DE19955524B4 - Vorrichtung zur Steuerung eines hydraulischen Volumenstroms eines belasteten Arbeitsmittels - Google Patents

Vorrichtung zur Steuerung eines hydraulischen Volumenstroms eines belasteten Arbeitsmittels Download PDF

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Abstract

Vorrichtung zur Steuerung eines hydraulischen Volumenstroms (10) eines belasteten Arbeitsmittels (12) mit einem vorgesteuerten Sperrventil, das einen über einen Stellweg stetig verstellbaren Hauptventilkörper (14) aufweist, der mit einem Hauptventilsitz (16) zusammenwirkt und der im Zusammenwirken eines von einem Stellelement (18) über einen Stellweg betätigbaren und mit einem Vorsteuerventilsitz (22, 24) zusammenwirkenden Vorsteuerventilkörpers (20) und einer Drosselstelle (60) hydraulisch steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsteuerventilsitz (22; 24) von einem vom Hauptventilkörper (14) getrennten Bauteil (26, 28) gebildet und der Stellweg des Hauptventilkörpers (14) geometrisch unabhängig vom Stellweg des Vorsteuerventilkörpers (20) ist und daß der Drosselquerschnitt der Drosselstelle (60) zumindest zu Beginn des Öffnungshubs des Hauptventilkörpers (14) zunimmt.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Steuerung eines hydraulischen Volumenstroms zumindest eines belasteten Arbeitsmittels nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Aus der DE 41 40 604 A1 ist eine gattungsbildende Vorrichtung mit einem Sperrventil bekannt, in dem ein Sitzventilkörper angeordnet ist. Der Sitzventilkörper wirkt mit einem gehäusefesten Hauptventilsitz zusammen. Im Sitzventilkörper ist ein Vorsteuerventilkörper angeordnet, welcher mit einem Ventilsitz im Sitzventilkörper zusammenwirkt. Der Sitzventilkörper wird durch die Wirkung des Drucks in einem Druckraum an einer seiner Stirnseiten in den Hauptventilsitz gedrückt. Der Druckraum ist über eine Drosselstelle mit einem Arbeitszylinder verbunden. Über eine variable Drosselstelle, deren Öffnungsquerschnitt durch den Vorsteuerventilkörper gesteuert wird, kann mit Hilfe eines Proportionalmagneten der Druck im Druckraum und damit die Lage des Sitzventilkörpers im Sperrventil beeinflusst werden. Der Vorsteuerventilkörper wird dabei über den Proportionalmagneten aus seinem Ventilsitz im Sitzventilkörper gedrückt. Im Druckraum fällt der Druck ab und der Sitzventilkörper folgt dem Vorsteuerventilkörper in seiner Öffnungsrichtung. Der Verstellweg des Sitzventilkörpers ist begrenzt durch den Verstellweg des Vorsteuerventilkörpers. Die Lage des Sitzventilkörpers im Sperrventil bestimmt den Ölstrom vom Arbeitszylinder in einer Rücklaufleitung.
  • Aus der DE 22 09 506 A ist eine Vorrichtung zur Steuerung eines hydraulischen Volumenstroms eines belasteten Arbeitsmittels bekannt, die ein über einen hydraulisch beaufschlagten Aufstoßkolben entsperrbares Rückschlagventil aufweist. Das Schließglied des Rückschlagventils und der Aufstoßkolben sind unabhängig voneinander in einer Buchse untergebracht.
  • Vorteile der Erfindung
  • Ausgehend von einer Vorrichtung, die zur Steuerung eines hydraulischen Volumenstroms eines belasteten Arbeitsmittels vorgesehen ist und die Merkmale aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 aufweist, wird vorgeschlagen, daß der Vorsteuerventilsitz von einem vom Hauptventilkörper getrennten Bauteil gebildet und der Stellweg des Hauptventilkörpers geometrisch unabhängig vom Stellweg des Vorsteuerventilkörpers ist und daß der Drosselquerschnitt der Drosselstelle zumindest zu Beginn des Öffnungshubs des Hauptventilkörpers zunimmt. Es kann mit einem kostengünstigen Stellelement mit einem kleinen Hub ein großer Öffnungshub des Hauptventilkörpers erreicht werden, wodurch kleine Durchflußwiderstände und große Durchflußströme erzielbar sind. Dadurch daß der Drosselquerschnitt der Drosselstelle mit dem Öffnungshub des Hauptventilkörpers größer wird, nimmt der Druck auf die in Schließrichtung belastete Fläche des Hauptventilkörpers zu. Der Hub des Hauptventilkörpers wird gestoppt, d. h. bei einer bestimmten Stellkraft wird ein genau bestimmter Öffnungsquerschnitt, ein genau bestimmter Volumenstrom und, beispielsweise bei einem Arbeitszylinder zum Senken einer Last, eine genau bestimmte Senkgeschwindigkeit erreicht. Für jede Stellkraft ergibt sich eine definierte Stellung des Hauptventilkörpers, in der die in Öffnungsrichtung und die in Schließrichtung wirkenden Kräfte im Gleichgewicht sind bzw. sich in einer graphischen Darstellung in einem eindeutigen Schnittpunkt schneiden. Ein Übersteuern bzw. ein zu weites öffnen des Hauptventilkörpers kann sicher vermieden werden.
  • Die geometrisch unabhängigen Stellwege können mit verschiedenen Konstruktionen erreicht werden, beispielsweise mit zwei Bohrungen, wobei der Hauptventilkörper in der einen und der Vorsteuerventilkörper in der anderen Bohrung angeordnet ist und die Ventilkörper über einen Kanal hydraulisch gekoppelt sind. Besonders vorteilhaft sind der Vorsteuerventilkörper und der Hauptventilkörper jedoch in einer gemeinsamen Bohrung angeordnet, und zwar vorzugsweise in einer von nur einer Seite bearbeiteten Bohrung, wodurch Bauraum und Kosten eingespart werden können.
  • Um die von nur einer Seite bearbeitete Aufnahmebohrung konstruktiv einfach ohne oder mit wenigen zusätzlichen Bauteilen realisieren zu können, ist vorteilhaft der Hauptventilkörper in die vom Stellelement entgegen gesetzte Richtung über eine Ventilfeder in seinen Hauptventilsitz gedrückt. Ferner trägt zu einer einfachen Konstruktion bei, die Öffnungshübe des Vorsteuerventilkörpers in entgegen gesetzten Richtungen auszuführen, wodurch insbesondere der Vorsteuerventilkörper vorteilhaft durch das Stellelement über eine Druckkraft aus seinem Vorsteuerventilsitz verschiebbar ausgeführt und eine konstruktiv einfache Verbindungsstelle zwischen dem Stellelement und dem Vorsteuerventilkörper erreicht werden kann.
  • Vorteilhaft ist der Vorsteuerventilkörper in einer Hülse geführt, die in den Hauptventilkörper ragt. Der innere axiale Bauraum des Hauptventilkörpers kann genutzt und insbesondere axialer Bauraum eingespart werden. Ferner kann die Hülse vorzugsweise zu weiteren Funktionen genutzt werden, wie insbesondere zur Bildung einer Drosselstelle zwischen der Hülse und dem Hauptventilkörper, über die der Hauptventilkörper hydraulisch gedämpft ist. Durch die Drosselstelle zwischen der Hülse und dem Hauptventilkörper können Schwingungen des Hauptventilkörpers in geöffneter Stellung und dadurch bedingte Volumenstromschwankungen verhindert werden.
  • Ferner können Bauraum und zusätzliche Bauteile eingespart werden, indem der Vorsteuerventilsitz in einer Einstellschraube angeordnet ist. Der Vorsteuerventilsitz kann von der Einstellschraube gebildet sein oder vorzugsweise von einem in die Einstellschraube einsetzbaren Bauteil. Die Einstellschraube kann aus einem kostengünstigen leichten Material und das in die Einstellschraube einsetzbare Bauteil kann aus einem hochwertigen, gehärteten, den Anforderungen entsprechenden Material hergestellt werden.
  • Über die Einstellschraube kann die Vorrichtung auf eine bestimmte Elektronik eingestellt werden, so daß beispielsweise stets bei einem bestimmten elektrischen Stellstrom durch einen Stellmagneten ein bestimmter Vorsteuervolumenstrom erzielt wird. Mit der Einstellschraube wird in der Regel die Vorspannung einer in Schließrichtung auf den Vorsteuerventilkörper wirkenden Ventilfeder eingestellt.
  • In einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der Vorsteuerventilsitz während eines Einstellvorgangs axial fixiert ist, und zwar insbesondere, daß die Einstellschraube axial fixiert und über ein Gewinde mit der Hülse verbunden ist, wobei die Hülse verdrehsicher und axial verschiebbar gelagert ist. Der Hub des Stellelements bleibt konstant. Es kann vermieden werden, daß sich das Ansprechverhalten des Stellelements entlang einer Charakteristik verschiebt und daß der Einstellweg bei einem maximalen Hub des Stellelements berücksichtigt bzw. zu einem Stellweg hinzuaddiert werden muß.
  • Um möglichst kleine, gleichbleibende und gut bestimmbare Reibkräfte in einer Lagerung des Vorsteuerventilkörpers zu erreichen, wird vorgeschlagen, daß der Vorsteuerventilkörper in einem Lager radial schwimmend bzw. radial verschiebbar gelagert ist, und zwar besonders vorteilhaft in der Hülse. Der Vorsteuerventilkörper kann sich in seinem Ventilsitz selbst zentrieren, eine überbestimmte Lagerung kann vermieden und dadurch bedingte Reibkräfte können sicher verhindert werden. Mit kleinen, gut bestimmbaren Reibkräften in den Lagern können mit kleinen Stellkräften exakte Stellbewegungen erreicht werden.
  • Ferner wird vorgeschlagen, daß zur Lastkompensation ein abfließender Volumenstrom eine in Schließrichtung auf den Vorsteuerventilkörper wirkende Kraft erzeugt, die mit zunehmender Belastung ansteigt. Es kann vorteilhaft erreicht werden, daß sich der Volumenstrom unabhängig und/oder in gewünschter Weise abhängig von der Belastung des Arbeitsmittels einstellt. Insbesondere kann bei einem Arbeitszylinder zum Senken einer Last vermieden werden, daß sich bei einer großen Last ein größerer Senkvolumenstrom aus dem Arbeitszylinder einstellt als bei einer kleinen Last und dadurch eine große Last bei gleicher Einstellung der Vorrichtung schneller abgesenkt wird als eine kleine Last.
  • Ferner kann vermieden werden, daß eine Zunahme des Volumenstroms mit der Last bei der Auslegung der Vorrichtung berücksichtigt werden muß. Sich über dem Öffnungshub einstellende Durchflußkurven können dadurch relativ steil ausgelegt und der Durchflußwiderstand kann reduziert werden, beispielsweise durch Modifikation der Steuerkanten. Eine kleine Last kann schnell abgesenkt und/oder es können Arbeitsmittel mit großen Volumenströmen gesteuert werden, wie beispielsweise Arbeitszylinder von Gabelstaplern. Mit dem Vorsteuerventilkörper können in bekannter Weise mit kleinen Stellkräften große hydraulische Kräfte am Hauptventilkörper gesteuert werden. Indem die vom Volumenstrom erzeugten Kräfte am Vorsteuerventilkörper angreifen, kann vorteilhaft mit kleinen Kräften und kleinen Verlusten eine große Lastkompensation erreicht werden.
  • Zudem ist möglich, daß eine durch die Kraft auf den Vorsteuerventilkörper erzeugte Drosselung des Volumenstroms entsprechend stärker zunimmt als die Belastung des Arbeitsmittels. Indem sich eine Positionsverschiebung des Vorsteuerventilkörpers verstärkt auf den Hauptventilkörper auswirkt, kann vorteilhaft eine Überkompensation der Belastung des Arbeitsmittels erreicht werden. Insbesondere bei einem Arbeitszylinder zum Senken einer Last kann dadurch eine große Last bei gleicher Einstellung langsamer abgesenkt werden als eine kleine Last. Die Sicherheit kann erhöht werden, beispielsweise indem bei der Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer integrierten Lastüberkompensation in einem Gabelstapler große Lasten besonders langsam abgesenkt werden und ein Kippen des Gabelstaplers vermieden wird. Neben einer größeren Sicherheit kann ferner erreicht werden, daß das Arbeitsmittel für größere Belastungen eingesetzt werden kann, beispielsweise ein Arbeitszylinder eines Gabelstaplers für größere Lasten.
  • Kurz bevor der Hauptventilkörper öffnet, bleibt der Vorsteuervolumenstrom in einem kurzen Bereich trotz ansteigender Stellkraft konstant. Die Stellkraft wird benötigt, um erforderliche Differenzdruckbedingungen zu schaffen. Um zu vermeiden, dass sich dieser Bereich durch die Lastkompensation vergrößert, kann vorteilhaft eine in Öffnungsrichtung des Vorsteuerventilkörpers belastete Ringfläche zwischen Ventilsitzdurchmesser und Schaftdurchmesser des Vorsteuerventilkörpers dazu genutzt werden einen Ausgleich zu schaffen.
  • Die vom Volumenstrom erzeugte Kraft auf den Vorsteuerventilkörper kann mit verschiedenen, dem Fachmann als geeignet erscheinenden Vorrichtungen erreicht werden, beispielsweise mit einem den Volumenstrom umlenkenden Umlenkelement, das mit dem Vorsteuerventilkörper in Wirkverbindung stehen oder vorteilhaft direkt an diesem befestigt sein kann. In einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Volumenstrom über zumindest eine Drosselstelle geleitet und ein sich an der Drosselstelle einstellender Differenzdruck dazu genutzt wird, die Kraft in Schließrichtung auf den Vorsteuerventilkörper zu erzeugen. Um zusätzliche Bauteile, Montageaufwand, Kosten und Bauraum einzusparen, wird die Drosselstelle vorteilhaft zumindest teilweise von einem am Vorsteuerventilkörper befestigten Bauteil gebildet, und zwar vorzugsweise von einer am Vorsteuerventilkörper befestigten Federauflage.
  • Ferner besitzt der Hauptventilkörper vorteilhaft einen größeren Feinsteuerdurchmesser als Sitzdurchmesser und die in Öffnungsrichtung belastete Fläche des Hauptventilkörpers verkleinert sich zumindest zu Beginn des Öffnungshubs des Hauptventilkörpers. Mit der in Öffnungsrichtung belasteten Fläche nimmt die in Öffnungsrichtung wirkende Kraft ab und ein Über steuern kann sicher vermieden werden, und zwar insbesondere zu Beginn des Öffnungshubs. Es kann vorteilhaft erreicht werden, dass die erforderliche Stellkraft über dem Öffnungshub zunimmt und sich eine gute dynamische Stabilisierung ergibt.
  • Zeichnung
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination.
  • Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
  • Es zeigen:
  • 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem Sperrventil im Längsschnitt und
  • 2 eine Variante nach 1 mit einer axial verschiebbaren Hülse.
  • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • 1 zeigt eine Vorrichtung zur Steuerung eines Volumenstroms 10 eines Arbeitszylinders 12, über den mit einer Pumpe 62 und über ein 3/2-Wegeventil 64 eine Last gehoben und über ein Sperrventil gesteuert gesenkt werden kann. Das Sperrventil besitzt einen über einen Stellweg verstellbaren Hauptventilkörper 14, der mit einem Hauptventilsitz 16 zusammenwirkt und über einen von einem Proportionalmagneten 18 über einen Stellweg betätigbaren Vorsteuerventilkörper 20 hydraulisch steuerbar ist, der mit einem Vorsteuerventilsitz 22 zusammenwirkt.
  • Erfindungsgemäß ist der Vorsteuerventilsitz 22 von einem vom Hauptventilkörper 14 getrennten Bauteil 26 gebildet, und zwar von einer Einstellschraube 26, und der Stellweg des Hauptventilkörpers 14 ist geometrisch unabhängig vom Stellweg des Vorsteuerventilkörpers 20. Der Vorsteuerventilkörper 20 und der Hauptventilkörper 14 sind in einer von einer Seite bear beiteten Stufenbohrung 30 in einem Gehäuse 116 eingesetzt. Eine Bearbeitung der Bohrung 30 von einer zweiten Seite bzw. zweiten Richtung 36 wird vermieden und Fertigungskosten können eingespart werden. Ferner werden der Hauptventilkörper 14 und der Vorsteuerventilkörper 20 bei der Montage in dieselbe Richtung 32 in das Gehäuse 116 eingeschoben, wodurch besonders einfache und gut zu automatisierende Montageabläufe realisiert werden können.
  • Eine von nur einer Seite bearbeitete Stufenbohrung 30 kann durch verschiedene, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Konzepte erreicht werden, beispielsweise durch Einsetzen entsprechender Bauteile zwischen den Ventilkörpern und der Aufnahmebohrung. Eine besonders einfache und kostengünstige Konstruktion, ohne zusätzliche Bauteile kann jedoch erreicht werden, indem der Hauptventilkörper 14 in die vom Proportionalmagneten 18 abgewandte Richtung 32 über eine Ventilfeder 34 in seinen Hauptventilsitz 16 gedrückt ist. Eine zweite Öffnung in axialer Richtung 32 kann eingespart und der Abdichtungsaufwand reduziert werden.
  • Der Vorsteuerventilkörper 20 ist in einem Gleitlager 50 in einer Hülse 38 radial schwimmend gelagert, die in den Hauptventilkörper 14 ragt. Die Hülse 38 ist als Hohlschraube-ausgeführt, die über ein Gewinde 66 in das Gehäuse 116 eingeschraubt, über einen Absatz 68 am Gehäuse 116 abgestützt und über eine Dichtung 70 zum Gehäuse 116 abgedichtet ist. In die Hülse 38 bzw. Hohlschraube ist die Einstellschraube 26 über ein Gewinde 72 eingeschraubt. Die Hülse 38 stellt mit der Einstellschraube 26 und mit dem Vorsteuerventilkörper 20 eine in sich geschlossene Baugruppe dar, die separat gefertigt und auf ihre Funktion überprüft werden kann.
  • Zwischen dem Hauptventilkörper 14 und der Hülse 38 ist eine Drosselstelle 42 angeordnet, über die der Hauptventilkörper 14 in seiner Bewegung hydraulisch gedämpft ist. Ferner ist die Hülse 38 einstückig mit einer Federauflage 76 ausgeführt, an der die Ventilfeder 34 des Hauptventilkörpers 14 abgestützt ist.
  • Das Gleitlager 50 ist einstückig mit einer Federauflage 118 für eine Ventilfeder 74 ausgeführt, die auf den Vorsteuerventilkörper 20 in Richtung 36 des Proportionalmagneten 18 über einen auf dem Vorsteuerventilkörper 20 befestigten Federteller 54 wirkt.
  • Soll eine Last mit dem Arbeitszylinder 12 abgesenkt werden, wird der Proportionalmagnet 18 aktiviert. Ein Magnetstößel 78 verschiebt den Vorsteuerventilkörper 20 mit einer Druckkraft in Richtung 32 aus seinem Vorsteuerventilsitz 22 gegen die Ventilfeder 74, die dabei weiter vorgespannt wird. Um zu vermeiden, daß der Vorsteuerventilkörper 20 durch den Proportionalmagneten 18 beim Öffnen entgegen hydraulischen Kräften verschoben werden muß, ist ein Raum 90 in der Hülse 38 auf der dem Proportionalmagneten 18 abgewandten Seite des Vorsteuerventilkörpers 20 über eine Längsbohrung 80 und über eine Querbohrung 82 druckentlastet. Ferner ist der Raum 90 über das Gleitlager 50 und über eine Dichtung 92 im radial äußeren Bereich des Gleitlagers 50 zur Druckseite abgedichtet. Das Gleitlager 50 besitzt eine große Führungslänge, die ca. um einen Faktor 3,5 größer ist als der Lagerdurchmesser und wirkt als Spaltdichtung mit einer geringen Leckage.
  • In geöffneter Stellung des Vorsteuerventilkörpers 20 kann ein Vorsteuervolumenstrom 48 über eine erste Drosselstelle 60 zwischen dem Gehäuse 116 und dem Hauptventilkörper 14, über eine zweite Drosselstelle 52 zwischen der Hülse 38 und dem Federteller 54, über den Vorsteuerventilsitz 22 und über einen Kanal 84 im Gehäuse 116 in einen Behälter 86 abfließen. Dabei wird der Druck in einem Druckraum 88 reduziert, der mit einer Druckkraft in Richtung 32 auf Flächen 56, 58 des Hauptventilkörpers 14 wirkt. Eine in Öffnungsrichtung 36 des Hauptventilkörpers 14 belastete Fläche wird von einer Differenzfläche zwischen einer Fläche mit einem Führungsdurchmesser 94 und einer Fläche mit einem Sitzdurchmesser 96 gebildet. Übersteigt die Druckkraft auf der in Öffnungsrichtung 36 des Hauptventilkörpers 14 belasteten Fläche die in Schließrichtung 32 wirkende Druckkraft und Federkraft, verschiebt sich der Hauptventilkörper 14 in seine Öffnungsrichtung 36. Die Öffnungshübe des Vorsteuerventilkörpers 20 und des Hauptventilkörpers 14 sind in entgegengesetzten Richtungen 32, 36 ausgerichtet.
  • Mit dem Öffnungshub des Hauptventilkörpers 14 nimmt der Drosselquerschnitt der Drosselstelle 60 zu. Der Druck im Druckraum 88 steigt dadurch an, der Drosselquerschnitt am Vorsteuerventilsitz 22 des Vorsteuerventilkörpers 20 wird verkleinert und der Hub des Hauptventilkörpers 14 wird in einer bestimmten Öffnungsstellung in einer Gleichgewichtslage gestoppt. Um bei kleinen Lastdrücken in kurzer Zeit einen großen Öffnungshub des Hauptventilkörpers 14 zu erreichen, besitzt die Drosselstelle 60 ab einem bestimmten Hub einen konstanten, maximalen Drosselquerschnitt.
  • Ferner wird ein Übersteuern verhindert, indem der Hauptventilkörper 14 einen größeren Feinsteuerdurchmesser 98 als Sitzdurchmesser 96 aufweist und sich die in Öffnungsrichtung 36 belastete Fläche des Hauptventilkörpers 14 zu Beginn des Öffnungshubs des Hauptventilkörpers 14 verkleinert. Vor dem Öffnen des Hauptventilkörpers 14 bestimmt der Führungsdurchmesser 94 und der Sitzdurchmesser 96 die in Öffnungsrichtung 36 belastete Fläche und nach dem Öffnen der Führungsdurchmesser 94 und der Feinsteuerdurchmesser 98.
  • Erfindungsgemäß erzeugt der abfließende Vorsteuervolumenstrom 48 an der Drosselstelle 52 auf den Vorsteuerventilkörper 20 eine in Schließrichtung 36 wirkende Kraft. An der Drosselstelle 52 baut sich ein die Kraft erzeugender Differenzdruck auf. Die Kraft steigt mit zunehmender Belastung des Arbeitszylinders 12 an, und zwar nimmt die durch die Kraft auf den Vorsteuerventilkörper 20 erzeugte Drosselung des Volumenstroms 10 entsprechend stärker zu als die Belastung des Arbeitszylinders 12. Insbesondere durch den zunehmenden Drosselquerschnitt der Drosselstelle 60 steigt der Vorsteuervolumenstrom 48 über einem Magnetstrom I des Proportionalmagneten 18 an. Die Verschiebung des Vorsteuerventilkörpers 20 bzw. die Drosselung des Vorsteuervolumenstroms 48 wirkt sich verstärkt auf den mit dem Vorsteuerventilkörper 20 in Wirkverbindung stehenden Hauptventilkörper 14 aus.
  • Über die Einstellschraube 26 kann eine Vorspannung der Ventilfeder 74 und damit die Vorrichtung auf eine bestimmte Elektronik eingestellt werden, so daß stets bei einem bestimmten elektrischen Stellstrom durch den Proportionalmagneten 18 ein bestimmter Vorsteuervolumenstrom 48 erzielt wird. Um zu vermeiden, daß sich die Einstellschraube 26 während des Betriebs verstellt, wird diese mit einem Vorsprung 100 in einer Längsnut 102 in der Hülse 38 verstemmt.
  • In 2 ist eine alternative Vorrichtung dargestellt, bei der ein in einer Einstellschraube 44 angeordneter Vorsteuerventilsitz 24 während eines Einstellvorgangs axial fixiert ist. Im wesentlichen gleichbleibende Bauteile sind grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen beziffert. Bezüglich der grundlegenden Funktionsweise kann auf die Beschreibung zu dem Ausführungsbeispiel in 1 verwiesen werden.
  • Der Vorsteuerventilsitz 24 wird von einem in die Einstellschraube 44 eingesetzten Bauteil 28 gebildet. Die Einstellschraube 44 ist über ein Gewinde 46 mit einer Hülse 40 verbunden, in der der Vorsteuerventilkörper 20 über das Gleitlager 50 axial verschiebbar und radial schwimmend gelagert ist. Die Einstellschraube 44 und die Hülse 40 stellen eine in sich geschlossenen Baugruppe dar, die separat gefertigt, vormontiert und überprüft werden kann. Bei der Montage der Vorrichtung werden in die Stufenbohrung 30 zuerst der Hauptventilkörper 14 mit der Ventilfeder 34 und anschließend die vormontierte Einstellschraube 44 und Hülse 40 mit einer Verschlußschraube 104 eingeführt. Die Verschlußschraube 104 ist über ein Gewinde 106 mit dem Gehäuse 116 verbunden, ist über einen Absatz 68 am Gehäuse 116 abgestützt und über eine Dichtung 70 zum Gehäuse 116 abgedichtet.
  • Die Einstellschraube 44 ist über die Ventilfeder 34 des Hauptventilkörpers 14 mit einem Absatz 108 gegen einen Vorsprung 110 der Verschlußschraube 104 gedrückt. Die Einstellschraube 44 ist dadurch in der Verschlußschraube 104 in axialer Richtung 32, 36 fixiert und vor der Inbetriebnahme verdrehbar gelagert. Die Hülse 40 ist mit einem Steg 112 in einer Längsnut 114 der Verschlußschraube 104 verdrehsicher und axial verschiebbar gelagert. Wird die Einstellschraube 44 gedreht, verschiebt sich die Hülse 40 in axialer Richtung 32, 36, wodurch insbesondere die Vorspannung der Ventilfeder 74 des Vorsteuerventilkörpers 20 einstellbar ist. Die Einstellschraube 44 und der Vorsteuerventilsitz 24 bleiben dabei axial fixiert. Um zu vermeiden, daß sich die Einstellschraube 44 während des Betriebs verstellt, wird diese mit einem Vorsprung 100 in einer Längsnut 102 in der Verschlußschraube 104 verstemmt.

Claims (15)

  1. Vorrichtung zur Steuerung eines hydraulischen Volumenstroms (10) eines belasteten Arbeitsmittels (12) mit einem vorgesteuerten Sperrventil, das einen über einen Stellweg stetig verstellbaren Hauptventilkörper (14) aufweist, der mit einem Hauptventilsitz (16) zusammenwirkt und der im Zusammenwirken eines von einem Stellelement (18) über einen Stellweg betätigbaren und mit einem Vorsteuerventilsitz (22, 24) zusammenwirkenden Vorsteuerventilkörpers (20) und einer Drosselstelle (60) hydraulisch steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsteuerventilsitz (22; 24) von einem vom Hauptventilkörper (14) getrennten Bauteil (26, 28) gebildet und der Stellweg des Hauptventilkörpers (14) geometrisch unabhängig vom Stellweg des Vorsteuerventilkörpers (20) ist und daß der Drosselquerschnitt der Drosselstelle (60) zumindest zu Beginn des Öffnungshubs des Hauptventilkörpers (14) zunimmt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsteuerventilkörper (20) und der Hauptventilkörper (14) in einer gemeinsamen Bohrung (30) angeordnet sind.
  3. Vorrichtung, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptventilkörper (14) von einer Ventilfeder (34) in Schließrichtung beaufschlagt ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungshübe des Vorsteuerventilkörpers (20) und des Hauptventilkörpers (14) in entgegengesetzten Richtungen (32, 36) ausgerichtet sind.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsteuerventilkörper (20) durch das Stellelement (18) über eine Druckkraft aus seinem Vorsteuerventilsitz (22, 24) verschiebbar ist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsteuerventilkörper (20) in einer Hülse (38, 40) geführt ist, die in den Hauptventilkörper (14) ragt.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Hauptventilkörper (14) und der Hülse (38, 40) eine Drosselstelle (42) angeordnet ist, über die der Hauptventilkörper (14) in seiner Bewegung hydraulisch gedämpft ist.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsteuerventilsitz (22, 24) in einer Einstellschraube (26, 44) angeordnet ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsteuerventilsitz (24) von einem in die Einstellschraube (44) eingesetzten Bauteil (28) gebildet ist.
  10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsteuerventilsitz (24) während eines Einstellvorgangs axial fixiert ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellschraube (44) axial fixiert und über ein Gewinde (46) mit der Hülse (40) verbunden ist, wobei die Hülse (40) verdrehsicher und axial verschiebbar gelagert ist.
  12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsteuerventilkörper (20) in einem Lager (50) radial schwimmend gelagert ist.
  13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Lastkompensation ein abfließender Volumenstrom (48) auf den Vorsteuerventilkörper (20) eine in Schließrichtung (36) wirkende Kraft erzeugt, die mit zunehmender Belastung des Arbeitsmittels (12) ansteigt.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Volumenstrom (48) über zumindest eine Drosselstelle (52) geleitet ist und ein sich einstellender Differenzdruck an der Drosselstelle (52) die Kraft in Schließrichtung (36) auf den Vorsteuerventilkörper (20) erzeugt.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselstelle (52) zumindest teilweise von einer am Vorsteuerventilkörper (20) befestigten Federauflage (54) gebildet ist.
DE1999155524 1999-11-18 1999-11-18 Vorrichtung zur Steuerung eines hydraulischen Volumenstroms eines belasteten Arbeitsmittels Expired - Fee Related DE19955524B4 (de)

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