DE2949922C2

DE2949922C2 - Vorgesteuertes Druckminderventil

Info

Publication number: DE2949922C2
Application number: DE2949922A
Authority: DE
Inventors: Karlheinz 8772 Martkheidenfeld Hunschede; Helmut 8780 Gemünden Krebs
Original assignee: Mannesmann Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1979-12-12
Filing date: 1979-12-12
Publication date: 1986-08-21
Also published as: US4321941A; GB2065928A; IT1130546B; IT8068841A0; GB2065928B; JPS5697111A; DE2949922A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein vorgesteuertes Druckminderventil entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches.

Bei einem vorgeschlagenen Druckminderventil der vorgenannten Art ist der vom Verbraucher unmittelbar beaufschlagte und von dem Hauptregelkolben begrenzte Steuerraum über eine Drosselstelle mit der Stirnseite eines Regelkolbens im Vorsteuerventil verbunden, auf dessen anderer Seite eine insbesondere durch die Kraft einer Feder vorgegebene Kraft wirkt. Hierdurch wirkt der Verbraucherdruck über eine Drosselstelle auf die der vorgegebenen Kraft gegenüberliegende Stirnseite des Regelkolbens, was zu einem schnellen Ansprechen des Vorsteuerventils auf Änderungen des Verbraucherdruckes führt (DE-OS 29 03 560).

Der vorliegenden Erfindung liegt dem vorgeschlagenen Druckminderventil gegenüber die Aufgabe zugrunde, die Durchfluß-Mengen-Abhängigkeit des Verbraucherdruckes zu verbessern und Druckspitzen zu reduzieren und schneller auszuregeln. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Hauptanspruches erfindungsgemäß gelöst. Der ursprünglich über eine Drossel mit dem Verbraucher verbundene Steuerraum im Vorsteuerventil ist jetzt über eine zusätzliche Rückkopplungsdüse mit dem anderen Teilsteuerraum verbunden, so daß Schwankungen des Verbraucherdruckes stark gedämpft, dem Vorsteuerventil zugeführt werden. Durch das Druckgefälle zwischen dem Steuerraum auf der einen Seite des Hauptregelkolbens und dem anderen Teilsteuerraum auf der gegenüber liegenden Seite wird das Ansprechverhalten des Hauptsteuerkolbens bei Schwankungen des Verbraucherdruckes verbessert. Die auf das Vorsteuerventil wirkenden Druckspitzen im Verbraucherdruck werden stark verringert und die Steuerung durch das Vorsteuerventil hängt weniger stark vom Arbeitsmittelstrom ab.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich au.s der Beschreibung und der Zeichnung. In dieser ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung im Längsschnitt schematisch dargestellt

Ein Hauptregelkolben 1 eines 3-Wege-Druckminderventils und ein Regelkolben 2 eines Vorsteuerventils 3 sind der besseren Deutlichkeit halber jeweils auch im Schnitt, d. h. schraffiert, gezeichnet. Der Hauptregel kolben 1 ist in einer Längsbohrung 4 eines nicht näher

ίο dargestellten Gehäuses 5 geführt und arbeitet mit seinen Steuerkanten 6, 7 mit Steuerkanten 8, 9 eines Steuerraumes A zusammen. Je nach der axialen Lage des Hauptregelkolbens 1 im Gehäuse 5 ist der Steuerraum A entweder mit einem Steuerraum Toder mit einem Steuerraum P verbunden oder in der gezeigten Mittelstellung des Hauptregelkolbens ist der Steuerraum A von den Steuerräumen Tund Pgetrennt

Der SteuerrauiTi A ist über eine Arbeitsleitung 10 mit einem als Drossel dargestellten Verbraucher 11 verbunden. Der Steuerraum Tist über eine Tankleitung 12 mit einem Tank Ύ2 und der Steuerraum Püber eine Druckleitung 13 mit einer Pumpe P 2 verbunden. Von der Arbeitsleitung 10 zweigt eine Steuerleitung 15 zu einem vom in der Zeichnung linken Ende 16 des Hauptregelkolbens 1 begrenzten Steuerraum 17 ab.

Das dem linken Ende 16 des Hauptregelkolbens 1 gegenüberliegende rechte Ende 18 ist stufenförmig ausgebildet, wobei eine Stufenfläche 20 einen Steuerraum

21 begrenzt, der über eine Steuerleitung 22 mit einem Steuerflüssigkeitsanschluß 23 des Vorsteuerventils 3 verbunden ist. Ein von der Stufenfläche 25 begrenzter Steuerraum 26 steht über im Hauptregelkolben 1 verlaufende Radialbohrungen 27 und eine axial verlaufende Sackbohrung 28, die eine Rückkopplungsdüse 29 aufweist, mit dem Steuerraum 17 in Verbindung, mit dem auch der Verbraucher 11 verbunden ist.

Der Regelkolben 2 des Vorsteuerventils 3 hat ebenfalls zwei Steuerkanten 32, 33, die mit einem Steuerraum A 1 begrenzenden Steuerkanten 34, 35 zusammenwirken. Die Steuerkanten 32,33 des Regelkolbens 2 liegen näher beieinander als die Steuerkanten 34,35 des Steuerraumss A 1, d. h. die Steuerkanten 32, 33 weisen gegenüber den Steuerkanten 34,35 eine Unterdeckung auf. Ein Steuerraum Pi des Vorsteuerventils 3 ist über eine Leitung 36 mit dem Steuerraum P des Druckminderventils verbunden und damit zugleich über die Leitung 13 an die Pumpe P2 angeschlossen. Wegen der Unterdeckung in der gezeigten Mittellage des Regelkolbens 2 ist der Steuerraum A 1 mit dem Steuerraum Pl verbunden, und es besieht auch eine Verbindung zwischen dem Steuerraum A 1 und einem Steuerraum Tl, der über eine Leitung 37 mit einem Tank T3 verbunden ist. In der Mittelstellung des Regelkolbens 2, die mit der Ausgangsregelstellung übereinstimmt, tritt somit ein dauernder geringer Steuerölverlust auf, was jedoch in Kauf genommen wird, um Totzeiten der Regelstellung zu vermeiden, so daß der Hauptregelkolben schnell anspricht und der Steuerdruck vom Vorsteuerventil rasch nachgeregelt wird.

Der Steuerdruck im Vorsteuerventil 3 wird durch eine Federkraft eingestellt, die auf den Regelkolben 2 in Richtung eines Stellerraumes 40 wirkt. Der Steuerraum 40 ist über eine Kopplungsdüse 42 mit der Steuerleitung

22 und damit auch mit dem Steuerraum A 1 verbunden. Der Steuerraum 26 ist über eine Steuerleitung 45 mit

der Steuerleitung 22 verbunden, in die eine dämpfende Drosselstelle 46 eingeschaltet ist.
Der Verbraucher 11 ist über die Leitung 15, den Stcu-

erraum 17, die Sackbohrung 28, die Rückkopplungsdüse 29, die Radialbohrungen 27, den Steuerraum 26, die Steuerleitung 45, die Drosselstelle 46, die Steuerleitungen 22, 41 und die Kopplungsdüse 42 mit dem Steuerraum 40 des Vorsteuerventils 3 verbunden. Weicht der Steuerdruck in der Steuerleitung 22 und damit auch im Sleuerraum 40 von dem Druck ab, der durch die auf den Regelkolben 2 in Richtung des Steuerraums 40 wirkende Feder- oder Magnetkraft vorgesehen ist, führt der Regelkolben 2 eine Regelbewegung zur Angleichung des Steuerdruckes an den vorgegebenen Wert aus. Ist beispielsweise der Steuerdruck kleiner als der durch die Federkraft vorgegebene Wert, verschiebt sich der Regelkolben 2 durch die an diesem wirkende Kraftdifferenz in Richtung des Steuerraumes 40. Dadurch wird der Abstand zwischen den Steuerkanten 32,34 des Regelkolbens 2 bzw. des Steuerraums A 1 kleiner und der Abstand der Steuerkanten 33, 35 des Regelkolbens 2 bzw. des Steuerraumes A größen Wegen der größeren Drosselwirkung der miteinander zusammenwirkenden Steuerkanten 32,34 steigt der Druck im Steuerraum A 1 an und damit über die Leitung 41 und die Drosselstelle 42 auch der Druck im Steuerraum 40. Sobald der Druck den durch die Feder- oder Magnetkraft vorgegebenen Wert erreicht hat, wird der Regelkolben 2 wieder in seine Ausgangslage zurückgebracht. Die Regelbewegung des Regelkolbens 2 wird durch die Kopplungsdüse 42 gedämpft

Zugleich wirkt der im Steuerraum A 1 erhöhte Druck über die Steuerleitung 22 auf den Steuerraum 21 und über die Drosselstelle 46 und die Steuerleitung 45 auf den Steuerraum 26. Der in den Steuerräumen 16 und 21 aufgebaute Druck steht dem im Steuerraum 17 vorhandenen Druck entgegen, wodurch evtl. der Hauptregelkolben 1 verschoben wird bis die beiderseits wirkenden Kräfte ausgeglichen sind. Herrscht im Steuerraum 26 ein größerer Druck als im Steuerraum 17, fließt Steueröl über die Radialbohrungen 27, die Sackbohrung 28 und die Rückkopplungsdüse 29 in den Steuerraum 17, in dem der am Verbraucher 11 herrschende Druck vorhanden ist.

Wegen der Verbindung des Verbrauchers 11 mit dem Steuerraum 40 des Vorsteuerventils ist dieses unmittelbar vom augenblicklichen Druck des Verbrauchers beeinflußt, wodurch eine entsprechende Beeinflussung des den Sollwert bildenden, über die Leitung 22 dem Steuerraum 21 des Hauptregelkolbens 1 zugeführten Steuerdruckes vorhanden ist.

Aufgrund der Verbindung der Steuerräume 17 und 26 tritt zwischen diesen ein Druckausgleich auf. Demgemaß entspricht die wirksame Druckfläche an der Stirnseite 30 des Hauptregelkolbens der Stufenfläche 20 auf der gegenüberliegenden Seite des Hauptregelkolbens 1. Zu einer Regelbewegung des Hauptregelkolbens 1 ist deshalb eine entsprechend geringere aus der Volumenänderung des Steuerraumes 21 sich ergebende Steuerflüssigkeitsmenge erforderlich. Dadurch spricht der Hauplregelkolben 1 leicht an.

Bei der Auslenkung des Hauptregelkolbens 1 aus der Mittellage wird die Rückkopplungsdüse 29 von Steueröl durchflossen, wodurch sich eine gute Dämpfungswirkung der Rückkopplungsdüse 29 ergibt. Die auf den Hauptregelkolben 1 wirkenden Schließkräfte werden durch das Druckgefälle an der Rückkopplungsdüse 29, das stets in Öffnungsrichtung des Druckminderventils wirkt, ganz oder teilweise kompensiert.

Bei einem anderen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel liegen die Stufenflächen 20 und 25 in einer Ebe ne, so daß anstelle der beiden Steuerräume 21, 26 nur ein einziger Steuerraum vorhanden ist, in den die dann als Durchgangsbohrung ausgebildete Sackbohrung 28 mündet Es entfällt dann der Abschnitt der Steuerleitung 22 zwischen dem Steuerraum 21 und der Steuerleitung 45. Auch kann in die Steuerleitung 15 eine Drosselstelle eingefügt sein. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird auf den durch die beiden getrennten Steuerräume 21 und 26 vorhandenen Vorteil verzichtet, der darin besteht, daß der Steuerraum 26 über eine Drosselstelle 46 mit dem Steuerraum A 1 des Vorsteuerventils 3 und der Steuerraum 21 unmittelbar mit diesem Steuerraum verbunden ist

Als Vorsteuerventil kann auch ein Stromventil zusammen mit einem durch Feder- oder Magnetkraft betätigbaren kleineren Druckbegrenzungsventil verwendet werden. Das Druckbegrenzungsventil ist mit seiner Auslaßseite an den Tank angeschlossen und mit seiner Einlaßseite mit den Steuerräumen 21 und 26 sowie mit dem Ausgang des Stromventils verbunden. In die Verbindung zum Steuerraum 26 ist die Drosselstelle 46 eingeschaltet. Am Stromventsl, das mit seiher Einlaßseite am Steuerraum P angeschlossen ist, wird ein geringer Steuerflüssigkeitsstrom und am Druckbegrenzungsventil der erforderliche Steuerdruck eingestellt. Wegen der kleinen Bauart des Druckbegrenzungsventils braucht dieses eine nur kleine Feder- oder Magnetkraft.

Das Haup'tsteuerventil kann auch als 2-Wege-Druckminderventil ausgebildet sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Vorgesteuertes DruckminderventiJ mit einem Hauptregelkolben (1), der auf seinen beiden Stirnseiten Steuerräume (17,21,26) begrenzt, von denen ein Steuerraum (17) auf der einen Seite mit einem Verbraucher (11) verbunden ist und der auf der anderen Seite angeordnete Steuerraum in voneinander getrennte Teilsteuerräume (21, 26) unterteilt ist, von denen ein Teilsteuerraum (21) von einem Steuerdruck beaufschlagbar ist, der von einem Vorsteuerventil (3) bestimmbar ist, und der andere Teilsteuerraum (26) über eine Düse (29) vom Verbraucherdruck beaufschlagbar ist, wobei der vom Vorsteuerventil bestimmte Steuerdruck und der über die Düse wirkende Verbraucherdruck den Hauptregelkolben (1) in Richtung zur Herstellung einer Verbindung des Verbrauchers (11) mit der Pumpe (P2) zu bewegen suchen und wobei der Verbraucherdruck auf den Hauptregelkolben (1) in Gegenrichtung wirksam ist, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Teilsteuerraum (26) von dem vom Vorsteuerventil (3) bestimmten Steuerdruck über eine Drossel (46) beaufschlagbar ist und der vom Verbraucherdruck unmittelbar beaufschlagte Steuerraum (17) auf der einen Seite des Hauptregelkolbens (1) vom Steuerdruck des Vorsteuerventils getrennt ist.