DE2460216A1

DE2460216A1 - Tariertes ventil mit einstellbarer tarierung

Info

Publication number: DE2460216A1
Application number: DE19742460216
Authority: DE
Inventors: Maurice Rene Tanguy
Original assignee: Poclain SA
Current assignee: Poclain SA
Priority date: 1973-12-21
Filing date: 1974-12-19
Publication date: 1975-07-03
Also published as: JPS50117028A; IT1024472B; FR2255528A1; FR2255528B1; ES433067A1; GB1486256A; BE822750A

Description

Ba 3093

S.A. Poclain, Le Plessis-Belleville, Frankreich

Tariertes Ventil mit einstellbarer Tarierung

Tarierte Ventile mit einstellbarer Tarierung sind allgemein bekannt.

Die Erfindung schlägt nun eine solche Ventilausführung vor, die die Leistungsfähigkeit und Robustheit von hydraulischen Kreisen mit der Leichtigkeit der Einstellung verbindet, was durch eine Übernahme bzw. Anpassung von elektronischen Betätigungs- bzw. Steuerschaltungen erreicht wird.

Die Erfindung geht dabei aus von einem tarierten Ventil mit einstellbarer Tarierung, enthaltend einen Ventilkörper, ein Absperrelement und ein zwischen dem Absperrelement und dem Ventilkörper angeordnetes Rückführorgan, dessen Wirkung auf das Absperrelement die Tendenz besitzt, letzteres in einer wirksamen Absperrstellung z.u halten und dessen Wirkung der des Druckes des stromaufwärts vom tarierten Ventil unter Druck gehaltenen Strömungsmittels entgegengesetzt ist, während die Rückführkraft dieses Rückführorganes eine Größe aufweist, die der Tarierung des Ventils entspricht und in Abhängigkeit von dieser das Absperrelement in eine nicht-absperrende Stellung angeordnet ist, sobald der Druck des Strömungsmittels wenigstens gleich einem festgelegten Druck ist, wobei das Rückstellorgan am Ventilkörper unter Zwischenschaltung eines Stößels angebracht ist, der gleitbeweglich im Ventil-

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körper angeordnet und seinerseits am beweglichen Element eines Strömungsmittelantriebes angebracht ist,cter mit .einer Zuführkammer versehen ist", wobei ferner diese Zuführkammer wahlweise mit einer Steuerströmungsmittelquelle oder einem Behälter mit drucklosem Strömungsmittel verbunden oder von diesem Behälter oder dieser Quelle isoliert ist und wobei eine Beaufschlagung der Kammer mit unter Druck stehendem Strömungsmittel eine Verschiebung des Kolbens und des daran angebrachten Stößels verursacht, was einer Erhöhung des durch die Wirkung des Rückführorganes erzeugten Tarierungsdruckes entspricht.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß sich diese Auswahl aus einem Vergleich zwischen einer gewünschten und angezeigten Stellung des Stößels und der wirklichen Stellung dieses Stößels ergibt.

Vorzugsweise ist die genannte Kammer mit der Steuerströmungsmittelquelle durch eine erste Leitung, in der ein erster Verteiler mit zwei Stellungen angeordnet ist, der in seiner ersten Stellung die Kontinuität und in seiner anderen Stellung ein Absperren von dieser ersten Leitung sicherstellt, sowie mit einem Behälter durch eine zweite Leitung verbunden, in der ein zweiter Verteiler mit zwei Stellungen angeordnet ist, der in seiner einen Stellung die Kontinuität und in seiner anderen Stellung das Absperren dieser zweiten Leitung sicherstellt, und der erste und zweite Verteiler sind über ein Signal steuerbar, das dem genannten Vergleich zwischen der gewünschten und der wirklichen Stellung des Stößels entspricht.

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Es ist vielfach vorteilhaft, wenn der erste Verteiler und der zweite Verteiler je an einem Organ zur elektromagnetischen Steuerung angebracht sind, das mit einem Detektor und einer Vergleichsvorrichtung für die gewünschten und wirklichen Stellungen des Stößels verbunden ist. '

Schließlich ist es zweckmäßig, wenn der Strömungsmittelantrieb durch eine einfache hydraulische Zylinder-Kolben-Einrichtung gebildet ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sei im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert, ohne daß diese Zeichnung eine Begrenzung für die Erfindung darstellt. Es zeigen

Fig. 1 eine Schemadarstellung des erfindungsgemäßen Ventlies;

Fig. 2 eine Schemadarstellung eines Elements dieser Erfindung. '

Die veranschaulichte Ausfuhrungsform enthält:

- eine Hauptpumpe i;

- einen Behälter 2 für ein hydraulisches Strömungsmittel;

- einen Verbraucherkreis 3;

- ein Abgabe- bzw. Abflußventil ¹J;

eine Einrichtung 5 zum Anzeigen der gewünschten Stellung des beweglichen Stößels 6 des Ventiles *J;

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- ein Auffangelement bzw. Empfänger 7 für die wirkliche Position einer Anzeige (Index) 8, die fest am Stößel 6 angeordnet ist;

- eine an sich bekannte elektronische Betätigungs- bzw. Steuereinrichtung 9;

- zwei Verteiler 10 und 11 mit zwei Stellungen sowie

- eine Steuerpumpe 12.

Die Hauptpumpe 1 ist mit dem Behälter 2 durch ihre Saugleitung 13 und mit dem Verbraucherkreis 3 durch ihre Förder- bzw. Druckleitung 14 verbunden. Das Ventil 4 ist durch einen Ventilkörper 15 gebildet, in dem drei Kammern vorgesehen sind.

Die erste Kammer 16 enthält ein Klappenventil 17 und steht mit einer Leitung 20 durch eine kalibrierte öffnung 48 in Verbindung, wobei eine Ventilöffnung 19 außerdem durch die Leitung .20 mit der Förderleitung 14 der Pumpe 1 in Verbindung steht. Weiterhin ist eine Nebenkammer 49 durch eine Leitung 18 mit dem Behälter 2 verbunden und von der Leitung 20 durch das Klappenventil getrennt.

Die zweite Kammer 21 steht mit dem Behälter 2 durch eine Leitung 22 in Verbindung und enthält ein Kugelventil 23, das gegenüber einer öffnung 24 für die Verbindung der beiden Kammern 16 und 21 angeordnet ist. Der Stößel 6 bildet außerdem ein Abstützelement, das in seiner Stellung einstellbar ist für eine Rückführfeder 25 des Kugelventils 23.

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Die dritte Kammer umfaßt "schließlich zwei Abteilungen 26a und 26b, die durch einen Kolben 27 getrennt sind. Die Abteilung 26a steht mit der zweiten Kammer 21 durch eine Öffnung 28 in Verbindung, während die Abteilung 26b mit einer Leitung 29 verbunden ist, die später noch in anderem Zusammenhang erläutert wird. Es sei festgestellt, daß die Stange 30 des Stößels 6 fest mit diesem Stößel sowie mit dem Kolben 27 verbunden ist; eine Kolbenstange 31 j die ebenfalls fest mit dem Kolben 27 verbunden ist, ragt über den Ventilkörper 15 hinaus und ist mit der Anzeige 8 versehen. Die Abteilung 26a ist mit dem Behälter 2 durch eine Leitung 32 verbunden.

Die Steuerpumpe 12 steht mit dem Behälter 2 durch ihre Saugleitung 33 und mit dem Verteiler 10 durch ihre Förderbzw. Druckleitung 3¹* in Verbindung. Dieser Verteiler 10 ist seinerseits mit dem Verteiler 11 durch eine Leitung 35 sowie mit dem Behälter 2 durch eine Leitung 36 verbunden. Außerdem verbindet eine Leitung 37 den Verteiler 11 mit dem Behälter 2. Ferner ist die Leitung 29 mit der Leitung 35 verbunden.

An einem beweglichen Organ des Verteilers 10 sind eine Rückführfeder 38 und ein Elektromagnet 39 angebracht, eben so wie am beweglichen Organ des Verteilers 11 eine Feder 4 und ein Elektromagnet 41 angeordnet sind, wobei Feder und Elektromagnet eines solchen Verteilers entgegengesetzte Wirkungen aufweisen und die Feder dazu neigt, den Verteiler entsprechend seiner ersten Stellung zu verschieben, wie im folgenden erläutert wird.

Die beiden Stellungen des Verteilers 10 sind folgendermaßen:

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In der ersten Stellung wird eine Verbindung zwischen den Leitungen 34 und 36 hergestellt, während die Leitung 35 durch den Verteiler 10 gesperrt wird; in der zweiten Stellung wird eine Verbindung zwischen den Leitungen 3²I und 35 hergestellt, während die Leitung 36 durch den Verteiler 10 gesperrt wird.

Was die beiden Stellungen des korrespondierenden Verteilers 11 anbelangt, so sind sie folgendermaßen:

In der ersten Stellung sind die Leitung 35 und 37 durch den Verteiler 11 gesperrt und in der zweiten Stellung ist eine Verbindung zwischen diesen Leitungen 35 und 37 hergestellt«

Die Werte bzw. Größen der angezeigten Stellung A und der wirklichen Stellung der Anzeige (Index) 8 werden durch die Ver bindungs leitungen 42 und 4 3 zur Steuereinrichtung 9 übertragen. Diese umfaßt in bekannter Weise einen Komparator für die beiden genannten Positionswerte, z.B. eine Wheatstone'sehe Brücke, die normalerweise im Gleichgewicht ist, wenn diese beiden Werte gleich sind.

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Wenn demgegenüber die beiden Position unterschiedlich

sind, beispielsweise umdas Maß d, dann wird ein Ungleichgewicht der Wheatstone¹sehen Brücke im einen oder anderen Sinne hervorgerufen. Es sei festgestellt, daß die Elektromagneten 39 und 41 an zwei Ausgangsklemmen 44 und 45 der Steuereinrichtung 9 durch Verbindungsleitungen 46 bzw. angeschlossen sind. .

Wenn die Anzeige 8 im Sinne des Pfeiles P. (wie veranschaulicht) verschoben werden muß, um die Differenz d zur Position A aufzuheben, dann betätigt das Ungleichgewicht der Wheatstone'sehen Brücke lediglich den Elektro-

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magneten ²Jl in der Weise , daß der Verteiler 11 in seine zweite Position verschobenjwird, wobei der Verteiler 10 in seiner ersten Stellung bleibt.

Wenn umgekehrt die Anzeige 8 im Sinne des Rfeiles F₂ verschoben werden soll, dann betätigt das Ungleichgewicht der Wheatstone'sehen Brücke nur den Elektromagneten 39 in der Weise, daß der Verteiler 10 in seine zweite Stellung verschoben wird, wobei der Verteiler 11 in seiner ersten Stellung gelassen wird,

Kurz gesagt, wenn man eine Erhöhung der überlastung des Kugelventiles 33 wünscht, d.h. eine Erhöhung der Ausgangsspannung der Feder 25, dann steuert man mittels der Anzeigeeinrichtung 5 eine entsprechende Verschiebung des Stößels 6. Diese Verschiebung im Sinne des Pfeiles Fp wird automatisch erreicht durchidie Wirkung der Steuereinrichtung 9, wie soeben beschrieben worden ist.

Selbstverständlich wird auch eine Verringerung der überlastung des Kugelventiles 23 auf einfache Weise mittels der Anzeigeeinrichtung 5 erreicht.

Bei der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsform gestattet es die Überlastungsregulierung des Kugelventiles _a den Gegendruck zu regulieren, der in der Kammer herrscht und der öffnung des Kugelventiles 23 gegenüberliegt. Hierdurch kann man auf einfache Weise die Größe des maximalen Druckes regeln, der im Verbraucherkreis 3 zulässig ist.

Zur Erläuterung veranschaulicht Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer elektronischen Steuereinrichtung 9. Zwei Widerstände 48 und 49 sind durch Leiter 50 bzw. 51 parallel

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- 8 an eine elektrische Energiezuführung 52 angeschlossen.

Der Widerstand 48 ist an der Kolbenstange 31 befestigt, während der Empfänger 7 durch einen Kontakt gebildet ist, der auf diesem Widerstand 48 angeordnet ist, und zwar in einer Position zwischen seinen beiden äußeren Anschlüssen. Auf gleiche Weise ist die Anzeigeeinrichtung 5 durch einen Kontakt gebildet, der auf dem Widerstand 49 angeordnet ist., und zwar ebenfalls in einer Zwischenstellung zwischen den äußeren Anschlüssenjdieses Widerstandes. Somit bildet jede der beiden Stellungen des Widerstandes 48 bzw. 49, der durch den korrespondierenden Kontakt 7 bzw. 5 getrennt ist, einen der vier Abzweiganschlüsse einer Wheatstone'sehen Brücke, die normalerweise im Gleichgewicht ist.

Die Verbindungsleitung 43 ist an einen Verstärker 53 angeschlossen, der seinerseits an eine Belastung 54, die mit dem Elektromagneten 39 korrespondiert, angeschlossen ist. Auf die gleiche Weise ist die Verbindungsleitung 42 mit einem Verstärker 55 verbunden, der seinerseits an eine Belastung 56, die mit dem Elektromagneten 4l korrespondiert, angeschlossen ist. Ein Umformer bzw. Gleichrichter 57 für die Impulszuführung ist an die Belastungen 54 und 56 angeschlossen.

Weiterhin erkennt man die Anordnung zweier Filter 58 und 59, die mit der Energiezuführung 52 verbunden sind und entsprechend mit dem Empfänger 7 und der Anzeigeeinrichtung 5 in Verbindung stehen.

Eine manuelle Einstellung der Position mittels der Einrichtung 5 korrespondiert mit einem Ungleichgewicht der Wheatstone·sehen Brücke sowie mit einer Spannungsabweichung

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bei bestimmter Polarität, die eine Erregung eines der

Elektromagneten 39, ¹Jl hervorruft. Auf diese Weise wird die Herstellung einer Verbindung der·Kammer 26b, sei es mit der Förderleitung der Pumpe 12 oder sei es mit dem Behälter 2, gesteuert. Eine Verschiebung aufgrund der Kolbenstange 31 verändert die Stellung des Widerstandes 48 im Sinne einer Wiederherstellung des Gleichgewichts der Wheatstone¹sehen Brücke. Die Spannungsabweichung wird wieder Null und das System hat wieder eine stabile Form eingenommen.

Die Erfindung ist nicht nur auf das beschriebene und veranschaulichte Ausführungsbeispiel begrenzt, sondern im Rahmen der Erfindung sind diverse Varianten möglich.

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Claims

- ίο -· Patentansprüche

1. Tariertes Ventil mit einstellbarer Tarierung, enthaltend einen Ventilkörper, ein Absperrelement und ein zwischen dem Absperrelement und dem Ventilkörper angeordnetes Rückführorgan, dessen Wirkung auf das Absperrelement die Tendenz besitzt, letzteres in einer wirksamen Absperrstellung zu halten und dessen Wirkung der des Druckes des stromaufwärts vom tarierten Ventil unter Druck gehaltenen Strömungsmittels entgegengesetzt ist, während die Rückführkraft dieses Rückführorganes eine Größe aufweist, die der Tarierung des Ventils entspricht und in Abhängigkeit von dieser das Absperrelement in eine nicht-absperrende Stellung angeordnet ist, sobald der Druck des Strömungsmittels wenigstens gleich einem festgelegten Druck ist, wobei das Rückstellorgan am Ventilkörper unter Zwischenschaltung eines Stößels angebracht ist, der gleitbeweglich Im Ventilkörper angeordnet und seinerseits am beweglichen Element eines Strömungsmittelantriebes angebracht ist, der mit einer Zuführkammer versehen ist, wobei ferner diese Zuführkammer wahlweise mit einer Steuerströmungsmittelquelle oder einem Behälter mit drucklosem Strömungsmittel verbunden oder von diesem Behälter oder dieser Quelle isoliert ist und wobei eine Beaufschlagung der Kammer mit unter Druck stehendem Strömungsmittel eine Verschiebung des Kolbens und des daran angebrachten Stößels verursacht, was einer Erhöhung des durch die Wirkung des Rückführorganes erzeugten Tarierungsdruckes entspricht, dadurch gekennzeichnet , daß sich diese Auswahl aus einem Vergleich zwischen einer gewünschten und angezeigten Stellung (A) des Stößels (6) und der wirklichen Stellung (8) dieses Stößels ergibt.

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2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

die genannte Kammer (26b) mit der Steuerströmungsmittelquelle (12) durch eine erste Leitung (3^/29), in der ein erster Verteiler (10) mit zwei Stellungen angeordnet ist, der in seiner ersten Stellung die Kontinuität und in seiner anderen Stellung ein Absperren von dieser ersten Leitung sicherstellt, sowie mit einem Behälter (2) durch eine zweite Leitung (35/37) verbunden ist, in der ein zweiter Verteiler (11) mit zwei Stellungen angeordnet ist, der in seiner einen Stellung die Kontinuität und in seinerjanderen Stellung das Absperren dieser zweiten Leitung sicherstellt, und daß der erste Verteiler und der zweite Verteiler über ein Signal steuerbar sind, das dem genannten Vergleich zwischen der gewünschten und der wirklichen Stellung des Stößels (6) entspricht.

3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Verteiler und der zweite Verteiler je an einem Organ (39 bzw. kl) zur elektromagnetischen Steuerung angebracht sind, das mit einein Detektor und einer Vergleichsvorrichtung (9) für die gewünschten und wirklichen Stellungen des Stößels verbunden ist.

4. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsmittelantrieb durch eine einfache hydraulische Zylinder-Kolben-Einrichtung gebildet ist.

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