DE1675438B1 - Pilot operated valve with short switching time - Google Patents

Pilot operated valve with short switching time

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DE1675438B1
DE1675438B1 DE19681675438 DE1675438A DE1675438B1 DE 1675438 B1 DE1675438 B1 DE 1675438B1 DE 19681675438 DE19681675438 DE 19681675438 DE 1675438 A DE1675438 A DE 1675438A DE 1675438 B1 DE1675438 B1 DE 1675438B1
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Hiroshi Yoshioka
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KYOEI KAIHATSU CO Ltd
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    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/12Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F15B13/042Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by fluid pressure
    • F15B13/043Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by fluid pressure with electrically-controlled pilot valves
    • F15B13/0431Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by fluid pressure with electrically-controlled pilot valves the electrical control resulting in an on-off function

Description

1 21 2

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein F i g. 3 zeigt einen Teilschnitt durch die Drossel-The present invention relates to a fig. 3 shows a partial section through the throttle

Ventil, insbesondere Steuerventil, mit Antrieb durch einrichtung, aus der der Verlauf der Strömungsein Druckmittel, das unter Steuerung durch minde- kanäle zu ersehen ist.Valve, in particular control valve, driven by a device from which the course of the flow in Pressure medium, which can be seen under control through minor channels.

stens ein vorzugsweise elektromagnetisch betätigtes Das Hauptventil C besitzt ein langgestrecktesat least one, preferably electromagnetically actuated. The main valve C has an elongated one

Hilfsventil in mindestens einer Druckkammer an 5 Gehäuse 2, dessen einander gegenüberliegende Stirneiner Stirnseite eines Hauptventils auf dieses ein- selten mit jeweils einem Hilfsventil A bzw. B verwirkt, wobei die Zuführung des Antriebsdruckmittels sehen sind. Innerhalb dieses Gehäuses 2 ist ein ungedrosselt und die Abführung desselben gedrosselt Hauptventil in Form eines Kolbenschiebers 1 vererfolgt, schiebbar gelagert. Beide Enden des Hauptventils 1Auxiliary valve in at least one pressure chamber on 5 housing 2, the opposite end of a front side of a main valve forfeiting this with an auxiliary valve A or B , the supply of the drive pressure medium being seen. Inside this housing 2 is an unthrottled and the discharge of the same throttled main valve in the form of a piston slide 1 is slidably mounted. Both ends of the main valve 1

Ventile dieser Art sind in den verschiedensten io sind mit einem Endbund la bzw. Ib versehen, an automatischen Regelsystemen und anderen hydrau- dessen Stirnseite sich eine Druckkammer C1 bzw. C2 lischen Anordnungen seit langer Zeit gebräuchlich. Is befindet.Valves of this type are provided in a wide variety of io with an end collar la or Ib , on automatic control systems and other hydraulic end faces a pressure chamber C 1 or C 2 lischen arrangements have been used for a long time. I s located.

Die gedrosselte Abführung des Antriebsdruckmittels 4V Fig. 1 zeigt lediglich den rechten Endbund Ib des ist zur Ausschaltung von hydraulischen Stößen und gs| Kolbenschiebers 1 sowie die rechte Druckkammer C2. Schlägen von großer Bedeutung, da eine schnelle 15 Die Mantelfläche des Endbundes Ib ist etwa in ihrer und harte Arbeitsbewegung des Hauptventils zu Mitte durch eine Ringnut 4 unterbrochen, die über einem plötzlichen Anlaufen bzw. Stillsetzen verschie- einen den Kolbenschieber 1 durchdringenden Kanal 6 dener hierdurch betätigter Zusatzaggregate führt und mit der Druckkammer C2 in Verbindung steht. Im damit unerwünschte, unter bestimmten Umständen Bereich dieser Ringnut 4 ist das Gehäuse 2 des sogar gefährliche mechanische Stöße und hydrau- 20 Hauptventils C mit einer Ausdrehung 8 versehen, in lische Schläge hervorruft. die ein Ablaufkanal 9 mündet. Der Ablaufkanal 9The throttled discharge of the drive pressure medium 4V Fig. 1 shows only the right end collar Ib of the is to eliminate hydraulic shocks and gs | Piston slide 1 and the right pressure chamber C 2 . Strikes are of great importance, because a rapid 15 The outer surface of the end collar Ib is interrupted in its and hard working movement of the main valve in the middle by an annular groove 4, which by suddenly starting or stopping various channel 6 penetrating the piston valve 1 through it actuated auxiliary units leads and is in communication with the pressure chamber C 2. In the area of this annular groove 4, which is undesirable under certain circumstances, the housing 2 of the even dangerous mechanical impacts and hydraulic main valve C is provided with a recess 8 which causes blows. a drainage channel 9 opens. The drainage channel 9

Zur Ausschaltung dieser Stöße und Schläge wird steht mit einem Hilf sventil B derart in Verbindung, die Abführung des Antriebsdruckmittels mittels einer daß ein ungedrosseltes Ablaufen des Antriebsdruck-Einrichtung gedrosselt, die aus einem Drosselventil mittels in einen Tank T erfolgen kann, wenn der und einem dazu parallel geschalteten Rückschlag- 25 Kolbenschieber 1 in der in F i g. 1 gezeigten neutralen ventil besteht. Diese Kombination eines Drossel- Stellung steht.To eliminate these shocks and blows is with an auxiliary sventil B in connection, the discharge of the drive pressure medium by means of a throttled that an unthrottled draining of the drive pressure device, which can take place from a throttle valve by means of a tank T, if the and one to do so parallel-connected non-return valve 25 piston slide 1 in the in F i g. 1 consists of the neutral valve shown. This combination of a throttle position is available.

ventils mit einem Rückschlagventil ergibt für die Wird nun die der Druckkammer C2 entgegenDruckkammer in Fülleinrichtung einen relativ großen gesetzte Druckkammer C1 über das dazugehörige Durchsatz an Antriebsdruckmittel, während in der Hilfsventil A (s. Fi g. 2) mit Antriebsdruckmittel umgekehrten Richtung, also beim Entleeren der 30 versorgt, so bewegt sich das Hauptventil nach rechts. Druckkammer, ein vergleichsweise geringerer durch Vorerst erfährt es dabei keinen wesentlichen Widerdie Drosseleinrichtung regelbarer Durchsatz erfolgt. stand, da das in der Druckkammer C2 befindlichevalve with a check valve results for the If now the pressure chamber C 2 against the pressure chamber in filling a relatively large set pressure chamber C 1 via the associated throughput of drive-pressure means, while in the auxiliary valve A (s. Fi g. 2) inverted with drive pressure fluid direction, ie when the 30 is emptied, the main valve moves to the right. Pressure chamber, a comparatively lower throughput, for the time being there is no significant impediment to the throughput that can be regulated by the throttle device. stood because the one located in the pressure chamber C 2

Eine derartige Regelung des Druckmittels hat Antriebsdruckmittel einerseits über ein Drosseljedoch den Nachteil, daß die Arbeitsbewegung des ventil D2 abströmt und andererseits durch den Hauptventils gleichförmig über den gesamten Hub 35 Kanal 6 über die Ringnut 4 in den Ablaufkanal 9 verzögert wird. Da jedoch das Hauptventil beim und somit in den Tank T gelangt. Dieses ungehinderte Umschaltvorgang von einer Ventilöffnung auf eine Abfließen des Antriebsdruckmittels über die beiden andere zwangläufig auch einen toten Bereich durch- soeben beschriebenen Wege erfolgt so lange, bis laufen muß, wird auch dieser tote Bereich nur eine Ringkante R des Endbundes Ib eine Ringlangsam durchlaufen. Die Folge ist, daß zwar bei 40 kante S der Ausdrehung 8 überschneidet. In diesem Ventilen der bekannten Art keine unerwünschten Moment wird der ungedrosselte Abfluß des Antriebs-Stöße und Schläge auftreten, dieser Vorteil jedoch druckmittels über den Ablaufkanal 9 in den Tank T mit einer verhältnismäßig langen Schaltzeit erkauft gesperrt. Das Hauptventil erfährt also in diesem wird. Moment einen erheblichen Bewegungswiderstand, daSuch a control of the pressure medium has the disadvantage of drive pressure medium on the one hand via a throttle that the working movement of the valve D 2 flows off and on the other hand is delayed uniformly over the entire stroke 35 channel 6 via the annular groove 4 into the drain channel 9 by the main valve. However, since the main valve arrives at and thus into the tank T. This unimpeded switching process from a valve opening to an outflow of the drive pressure medium via the other two inevitably also a dead area through the paths just described takes place until it has to run, this dead area will also run through only one ring edge R of the end collar Ib in a ring slowly. The result is that although at 40 edge S of the recess 8 overlaps. In this valve of the known type no undesirable moment, the unthrottled outflow of the drive shocks and blows occur, but this advantage is blocked by pressure means via the drainage channel 9 into the tank T with a relatively long switching time at the expense. So the main valve experiences in this will. Moment there is considerable resistance to movement

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Ventil 45 das Antriebsdruckmittel nur noch über das Drosselzu schaffen, daß in der Lage ist, sehr schnell auf ventil D2 in den Tank T abfließen kann. Zwangläufig Druckänderungen des Druckmittels anzusprechen bewegt sich deshalb der Kolbenschieber 1 des Haupt- und dabei doch frei von mechanischen Stößen und ventils C ab diesem Zeitpunkt nur mehr langsam hydraulischen Schlägen ist. nach rechts.The aim of the present invention is to create a valve 45, the drive pressure medium only via the throttle, that is able to flow very quickly to valve D 2 in the tank T. Inevitably to address pressure changes of the pressure medium, therefore, the piston slide 1 of the main valve moves and at the same time free of mechanical impacts and valve C from this point in time is only slowly hydraulic impacts. To the right.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß 5° Wird nun, wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, ein mindestens ein Endbund des Hauptventils mit einer Abstand MiV gleich dem Abstand RS gewählt, so Ringnut versehen ist, die über mindestens einen wird die Bewegung des Kolbenschiebers 1 genau zu inneren Kanal mit der zugehörigen Druckkammer dem Zeitpunkt verzögert, zu dem er eine Verbindung in Verbindung steht, und daß im Bereich der Ringnut zwischen einer Hauptdruckleitung P und einer Ver-Ablaufkanäle im Gehäuse derart angeordnet sind, 55 braucheranschlußöffnung F herstellt,
daß die ungedrosselte Verbindung der Druck- Die Hauptdruckleitung P wird über eine in den
This is inventively achieved in that 5 ° If now, as is seen from Fig. 2, a so annular groove is provided at least selected an end collar of the main valve with a distance MIV equal to the distance RS, which is one of at least the movement of the Piston slide 1 is delayed exactly to the inner channel with the associated pressure chamber at the point in time at which it is connected, and that in the area of the annular groove between a main pressure line P and a Ver drainage channels are arranged in the housing in such a way that 55 consumer connection opening F produces,
that the unthrottled connection of the pressure The main pressure line P is via a into the

kammern mit dem jeweiligen Ablaufkanal dann Zeichnungen nicht dargestellte Pumpe mit Arbeitshergestellt ist, wenn die entsprechende Verbraucher- druckmittel versorgt, das je nach Stellung eines in anschlußöffnung des Hauptventils geschlossen ist. der Mitte des Kolbenschiebers 1 angeordneten Bun-chambers with the respective drainage channel then drawings not shown pump with working produced is when the corresponding consumer pressure medium is supplied, depending on the position of an in connection opening of the main valve is closed. the center of the piston valve 1 arranged federal

Im folgenden ist zur weiteren Erläuterung und 60 des Ic in die entsprechende Verbraucheranschlußzum besseren Verständnis ein Ausführungsbeispiel Öffnung F, G fließen kann. Die Verbraucheranschlußder Erfindung in den Zeichnungen näher beschrieben Öffnungen F, G stehen dann mit den durch das und erläutert. Hauptventil C txl steuernden Aggregaten in Ver-In the following, for further explanation and 60 of the Ic, an exemplary embodiment opening F, G can flow into the corresponding consumer connection for better understanding. The consumer connection of the invention in the drawings described in more detail openings F, G are then explained by the and. Main valve C txl controlling units in

Fig. 1 zeigt einen schematischen Teilschnitt des bindung,
erfindungsgemäßen Hauptventils; 65 Für das erfindungsgemäße Ventil ergibt sich also
Fig. 1 shows a schematic partial section of the binding,
main valve according to the invention; 65 For the valve according to the invention, the result is

Fig. 2 zeigt eine Gesamtansicht einer Ausfüh- folgende Arbeitsweise:Fig. 2 shows an overall view of an embodiment, the following mode of operation:

rungsform des erfindungsgemäßen Ventils teilweise Durch Federn C3 wird, wie in F i g. 2 gezeigt, derApproximate shape of the valve according to the invention is partially By springs C 3 , as in FIG. 2 shown the

im Schnitt und Kolbenschieber 1 innerhalb des Gehäuses 2 in einerin section and piston valve 1 within the housing 2 in one

neutralen Stellung gehalten. In dieser neutralen Stellung ist die Hauptdruckleitung P gegenüber den Verbraucheranschlußöffnungen F, G durch den Bundle abgeschlossen.held neutral position. In this neutral position, the main pressure line P is closed off from the consumer connection openings F, G by the bundle.

Wird nun eines der beiden Hilfsventile A bzw. B betätigt, d. h. einer der von einer Feder a.2 bzw. bz in Ruhestellung gehaltenen Elektromagneten αγ bzw. bt erregt, so tritt das Hilfsdrucksystem in Tätigkeit, und die Druckkammer C1 bzw. C2 füllt sich mit Antriebsdruckmittel. Der Kolbenschieber 1 beginnt sich also nach rechts oder nach links zu bewegen. Den sogenannten »toten Weg«, d. h. die Strecke, die beispielsweise bei einer Bewegung nach rechts die Ringkante M des Bundes Ic zurücklegen muß, bis sie die Kante N der Hauptdruckleitung P überschneidet — also die Hauptdruckleitung P mit der Verbraucheranschlußöflnung F verbindet —, durchläuft der Kolbenschieber 1 bis zum Überschneiden der beiden Kanten M und N sehr schnell, da sich die Druckkammer C2 des nicht betätigten Hilfsventils B einmal über das Drosselventil und zum anderen über den Ablaufkanal 9 entleeren kann. Die im Moment des Überschneidens der Kanten MiV durchgeführte Sperrung des Ablaufkanals 9 zwingt dann das Antriebsdruckmittel dazu, lediglich über das regelbare Drosselventil abzufließen. Die damit verbundene plötzlich stark verringerte Schaltbewegung des Kolbenschiebers 1 vermeidet unerwünschte hydraulische Schläge, wie sie bei schneller Bewegung auftreten würden. Gleichzeitig reagiert jedoch das Hauptventil C sehr schnell auf Druckänderungen, da das schnelle Durchlaufen des »toten Weges« die Schaltzeit erheblich verringert.If one of the two auxiliary valves A or B is actuated, ie one of the a spring a. 2 or b z held in the rest position electromagnet α γ or b t excited, the auxiliary pressure system comes into action and the pressure chamber C 1 or C 2 is filled with drive pressure medium. The piston slide 1 thus begins to move to the right or to the left. The so-called "dead path", i.e. the distance that the ring edge M of the collar Ic has to cover when moving to the right until it intersects the edge N of the main pressure line P - that is, the main pressure line P connects to the consumer connection opening F - runs through Piston slide 1 up to the intersection of the two edges M and N very quickly, since the pressure chamber C 2 of the non-actuated auxiliary valve B can be emptied via the throttle valve and via the drainage channel 9. The blocking of the discharge channel 9 carried out at the moment when the edges MiV intersect then forces the drive pressure medium to flow out only via the controllable throttle valve. The suddenly greatly reduced switching movement of the piston slide 1 associated therewith avoids undesirable hydraulic shocks, such as would occur with rapid movement. At the same time, however, the main valve C reacts very quickly to changes in pressure, since the rapid passage through the "dead path" significantly reduces the switching time.

In F i g. 3 ist im Detail eine Ausführungsform des mit einem Rückschlagventil E2 kombinierten Drosselventils D2 gezeigt. In einem Ablaufkanal 10, der über einen Ablaufkanal 11 direkt mit dem Tank T in Verbindung steht, mündet der Ablaufkanal 9, der von dem Kolbenschieber 1 abgesperrt wird, sobald dieser den »toten Weg« durchlaufen hat. Das aus der Druckkammer C2 kommende Antriebsdruckmittel kann dann nur mehr über das Drosselventil D2 in den Ablauf kanal 10 gelangen. Die Durchflußmenge dieses Drosselventils D2 kann durch Vor- oder Zurückschrauben einer in den Ablaufkanal 10 hineinragenden Dosierschraube eingestellt werden.In Fig. 3 shows in detail an embodiment of the throttle valve D 2 combined with a check valve E 2 . In a drainage channel 10, which is directly connected to the tank T via a drainage channel 11, the drainage channel 9 opens, which is shut off by the piston valve 1 as soon as it has passed the "dead path". The drive pressure medium coming from the pressure chamber C 2 can then only reach the drain channel 10 via the throttle valve D 2. The flow rate of this throttle valve D 2 can be adjusted by screwing a metering screw projecting into the drainage channel 10 forwards or backwards.

Beim umgekehrten Ablauf, also beim Füllen der Druckkammer C2 mit Antriebsdnickmittel, tritt dann das Rückschlagventil £., in Tätigkeit. Das Antriebsdruckmittel fließt in diesem Fall nicht nur in umgekehrter Richtung über das Drosselventil D2 in die Druckkammer C2, sondern auch ungehindert über das Rückschlagventil E2. In the reverse process, i.e. when the pressure chamber C 2 is filled with drive thickener, the check valve £., Then comes into action. In this case, the drive pressure medium not only flows in the opposite direction via the throttle valve D 2 into the pressure chamber C 2 , but also unhindered via the check valve E 2 .

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Ventil, insbesondere Steuerventil, mit Antrieb durch ein Druckmittel, das unter Steuerung durch mindestens ein vorzugsweise elektromagnetisch betätigtes Hilfsventil in mindestens einer Druckkammer an einer Stirnseite eines Hauptventils auf dieses einwirkt, wobei die Zuführung des Antriebsdruckmittels ungedrosselt und die Abführung desselben gedrosselt erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Endbund (la, Ib) des Hauptventils mit einer Ringnut (3,4) versehen ist, die über mindestens einen inneren Kanal (6) mit der zugehörigen Druckkammer (C1, C2) in Verbindung steht, und daß im Bereich der Ringnut (3, 4) Ablaufkanäle (9) im Gehäuse (2) derart angeordnet sind, daß die ungedrosselte Verbindung der Druckkammern (C1, C2) mit dem jeweiligen Ablaufkanal (9) dann hergestellt ist, wenn die entsprechende Verbraucheranschlußöflnung (F, G) des Hauptventils geschlossen ist.Valve, in particular control valve, with drive by a pressure medium which acts on the main valve under control by at least one preferably electromagnetically actuated auxiliary valve in at least one pressure chamber on one end face of the main valve, the supply of the drive pressure medium being unthrottled and the discharge of the same being throttled, characterized in that, that at least one end collar (la, Ib) of the main valve is provided with an annular groove (3, 4) which communicates with the associated pressure chamber (C 1 , C 2 ) via at least one inner channel (6), and that in the area the annular groove (3, 4) drain channels (9) are arranged in the housing (2) in such a way that the unthrottled connection of the pressure chambers (C 1 , C 2 ) with the respective drain channel (9) is established when the corresponding consumer connection opening (F , G) of the main valve is closed. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen COPY 1 sheet of COPY drawings
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