DE19504886A1 - Einstellbares Druckventil - Google Patents
Einstellbares DruckventilInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein einstellbares Druckventil gemäß
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein einstellbares
Druckreduzierventil bei dem das einstellbare Druckventil
gemäß Anspruch 1 verwendet ist.
Derartige einstellbare Druckventile finden beispielsweise
im Werkzeugmaschinenbau bei Vorrichtungen zur Einstellung
und Überwachung des Spanndruckes eines Spannfutters Verwen
dung.
In der DE 42 32 234 C1 ist eine Spannvorrichtung gezeigt,
bei der die Spannkraft über ein als Druckreduzierventil
ausgeführtes Druckventil einstellbar ist. Der Systemdruck
wird dabei über einen federvorgespannten Ventilkörper be
stimmt, wobei die Federvorspannung über eine Stelleinrich
tung veränderbar ist. Diese ist bei dem genannten Stand der
Technik als Spindeltrieb mit einem elektrischen Schrittmo
tor ausgeführt.
In der DE 40 11 593 A1 ist ein einstellbares Druckventil
gezeigt, mit dem der Systemdruck auf einen vorbestimmbaren
Wert begrenzbar ist. Der Ventilkörper dieses bekannten
Druckbegrenzungsventils ist ebenfalls über eine Ventilfeder
in Richtung auf den Ventilsitz vorgespannt, wobei sich die
Ventilfeder einerseits an einem im Bereich des Ventilkör
pers angeordneten Federteller abstützt und andererseits an
einem weiteren Federteller, dessen Relativposition zum Ven
tilkörper und damit die Federvorspannung über eine Stell
einrichtung veränderbar ist. Diese hat vorzugsweise einen
über einen Schrittmotor angetriebenen Spindeltrieb, der mit
einer Federteller in Eingriff steht, die ihrerseits den
weiteren Federteller trägt.
Die Ansteuerung der Stelleinrichtung kann bei beiden vorbe
schriebenen Ventilen elektrisch durch Vorgabe von Weg-, Ge
schwindigkeits- und Richtungssignalen erfolgen, wobei in
vorteilhafter Weise von dem breiten Schrittfrequenzband
derartiger Motoren (beispielsweise zwischen 10 Hz und
40 KHz) Gebrauch gemacht wird. Die Schrittmotoren können
dann im offenen Steuerkreis betrieben werden, so daß der
regelungstechnische Aufwand gegenüber geschlossenen Regel
kreisen wesentlich vereinfacht ist. Beim offenen Steuer
kreis kann auf das Vorsehen von Drucksensoren für den Sy
stemdruck oder Positionsaufnehmern für die Stellung des Fe
dertellers verzichtet werden, da die Ansteuerung des
Schrittmotors in Abhängigkeit von einer Sollwert/Druck-
Kennlinie erfolgt, die in einer Signalverarbeitungseinrich
tung abgespeichert ist.
Beim Einsatz derartiger Druckventile hat es sich gezeigt,
daß es beispielsweise bei zu hohen Klemmkräften zwischen
der als Federteller ausgebildeten Mutter und der mit dieser
im Eingriff stehenden Spindel zu Schrittverlusten kommen
kann, bei denen die an die Stelleinrichtung abgegebenen
Steuerimpulse nicht in vollem Umfang in einen Axialvorschub
umgesetzt werden. Durch diese Schrittverluste, die sich
beispielsweise erst nach längerem Einsatz des Ventils ein
stellen, kommt es zu Abweichungen der tatsächlichen Soll
wert/Druck-Kennlinien von der ursprünglichen Soll
wert/Druck-Kennlinie, die in der Signalverarbeitungsein
richtung abgelegt ist. Um diese Fehler zu beheben, kann man
in vorgegebenen Intervallen Referenzfahrten durchführen,
bei denen die aktuelle Zuordnung der über die Signalverar
beitungseinrichtung vorgegebenen Sollwertposition der Stel
leinrichtung und des sich einstellenden Systemdrucks erfaßt
wird, so daß die Sollwert/Druck-Kennlinie, im folgenden
Kennlinie genannt, korrigiert werden kann.
Bei der Produktion derartiger Ventile ist angestrebt, daß
die Kennlinien aller Ventile bei der Auslieferung und auch
während des Einsatzes möglichst deckungsgleich verlaufen
sollen.
Die bekannten Ventile haben das konstruktivbedingte Problem
gemeinsam, daß es äußerst aufwendig ist, die den Federtel
ler tragende Spindel des Schrittmotors spielfrei zu lagern.
Das heißt, selbst bei sorgfältigster Lagerung der Stellein
richtung verbleibt ein Axialspiel der Spindel und damit des
angetriebenen Federtellers, das neben den oben beschriebe
nen Schrittverlusten zu einer Verfälschung der Kennlinie
führen kann. Dieses Problem tritt insbesondere dann auf,
wenn der Federteller gegen einen Anschlag zur Begrenzung
der Maximalbewegung fährt und die Signalverarbeitungsein
richtung weiterhin Impulse zur Betätigung des Schrittmotors
abgibt, wodurch die Spindel infolge der Reaktionskraft des
am Anschlag anliegenden Federtellers um das Axialspiel aus
der Lagerung verschoben wird. Diese Verschiebung führt
ebenfalls zu einer Abweichung von der Ideal-Kennlinie, die
bei den hohen Qualitätsanforderungen nicht akzeptabel ist.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein
einstellbares Druckventil und ein einstellbares Druckredu
zierventil zu schaffen, bei denen mit minimalem vorrich
tungstechnischen Aufwand einer Abweichung von der vorgege
benen Kennlinie vorgebeugt ist.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des einstellbaren Druckven
tils durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 und hinsicht
lich des einstellbaren Druckreduzierventils durch die Merk
male des nebengeordneten Patentanspruchs 9 gelöst.
Durch die Maßnahme, am Federteller einen Anschlag auszubil
den, der an eine Anlagefläche des Betätigungselements der
Stelleinrichtung in Anlage bringbar ist, kann der Einfluß
des Axialspiels auf ein Minimum verringert werden. Bei der
erfindungsgemäßen Konstruktion wird das Betätigungselement
der Stelleinrichtung durch die über die Federvorspannung
der Ventilfeder und den Federteller eingeleitete Kraft
stets in der gleichen Richtung in seine Lagerung gedrückt,
so daß das Axialspiel allenfalls entgegen der Federvorspan
nung auftreten kann. Wird die Ventilfeder zur Einstellung
des Minimal-Systemdrucks durch Zurückfahren des Federtel
lers auf eine Minimal-Federvorspannung entspannt, so kommt
die Anlagefläche des Federtellers in Berührungskontakt mit
dem Anschlag der Betätigungseinrichtung, so daß es nicht zu
der oben beschriebenen Relativverschiebung zwischen Feder
tellern und Betätigungselement kommen kann. Mit der erfin
dungsgemäßen Ventilkonstruktion läßt sich somit der Einfluß
des Axialspiels auf die Kennlinie gegenüber bekannten Lö
sungen ganz erheblich verringern.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn die Anschlagpositi
on einstellbar ausgeführt ist, wobei man wahlweise entweder
die Position der Anschlagfläche am Betätigungselement oder
die Position des Anschlages am Federteller verstellbar aus
führen kann. Durch die Einstellbarkeit des Anschlages kann
man den Minimal-Systemdruck auf einfache Weise an unter
schiedliche Bedingungen anpassen.
Ein einfach aufgebautes Ventil erhält man, wenn das Betäti
gungselement als Spindel ausgeführt ist, die mit dem als
Mutter ausgebildeten Federteller in Eingriff steht, die
einen als Federteller wirkenden Abschnitt hat und an der
der Anschlag zur Begrenzung des Systemdrucks ausgebildet
ist.
Vorteilhafterweise wird der Federteller mit einem Axialbund
versehen, in den ein koaxial zur Spindel angeordneter An
schlagkörper einschraubbar ist.
Die Spindel der Stelleinrichtung läßt sich selbst bei voll
ständig entspannter Ventilfeder noch mit einer vorbestimm
ten Kraft in Axialrichtung gegen die Lagerung vorspannen,
wenn zusätzlich eine Druckfeder gemäß Unteranspruch 6 vor
gesehen wird, über die das gesamte System Ventilkörper-Ven
tilfeder-Federteller(Mutter) -Spindel in der ursprünglich
oder zusätzlich von der Ventilfeder 6 aufgebrachten
Richtung gegen die Spindellagerung vorspannbar ist.
Vorteilhafterweise wird der maximale Anpreßdruck des Ven
tilkörpers auf den Ventilsitz durch ein Anschlagelement ge
mäß Anspruch 7 begrenzt, das in eine Längsnut am Außenum
fang der Mutter eintaucht und am Ventilgehäuse befestigt
ist.
Durch die Einstellbarkeit des Anschlags gemäß Anspruch 1
kann der Abstand zwischen diesem und dem Anschlagelement
gemäß Anspruch 7 und damit die maximale Axialbewegung des
Federtellers auf ein vorgegebenes Maß voreingestellt wer
den, so daß auf einfache Weise der Minimal- und Maximal-Sy
stemdruck voreinstellbar ist.
Bei der Verwendung des Druckventils gemäß einem der Ansprü
che 1 bis 8 als Pilotventil in einem Druckreduzierventil
hat es sich als besonders platzsparende Konstruktion erwie
sen, wenn das Pilotventil koaxial zum Ventilschieber des
Druckreduzierventils angeordnet ist.
Ein besonders kompaktes Druckreduzierventil erhält man,
wenn im Ventilschieber Bohrungen vorgesehen sind, über die
ein Pumpenanschluß mit einer Steuerseite des Ventilschie
bers verbindbar ist, wobei vorteilhafterweise in diesen
Bohrungen eine Düse zur Einstellung eines Druckgefälles
vorgesehen ist.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Ge
genstand der sonstigen Unteransprüche.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im
folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein einstellbares Druckre
duzierventil mit einem erfindungsgemäßen Pilotven
til und
Fig. 2 eine Detaildarstellung des Pilotventils aus Fig. 1.
Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Druckventil ist als
einstellbares Druckreduzierventil 1 ausgebildet, das über
ein Pilotventil 2 vorgesteuert ist, wobei die Systemdruck
einstellung über einen Schrittmotor 4 erfolgt. Derartige
Ventile werden beispielsweise zur Einstellung und Überwa
chung des Spanndrucks eines kraftbetätigten Spannfutters
(siehe DE 42 32 234 C1) eingesetzt. Das zur Betätigung des
Spannfutters benötigte Hydraulikfluid wird von einer Pumpe
über einen Pumpenanschluß P dem Druckreduzierventil 1 zuge
führt, von diesem auf einen vorbestimmten Sekundärdruck re
duziert und über einen Arbeitsanschluß A einem Hydraulikzy
linder zugeführt über den die Spanneinrichtung betätigbar
ist. Zur Entspannung des Drucks im Hydraulikzylinder läßt
sich der Arbeitsanschluß A mit einem Tankanschluß T verbin
den.
Das Druckreduzierventil hat ein Ventilgehäuse 6 mit einer
Axialbohrung 8, in der ein Ventilschieber 10 in Axialrich
tung verschiebbar geführt ist.
Die Axialbohrung 8 ist an der in Fig. 1 linken Seite radial
erweitert und mit einem Gewindeabschnitt versehen, in den
eine Verschlußschraube 12 eingeschraubt ist, die ihrerseits
eine Aufnahmebohrung 14 hat, die koaxial zur Axialbohrung 8
angeordnet ist. Die einen Federraum 35a bildende Aufnahme
bohrung 14 ist in dem an die Axialbohrung 8 angrenzenden
Bereich gegenüber dieser radial erweitert und nimmt einen
ebenfalls radial erweiterten Anschlagbund 16 des Ventil
schiebers 10 auf. An dem Anschlagbund 16 greift eine Schie
berfeder 18 an, die an der Stirnseite des Federraums 14 ab
gestützt ist. Durch die Schieberfeder 18 ist der Ventil
schieber 10 in Anlagerichtung des Anschlagbundes 16 an das
Ventilgehäuse 6 vorgespannt.
Die Axialbohrung 8 hat im Bereich des Tankanschlusses T ei
nen ersten Ringraum 20, der über eine Radialbohrung mit dem
Tankanschluß T verbunden ist. Im Bereich des Pumpenan
schlusses P ist ein zweiter Ringraum 22 ausgebildet, der
über eine Schrägbohrung 24 in den Pumpenanschluß P mündet.
Der Ventilschieber 10 hat im Bereich des ersten Ringraums
20 eine erste Ringnut 26 und im Bereich des zweiten Ring
raums 22 eine zweite Ringnut 28 ausgebildet, wobei die
Axialbreite der Ringnuten 26, 28 größer ist als diejenige
der Ringräume 20, 22. An einem dem Arbeitsanschluß A diame
tral gegenüberliegenden Abschnitt des Ventilgehäuses 6 ist
eine senkrecht zur Axialbohrung 8 verlaufende Radialbohrung
30 ausgebildet, die das Ventilgehäuse über die Axialbohrung
8 hinaus durchdringt und deren Mittelachse etwas seitlich
versetzt zur Arbeitsleitung A angeordnet ist, wobei sich
die beiden Bohrungen überlappen, so daß über die Radialboh
rung 30 eine Verbindung des Arbeitsanschlusses A mit der
Axialbohrung 8 erfolgt. Im Bereich der Radialbohrung 30 ist
am Ventilschieber 10 eine Umfangsnut 32 ausgebildet, über
die eine Verbindung für das Hydraulikfluid zwischen dem in
Fig. 1 oberhalb des Ventilschiebers 10 angeordneten Teils
der Radialbohrung 30 und dem Arbeitsanschluß A erfolgt. Die
Radialbohrung 30 ist nach außen hin über einen Verschluß
stopfen 34 verschlossen. Parallel zur Axialbohrung 8 ist
eine Verbindungsbohrung 35 im Ventilgehäuse 6 ausgebildet,
durch die die der Federraum 35a mit der Radialbohrung 30
verbindbar ist.
Die Axialbohrung 8 ist an ihrem von der Verschlußschraube
12 entfernten Endabschnitt radial zu einem hülsenförmigen
Abschnitt 36 erweitert, in den sich der von dem Anschlag
bund 16 entfernte Endabschnitt des Ventilschiebers hinein
erstreckt.
In dem Boden der zweiten Ringnut 28 des Ventilschiebers 10
ist eine Radialdrosselbohrung 40 ausgebildet, die in eine
Ventilschieber-Axialbohrung 42 mündet, die sich zur benach
barten Stirnseite des Ventilschiebers 10 hin stufenförmig
erweitert.
In diese stufenförmig erweiterte Ventilschieber-Axialboh
rung 42 ist ein Steuerölstromregler 38 eingebaut, mit einem
Kolben. 46, in dem koaxial zur Ventilschieber-Axialbohrung
42 eine Drosselbohrung 44 ausgebildet ist. In einem Raum 39
ist eine Feder 47 enthalten, die sich gegen den Kolben 46
und einen Verschlußstopfen 33 abstützt. Der Raum 39 ist
über Abströmöffnungen 48 im Ventilschieber 10, der in die
sem Bereich radial zurückgestuft ist, mit der in Fig. 1
rechten Steuerseite des Ventilschiebers 10 verbunden. Aus
dem Ringraum 22 durch die Radialbohrung 40, die Ventil
schieber-Axialbohrung 42, durch die Drosselbohrung 44 in
den Raum 39 und von dort über die Abströmöffnungen 48
fließt Steueröl in den rechten Steuerraum 52 des Ventil
schiebers. Das Druckgefälle in der Drosselbohrung 44 ent
spricht der Kraft der Feder 47 dividiert durch die Fläche
von Kolben 46 und wird konstant geregelt, indem der Kolben
46 mit seiner Steuerkante 46a die Abströmöffnungen 48 ver
kleinert und so vom durchströmenden Steueröl der Druck im
Raum 39 bis auf das Druckgefälle der Feder 47 niedriger ge
regelt wird, als der Druck auf der der Ventilschieber-
Axialbohrung 42 zugewandten Seite des Kolbens 46. Somit ist
die Steuerölmenge unabhängig vom Druckunterschied zwischen
Ringraum 22 und Steuerraum 52 konstant.
Mit dem Steuerölstrom kann vom Pilotventil 2 die rechte
Seite des Ventilschiebers 10 mit Steuerdruck beaufschlagt
werden.
In den hülsenförmigen Abschnitt 36 des Ventilgehäuses 6 ist
eine Gewindebuchse 50 des Pilotventils 2 eingeschraubt, die
an dem ins Ventilgehäuse 6 eingeschraubten Abschnitt eine
Axialbohrung hat, die einen in Fortsetzung der Axialbohrung
8 angeordneten Steuerraum 52 bildet, in den sich der Ven
tilschieber 10 mit den Abströmöffnungen 48 hinein er
streckt. Der Steuerraum 52 geht in eine verjüngte Ventil
bohrung 54 über, die ihrerseits in einen radial erweiter
ten Ventilraum 56 mündet. Im Einmündungsbereich der Ventil
bohrung 54 in den Ventilraum 56 hat dieser einen nabenför
migen Vorsprung, in dem der Ventilsitz 58 für einen Ventil
körper 60 des Pilotventils 2 ausgebildet ist.
Wie aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht, hat der kegelförmige
Ventilkörper 60 einen Führungsbund 66, mit dem er in einer
Führungsbohrung 62 einer Ventilbuchse 64 axial verschiebbar
geführt ist, die in die Gewindebuchse 50 eingeschraubt ist.
Die Festlegung der Ventilbuchse 64 mit Bezug zur Gewinde
buchse 50 erfolgt über eine Verdrehsicherung 94.
An der dem kegelförmigen Ventilkörper 60 zugewandten Stirn
seite des Führungsbunds 66 greift eine Druckfeder 68 an,
die ihrerseits an dem nabenförmigen Vorsprung des Ventil
sitzes 58 abgestützt ist.
Die von der Druckfeder abgewandte Stirnseite des Führungs
bunds 66 dient gemeinsam mit einem nabenförmigen Vorsprung
70 als Abstützung für eine Ventilfeder 72, deren anderes
Ende an der Fläche 74 eines Federtellers 76 anliegt, in dem
ein Gewinde 77 vorhanden ist, so daß dieser eine Mutter
bildet.
Der Federteller steht in Wirkeingriff mit einer Spindel 78
des Schrittmotors 4 die im Bereich des Gewindes 77 auch mit
einem Gewinde versehen ist. Ein Gehäuse 80 des Schrittmo
tors 4 schließt sich koaxial an die Ventilbuchse 64 an und
ist gegenüber dieser stufenförmig erweitert. Die Ventil
buchse 64 hat im Anschluß an die Führungsbohrung 62 eine
Durchtrittsöffnung in der Dichteinrichtungen 82 für die
Spindel 78 angeordnet sind.
Der Federteller 76 ist koaxial zur Spindel 78 mit einem
Axialbund 84 versehen, in den ein Anschlagkörper 86 einge
schraubt ist, der in Anlage an die diesem zugewandte Stirn
seite der Spindel 78 bringbar ist.
In die in Fig. 2 obere Wandung des Federtellers 76 ist eine
Axialnut 88 eingearbeitet, die in der Fläche 74 mündet. In
diese Axialnut taucht ein Anschlagstift 90 ein, der den in
Fig. 2 oben liegenden Mantelabschnitt der Ventilbuchse 64
in Radialrichtung durchdringt. Dieser Anschlagstift 90
übernimmt zwei Funktionen:
- a) die Verdrehsicherung des Federtellers 76 gegenüber der Ventilbuchse 64 und
- b) der Anschlagstift 90 dient als Anschlag für den Feder teller 76 zur Begrenzung der Axialbewegung hin zum Ven tilkörper 60, wobei der Anschlagstift 90 in Anlage an die Stirnfläche 92 der Axialnut 88 bringbar ist.
Die Axialbewegung des Federtellers 76 ist somit in Richtung
zum Ventilkörper 60 durch den Abstand X1 zwischen dem An
schlagstift 90 und der Stirnfläche 92 und in Richtung zum
Schrittmotor 4 durch den Abstand X zwischen der Stirnseite
der Spindel 78 und dem Anschlagkörper 86 bestimmt.
Bei Betätigung des Schrittmotors wird die Spindel 78 ge
dreht, wodurch, je nach Drehrichtung, der Federteller 76
axial hin zum Ventilkörper 60 oder weg davon bewegt wird.
Durch diese Axialbewegung läßt sich die Vorspannung der
Ventilfeder 72 und damit die Anpreßkraft des Ventilkörpers
60 auf den Ventilsitz 58 erhöhen (Vorwärtsbewegung des Fe
dertellers 76) oder erniedrigen (Rückwärtsbewegung des Fe
dertellers 76) und dadurch der Steuerdruck des Pilotventils
einstellen.
In die Stirnseite des Ventilraums 56 mündet eine Verbin
dungsbohrung 96, über die der Ventilraum 56 mit dem Tankan
schluß T verbindbar ist.
Bei der Montage des Druckreduzierventils erfolgt zunächst
die Grundeinstellung der Abstände X1 und X zur Begrenzung
der Axialbewegung des Federtellers 76. Dazu wird die Ven
tilbuchse 64 mit dem darin aufgenommenen Federteller 76,
dem Ventilkörper 60 und dem Stellmotor 4 mit Spindel 78 in
einer Einstelleinrichtung befestigt und zunächst durch An
steuerung des Schrittmotors 4 und entsprechende Rotation
der Spindel 78 der Federteller 76 soweit nach vorn, das
heißt hin zum Ventilkörper 60 gefahren, bis der Anschlag
stift 90 an der Stirnfläche 92 anliegt. Diese Position ent
spricht der maximalen Federvorspannung.
Anschließend wird der Stellmotor derart betätigt, daß eine
Axialverschiebung des Federtellers 76 nach hinten erfolgt,
die 112,5% des vorbestimmten Verfahrweges des Federtellers
76 entspricht.
Die genannten 100% entsprechen dabei derjenigen Schritt
zahl, die durchlaufen werden muß, um den Federteller 76
oder, genauer gesagt, die Fläche 74 von der Position für
maximal vorgesehenen Druck (Schrittzahl 100%) auf die die
Position "mimimaler Druck" (Schrittzahl 0) zu bringen.
Nach Durchfahren der 112,5% der maximalen Schrittzahl wird
der Anschlagkörper 86 eingeschraubt, bis er in Anlage an
die Stirnfläche der Spindel 78 kommt. In dieser Stellung
des Federtellers 76 ist die Stirnfläche 92 um das Maß X1
vom Anschlagstift 90 beabstandet. Anschließend wird der An
schlagkörper 86 um das Maß X aus dem Federteller 76 heraus
geschraubt, so daß die den vorgesehenen Verfahrbereich des
Federtellers 76 begrenzenden charakteristischen Abstände X,
X1 voreingestellt sind.
Anschließend wird die Ventilbuchse 64 mit der voreinge
stellten Ventilkörpereinheit in die Gewindebuchse 50 einge
schraubt, wobei eine Voreinstellung dahingehend erfolgt,
daß zwischen der in Fig. 2 rückwärtigen Stirnfläche der Ge
windebuchse 50 und der benachbarten Stirnfläche des
Schrittmotor-Gehäuses 80 ein bestimmter Abstand, beispiels
weise 1 mm erhalten wird. Das eingangs beschriebene Axial
spiel der Spindellagerung spielt bei der neuen Konstruktion
lediglich eine untergeordnete Rolle, da die Ventilanordnung
über die Druckfeder 68 und - im vorgespannten Zustand - über
die Ventilfeder 72 immer in Richtung auf den Schritt
motor 4 vorgespannt ist.
Die Pilotventileinheit mit der Gewindebuchse 50 und der
Ventilbuchse 64 wird dann in eine Prüfvorrichtung einge
bracht, in der der Schrittmotor 4 mit einem vorgegebenen
Sollwert ansteuerbar ist und der sich dabei einstellende
Druck im Steuerraum 52 erfaßbar ist. Mit dieser Prüfvor
richtung wird die Relativstellung der Ventilbuchse 64 zur
Gewindebuchse 50 durch Einschrauben oder Herausschrauben
der Ventilbuchse 64 so lange verändert, bis der im Steuer
raum 52 herrschende Druck, gemäß abgespeicherter Kennlinie
dem zum vorgegebenen Sollwert zugeordneten Druck ent
spricht. Die derart voreingestellten erfindungsgemäßen Ven
tile haben sämtlich eine im wesentlichen deckungsgleiche
Kennlinie, wobei die maximal einstellbaren Drucke durch die
Abstände X1, X vorgegeben sind.
Nach dieser Vorjustierung wird das Pilotventil 2 in das
Ventilgehäuse eingeschraubt, so daß sich die in Fig. 1 ent
nehmbare Ventilanordnung ergibt. Für den Fall, daß sich
beim Betrieb des erfindungsgemäßen Druckreduzierventils 1
Unregelmäßigkeiten durch Schrittverluste einstellen, ist
ein Neuabgleich erforderlich, bei dem die vorgegebenen
Schrittzahlen den tatsächlichen Druckwerten zugeordnet
sind, um wieder deckungsgleiche Kennlinien zu erreichen.
Für einen derartigen Abgleich wird eine Referenzfahrt
durchgeführt, bei der von der Signalverarbeitungseinrich
tung unabhängig von der tatsächlichen Position der Fläche
74 eine maximale Schrittzahl 100 plus einen Aufschlag von
66% vorgegeben wird, das heißt, der Federteller 76
wird - unabhängig von seiner tatsächlichen Position - um eine
Schrittzahl nach hinten, das heißt in Richtung Druck absen
ken gefahren, die in jedem Fall größer ist als der maximal
vorgesehene Verfahrbereich der Fläche 74.
Dadurch gerät der Federteller 76 vor Erreichen der vorgege
benen Referenzschrittzahl von 166% des Maximalbereichs mit
seinem Anschlagkörper 86 irgendwann in Anlage an die Spin
del 78, worauf der Schrittmotor 4 weiterhin Impulse erhält,
diese jedoch nicht in eine Axialbewegung umsetzen kann,
da der Spindelantrieb nach Art einer Rutschkupplung
durchrutscht. Das heißt, auch wenn der Federteller 76 auf
Anschlagposition ist, wird der gesamte Referenzbereich von
166% vom Schrittmotor 4 durchfahren. Nachdem diese Schrit
te durchlaufen sind, wird über die Signalverarbeitungsein
richtung der Schrittmotor 4 derart angesteuert, daß eine
Vorwärtsbewegung des Federtellers 76 in Richtung druckstei
gend erfolgt, die 12,5% der maximalen Schrittzahl 100%
entspricht. Das heißt, durch diesen Teil der Referenzfahrt
wird das Maß X eingestellt, so daß sich die Fläche 74 in
einer Position befindet, die dem Sollwert 0 entspricht. Da
während dieser Referenzfahrt das Axialspiel der Spindel 78
durch die besondere Anordnung des Axialanschlags 86 und
durch die Federvorspannung über die Druckfeder 68 und die
Ventilfeder 72 kompensiert wurde, kann durch die Referenz
fahrt beim Nullpunktabgleich der Kennlinie der sich ein
stellende Systemdruck einem bestimmten Sollwert zugeordnet
werden, so daß auch bei Schrittverlust die ursprünglich
einjustierte Kennlinie wieder erreichbar ist.
Abschließend soll noch kurz die Funktion des Druckreduzier
ventils 1 erläutert werden.
In seiner Grundstellung, das heißt der Position, in der
kein Druck am Pumpenanschluß P anliegt, ist der Ventil
schieber 10 durch die Wirkung der Schieberfeder 18 in seine
rechte Position bewegt, in der der Anschlagbund 16 am Ven
tilgehäuse 6 anliegt. Wird nunmehr der Pumpenanschluß P mit
Druck beaufschlagt, so strömt ein Steuerölanteil über die
Radialbohrung 40, die Ventilschieber-Axialbohrung 42, die
Drosselbohrung 44 und die Abströmöffnungen 48 in den
Steuerraum 52, wodurch sich an der in Fig. 2 rechten
Steuerseite des Ventilschiebers 10 ein Steuerdruck aufbaut,
der durch die auf den Ventilkörper 60 wirkende Federkraft
begrenzt ist. Durch den sich aufbauenden Druck wird der
Ventilschieber gegen die Kraft der Schieberfeder 18 in der
Darstellung nach Fig. 2 nach links bewegt, bis die Steuer
kante 98 die Verbindung zwischen dem Arbeitsanschluß A über
den Ringraum 22 mit dem Pumpenanschluß P aufsteuert und so
mit den Übertritt der Hydraulikflüssigkeit vom Pumpenan
schluß P in den Arbeitsanschluß A ermöglicht. Die einströ
mende Hydraulikflüssigkeit erhöht im Arbeitsanschluß A den
Druck der über die Verbindungsbohrung 35 auch im Federraum
35a ansteht und dort auf die linke Steuerfläche des Ventil
schiebers 10 in Richtung Durchflußquerschnitt P nach A an
der Steuerkante 98 verkleinernd wirkt. Wenn der am Schritt
motor 4 über die Ventilfeder voreingestellte Druck im Ar
beitsanschluß A erreicht ist, steht der Ventilschieber 10
in der in Fig. 2 dargestellten Position, bei der die
Steuerkante 98 ohne Überdeckung die Verbindung A nach P und
die Steuerkante 102 ebenfalls ohne Überdeckung, die
Verbindung A nach T absperrt.
Steigt der Druck im Arbeitsanschluß A höher als bis auf den
vom Pilotventil im Raum 52 geregelten Druck minus der Kraft
der Schieberfeder 18 dividiert durch die Fläche des Ventil
schiebers 10 an, bewegt sich der Ventilschieber 10 nach
rechts, wobei die Steuerkante 98 gesperrt bleibt und die
Steuerkante 102 die Verbindung A nach T öffnet, so daß Hy
draulikflüssigkeit aus dem Arbeitsanschluß A in den T-Kanal
abströmen kann, bis der Druck in A soweit abgefallen ist
und der Pilotdruck im Raum 52 den Ventilschieber 10 wieder
nach links in Regelstellung zurückschieben kann.
Der bei abgehobenem Ventilkörper 60 in den Ventilraum 56
aus tretende Steuerölanteil wird über die Verbindungsbohrung
96 zum Tank T zurückgeführt.
Durch Betätigen des Schrittmotors ändert sich die Vorspan
nung der Ventilfeder 72 und als Folge die Anpreßkraft des
Ventilkörpers 60 auf den Ventilsitz 58, wodurch auch der
Druck im Steuerraum 52 geändert wird, so daß in Abhängig
keit von der Schrittmotorbetätigung im Verbraucheranschluß
A der Druck verändert werden kann.
Claims (12)
1. Einstellbares Druckventil mit einem in einem Ventilge
häuse geführten Ventilkörper, der durch eine Ventilfe
der in Richtung auf einen Ventilsitz vorgespannt ist,
die einerseits am Ventilkörper und andererseits an ei
nem Federteller abgestützt ist, dessen Relativposition
zum Ventilkörper zur Einstellung der Federvorspannung
mit einer Stelleinrichtung veränderbar ist, wobei der
Federteller auf einem Betätigungselement der Stellein
richtung geführt ist und die Axialbewegung des Feder
tellers durch einen Anschlag begrenzbar ist, dadurch
gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (78) eine
Anlagefläche für einen Anschlag (86) des Federtellers
(76) zur Begrenzung der Axialbewegung in Richtung weg
vom Ventilkörper (60) hat.
2. Einstellbares Druckventil nach Patentanspruch 1, da
durch gekennzeichnet, daß der Anschlag (86) einstellbar
ist.
3. Einstellbares Druckventil nach einem der vorhergehenden
Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Feder
teller (76) über ein Gewinde (77) mit einer Spindel
(78) in Eingriff steht.
4. Einstellbares Druckventil nach Patentspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß an dem Federteller (76) ein sich in
Richtung zum Ventilkörper (60) erstreckender Axialbund
(84) ausgebildet ist, in dem ein Anschlagkörper (86)
feststellbar geführt ist, der in Anlage an die Stirn
seite der Spindel (78) bringbar ist.
5. Einstellbares Druckventil nach Patentanspruch 4, da
durch gekennzeichnet, daß der Anschlagkörper (86) in
den Axialbund (84) eingeschraubt ist.
6. Einstellbares Druckventil nach einem der vorhergehenden
Patentansprüche, gekennzeichnet durch eine Druckfeder
(68) zum Aufbringen einer Vorspannung auf den Ventil
körper (60) in Richtung zur Spindel (78).
7. Einstellbares Druckventil nach einem der Patentansprü
che 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Außenumfang
des Federtellers (76) in Axialrichtung eine Längsnut
(78) ausgebildet ist, deren vom Ventilkörper (60) abge
wandte Stirnseite (92) als Anschlagfläche für ein An
schlagelement (90) dient, das an der Ventilbuchse befe
stigt ist und in die Längsnut (88) eintaucht.
8. Einstellbares Druckventil nach einem der vorhergehenden
Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Feder
teller (76) in einer Ventilbuchse (64) geführt ist, die
ihrerseits in eine Gewindebuchse (50) des Ventilgehäu
ses einschraubbar ist.
9. Einstellbares Druckreduzierventil mit einem Ventilge
häuse (6), in dem ein gegen Federvorspannung bewegbarer
Ventilschieber (10) geführt ist, wobei an einem von ei
ner Steuerseite des Ventilschiebers (10) abschnittswei
se begrenzten Steuerraum (52) ein vom Systemdruck ab
hängiger Steuerdruck anlegbar ist, der über ein Pilot
ventil (2) gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 8 ent
spannbar ist.
10. Einstellbares Druckreduzierventil nach Patentanspruch
9, dadurch gekennzeichnet, daß das Pilotventil (2) koa
xial zum Ventilschieber (10) angeordnet ist.
11. Einstellbares Druckreduzierventil nach Patentanspruch 9
oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschieber
(10) eine Bohrung mit einem Axialabschnitt (42, 44) und
Radialabschnitten (40, 48) hat, über die ein Pumpenan
schluß (P) mit dem Steuerraum (52) verbindbar ist.
12. Einstellbares Druckreduzierventil nach Patentanspruch
11, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bohrung (40, 42,
44, 48) eine Einrichtung (38; 46, 47) zur Einstellung
eines konstanten Druckgefälles vorgesehen ist.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1995104886 DE19504886C2 (de) | 1995-02-14 | 1995-02-14 | Einstellbares Druckventil |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE19504886A1 true DE19504886A1 (de) | 1996-08-22 |
DE19504886C2 DE19504886C2 (de) | 1999-01-07 |
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ID=7753918
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19504886C2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102019002724B3 (de) * | 2019-04-15 | 2020-08-06 | Apodis Gmbh | Venilantriebsvorrichtung für ein Druckventil |
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DE102022004380A1 (de) | 2022-11-23 | 2024-05-23 | Knocks Fluid-Technik GmbH | Anschlussadapter mit einer elektromechanischen Stellvorrichtung |
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- 1995-02-14 DE DE1995104886 patent/DE19504886C2/de not_active Expired - Fee Related
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: MANNESMANN REXROTH AG, 97816 LOHR, DE |
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D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |