DE2717384C2

DE2717384C2 - Hydraulisch betätigtes Steuerventil

Info

Publication number: DE2717384C2
Application number: DE2717384A
Authority: DE
Inventors: Roland Ing.(Grad.) Ewald; Herbert 8770 Lohr Lembke
Original assignee: Mannesmann Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1977-04-20
Filing date: 1977-04-20
Publication date: 1983-12-22
Also published as: JPS53131531A; US4194719A; DE2717384A1

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisch betätigtes Steuerventil gemäß dem Oberbegriff des Anspruches.

Werden deran-ge hydraulisch betätigte Steuerventile über ein Vorsteuerventil elektrisch angesteuert, soll der Öffnungsquerschnitt proportional mit dem elektrischen Ansteuersignal ansteigen bzw. abnehmen, je nachdem, ob das elektrische Eingangssignal größer oder kleiner wird. Die Güte eines solchen Gerätes ist. u. a. auch von der Wiederholgenauigkeit der eingestellten Werte abhängig. Die Wiederholgenauigkeit der eingestellten Werte wird vor allem von der Fertigungsgenauigkeit der Reibungsverlusten unterliegenden beweglichen Teile sowie der miieinander in Wirkverbindung stehenden Teile bestimmt.

Bei einem bekannten Steuerventil entsprechend der DE-OS 21 29 183 wird die Mittellage des Steuerkolbens durch federbelastete Federteller festgelegt, die in der Mittellage des Steuerkolbens an Anlageflächen des Gehäuses anliegen. Wird der Steuerkolben in die eine oder andere Schaltstellung verschoben, hebt sich jeweils der· Steuerkolben von dem einen Federteller ab, während er mit dem anderen Federteller in Kraftschluß bleibt und über diesen die Feder zusammendrückt.

Sobald die am Steuerkolben wirkende Verstellkraft weggenommen wird, kehrt der Steuerkolben wieder in seine Ausgangs- bzw. Mittelstellung zurück und kommt mit dem betreffenden Federteller wieder in Kontakt. Die miteinander in Berührung kommenden Flächenteile von Steuerkolben und Federteller sind nach jedem Schaltvorgang des Steuerkolbens voneinander verschieden, so daß infolge Passungsungenauigkeiten an den betreffenden Stellen gleicher Steuerdruck nicht zu gleicher Steuerstellung des Steuerkolbens führt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Wiederholgenauigkeit der Schaltstellungen bei gleichen Steuerdrücken von Steuerventilen nach dem Oberbegriff des Anspruches um ein erhebliches Maß zu verbessern. Dies wird mit dem kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches erreicht. Es hut sich gezeigt, daß durch diese Merkmale trotz der zusätzlichen Fuhrungsstellen für die Stützkörper der Fehler für die Wiederholgenauigkeit der eingestellten Werte um ca. 50% reduzierbar ist.

Durch die DE-AS 1! 92 471 ist es bei Servoventilen bekannt, die Mittelstellung des Steuerkolbens durch gleiche Federkräfte, die an beiden Stirnseiten über kegelige Einsatzkörper am Steuerkolben angreifen, festzulegen. Verschiebt sich dieser Steuerkolben in die eine oder andere Steuerrichtung. bleibt ein Kraftschluß ίο zwischen diesen Einsatzkörpern und den betreffenden jeweils eine kegelige Ausnehmung aufweisenden Federtellern infolge der Vorspannung der Steuerfedern erhalten. Bei Verschmutzung und damit verbundenen ungleichen Reibungsverlusten zwischen Steuerkolben !5 Jnd Führungsbohrung im Gehäuse, ist ein Zurückschieben des Steuerkolbens aus seiner Steuerstellung in seine Mittelstellung nicht gewährleistet.

Durch die AT-PS 1 87 364 ist es an sich bekannt, bei Steuerventilen zwecks Vermeidung des Klebens des Steuerkolbens Führungskolben und einen Stützkörper vorzusehen, der sich über einen Kugelabschnitt an einem Federteller mit einer kalottenförmigen Ausnehmung abstützt. Eine genau definierbare mittlere Ausgangsstellung, bei der der Federteller an einer ortsfesten Fläche des Steuerraumes anliegt, und dabei den Federteller auch weiterhin in Krzftschluß hält, ist bei diesem Steuerveatil anderer Gattung nicht vorgesehen.

Ein Ausführangsbeispiel der Erfindung ist in der einzigen Figur der Zeichnung im Schnitt dargestellt.

In der Figur ist mit HVdas Hauptsteuerventil und mit VSi, VS2 die in einem gemeinsamen Gehäuse 3 vereinigten Vorsteuerventile bezeichnet, die von Regelmagneten M1, Ml angesteuert werden. Der Auslaßsteuerraum 4 des Vorsteuerventils KS1 steht über den Anschlußkanal 5 mit Gehäusekanälen 6, 7, 8 und 9 im Gehäuse 1 des Hauptsteuerventils bzw. in dessen Federgehäuse 2 mit Abschlt-ßdeckel 10 mit dem Steuerraum 11 des Hauptstcuervei₅ti!r> in Verbindung. Der Auslaßsteuerraum 34 des anderen Vorstsuerventils KS2 steht über den Anschlußkanal 12 mit den Gehäusekanälen 13, 14, 15 und 16 im Gehäuse 1 des Hauptsteuerventils bzw. im anderen Federgehäuse 17 mit Abschlußdeckel 36 mit dem anderen Sieuerraum 18 des Hauptsteuerventils in Verbindung. Das Gehäuse 1 des Hauptsteuervcntils weist eine axiale Führungsbohrung 19 für den Steuerkolben 20 auf. An beiden Enden des Hauptsteuerkolbens 20 sind Sackbohrungen 21, 22 zur Führung der zylindrischen Verlängerung 23 eines jeden kegelförmigen Stützkörpers 24 mit kugelabschnittförmiger Stützfläche 25 vorgesehen. In den Sa-kbohrungen 21,22 sind Druckfedern 26 angeordnet, die den jeweiligen kegelförmigen Stützkörper über die zylindrische Verlängerung 23 in Richtung der Federteller 27, 28 belasten und die kugelabschnittförmige Stützfläche 25 mit der kugelkalottenförmigen Abstützflache 29 der Federteller in Kraftschluß halten. Am Federtellerrand 30,31 stützt sich jeweils die Steuerfeder 32, 33 ab, deren anderes Ende sich am Abschlußdeckel 10, 36 abstützt. Der Hauptsteuerkolben 20 weist umlaufende Ausnehmungen 40,41,42 sowie Feinsteuernuten 43 auf, die beim Verschieben des Hauptsteuerkolbens in die eine oder andere Schaltrichtung benachbarte Steuerräume 44, 45, 46, 47 und 48 im Gehäuse des f>5 Hauptsteuerventils miteinander verbinden. Der Steuerraum 46 ist mit dem Pumpenanschluß, die Steuerräume und 47 sind mit den Arbeitsleitungsanschlüssen und die Steuerräume 44 und 48, die über einen Umeehunes-

kanal 49 miteinander in Verbindung stehen, sind mit dem Tankanschluß verbunden.

Die Wirkungsweise des Steuerventils ist folgende:
Erhält beispielsweise der Regelmagnet M1 ein bestimmtes elektrisches Eingangssignal, verschiebt dieser mit einer dem Eingangssignal entsprechenden Magnetkraft den Regelkolben 60 des Vorsteuerventils VS1 in Offnungsrichtung. Damit baur sich im Auslaßsteuerraum 4 des Vorsteuerventils VSI ein den Regelkolben 60 in Schließrichtung beaufschlagender Steuerdruck auf. der der Magnetkraft des Regelmagneten MX entspricht. Durch die Verbindung des Auslaßsteuerraumes 4 mit dem Steuerraum 11 des Hauptsteuerventils HV wirkt dieser Druck auch auf die Querschnittsfläche des Hauptsteuerkolbens 20 und verschiebt diesen gegen die Kraft der Steuerfeder 33 in Schaltrichtung des Steuerraumes 18, und zwar soweit bis die hierbei ansteigende Federkraft der Steuerfeder 33 der auf den Steuerkolben wirkenden Druckkraft entspricht. Während dieser Bewegung des Steuerkolbens 20 in Richtung des Steuerraumes 18 bleibt der Fedenelier 27 in seiner gezeigten Abstützstellung, in der sich der Tel.'-.rrand JO an der ortsfesten Fläche 58 des Federgehäuses 2 abstützt. Der Stützkörper 24 bleibt mit dem Federteller 27 in kraftschlüssiger Verbindung durch die Kraftwirkung der Druckfeder 26. die während der Verschiebung des Steuerkolbcns 20 in Richtung des Steuerraumes 18 den Stützkörper 24 in dessen gezeigter Wirkverbindung mit dem Federteller hält. Der Steuerkolben verschiebt sich hierbei relativ zur zylindrischen Verlängerung 23 dieses Stützkörpers 24.

Eine Lageversetzung zwischen den miteinander in Wirkverbindung stehenden Auflageflächen 25, 29 von Stützkörper und Federteller kann somit in beiden Bewegungsrichtungen des Steuerkolbens 20 in diesem Schaltbereich nicht erfolgen. Dies gilt auch für die AbstützHächen 25, 29 des Federtellers 28 mit dem betreffenden Stützkörper 24. wenn sich der Steuerkolben 20 in die entgegengesetzte Schaltrichtung also in Richtung des Steuerraumes 11 verschiebt. In diesem Falle verbleibt der Federteller 28 in der gezeigten Lage, in der sich dessen Rand 31 an der ortsfesten Fläche 59 des Federgehäuses 17 abstützt, während die Druckkraft der Druckfeder 26 den Abstützkörper 24 mit seiner Abstützfläche 25 an der entsprechenden Abstützfläche 29 des Federtellers 28 in kraftschlüssiger Wirkverbindung hält. Eine Lageversetzung de' Stützkörpers 24 gegenüber dem Federteüer 28 kann während dieser Steuerbewegüng des Steuerkolbens 20 ebenfalls nicht erfolgen. Damit wird die Wiederholgenauigkeit der eingestellten Werte nicht durch eine Lageversei/ung zwischen Auflagefläche 25 und 29 von Stützkörper und Federteller beeinträchtigt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Hydraulisch betätigtes Steuerventil mit drei Schaltstellungen, dessen Steuerkolben in jeder der beiden Schaltrichtungen jeweils gegen die Kraft einer Steuerfeder hydraulisch aufsteuerbar ist, wobei jede Steuerfeder über einen Federteller auf den Steuerkolben wirkt und in der Ausgangsstellung des Steuerkolbens der Federtellerrand eines jeden Federtellers an einer ortsfesten Fläche des Steuerraumes anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Federteller (27, 28) eine kartenförmige Ausnehmung (29) aufweist, mit der jeweils ein kugelabschnittförmiger mit dem Steuerkolben (20) in Verbindung stehender Stützkörper (24) zusammenwirkt und jeder Stützkörper (24) eine zylindrische Verlängerung (23) zur Führung in jeweils einer zentrischen Bohrung (22) im Steuerkolben (20) aufweist und jeweils eine in der zentrischen Bohrung angeordnete Feder (26) den Stützkörper bei einer Verschiebung des StCüerkoibcns in Richtung der gegenüberliegenden Steuerfeder den Stützkörper mit Kugelabschnitt (25) an der Kugelkalotte (29) des Federtellers (27,28) in Kraftschluß hält.