselöffnung
4: Vorläuferventilkern
41: Kegelförmiger Endabschnitt
5: Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse
6: Erstes elastisches Element
7: Zweites elastisches Element
8: Verschiebungssensor
9: Proportionalelektromagnetelement

Ausführliche Ausführungsformen
Ausführungsform:
Im Zusammenhang mit Figuren wird die vorliegende Erfindung im Folgenden näher erläutert, damit das Ziel, die technischen Lösungen und die Vorteile der vorliegenden Erfindung klarer werden. Es versteht sich, dass die hier geschilderten ausführlichen Ausführungsformen nur zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung dienen, statt die vorliegende Erfindung zu beschränken. Darüber hinaus können die betroffenen technischen Merkmale in hinten geschilderten jeweiligen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung miteinander kombiniert werden, solange sie keinen Konflikt bilden.
Wie in 1 bis 4 dargestellt, ein Drosselventil mit proportionalem Überlauf gemäß der vorliegenden Erfindung, umfassend einen Hauptventilkörper, einen Hauptventilkern 3, ein Vorläuferventil, einen Vorläuferventilkern 4, eine Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse 5, ein erstes elastisches Element 6 und ein zweites elastisches Element 7, wobei der Ventilkörper eine Hauptventilkammer und eine Vorläuferventilkammer umfasst.
Im Hauptventilkörper sind eine Hauptventilkammer, eine Hauptöleinlassöffnung 13 und eine Hauptölauslassöffnung 14 vorgesehen, wobei die Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse 5 an der Hauptventilkammer aufgesetzt ist und die Hauptventilkammer in einen ersten Aufnahmehohlraum 11 und einen zweiten Aufnahmehohlraum 12 aufteilt, die nicht miteinander verbunden sind; und wobei der Vorläuferventilkörper 2 eine Vorläuferventilkammer, eine Vorläuferöleinlassöffnung 21 und eine Vorläuferölauslassöffnung 22 umfasst; und wobei die Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse 5 an der Hauptventilkammer beweglich aufgesetzt ist und die Hauptventilkammer in einen ersten Aufnahmehohlraum 11 und einen zweiten Aufnahmehohlraum 12 aufteilt, die nicht miteinander verbunden sind, und wobei der Hauptventilkern 3 beweglich im zweiten Aufnahmehohlraum 12 aufgesetzt ist; und wobei im Inneren des Hauptventilkerns 3 ein Hohlraum vorgesehen ist, und wobei das Oberteil des Hauptventilkerns 3 eine mit der Innen- und Außenseite des Hauptventilkerns 3 verbundene Drosselöffnung 32 umfasst, und wobei am Bodenabschnitt des Hauptventilkerns 3 eine in der senkrechten Richtung hindurchgehende Öldurchgangsöffnung 31 vorgesehen ist; und wobei die Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse 5 durch das erste elastische Element 6 die Innenwand des ersten Aufnahmehohlraums 11 flexibel stoßend berührt, und wobei die Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse 5 die Drosselöffnung 32 flexibel verstopft; und wobei der Hauptventilkern 3 durch das zweite elastische Element 7 die Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse 5 flexibel stoßend berührt, und wobei der Hauptventilkern 3 die Hauptöleinlassöffnung 13 flexibel verstopft.
Der Vorläuferventilkörper 2 umfasst eine Vorläuferventilkammer, eine Vorläuferöleinlassöffnung 21 und eine Vorläuferölauslassöffnung 22, wobei zwischen der Vorläuferventilkammer und dem ersten Aufnahmehohlraum 11 ein Druckrückkopplungsdurchgangsloch 23 vorgesehen ist; und wobei der Vorläuferventilkern 4 beweglich in die Vorläuferventilkammer eingeschachtelt ist, und wobei der Vorläuferventilkern 4 durch eine Positionsvariierung die Strömungsfläche der Vorläuferventilkammer ändern kann, um somit den Öldruck in der Vorläuferventilkammer zu ändern.
In der Vorläuferventilkammer ist ein Element des Proportionalelektromagneten 9 installiert, wobei das Proportionalelektromagnetelement 9 durch eine Schubstange auf den Vorläuferventilkern 4 wirkt und durch eine Variierung der Ausgangskraft den Öldruck in der Vorläuferventilkammer ändert.
In der Hauptventilkammer ist ein Verschiebungserfassungsregelelement installiert, wobei das Verschiebungserfassungsregelelement mit der Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse 5 zusammengebaut ist und die Position der Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse 5 messt.
Das Druckrückkopplungsdurchgangsloch 23 ist mit einem ersten Dämpfungsglied versehen.
An der Vorläuferöleinlassöffnung 21 ist ein zweites Dämpfungsglied angeordnet.
Das Druckrückkopplungsdurchgangsloch 23 ist mit einem Innengewinde versehen, wobei am Vorläuferventilkörper 2 ein der Position des Verbindungslochs zugeordnetes Montagegewindeloch 24 vorgesehen ist.
Bevorzugt umfasst die Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse 5 eine kreisförmige Oberwand und eine umdrehende Umfangswand, wobei die umdrehende Umfangswand die Drosselöffnung 32 des Hauptventilkerns verstopft, wenn die kreisförmige Oberwand der Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse 5 den Hauptventilkern 3 stoßend berührt; und wobei die Strömungsfläche sich vergrößert, wenn der Abstand des Hauptventilkerns 3 zur Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse 5 zunimmt.
Das vordere Ende des Vorläuferventilkerns 4 ist kegelförmig ausgebildet und bildet mit der Öleinlassöffnung 271 der Vorläuferventilhülse ein Kegelflächenzusammenwirken aus, mit der Bewegung der Position des Vorläuferventilkerns 4 wird die Strömungsfläche der Ölflüssigkeit geändert.
Die Drosselöffnung 32 kann in Form einer rechtwinklig vorspringenden Schulter oder eines Nadelventils sein, oder exzentrisch sein oder in Form eines axialen Spalts, eines Umfangsspalts, eines Rechtecks, eines Trapezes oder eines Dreiecks sein oder U-förmig sein.
Das Vorläuferventil kann eine Schiebervorläuferstufe, eine Kegelventilvorläuferstufe oder eine Düsenklappenvorläuferstufe sein.
Das erste elastische Element 6 und das zweite elastische Element 7 sind jeweils eine elastische Feder.
Im Zusammenhang mit 5 bis 8 wird das Arbeitsprinzip vorliegende Erfindung im Folgenden näher erläutert.
Nachdem das Hydrauliköl entlang der Vorläuferöleinlassöffnung 21 in die Vorläuferventilkammer eintrat, wird die Schubkraft des Proportionalelektromagneten 9 überwunden, der Vorläuferventilkern 4 wird geöffnet, dann fließt das Hydrauliköl aus der Vorläuferölauslassöffnung und zurück in den Öltank. Im Vorläuferventilkörper 2 ist eine Vorläuferventilhülse 27 aufgesetzt, die Vorläuferventilhülse 27 umfasst einen durchgehenden zylindrischen Hohlraum, die Bodenseite des zylindrischen Hohlraums bildet eine Öleinlassöffnung 271 der Vorläuferventilhülse 27, an der rechten Seite des zylindrischen Hohlraums eine durchgehende Ölauslassöffnung 272 der Vorläuferventilhülse vorgesehen ist. Der kegelförmige Endabschnitt des Vorläuferventilkörpers 2 wirkt beweglich mit der Öleinlassöffnung 271 der Vorläuferventilhülse zusammen, durch einen Proportionalelektromagneten 9 wird die Position eingestellt. Wenn der Vorläuferventilkern 4 sich nach oben bewegt, strömt die Ölflüssigkeit und generiert am zweiten Dämpfer 26 einen Druckabfall, dadurch wird eine Öldruckreduzierung in der Vorläuferventilkammer bewirkt. Der Öldruck in der Vorläuferventilkammer wird durch einen Druckrückkopplungsdurchgang in den ersten Aufnahmehohlraum 11 im Hauptventilkammerkörper übertragen, am Druckrückkopplungsdurchgang ist ein erster Dämpfer 25 angeordnet, welcher als dynamischer Dämpfer verwendet wird und die Stabilität des Ventils bei momentaner Variierung der Position des Hauptventilkerns 3 und der Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse 5 verbessern kann, um den Anprall zu verringern.
Die Hauptöleinlassöffnung 13 des Hauptventilkörpers ist mit dem Ölkanal des Systems verbunden, wobei die Hauptölauslassöffnung 14 mit dem Ölrücklauftank oder mit einer bestimmten Druckeinheit verbunden ist. Der auf den Hauptventilkern 3 wirkende Druck ist einen Druck und eine Federkraft, die von Druckdifferenz zwischen der Hauptöleinlassöffnung 13 und der Hauptölauslassöffnung 14 generiert werden. Der auf die Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse 5 wirkende Druck ist einen Druck und eine Federkraft, die von Druckdifferenz zwischen dem ersten Aufnahmehohlraum 11 und der Hauptöleinlassöffnung 13 generiert werden. Die Kraftanalyse der Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse 5, es wird angenommen, dass die Aufwärts-Kraftwirkungsrichtung positiv ist, wirkt die folgende Rückkopplungskraft auf die Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse 5: F_{Rückkopplungsventilhülse} = p₁A₁ + p₂A₂ + F_s1 – p₃(A₁ + A₂) – F_s2
Dabei ist p1 der Öldruck der Hauptöleinlassöffnung, p2 ist der Öldruck der Hauptölauslassöffnung, p3 ist der Öldruck des ersten Aufnahmehohlraums 11; A1 ist die Fläche der zueinander gegenüberliegenden Abschnitte der Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse 5 und des Innenhohlraums des Hauptventilkerns 3, A2 ist die Fläche der zueinander gegenüberliegenden Abschnitte der Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse 5 und der Außenseite des Hauptventilkerns 3, A₁ + A₂ ist nämlich die Fläche der oberen Oberfläche der Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse 5; Fs1 ist die durch das erste elastische Element auf die Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse 5 ausgeübte Federkraft, Fs2 ist die durch das zweite elastische Element auf die Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse 5 wirkende Federkraft.
Wenn die Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse 5 sich an einer Gleichgewichtsposition befindet, wird es erfüllt: F_{Rückkopplungsventilhülse} = 0, da p₃ + p_c = p₁ (pc ist die Konstante des Differenzwerts zwischen p1 und p3 und wird durch den zweiten Dämpfer 26 entschieden), kann der Ausdruck der Kraftwirkung der Gleichgewichtsposition wie folgt vereinfacht werden:
Die rechte Seite der Gleichung ist eine Konstante.

1) Wenn die Druckdifferenz zwischen dem Druck p1 der Hauptöleinlassöffnung 13 und dem Druck der Hauptölauslassöffnung 14 p2 Folgendes erfüllt:
innerhalb eines bestimmten Bereichs des Schwellenwerts wirkt eine Kraft auf die Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse 5 nach unten, die Drosselöffnung 32 wird geschlossen erhalten, und dabei besteht ein Betrieb im Überströmmodus. Der Proportionalelektromagnet 9 kann den Öldruck p1 der Hauptöleinlassöffnung regeln, dann wird der Überströmdruck geändert.
2) Wenn die Druckdifferenz zwischen dem Druck der Hauptöleinlassöffnung 13 und dem Druck der Hauptölauslassöffnung 14 Folgendes erfüllt:
innerhalb eines bestimmten Bereichs des Schwellenwerts bewegt sich die Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse 5 nach oben, die öffnen Drosselöffnung 32 wird geöffnet, und dabei besteht ein Betrieb im Drosselmodus. Der Proportionalelektromagnet 9 kann den Öldruck p1 der Hauptöleinlassöffnung regeln, dann wird die Position der Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse 5 gesteuert, um den Öffnungsgrad der Drosselöffnung 32 zu regeln.

Im Folgenden wird der Betriebsprozess der vorliegenden Erfindung in den Drosselmodus und den Überströmmodus aufgeteilt und derart beschrieben. Überströmmodus:
Der Proportionalelektromagnet 9 generiert eine bestimmte Schubkraft und wirkt auf ein Ende des Vorläuferventilkerns 4; wenn die durch das Drucköl auf das andere Ende des Vorläuferventilkerns 4 ausgeübte hydraulische Kraft kleiner als die Schubkraft des Proportionalelektromagneten 9 ist, kann der Vorläuferventilkern 4 nicht geöffnet werden; keine Ölflüssigkeit fließt durch den ersten Dämpfer 25 und den zweiten Dämpfer 26; die Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse 5 und der Hauptventilkern 3 sind ineinander eingeschnappt, die Drosselöffnung 32 wird geschlossen; da die Druckdifferenz zwischen der Hauptöleinlassöffnung 13 und der Hauptölauslassöffnung 14 unausreichend ist, wird der Überlauf auch geschlossen (bei der Hauptölauslassöffnung 14 besteht kein Ölaustritt).
Wenn mit der Erhöhung des Öldrucks die Druckdifferenz zwischen der Hauptölauslassöffnung 14 und der Hauptöleinlassöffnung 13 einen bestimmten Schwellenwert erreicht, überwindet das Drucköl die Schubkraft des Proportionalelektromagneten 9, der Vorläuferventilkern 4 wird geöffnet, das Drucköl tritt durch den Aufnahmehohlraum zwischen dem Vorläuferventilkern 4 und der Vorläuferventilhülse 27 in die Vorläuferölrücklauföffnung 22 ein; die Vorläuferölflüssigkeit generiert durch den zweiten Dämpfer 26 einen Druckabfall und bewirkt eine Druckreduzierung des Vorläuferaufnahmehohlraums; die obere Kammer der Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse 5 ist durch einen ersten Dämpfer 25 mit dem Vorläuferaufnahmehohlraum verbunden, aufgrund dessen verringert sich der Druck der oberen Kammer der Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse 5 auch. In diesem Fall ist die Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse 5 unter Wirkung des Druckabfalls der oberen und unteren Kammer und der Federkraft mit dem Hauptventilkern 3 eingeschnappt, und die Drosselöffnung 32 ist immer noch geschlossen. Die Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse 5, das zweite elastische Element 7 und der Hauptventilkern 3 bewegen sich gemeinsam, der Überlauf wird geöffnet, um eine Überströmung zu realisieren (die Ölflüssigkeit fließt aus der Hauptölauslassöffnung 14). Durch eine Verstellung der elektromagnetischen Kraft des Proportionalelektromagneten 9 wird der Druck des Vorläuferaufnahmehohlraums geregelt, dadurch kann der Druck der Hauptöleinlassöffnung 13 geändert, um somit eine Verstellung des Druckverhältnisses im Kreis des hydraulischen Systems zu realisieren.
Drosselmodus:
Wenn die Druckdifferenz zwischen der Hauptölauslassöffnung 14 und der Hauptöleinlassöffnung 13 bei einem bestimmten Schwellenwert liegt, arbeitet die vorliegende Erfindung im Drosselmodus. Jetzt überwindet zuerst die Ölflüssigkeit die Schubkraft des Proportionalelektromagneten 9, so dass der Vorläuferventilkern 4 geöffnet wird. Die Vorläuferölflüssigkeit fließt durch den zweiten Dämpfer 26 und generiert einen Druckabfall, der Druck des Vorläuferaufnahmehohlraums verringert sich, dadurch wird der Druck der oberen Kammer der Rückkopplungsventilshülse 5 geändert; unter Wirkung der hydraulischen Kraft und der Federkraft befindet sich der Hauptventilkern 3 am unteren Ende, und der Überlauf wird geschlossen; unter gemeinsamer Wirkung der Druckdifferenz zwischen der Hauptöleinlassöffnung 13 und der Hauptölauslassöffnung 14 sowie des ersten elastischen Elements 6 und des zweiten elastischen Element 7 ist die Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse 5 von dem Hauptventilkern 3 abgelöst und bewegt sich nach oben, um die Drosselöffnung 32 zu öffnen, von der Hauptölauslassöffnung 14 tritt die Flüssigkeit durch die Drosselöffnung 32 in den Innenhohlraum des Hauptventilkerns 3 ein und fließt dann durch die Öldurchgangsöffnung 31 von der Hauptöleinlassöffnung 13 ins Innere des Hauptölkanals ein, um eine Drossel- und Geschwindigkeitsregelfunktion usw. zu erreichen. Durch eine Verstellung der elektromagnetischen Kraft des Proportionalelektromagneten 9 wird der Druck des Vorläuferaufnahmehohlraums geregelt, um den Öffnungsgrad der Drosselöffnung 32 zu steuern, um eine proportionale Drosselfunktion zu realisieren. Der Verschiebungssensor 8 erfasst die Verschiebung der Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse 5 und meldet an den Eingangsanschluss des Proportionalverstärkers zurück, um die Genauigkeit des Ventils im stabilen Zustand sicherzustellen, und dabei besteht ein Betrieb im Drosselmodus.
Die vorliegende Erfindung kann folgendermaßen zusammengefasst werden: Die vorliegende Erfindung offenbart ein Drosselventil mit proportionalem Überlauf, mit einer Struktur, dass die Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse und der Hauptventilkern einander zusammenwirken, wird eine Schaltung zwischen dem Überströmmodus und dem Drosselmodus realisiert. Wenn der Öldruck der Hauptöleinlassöffnung höher aus der der Hauptölauslassöffnung ist, arbeitet der Ventilkörper im Überströmmodus; wenn der Öldruck der Hauptöleinlassöffnung kleiner als der der Hauptölauslassöffnung ist, arbeitet der Ventilkörper im Drosselmodus. Durch eine Variierung der auf die Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse wirkenden Betriebsdruckdifferenz wird eine automatische Schaltung zwischen dem Überströmmodus und dem Drosselmodus realisiert. Die vorliegende Erfindung überwindet die Mängel aus dem Stand der Technik und stellt ein Drosselventil mit proportionalem Überlauf zur Verfügung, wobei durch ein Regel des Druckdifferenz der Ventilkörper zwischen der Überströmventilstruktur und der Drosselventilstruktur geschaltet wird, so dass die Verwendung des Ventilkörpers flexibler ist.
Die obigen Ausführungsformen dienen nur zur Erläuterung eines Drosselventils mit proportionalem Überlauf der vorliegenden Erfindung. Der Fachmann auf den betreffenden Branchen soll verstehen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben geschilderten Ausführungsformen beschränkt ist. In der vorstehenden Ausführungsform und Beschreibung wird nur das Prinzip der vorliegenden Erfindung erläutert. Die vorliegende Erfindung wird verschiedene Änderungen und Verbesserungen haben, ohne von Gedanken und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Alle solchen Änderungen und Verbesserungen fallen in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung.

Claims

Drosselventil mit proportionalem Überlauf, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Hauptventilkörper, einen Hauptventilkern, ein Vorläuferventil, einen Vorläuferventilkern, eine Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse, ein erstes elastisches Element und ein zweites elastisches Element umfasst, wobei der Ventilkörper eine Hauptventilkammer und eine Vorläuferventilkammer umfasst; und wobei im Hauptventilkörper eine Hauptventilkammer, eine Hauptöleinlassöffnung und eine Hauptölauslassöffnung vorgesehen sind, und wobei die Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse an der Hauptventilkammer aufgesetzt ist und die Hauptventilkammer in einen ersten Aufnahmehohlraum und einen zweiten Aufnahmehohlraum aufteilt, die nicht miteinander verbunden sind; und wobei der Vorläuferventilkörper eine Vorläuferventilkammer, eine Vorläuferöleinlassöffnung und eine Vorläuferölauslassöffnung umfasst; und wobei die Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse an der Hauptventilkammer beweglich aufgesetzt ist und die Hauptventilkammer in einen ersten Aufnahmehohlraum und einen zweiten Aufnahmehohlraum aufteilt, die nicht miteinander verbunden sind, und wobei der Hauptventilkern beweglich im zweiten Aufnahmehohlraum aufgesetzt ist; und wobei im Inneren des Hauptventilkerns ein Hohlraum vorgesehen ist, und wobei das Oberteil des Hauptventilkerns eine mit der Innen- und Außenseite des Hauptventilkerns verbundene Drosselöffnung umfasst, und wobei am Bodenabschnitt des Hauptventilkerns eine in der senkrechten Richtung hindurchgehende Öldurchgangsöffnung vorgesehen ist; und wobei die Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse durch das erste elastische Element die Innenwand des ersten Aufnahmehohlraums flexibel stoßend berührt, und wobei die Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse die Drosselöffnung flexibel verstopft; und wobei der Hauptventilkern durch das zweite elastische Element die Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse flexibel stoßend berührt, und wobei der Hauptventilkern die Hauptöleinlassöffnung flexibel verstopft; und wobei der Vorläuferventilkörper eine Vorläuferventilkammer, eine Vorläuferöleinlassöffnung und eine Vorläuferölauslassöffnung umfasst, und wobei zwischen der Vorläuferventilkammer und dem ersten Aufnahmehohlraum ein Druckrückkopplungsdurchgangsloch vorgesehen ist; und wobei der Vorläuferventilkern beweglich in die Vorläuferventilkammer eingeschachtelt ist.
Drosselventil mit proportionalem Überlauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Vorläuferventilkammer ein Proportionalelektromagnetelement installiert ist, wobei das Proportionalelektromagnetelement durch eine Schubstange auf den Vorläuferventilkern wirkt und durch eine Variierung der Ausgangskraft den Öldruck in der Vorläuferventilkammer ändert.
Drosselventil mit proportionalem Überlauf nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Hauptventilkammer ein Verschiebungserfassungsregelelement installiert ist, wobei das Verschiebungserfassungsregelelement mit der Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse zusammengebaut ist und die Position der Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse misst.
Drosselventil mit proportionalem Überlauf nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Druckrückkopplungsdurchgangsloch ein erstes Dämpfungsglied angeordnet ist.
Drosselventil mit proportionalem Überlauf nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, insbesondere nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckrückkopplungsdurchgangsloch mit einem Innengewinde versehen ist, wobei am Vorläuferventilkörper ein der Position des Verbindungslochs zugeordnetes Montagegewindeloch vorgesehen ist.
Drosselventil mit proportionalem Überlauf nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an der Vorläuferöleinlassöffnung ein zweites Dämpfungsglied angeordnet ist.
Drosselventil mit proportionalem Überlauf nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse eine kreisförmige Oberwand und eine umdrehende Umfangswand umfasst, wobei die umdrehende Umfangswand die Drosselöffnung des Hauptventilkerns verstopft, wenn die kreisförmige Oberwand der Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse den Hauptventilkern stoßend berührt; und wobei die Strömungsfläche sich vergrößert, wenn der Abstand des Hauptventilkerns zur Druckdifferenz-Rückkopplungsventilhülse zunimmt.
Drosselventil mit proportionalem Überlauf nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das vordere Ende des Vorläuferventilkerns kegelförmig ausgebildet ist, wobei die Vorläuferventilkammer eine kreisförmige Drosselöffnung umfasst, und wobei die Strömungsfläche der kreisförmigen Drosselöffnung geändert wird, wenn das kegelförmige vordere Ende des Vorläuferventilkerns beweglich an der kreisförmigen Drosselöffnung zusammenwirkt und sich mit der Position des Vorläuferventilkerns bewegt.
Drosselventil mit proportionalem Überlauf nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste elastische Element und das zweite elastische Element jeweils eine flexible Feder sind.