DE2813618A1

DE2813618A1 - Elektromagnetisch betaetigtes druckregelventil

Info

Publication number: DE2813618A1
Application number: DE19782813618
Authority: DE
Inventors: Anton Eckhard
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1978-03-30
Filing date: 1978-03-30
Publication date: 1979-10-04
Also published as: FR2421418B1; CH639215A5; JPS54133630A; JPS6149544B2; FR2421418A1; DE2813618C2

Description

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Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem elektromagnetisch betätigten Druckregelventil mit einem Proportionalmagnet nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon ein derartiges Druckregelventil bekannt, bei dem ein Vorsteuerventil mit dem Proportionalmagnet zu einer eigenen Baueinheit zusammengefaßt sind, die in ein zusätzliches Gehäuse einschraubbar ist, in dem erst ein Hauptventil angeordnet ist. Das Hauptventil hat einen Schieber, der drei Anschlüsse steuert und der von einer Feder in Richtung einer Stellung belastet ist, in der der Verbraucher-Anschluß für gesteuerten Druck mit dem Zulauf-Anschluß Verbindung hat. Die Kräfte der Feder und aus dem gesteuerten Druck wirken am Schieber einander entgegen, so daß ein Druckbereich nahe Null kaum mehr gesteuert werden kann. Zudem baut das Druckregelventil relativ aufwendig hinsichtlich Material- und Raumaufwand. So benötigt die Steuerkammer zur Aufnahme der Feder viel Raum, ebenso der radial an den Schieber herangeführte Verbraucher-Anschluß. Auch für Haupt- und Vorsteuerventil sind getrennte Rücklaufkanäle vorhanden. Zudem beeinflußt die Lage der die Steuerkammer mit dem Verbraucher-Anschluß verbindenden Drossel im Schieber in einem von der Strömung beeinflußbaren Bereich bei bestimmten Betriebs zuständen in ungünstiger Weise die Arbeitsweise des Druckregelventils.

Weiterhin ist es bekannt, bei einem derartigen Druckregelventil den Proportionalmagnet, das Vorsteuerventil und das Hauptsteuerventil als drei gesonderte Baukörper auszubilden. Neben dieser aufwendigen Bauweise ist ferner von Nachteil, daß das Hauptsteuerventil nur zwei Anschlüsse steuert. Vor allem aber arbeitet das Druckregelventil als direktgesteuertes Ventil, da ein vom geregelten Druck beaufschlagter Kolben des Vorsteuerventils unmittelbar vom Proportionalmagnet betätigt wird; dies führt auch zu einer ungenauen Arbeitsweise, insbe-

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sondere die Proportionalität zwischen elektrischem Sollwertsignal und Druckhöhe befriedigt nicht. Zudem läßt sich auch hier der Druckbereich nahe Null bedingt durch die Bauart des Hauptsteuerventils schlecht regeln.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Druckregelventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß eine besonders genaue Druckregelung, insbesondere auch im Druckbereich nahe Null möglich ist. Zudem baut das Druckregelventil äußerst kompakt und eignet sich auch für relativ große Druckmittelströme. Weiterhin baut das erfindungsgemäße Druckregelventil auch einfach und läßt sich leicht montieren. Der Magnetteil ist vom hydraulischen Teil baulich getrennt und erlaubt daher ein leichtes Austauschen von Teilen.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Druckreglers möglich. Besonders vorteilhafte Bauarten ergeben sich durch die Kombination von Merkmalen der Ansprüche 1, 2 und 3, wodurch ein Ventil erreichbar ist, bei dem Einfachheit, Kompaktheit und Genauigkeit der Arbeitsweise besonders vorteilhaft vereinigt sind. Zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich auch aus der Beschreibung und der Zeichnung.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, deren einzige Figur einen Längsschnitt durch ein Druckregelventil zeigt, und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

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Beschreibung der Erfindung

Das elektromagnetisch betätigte Druckregelventil 10 hat einen Proportionalmagnet 11, der an einem ein Vorsteuerventil 12 und ein Hauptsteuerventil 13 aufnehmenden Gehäuse 14 angeflanscht ist. Das Gehäuse 14 selbst ist rotationssymmetrisch und in sogenannter Cartridge-Bauweise ausgebildet. Es weist eine erste Stirnfläche 15 auf, von der eine erste, axial und zentrisch angeordnete Sacklochbohrung 16 ausgeht. In letzterer sind zwei Ringnuten 17, 18 im Abstand voneinander angeordnet, von denen die außenliegende (17) mit einem Zulauf-Anschluß 19 und die innenliegende (18) mit einem Rücklauf-Anschluß 21 verbunden sind. Die Sacklochbohrung 16 nimmt als Teil des Hauptsteuerventils 13 einen Steuerschieber 22 auf, der becherförmig und als Hohlschieber ausgebildet ist. Mit seinem geschlossenen Ende 23 begrenzt er in der Sacklochbohrung 16 eine Steuerkammer 24; mit seinem offenen Ende 25 ist er einem in der ersten Stirnseite 15 ausgebildeten Verbraucher-Anschluß 26 zugewandt, in dem der Druck geregelt werden soll. Zudem befindet sich eine den Steuerschieber 22 belastende Feder 27 auf dieser Seite des geregelten Drucks, die sich an einem das Gehäuse 14 aufnehmenden Maschinenblock 28 abstützt und teilweise in den Steuerschieber 22 hineinragt. Etwa in der Mitte des Steuerschiebers weist er radial verlaufende Steueröffnungen 29 auf, die am Außenumfang den Ringnuten 17, 18 zugeordnete Steuerkanten 31, 32 bilden.

Der ersten Stirnfläche 15 liegt am Gehäuse 14 eine zweite, dem Proportionalmagnet 11 zugewandte Stirnfläche 33 gegenüber, von der aus eine zweite Sacklochbohrung 34 ausgeht. Letztere liegt gleichachsig zur ersten Sacklochbohrung 16 und ist durch einen Steg 35 von ihr getrennt. Im Steg 3 5 sind ein Ventilsitz 36 und eine Drosselstelle 37 ausgebildet, über welche die zweite Sacklochbohrung 34 mit der Steuerkammer 24 Verbindung hat. Ferner hat die Steuer-

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kammer 24 über eine im Gehäuse 14 angeordnete Drossel 38 und Querbohrungen 39 mit dem Zulauf-Anschluß 19 Verbindung. Am Ventilsitz 36 liegt als Teil des Vorsteuerventils 12 ein Schließkörper 41 an, dem eine Feder 42 sowie ein in der zweiten Sacklochbohrung 34 gleitend geführtes Federwiderlager 43 zugeordnet sind. Das Federwiderlager 43 stützt sich an einem Stößel 44 des Proportionalmagneten 10 ab. Die zweite Sacklochbohrung 34 ist ferner über im Gehäuse 14 angeordnete Querbohrungen 45 mit dem Rücklauf-Anschluß 21 verbunden. Im Steuerschieber 22 ist nahe den Steueröffnungen 29 ein Absatz 46 ausgebildet, an dem sich die Feder 27 abstützt.

Die Wirkungsweise des Druckregelventils 10 ist wie folgt: Der weggeregelte Proportionalmagnet 11 spannt über das verstellbare Federwiderlager 43 die Feder 42 auf eine bestimmte Kraft vor. Aus dieser Kraft und dem wirksamen Querschnitt des Schließkörpers 41 im Ventilsitz 3 6 resultiert ein Druck, der in der Steuerkammer 24 auf den Steuerschieber 22 wirkt. Der Steuerölzulauf vom Zulauf-Anschluß 19 über die Querbohrungen 3 9 in die Steuerkammer 24 wird durch die Drossel 38 begrenzt. Entgegen diesem Druck in der Steuerkammer 24 wirken auf den Steuerschieber 22 der zu regelnde Druck im Verbraucher-Anschluß 26 sowie die Kraft der Feder 27.

Überwiegt der Druck in der Steuerkammer 24, so wird der Steuerschieber 22 gegen die Kraft der Feder 27 nach unten gedrückt und verbindet den Zulauf-Anschluß 19 über die Ringnut 17 und die Steueröffnungen 29 mit dem Verbraucher-Anschluß 26. Da der Versorgungsdruck im Zulauf-Anschluß 19 stets höher ist als der zu regelnde Druck im Verbraucher-Anschluß 26, strömt Druckmittel zum Verbraucher-Anschluß 26, bis am Steuerschieber 22 sich wieder ein Kräftegleichgewicht einstellt und die Steuerkante 32 diese Verbindung zusteuert.

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Ist umgekehrt der Druck in dem Verbraucher-Anschluß 26 zu hoch, so bewegt sich der Steuerschieber 22 unterstützt durch die Kraft der Feder 27 in die erste Sacklochbohrung 16 hinein. Dabei steuert er mit seiner Steuerkante 31 die Verbindung vom Verbraucher-Anschluß 26 zum Rücklauf-Anschluß 21 auf, während die Verbindung zum Zulauf-Anschluß 19 gesperrt ist. Nun kann sich der Druck im Verbraucher-Anschluß 26 so lange abbauen, bis sich wieder ein Kräftegleichgewicht am Steuerschieber 22 einstellt und diese Verbindung zum Rücklauf-Anschluß 21 zugesteuert wird.

Auf diese Weise kann die Höhe des Drucks im Verbraucher-Anschluß 26 direkt proportional zur Größe des elektrischen Eingangssignals am Magneten 11 geregelt werden. Da hierbei die Feder 27 auf der Seite des geregelten Drucks angeordnet ist, ist auch 'bei Druckbereichen nahe Null noch eine genaue Druckregelung erreichbar. Zudem führt die gezeigte Bauweise nicht nur zu einem äußerst einfachen und kompakten Aufbau des Druckregelventils, sondern begünstigt zugleich eine schwingungsarme und genaue Arbeitsweise über den gesamten Drucksteuerbereich. Insbesondere die HohlSchieberbauweise des Steuerschiebers 22 mit seiner Dreiwege-Druckminderfunktion in Kombination mit der Anordnung des Steuerschiebers in der Sacklochbohrung begünstigt die Vereinigung dieser Vorteile in einem Gerät, das sich zudem auch für relativ große hydraulische Ströme eignet.

Selbstverständlich sind Änderungen an der gezeigten Bauart möglich, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen. Obwohl eine geringe negative Überdeckung bezüglich der Steuerkanten 31, 32 meist vorteilhaft ist, kann unter besonderen Betriebsbedingungen diese Überdeckung auch als Null- oder positive Überdeckung ausgebildet werden.

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Claims

9.3.1978 My/Ht

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1

Ansprüche

Iy Elektromagnetisch betätigtes Druckregelventil mit einem Proportionalmagnet, einem von letzterem betätigten Vorsteuerventil und einem dazugehörenden Hauptsteuerventil, dessen Steuerschieber die Verbindungen von einem Verbraucher-Anschluß für geregelten Druck zu einem Zulauf-Anschluß und zu einem Rücklauf-Anschluß steuert und der von den Drücken im Verbraucher-Anschluß und in einer Steuerkammer sowie von der Kraft einer Feder beaufschlagt ist, um den Druck im Verbraucher-Anschluß proportional zur Größe des elektrischen Eingangssignals am Proportionalmagnet zu steuern, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (22) und das Vorsteuerventil (12) in einem gemeinsamen Gehäuse (14) angeordnet sind, das eine von einer Stirnseite (15) ausgehende, den Steuerschieber aufnehmende Sacklochbohrung (16) aufweist, daß der Steuerschieber (22) ein becherförmig ausgebildeter Hohlschieber ist, dessen geschlossenes Ende (23) die Steuerkammer (24) in der Sacklochbohrung (16) begrenzt und dessen offenes Ende (25) dem in der Stirnseite (15) liegenden Verbraucher-Anschluß (16) zugewandt ist und daß die Feder (27) auf der Seite des Verbraucher-Anschlusses (16) angeordnet ist.

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ÖftlGN INISPECTED

2. Druckregelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zulauf-Anschluß (19) und der Rücklauf-Anschluß (21) radial zur Längsachse des Gehäuses (14) und nebeneinanderliegend an die Sacklochbohrung (16) herangeführt sind.

3. Druckregelventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorsteuerventil (12) und der Hohlschieber (22) zueinander gleichachsig angeordnet sind.

4. Druckregelventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (14) eine der ersten Stirnseite (15) gegenüberliegende zweite Stirnseite (33) mit einer davon ausgehenden, zweiten Sacklochbohrung (3 4) zur Aufnahme des VorSteuerventils (34) aufweist.

5. Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (14) rotationssymmetrisch ausgebildet ist.

6. Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlschieber (25) wenigstens einen radialen Durchbruch (29) aufweist, der am Außenumfang des Hohlschiebers (25) dem Zulauf-Anschluß (19) und dem Rücklauf-Anschluß (21) zugeordnete Steuerkanten (31, 32) bildet.

7. Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die den Zulauf-Anschluß (19) mit der

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Steuerkammer (24) verbindende Drossel (38) im Gehäuse (14) angeordnet ist.

8. Druckregelventil nach einem der vorangehenden Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen beiden Sacklochbohrungen (16, 34) ein Steg (3 5)-ausgebildet ist, an dem ein Ventilsitz (36) des Vorsteuerventils (12) angeordnet ist.

9. Druckregelventil nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an der zweiten Stirnseite (33) der Proportionalmagnet (11) angeflanscht ist, der mit einem Stößel

(44) in die zweite "Sacklochbohrung (34) ragt und dort an einem verstellbaren Federwiderlager (43) anliegt.

10. Druckregelventil nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkanten (31, 32) mit negativer Überdeckung ausgebildet sind.

11. Druckregelventil nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Durchbrüche (29) etwa in der Mitte des Steuerschiebers (22), bezogen auf seine Längsachse, angeordnet sind und den Steuerschieber (22) einen neben den Durchbrüchen (29) angeordneten, innenliegenden Absatz (46) für die Abstützung der Feder (27) aufweist. /