DE2903560C2 - Vorgesteuertes 3-Wege-Druckminderventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein vorgesteuertes 3-Wege-Druckminderventil nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Durch das deutsche Patent 25 35 035 ist ein vorgesteuertes 3-Wege-Druckminderventil entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1 bekanntgeworden, bei dem das Vorsteuerventil als ein direktgesteuertes 3-Wege-Druckminderventil ausgebildet ist. Der am Vorsteuerventil eingestellte Druck beaufschlagt die eine Stirnfläche des Steuerkolbens des Hauptventils, während die gegenüberliegende Stirnfläche des Steuerkolbens vom Verbraucherdruck beaufschlagt wird. Ist der Verbraucherdruck kleiner als der über das Vorsteuerventil eingestellte Steuerdruck, verschiebt sich der Steuerkolben des Hauptventils in Richtung einer Verbindung des Verbraucheranschlusses mit dem Pumpenanschluß.

Im anderen Falle, in dem der Verbraucherdruck größer ist als der eingestellte Steuerdruck, verschiebt sich der Steuerkolben des Hauptventils in Richtung einer Verbindung des Verbraucheranschlusses mit dem Tankanschluß. Eine solche Betätigung des Hauptsteuerkolbens bewirkt gleichzeitig zur Aufrechterhaltung des am Vorsteuerventil eingestellten Steuerdruckes eine Nachregelbewegung des Vorsteuerkolbens. Das Ansprechen des Vorsteuerkolbens erfolgt somit erst am Anschluß einer Regelbewegurg des Hauptsteuerkolbens. In vielen Anwendungsfällen wird jedoch sin schnelleres Ansprechverhalten derartiger Ventile für erforderlich gehalten. Außerdem ist bei diesem vorbekannten 3-Wege-Druckminderventil keine Dämpfungsmöglichkeit gegeben.

Bei 2-Wege-Druckminderventilen, beispielsweise nach Abbildung 142 auf Seite 157 des Fachbuches von H. Zoebel »ölhydraulik«, Wien, Springer-Verlag 1963, ist keine Verbindung des Verbraucheranschlusses mit einem Tankanschluß vorgesehen. Steigt bei dem Einsatz eines solchen Druckminderventils der Verbraucherdruck über den eingestellten Druck, besteht keine Möglichkeit diesen Druck über das Druckminderventil abzubauen. Es ist also ein zusätzliches Sicherheitsventil erforderlich. Zur Vorsteuerung dienen bei diesen bekannten 2-Wege-Druckminderventilen direktgesteuerte Druckbegrenzungsventile, die über eine Drossel mit dem Verbraucheranschluß in Verbindung stehen. Dies bedingt gegenüber einem direktgesteuerten S-Weg-i-Druckminderventil als Vorsteuerventil einen dauernden Steuerölverlust.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, das Ansprechvirhalten sowie die Dämpfung bei einem vorgesteuerten 3-Wege-Druckminderventil nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 zu verbessern.

Dies wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 erreicht. Dadurch, daß die beiden Steuerräume des Hauptsteuerkolbens voneinander getrennt sind, wird dessen Ansprechverhalten verbessert. Diese Verbesserung wird noch dadurch unterstützt, daß die von der Steuerflüssigkeit des Vorsteuerventils beaufschlagte Kolbenfläche des Hauptsteuerkolbens kleiner ist als dessen gegenüberliegende Kolbenfläche. Durch diese kleinere Kolbenfläche ergibt sich eine Stufenfläche, die einen zusätzlichen Raum begrenzt, der unabhängig von dem eigentlichen Steuerraum auf dieser Seite von der vom Verbraucher abgezweigten Flüssigkeit über eine Dämpfungsdrossel beaufschlagt wird, so daß ein gezielter Dämpfungseffekt des Hauptsteuerkolbens gewährleistet ist. Da darüber hinaus das Vorsteuerventil über eine Drosselstelle unmittelbar mit dem Verbraucher verbunden ist, ist dessen Ansprechverhalten unabhängig von einer Bewegung des Hauptsteuerkolbens. Das Ansprechverhalten des gesamten Druckminderventils wird dadurch auf eine optimale Größe gehalten.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand eines Schaltschemas beschrieben, das die einzige Abbildung der Zeichnung darstellt.

In dem Schaltschema bezeichnet 1 den Hauptregelkolben und 2 den Regelkolben des Vorsteuerventils 3. Der Hauptregelkolben 1, der in einer Bohrung 4 des nicht näher dargestellten Gehäuses 5 geführt ist, arbeitet mit seinen Steuerkanten 6, 7 mit den Steuerkanten 8,9 des Steuerraumes A zusammen, wobei je nach der axialen Lage des Hauptregelkolbens der Steuerraum A entweder mit dem Steuerraum 7~oder mit dem Steuerraum P verbunden oder in der gezeigten Mittelstellung von den Steuerräumen Tund ρ getrennt

ist Der Sieuerraum A steht über die Arbeitsleitung 10 mit dem als Drossel dargestellten Verbraucher 11 in Verbindung, der Steuerraum Tuber die Tankleitung 12 mit dem Tank T₁ und der Steuerraum P über die Druckleitung 13 mit der Pumpe P%. Von der Arbeitsleitung 10 zweigt eine Steuerleitung 15 ζ·;τι von dem Ende 16 des Hauptregelkolbens 1 begrenzten Steuerraum 17 ab. Das dem Ende 16 gegenüberliegende Ende 18 des Hauptregelkolbens 1 ist stufenförmig ausgebildet, wobei die Stufenf!?che 20 den Steuerraum 21 begrenzt, der ι über die Steuerleitung 22 mit dem Steuerflüssigkeitsanschluß 23 des Vorsteuerventils 3 verbunden ist Der von der Stufenfläche 25 begrenzte Raum 26 steht über im Hauptregelkolben verlaufende Radialbohrungen 27 und die axial verlaufende Sackbohrung 28 mit Drosselstelle ι 29 mit dem mit dem Verbraucher in Verbindung stehenden Steuerraum 17 in Verbindung. Bei einer Verschiebung des Hauptregelkolbens 1 in Richtung des Steuerraumes 21 wird ein der Volumenverminderung des Raumes 26 entsprechende Steuerffüssigkeitsmenge ·?< über die Drosselstelle 29 in den Steuerraum 17 verdrängt. Bei der entgegengesetzten Verschieberichtung des Hauptregelkolbens und der damit verbundenen Volumenvergrößerung des Raumes 26 strömt eine den Betrag der Volumenvergrößerung entsprechende 2^; Steuerflüssigkeitsmenge aus dem Steuerraum 17 über die Drosselstelle 29 dem Raum 26 zu. Durch diese Flüssigkeitsverschiebung aus dem Raum 26 in den Steuerraum 17 über die Drosselstelle 29 und umgekehrt, ergibt sich eine dämpfende Wirkung auf die Verschie- i< bung des Hauptregelkolbens, ohne daß das Ansprechverhalten des Hauptregelkolbens wesentlich beeinflußt wird. Da der Raum 26 mit dem Steuerraum 17 in Verbindung steht, herrscht in diesem Raum der gleiche Druck wie im Steuerraum 17. Demgemäß entspricht die r> wirksame Druckfläche an der Stirnseite 30 des Hauptregelkolbens der Stufenfläche 20 auf der gegenüberliegenden Seite des Hauptregelkolbens. Zu einer Regelbewegung des Hauptregelkolbens ist deshalb eine entsprechend geringere aus der Volumenveränderung w des Steuerraumes 21 sich ergebende Steuerflüssigkeitsmenge erforderlich. Dadurch wird das Ansprechen des Hauptregelkolbens wesentlich verbessert. Der Regelkolben 2 des Vorsteuerventils 3 weist ebenfalls zwei Steuerkanten 32, 33 auf, die mit entsprechenden -»'s Steuerkanten 34, 35 des Steuerraumes A[ zusammenwirken. Die Steuerkanten 32, 33 des Regelkolbens 2 weisen zu den Steuerkanten 34,35 des Steuerraumes A) eine Unterdeckung auf, so daß in der gezeigten Ausgangsstellung eine Verbindung von dem über die so Leitung 36 mit dem Steuerraum Pt des Hauptregelkolbens und damit mit der Pumpe Pi verbundenen Steuerraum P\ sowohl zum Steuerraum A\ als auch zum über die Leitung 37 mit dem Tank Ts in Verbindung stehenden Steuerraum 71 besteht In der Ausgangsregelstellung fällt somit ein dauernder geringer Steuerölverlust an. Dies wird in Kauf genommen, um Totzeiten der Regelung zu vermeiden, r.o daß ein schnelles Ansprechen des Hauptregeikolbens durch ein schnelles Nachregeln des Steuerdruckes vom Vorsteuerventil erfolgL Die Einstellung des Steuerdruckes am Vorsteuerventil erfolgt durch eine entsprechende Federoder Magnetkraft, die auf den Regelkolben in Richtung ) des Steuerraumes 40 wirkt Der Steuerraum 40 ist über den Steuerleitungsabschnitt 41 mit Drosselstelle 42 mit der Steuerleitung 22 und damit auch mit dem Steuerraum A] verbunden. Weicht der Steuerdruck in der Steuerleitung 22 und damit auch im Steuerraum 40 > von dem durch die auf den Regelkolben in Richtung des Steuerraumes 40 wirkende Feder- oder Magnetkraft vorgegebenen Druck ab, führt der Regelkolben eine Regelbewegung zur Angleichung des Steuerdruckes an den vorgegebenen Wert aus. Ist beispielsweise der ι Steuerdruck kleiner als der durch die Feder- oder Magnetkraft vorgegebene Wert, verschiebt sich der Regelkolben durch die an diesem nunmehr wirkende Kraftdifferenz in Richtung des Steuerraumes 40. Dadurch wird der Abstand zwischen den Steuerkanten 32, 34 von Regelkolben und Steuerraum A\ kleiner und der Abstand der Steuerkanten 33, 35 von Regelkolben und Steuerraum A] größer. Die Folge davon ist, daß durch die größere Drosselwirkung der miteinander zusammenwirkenden Steuerkanten 32, 34 von Regelkolben und Steuerraum A\ der Druck im Steuerraum A\ um einen entsprechenden Betrag ansteigt und damit auch über die Drosselverbindung 41, 42 im Steuerraum 40. Sobald der Druck den durch die Feder- oder Magnetkraft vorgegebenen Wert erreicht hat, wird der Regelkolben wieder in seine Ausgangslage zurückverschoben. Die Dämpfung der Regelbewegung des Regelkolbens erfolgt durch die Drossel 42.

Der Steuerraum 40 des Vorsteuerventils steht ferner über die Leitung 45 mit Drosselstelle 46 mit dem vom Verbraucherdruck beaufschlagten Steuerraum 17 des Hauptregelkolbens in Verbindung. Dadurch wird das den Istwert bildende Drucksignal vom Verbraucher 11 neben dem Hauptregelkolben auch den Regelkolben des Vorsteuerventils zugeführt, so daß für die Regelung des Verbraucherdruckes eine unmittelbare Druckbeeinflussung des Vorsteuerventils und damit eine entsprechende Beeinflussung des den Sollwert bildenden über die Leitung 22 dem Steuerraum 21 des Hauptregelkolbens zugeführten Steuerdruckes erfolgt. Dies ergibt eine besonders wirkungsvolle Regelbewegung des Hauptregelkolbens und damit eine kurze Ausregelzeit bei vom Sollwertdruck abweichendem Istwertdruck des Verbrauchers.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorgesteuertes 3-Wege-Druckminderventil, dessen Hauptregelkolben auf beiden Stirnseiten Steuerräume begrenzt von denen der eine Steuerraum vom vom als direktgesteuertes 3-Wege-Druckminderventil ausgebildeten Vorsteuerventil festgelegten Steuerdruck beaufschlagt ist und der andere Steuerraum vom Verbraucherdruck, wobei der vom Vorsteuerventil festgelegte Steuerdruck den Hauptregelkolben in Richtung einer Verbindung des Verbrauchers mit der Pumpe und der Verbraucherdruck den Hauptregelkolben in Richtung einer Verbindung des Verbrauchers mit dem Tank belastet, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Steuerdruck beaufschlagte Ende (18) des Hauptregelkolbens (1) stufenförmig ausgebildet ist und die Stufenflächen (20,25) voneinander getrennte Räume (21,26) begrenzen, von denen der eine Raum (21) mit dem Steuerflüssigkeitsanschluß (23) des Vorsteuerventils (3) in Verbindung steht und der andere Raum (26) über eine Drossel (29) mit dem Verbraucher und der mit dem Steuerflüssigkeitsanschluß (23) über eine Drossel (42) verbundene Steuerraum (40) des Vorsteuerventils (3) ebenfalls ^ über eine Drossel (46) mit dem Verbraucher (11) verbunden ist.

2. Voigestcuertes 3-Wege-Druckminderventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptregelkolben (1) eine die Drosselstelle (29) ι aufweisende axial verlaufende Sackbohrung (28) aufweist, die über radial verlaufende Bohrungen (27) den von der einen Stufenfläche (25) des Hauptregelkolbens begrenzten Raum (26) mit dem vom Verbraucherdruck beaufschlagten, von dem den ι stufenförmig ausgebildeten Ende (J8) des Hauptregelkolbens gegenüberliegenden Ende (16) des Hauptregelkolbens begrenzten Steuerraum (17) verbindet.

3. Vorgesteuertes 3-Wege-Druckminderventil ' nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerraum (40) des Vorsteuerventils (3) über die Drossel (46) mit dem vom Verbraucherdruck beaufschlagten vom Hauptregelkolben begrenzten Steuerraum (17) verbunden ist. *