DE2433920C2

DE2433920C2 - Elektromagnetisch betätigtes Steuerventil zur Wegesteuerung der Durchflußmengen

Info

Publication number: DE2433920C2
Application number: DE2433920A
Authority: DE
Inventors: Hisakazu Yokohama Ichioka; Masaru Fujisawa Kikuchi; Susumu Yoshino
Original assignee: Yuken Kogyo Co Ltd
Current assignee: Yuken Kogyo Co Ltd
Priority date: 1974-05-31
Filing date: 1974-07-15
Publication date: 1982-12-16
Also published as: JPS50153321A; DE2433920A1; FR2275716B1; US4014509A; FR2275716A1; GB1499527A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisch betätigtes Steuerventil zur Wegesteuerung der Durchflußmengen für einen doppeltwirkenden Verbraucher gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Ein solches Steuerventil ist bekannt (GB-PS 74 768). Bei dem bekannten Steuerventil sind die elektromagnetisch beaufschlagbaren Regulierventile als Düse-Prallplatte-Systeme ausgebildet, die zwangsläufig einen geringen Düsendurchmesser sowie einen geringen Abstand zwischen Düse und Prallülatte haben. Ferner haben bei dem bekannten Steuerventil die Drosseln in der Verbindung zwischen der Zulaufleitung und den Steuerkammern an den Schieberkolbenenden kleinen Durchmesser, da sie den Zulaufdruck auf den Steuerdruckbereich drosseln müssen. Das bekannte Steuerventil ist empfindlich gegen im Arbeitsmittel mitgeführte Verunreinigungen, da die Gefahr besteht, daß diese sich in den engen Drosselöffnungen, den engen Düsenöffnungen und dem engen Spalt zwischen den Düsen und der jeweils zugeordneten Prallplatte festsetzen. ^b5

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuerventil der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß es weniger empfindlich gegen Verunreinigungen im Arbeitsmittel ist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil von Patentanspruch 1 gelöst

Die Verringerung des Zulaufdrucks in zwei Schritten durch das Druckreduzierventil und die Drosseln ermöglicht es, die Drosselöffnungen größer zu dimensionieren, ohne daß die insgesamt durch das Druckreduzierventil und die Drosseln bewirkte Verringerung des Druckes geringer als bei Verwendung engerer Drosselcffnungen ist Die erfindungsgemäß vorgesehenen Rückschlagventile arbeiten im Auf-Zu-Betrieb, ermöglichen einen großen Ventilöffnungsdurchmesser und haben einen größeren Ventilhub als die Prallplatten von Düse-Prallplatte-Systemen. Derartige Rückschlagventile sind daher weniger verunreinigungsempfindlich als Düse-Prallplatte-Systeme. Da an beiden kritischen Stellen des Steuerventiles, nämlich den Drosseln und den Regulierventilen, aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung eine geringere Gefahr der Festsetzung von Verunreinigungen besteht, hat das erfindungsgemäße Steuerventil erhöhte Zuverlässigkeit Beispielsweise durch H. Zobel »ölhydraulik«, Wien, Springer-Verlag 1963, Seiten 156 und 157 ist es an sich bekannt, zur Veiringerung des Druckes von der Primärseite zur Sekundärseite Druckreduzierventile zu benutzen, wobei daraus ferner die günstige Eigenschaft von Druckreduzierventilen bekannt ist, bei sich änderndem Druck auf der Primärseite den Druck auf der Sekundärseite auf einem verminderten Wert konstant zu halten.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuerventils; und

F i g. 2 einen Längsschnitt durch eine Abwandlung des Steuerventils gemäß F i g. 1.

Das dargestellte Steuerventil weist ein Gehäuse 20 auf, in dem eine Zulaufleitung 1, eine Auslaßleitung 2, eine zweite Auslaßleitung 3 sowie eine Rücklaufleitung 4 ausgebildet sind. Die Auslaßleitung 2 sowie die Auslaßleitung 3 stehen in Neutralstellung durch einen Schieberkolben 16 hindurch in Verbindung mit der Rücklaufleitung 4. Dies heißt mit anderen Worten, daß es sich bei dem Steuerventil um ein Steuerventil mit in Neutralstellung gesperrter Zulaufleitung handelt. Es können jedoch auch andere Steuerventilfunktionen vorgesehen sein.

An jedem Ende des Schieberkolbens 16 befindet sich eine Steuerkammer 14a bzw. 146. In jeder Steuerkammer ist eine Druckfeder 13a bzw. 136 untergebracht. Die Zulaufieitung 1 ist über einen Kanal 6 mit einem Druckreduzierventil 9 verbunden, das einen Ventilschieber aufweist, gegen dessen eines Ende eine Ventilfeder 10 drückt. An das Druckreduzierventil 9 schließen sich zwei Parallelzweige 7a und 76 des Steuerkreises an, in denen jeweils eine Drossel 8a bzw. 86 ausgebildet ist. Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 1 ist der Parallelzweig 7a mit der Drossel 8a unmittelbar mit der Steuerkammer 14a verbunden, wogegen der Parallelzweig 76 mit der Drossel 86 über ein Umschaltventil 196 mit der Steuerkammer 146 verbunden ist, wobei zwischen Drossel 86 und Regulierventil 126 eine Durchflußsperre 226 vorgesehen ist, die durch das willkürlich zur Rücklaufleitung umschaltbare Umschalt-

ventil 196 umgangen ist. Das Umschaltventil 196 ist als Vierwege-Zweistellungs-Ventil ausgebildet. Jeder Steuerkammer 14a bzw. 146 ist ein Regulierventil 12a Dzw. 126 zugeordnet, das als Rückschlagventil ausgebildet ist und eine Feder 11a bzw. 116 aufweist. Jedes der beiden Rückschlagventile wirkt mit einem Elektromagneten 15a bzw. 156 zusammen und wirj bei erregtem Elektromagneten in seiner Schließstellung gehalten, und zwar mit einer Schließkraft, die der Magneterregung entspricht Wenn der dem jeweiligen Regulierventil 12a bzw. 126 zugeordnete Elektromagnet 15a bzw. 156 nicht erregt ist wird das jeweilige Rückschlagventil mit geringster Kraft in Schließstellung gehalten. Die Kammern, in denen die Federn 11a und 116 angeordnet sind, stehen jeweils über eine Ablaufleitung 17a bzw. 176 mit einem Ablaß 5a bzw. 56 in Verbindung. Im Gehäuse 20 des Steuerventiles sind ferner Auslaßöffnungen 18a und 186 ausgebildet, wobei bei der Ausführungsform gemäß F i g. 1 die Auslaßöffnung 18a geschlossen ist und an die Auslaßöffnung 186 das Umschaltventil 196 angeschlossen ist

Das vorstehend beschriebene Steuerventil arbeitet in folgender Weise. Der Kanal 6 und die beiden Parallelzweige 7a und 76 stellen die Verbindung zwischen der Zulaufleitung 1 und den beiden Steuerkammern 14a und 146 dar. Arbeitsmittel, bei dem es sich in der Regel um Drucköl handelt, tritt durch die Zulaufleitung 1 ein und erfährt eine Druckminderung durch das Druckreduzierventil 9, die durch dessen Ventilfeder 10 bestimmt ist. Das Druckmittel strömt «1 danach durch die Parallelzweige 7a und 76 mit den Drosseln 8a und 86 in die Steuerkammern 14a und \<b. Wenn die Elektromagneten 15a und 156 nicht erregt sind, öffnet das Arbeitsmittel die beiden als Rückschlagventile ausgebildeten Regulierventile 12a und 126, selbst wenn der Druck des Arbeitsmittels niedrig ist. Aus den beiden Regulierventilen 12a und 126 strömt das Arbeitsmittel durch die Ablaufleitungen 17a und 176 ab. Der Schieberkolben 16 wird daher nicht verschoben, sondern von den Kräften der Druckfedern 13a und 136 -to in seiner Neutralstellung zentriert gehalten. Wenn der Elektromagnet 15a erregt wird, wird das Ventilelement des Regulierventiles 12a mit stärkerer Schließkraft auf seinem Ventilsitz gehalten, so daß der Druck in der Steuerkammer 14a ansteigt und der Schieberkolben 16 nach rechts (in F i g. 1) in eine Stellung verschoben wird, in der der erhöhte Druckmitteldruck in der Steuerkammer 14a durch die erhöhte Kraft der Druckfeder 136 kompensiert ist

Da bei der vorstehend beschriebenen Verschiebung die Vei Schiebestrecke des Schiebcrkolbcns 16 proportional zur Ausgangskraft des Elektromagneten 15a und somit zum Steuerdruck in der Steuerkammer 14a ist, ist es möglich, diese Verschiebestrecke frei dadurch zu regulieren bzw. zu steuern, daß der an den Elektromagneten 15a angelegte Erregungsstrom gesteuert wird. Wenn an das Steuerventil beispielsweise ein Stellantrieb angeschlossen ist kann die Arbeitsmittelzufuhr zu diesem kontinuierlich durch Veränderung der Stellung des Schieberkolbens verändert werden. Somit ist es möglich, durch Steuerung des Erregungsstromes den Stellantrieb bzw. Verbraucher so zu speisen, daß er sanft und stoßfrei anfährt, anhält oder die Bewegungsrichtung umkehrt. Bei der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform ist lediglich ein Umschaltventil 196 vorgesehen, das vorzugsweise der Rücklaufseite des Stellantriebes bzw. Verbrauchers zugeordnet ist Wenn, wie dies bei der Abwandlung gemäß Fig.2 der Fall ist beiden Parallelzweigen 7a und 76 jeweils ein eigenes Umschaltventil 19a bzw. 196 zugeordnet ist, ermöglichen diese beiden Umschaltventile einen Nothaltbetrieb. Im Falle des Vorsehens eines zweiten Umschaltventils 19a überbrückt dieses eine weitere Durchflußsperre 22a zwischen Drossel 8a und Regulierventil 12a. Wenn die beiden Umschaltventile umgeschaltet werden, fällt nämlich der Druck in den Steuerkammern 14a und 146 sofort ab, so daß der Schieberkolben 16 von den Kräften der Druckfedern 13a und 136 schnell in seine Neutralstellung zurückgebracht wird, was zur Folge hat, daß der gegebenenfalls an das Steuerventil angeschlossene Stellantrieb angehalten wird.

Bei der dargestellten und vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist das Druckreduzierventil 9 in das Gehäuse 20 des Steuerventiles eingegliedert. Das Druckreduzierventii 9 kann jedoch auch getrennt vom übrigen Steuerventil ausgebildet sein, so daß dann mehrere getrennt steuerbare Steuerventile mit ihren Parallelzweigen 7a und 76 an die Sekundärseite eines einzigen Druckreduzierventiles 9 angeschlossen sein können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektromagnetisch betätigtes Steuerventil zur Wegesteuerung der Durchflußmengen für einen doppeltwirkenden Verbraucher, mit einem Schieberkolben und mit einer Verbindung, die von einer von einer Pumpe kommenden Zulaufleitung abzweigt und über je eine Drossel in Parallelzweigcn eines Steuerkreises zu einer an jedem Schieberkolbenende vorgesehenen Steuerkammer geführt ist, in der sich eine auf den Schieberkclben zu dessen Zentrierung wirkende Druckfeder befindet und die über ein durch eine Feder gegensinnig zum Druck in der Steuerkammer in Schließrichtung vorgespanntes, mit vorbestimmter Kraft beaufschlagbares Regulierventil an eine zum Tank führende Rücklaufleitung anschließbar ist, wobei jeweils der Elektromagnet des einen Regulier Ventils unabhängig vom Elektromagneten des anderen RegulierventUes bezüglich seiner auf das steuerungsaktive Glied des Regulierventiles wirkenden Ausgangskraft steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in die Verbindung (6,7a, 7b) der Steuerkammern (14a, 146JmU der Zulaufleitung (1) stromauf der Drosseln (8a, 9b) ein Druckreduzierventil (9) eingeschaltet ist und daß jedes Regulierventil (12a, 12b) ein Rückschlagventil ist, dessen Schließkraft gleichsinnig zur Kraft der Feder(lla, lltydes Regulierventils durch den zugehörigen Elektromagneten (15a, iSb) variierbar ist -⁵⁰

2. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckreduzierventil (9) in das Gehäuse (20) des Steuerventil eingegliedert ist

3. Steuerventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in wenigstens einem der r> Parallelzweige (7a, Ib) im Steuerkreis zwischen der Drossel (8a, 8b) und dem Regulierventil (12a, \2b) eine DurchfluBsperre (22a, 22b) vorgesehen ist, die durch ein willkürlich zur Rücklaufleitung umschaltbares Umschaltventil (19a, 196^umgangen ist.

40