DE10343608A1

DE10343608A1 - Magnetbetätigtes Ventil

Info

Publication number: DE10343608A1
Application number: DE2003143608
Authority: DE
Inventors: Klaus Jordan
Original assignee: BUCHHOLZ HYDRAULIK; BUCHHOLZ HYDRAULIK GmbH
Current assignee: BUCHHOLZ HYDRAULIK; BUCHHOLZ HYDRAULIK GmbH
Priority date: 2003-09-20
Filing date: 2003-09-20
Publication date: 2005-04-14
Anticipated expiration: 2023-09-21
Also published as: DE10343608B4

Abstract

Bei einem magnetbetätigten Ventil als Proportionaldrosselventil mit einem Hauptkolben und einem Pilotkolben ist vorgesehen, daß der über den Magnetstrom verstellbare Pilotkolben nur gegen die Kraft einer eingesetzten Feder arbeitet und Schwingungen und Pulsationseinflüsse gedämpft werden. DOLLAR A Hierzu ist vorgesehen, daß der Pilotkolben des Vorsteuerventils in einer Steuerbohrung des Hauptkolbens geführt und über einen Kegel die Steuerbohrung sitzdichtend abschließbar ist, wobei durch den Pilotkolben eine Bohrung geführt ist, die im unteren Teil der Steuerbohrung eine Dämpfungskammer bildet, der über eine Einschnürung, wie eine Düse, mit der Bohrung verbunden ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein magnetbetätigtes Ventil als Proportionaldrosselventil, mit einem Ventilsitz zugeordneten Kegel eines Hauptkolbens als Schließelement, das in Öffnungsrichtung vom Ablaßdruck und in Schließrichtung von einem veränderbaren Unterschied zwischen dem Ablaßdruck und einem vom Lastdruck abgeleiteten Steuerdruck beaufschlagbar ist und in einer Steuerkammer über einen Magnetstrom proportional zum Magnetstrom verstellbaren Pilotkolben ein Vorsteuerventil für den Hauptkolben zum Steuern der Größe des Steuerdrucks mit einem der Steuerkammer vorgeschalteten Drossel und einem Schließglied des Vorsteuerventils und der Pilotkolben über eine in Schließrichtung wirkende Feder entgegen der Stellkraft vom Magneten beaufschlagbar ist.

Es ist bereits aus der EP 0 837 275 B1 eine Anordnung mit einem Hauptventil nach Vorsteuerventil bekannt, wobei über eine dem Vorsteuerventil zugeordnet Feder mit einer entsprechenden Kennlinie eine hubabhängige Mengeneinstellung erfolgt.

Es hat sich aber gezeigt, daß bei schwingungsanfälligen Anwendungen, wie beispielsweise in Flurförderfahrzeugen mit Plungerzylindern, diese Schwingungen nicht unterdrückbar sind.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfaches Ventil zu schaffen, das Ölströme sitzdichtend absperrt und Ölströme feinfühlig drosselt, wobei kleine Volumenströme und ein Maximaldurchfluß mit geringem Durchflußwiderstand einstellbar sind sowie eine Unterdrückung von Schwingungen gewährleistet wird.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß der Pilotkolben des Vorsteuerventils in einer Steuerbohrung des Hauptkolbens geführt und über einen Kegel die Steuerbohrung sitzdichtend abschließbar und im unteren Teil der Steuerbohrung eine Dämpfungskammer gebildet ist, die über eine Bohrung im Pilotkolben verbunden ist.

Durch den hierdurch angeordneten, druckausgeglichenen Pilotkolben muß der über den Magnetstrom verstellbare Pilotkolben nur gegen die Kraft der eingesetzten Feder arbeiten, und es entstehen keine zusätzlichen Kräfte aus dem statischen Druck. Zusätzlich werden durch diese Anordnung Schwingungen und Pulsationseinflüsse gedämpft.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:
1 eine Schnittdarstellung eines Ventils in der gesperrten Ruheposition,
2 eine Schnittdarstellung gemäß 1 in der geöffneten Durchflußposition und
3 einen vergrößerten Ausschnitt der Dämpfungskammer mit dem Pilotkolben.
Das dargestellte Ventil ist in einer Einbaulage dargestellt, wobei eine Zuführung A und eine Abführung B vorhanden ist.
Hierbei ist in einem Ventilkörper ein Magnetpolrohr 2 ausgebildet, in dem ein Magnetanker 1 längsbeweglich gelagert ist. Um das Magnetpolrohr 2 ist eine Magnetspule 3 angeordnet. Die Wirkrichtung des Magneten ist dabei ziehend zugeordnet und der Magnetanker über eine T-Nut mit einem Pilotkolben 4 formschlüssig gekoppelt.
Der Pilotkolben 4 ist in eine Steuerbohrung 15 eines Hauptkolbens 5 des Ventils geführt und schließt mit einem Kegel 4.1 sitzdichtend eine Steuerbohrung 15 ab. Durch den Pilotkolben 4 führt eine Bohrung 8 als Verbindung zu einer Dämpfungskammer 9 über eine Düse 10 im unteren Teil der Steuerbohrung 15, die durch den Pilotkolben 4 begrenzt wird. Diese Düse 10 dämpft dabei Druckpulsationen aus dem System ab, so daß kein Einfluß auf die Pilotkolbenposition genommen wird.
Der Hauptkolben 5 ist in einer Buchse 6 geführt und sperrt mit seinem Kegel 5.1 die Buchse 6 zum Ablauf B ab. Die Verlängerung des Kegels 5.2 ist zylindrisch ausgeführt und ist mit Laufspiel in die Buchse 6 eingepaßt. In diesem zylindrischen Ansatz sind Regelnuten 5.3 eingebracht, die hubabhängig Strömungsquerschnitte freigeben.
Zwischen Pilotkolben 4 und Magnetpolrohr 2 ist eine Regelfeder 7 angeordnet. Die Magnetkraft, die proportional zum Magnetstrom ist, erzeugt über die Regelfeder 7 eine magnetstromproportionale Verschiebung des Pilotkolbens 4. Im oberen Ende des Magnetpolrohres 2 ist eine Einstellschraube 11 mit Kontermutter eingebracht, über die eine Einstellung des Maximalhubes ermöglicht wird.
In seiner Ruheposition gemäß 1 hält die Regelfeder 7 den Pilotkolben 4 mit seinem Kegel 4.1 auf dem Sitz des Hauptkolbens 5, der dadurch ebenfalls auf den Sitz der Buchse 6 gedrückt wird. Der Druck im Anschluß A wird über die Düse 12 und die Verbindung 16 im Hauptkolben 5 in einem Steuerraum 13 geleitet und unterstützt dadurch die Regelfeder 7 in Schließrichtung des Ventils.
Durch Bestromen der Magnetspule 3 wird der Magnetanker 1 proportional dem Magnetstrom gegen die Regelfeder 7 verschoben. Dadurch wird der Kegel 5.1 des Pilotkolbens 4 von seinem Sitz abgehoben. Es entsteht eine Verbindung aus dem Steuerraum 13 über einen Kanal 14 des Hauptkolbens 5 in den Ablaufkanal B. Das aus dem Steuerraum 13 abfließende Öl wird über die Düse 12 und die Verbindung 16 nachgespeist. Ist der Querschnitt am Pilotkegel 4.1 so groß, daß über die Düse 12 nicht mehr ausreichend Öl nachströmen kann, reduziert sich der Druck im Steuerraum 13 soweit, bis die Druckkräfte auf die Fläche des Hauptkolbens 5 im Gleichgewicht mit den Druckkräften auf die Ringfläche des Hauptkolbens 5 im Anschluß A stehen. Durch eine weitere Vergrößerung des Querschnitts am Pilotkolben 4.1 reduziert sich der Druck im Steuerraum 13 weiter, es entsteht dadurch ein Kraftüberschuß an der Ringfläche des Hauptkolbens 5. Der Hauptkolben 5 bewegt sich dann in Richtung Magnetanker 1 und durch Reduzieren des Magnetstromes verschiebt sich der Pilotkegel 4.1 durch die Regelfeder 7 in Richtung Schließen und der Querschnitt am Kegel 4.1 des Pilotkolbens 4 verringert sich. Es entsteht ein Druckanstieg im Steuerraum 13 und der Hauptkegel bewegt sicht ebenfalls in Richtung Schließen. Auf diese Weise folgt der Hauptkolben 5 dem Pilotkolben 4 sehr exakt und mit geringen Regelabweichungen.
Durch schnelle Druckwechsel im System oder durch schnelle Änderungen von Sollwerten auf den Magnetanker 1 wird das System gegebenenfalls zum Schwingen angeregt. Die schwankenden Druckkräfte können Relativbewegungen zwischen Pilotkolben 4 und Hauptkolben 5 erzeugen. Die Dämpfungseinrichtung durch die Dämpfungskammer 9 mit der Bohrung 8 und der Düse 12 läßt die Druckpulsationen nur zeitlich verzögert auf die Stirnseite des Pilotkolbens 4 wirken, so daß eine Phasenverschiebung zwischen der Druckpulsation und der Kolbenbewegung entsteht, die dämpfend wirkt. Durch variable Bemessung des Querschnitts 10 der Düse wird die Intensität der Dämpfung des Pilotkolbens 4 variiert.

Claims

Magnetbetätigtes Ventil als Proportionaldrosselventil, mit einem Ventilsitz zugeordneten Kegel eines Hauptkolbens als Schließelement, das in Öffnungsrichtung vom Ablaßdruck und in Schließrichtung von einem veränderbaren Unterschied zwischen dem Ablaßdruck und einem vom Lastdruck abgeleiteten Steuerdruck beaufschlagbar ist und in einer Steuerkammer über einen Magnetstrom proportional zum Magnetstrom verstellbaren Pilotkolben ein Vorsteuerventil für den Hauptkolben zum Steuern der Größe des Steuerdrucks mit einem der Steuerkammer vorgeschalteten Drossel und einem Schließglied des Vorsteuerventils und der Pilotkolben über eine in Schließrichtung wirkende Feder entgegen der Stellkraft vom Magneten beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Pilotkolben (4) des Vorsteuerventils in einer Steuerbohrung (15) des Hauptkolbens (5) geführt und über einen Kegel (4.1) die Steuerbohrung 15) sitzdichtend abschließbar und im unteren Teil der Steuerbohrung (15) eine Dämpfungskammer (9) gebildet ist, die über eine Bohrung (8) im Pilotkolben verbunden ist.
Magnetbetätigtes ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptkolben (5) einen Kanal (14) zur steuerbaren Verbindung durch den Pilotkolben (4) des Vorsteuerventils zwischen Ablaufkanal (B) und Steuerkanal (13) sowie einen steuerbaren Verbindungskanal (16) und Drossel (12) für den Steuerdruck aufweist.
Magnetbetätigtes Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubverstellung des Magnetankers (1) und Einstellung des Pilotkolbens (4) durch eine von außen zugängliche Justierschraube (11) einstellbar ist.
Magnetbetätigtes Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (8) als Verbindung zur Dämpfungskammer (9) eine Einschnürung (10), wie eine Düse, aufweist.
Magnetbetätigtes Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnürung (10) als Verbindung zur Dämpfungskammer (9) zur Einstellung der Dämpfung des Pilotkolbens (4) veränderbar ist.