DE3047110A1

DE3047110A1 - Elektrohydraulisches proportional-druckventil

Info

Publication number: DE3047110A1
Application number: DE19803047110
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Seyffer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1980-12-13
Filing date: 1980-12-13
Publication date: 1982-07-29
Also published as: JPS57124185A; US4441686A; DE3047110C2

Description

^R· 6703

28.11.1980 My/Kn

ROBERT BOSCH GMBH, TOOO STUTTGART 1

Elektrohydraulisches Proportional-Druckventil Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem elektrohydraulischen Proportional-Druckventil, "bei dem ein kegeliges Schließglied mit einem den Ventilsitz aufnehmenden Ventilsitzkörper zusammenarbeitet. Hierbei befindet sich der Ventilsitz am Ende einer relativ langen, leicht konischen Bohrung, wodurch eine weitgehend laminare Strömung und damit ein schwingungsarmer Betrieb erreicht wird. Diese Lösung hat sich bei vielen Betriebszuständen bewährt, da bei ihr vor allem hochfrequente Schwingungen in ausreichendem Maße gedämpft werden. Nachteilig ist jedoch, daß sie steigenden Anforderungen bezüglich breitbandiger Schwingungsdämpfung nicht immer gerecht wird. Dies gilt vor allem dann, wenn die Schwingungen im Bereich mittlerer Frequenz liegen, damit deutlich hörbar sind und auf nachgeschaltete Systeme übertragen werden (DE-OS 27 01 58O).

Vorteile der Erfindung

Das" erfindungsgemäße elektrohydraulische Proportional-Druckventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß es eine Dämpfung von Druckschvingungen in einem wesentlich breiteren Frequenzbereich

β/Ο

erlaubt. Vor allem können hierdurch "besonders deutlich hörbare, störende Druckschwingungen im Bereich um itOO Hz erheblich abgebaut werden. Der Einsatzbereich des Druckventils läßt sich somit beträchtlich erhöhen. Durch die Ausbildung der Drosselstelle als Laminardrossel läßt sich zudem neben einer umfassenden Dämpfung von Druckschwingungen ein relativ kleiner Druckabfall erreichen.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Druckventils möglich. Besonders zweckmäßig ist eine Ausbildung gemäß Anspruch 2 und 3, wodurch eine kompakte Bauform bei wirksamer Dämpfung" von Druckschwingungen möglich ist. Zudem baut das Druckventil einfach; ferner können bereits vorhandene Druckventile nachträglich mit der Laminardrossel ausgerüstet werden. Besonders vorteilhaft ist ferner eine Ausbildung gemäß Anspruch h, wodurch auf engsten Bauraum eine möglichst große, dämpfende Kanallänge untergebracht werden kann; auch wird die Montage der Laminardrossel im Druckventil hierdurch erleichtert. Die Ausbildung gemäß Anspruch 5 führt zu einer leicht herstellbaren, kompakt bauenden und wirksamen Laminardrossel. Durch eine Ausbildung gemäß Anspruch 7 ergibt sich eine besonders vorteilhafte Kombination, bei der Druckschwingungen und damit Geräusche besonders wirksam gedämpft "werden. Weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung ■dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein elektrohydrauliscb.es Proportional-Druckventil teilweise im Längsschnitt und Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Ventilsitzkörper mit der Laminarärösseü in vergrößertem MmP.r.\.n"\>.

BAD ORIGINAL

3047

Beschreibung des Ausführungs"beispiels

Die Fig. 1 zeigt ein elektrohydraulisches Proportional-Druckventil 10, das im wesentlichen aus einem Ventilteil 11, einem Proportionalmagneten 12, einem induktiv arbeitenden Wegaufnehmer 13 sowie einem Differenzverstärker 1U "besteht. Das Ventilteil 11 weist in einer mehrfach abgestuften Gehäusebohrung 15 eines Gehäuses 16 einen Ventilsitzkörper 17 auf, dem ein Schließglied 18 zugeordnet ist. Der Ventilsitzkörper 17 wird von einer in die Gehäusebohrung 15 eingesetzten Schraube 19 in seiner Axiallage gesichert. Ferner begrenzt er mit zwei kolbenförmigen Abschnitten 21, 22 einen Ringraum 23, der mit einem Zulauf 2h verbunden ist. Im Bereich des Ringraumes 23 hat der Ventilsitzkörper 17 eine Querbohrung 25, von der eine axiale Bohrung 26 zu einem dem Schließglied 18 zugeordneten Ventilsitz 27 führt. Die Bohrung 26 ist leicht konisch ausgebildet und erweitert sich zum Ventilsitz 27 hin. Ein das Schließglied 18 aufnehmender Raum der Gehäusebohrung 15 hat mit einem Rücklauf 29 Verbindung. Das Schließglied 18 selbst ist mit einem Bund 31 zwischen eine am Gehäuse 11 sich abstützende, schwache Gegenfeder und eine am Anker 33 des Magneten 12 sich abstützende, relativ starke Druckfeder 3^ gespannt. Das Schließglied 18 ragt mit einem relativ spitzen, kegelförmigen Teil in die Bohrung 26 hinein, um somit möglichst laminare Strömungsverhältnisse zu erzielen. Der Anker 33" steht mechanisch mit einem nicht näher gezeichneten, beweglichen Glied des Wegaufnehmers 13 in Verbindung, dessen elektrischer Ausgang 35 mit einem Eingang 36 des elektrischen Differenzverstärkers lh Wirkverbindung hat. Der Differenzverstärker 1^ hat ferner einen Sollwerteingang 37, während sein Ausgang 38 mit einem elektrischen Eingang 39 des Proportionalmagneten 12 verbunden ist.

670

Wie Fig. 2 deutlich zeigt, ist in der Querbohrung 25 des Ventilsitzkörpers 17 eine Laminardrossel Ui angeordnet. Diese Laminardrossel 1+1 ist im wesentlichen als Drehteil ausgebildet und in die Querbohrung 25 eingepreßt. Sie liegt mit ihrer Längsachse somit quer zur Längsachse des Ventilsitzkörpers 17. In der Laminardrossel U1 ist koaxial zu seiner Längsachse ein Längskanal U2 ausgebildet, der zu beiden Stirnseiten hin offen ist. Vom Längskanal U2 führt ein Querkanal U3 zu einem am Außenumfang der Laminardrossel Ui ausgebildeten Ringkanal UU. Der Ringkanal kk liegt etwa in der Mitte zwischen beiden Stirnseiten U5, U6 der Laminardrossel Ui. Die Lacinardrossei Ui ist so in die Querbohrung 25 des Ventilsitzkörpers eingesetzt, daß die Querbohrung U3 in der Laminardrossel gleichachsig.zur Längsachse des Ventilsitzkörpers 17 zu liegen kommt, so daß die Abschnitte des Ringkanals It 1; von der Querbohrung U3 zur Bohrung 26 möglichst lang und gleich groß sind. Die Öffnungen des Längskanals k2 in den Stirnflächen 1*5 j U6 stehen mit dem Ringraum 23 und damit mit dem Zulauf 2l* in Verbindung. Ferner ist der Ringkanal UU an seiner der Querbohrung U3 gegenüberliegenden Stelle mit der Bo-hrung 26 verbunden.

Die Wirkungsweise des Druckventils wird wie folgt erläutert: Bei nicht erregtem Proportionalmagnete'n 12 ist die Druckfeder 3U entlastet und das Schließglied 16 vom Ventilsitz 27 abgehoben, so daß der Zulauf 2U über die Laminardrossel U1 und die Bohrung 26 mit dem Rücklauf 29 in Verbindung steht. Bei erregtem Magneten 12 wird proportional zu der Größe der am Sollwerteingang 37 vorgegebenen Spannung die Druckfeder 3U mit Hilfe des Ankers 33 vorgespannt und das Schließglied i8'mit einer entsprechenden Kraft auf den Ventilsitz 27 gedrückt, von der die Größe des Drucks im Zulauf'2U abhängt. Dabei kann Druckmittel vom Zulauf 2U über die beiden Öffnungen des Längskanals U2 in den Längskanal. U2 einströmen und weiter -über den Querkanal U3 und

670

den Ringkanal 1*1* in der Laminardrossel 1*1 zur Bohrung 26 im Ventilsitzkörper 17 gelangen. Aus der Bohrung 26 strömt das Druckmittel über das mehr oder weniger stark geöffnete Schließglied 31 zum Rücklauf 29 ab. Dabei ist es entscheident, daß die Laminardrossel 1*1 nicht irgendwo im 'Zulauf — bereich sitzt, sondern unmittelbar der den Ventilsitz 27 tragenden Bohrung 26 vorgeschaltet ist. Auf diese Weise bewirkt die Laminardrossel 1*1 nicht nur eine Dämpfung von Druckschwingungen im höheren Frequenzbereich sondern auch in Bereichen mit mittlerer Frequenz, in denen die Geräu£he als störend empfunden werden. Dies gilt vor allem für einen Frequenzbereich bis ca. 1*00 H.z. Vorteilhaft kann dabei die Laminardrossel h1 auf engsten Raum untergebracht werden, wobei sr.ie im Vergleich zu Blenden mit turbulenter Strömung nur feinen relativ kleinen Druckabfall verursacht. Da die - Laminardrossel 1*1 verhältnismäßig kleine Durchflußquer-schnitte mit Bohrungen von ca. 1 mm Durchmesser aufweist, ist ihre leichte Herstellbarkeit und >'ontierbarkeit von Bedeutung. Die Laminardros sei 1*1 begünstigt eine kompakte Bauweise des Druckventils 10, zumal bei derartigen Proportionalventilen die den Ventilsitz 27 aufnehmende Bohrung 26 verhältnismäßig lang ausgebildet ist.

Selbstverständlich ist es möglich, Änderungen an dem gezeigten Druckventil vorzunehmen, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen. Obwohl die gezeigte Laminardrossel 1*1 eine besonders vorteilhafte Ausführungsform darstellt, kann an ihre Stelle auch ein Gewindebolzen verwendet werden, der in die'Querbohrung 25 eingesetzt wird. Dabei werden die Kanäle der vorgeschalteten Laminardrossel von den schraubenförmig verlaufenden Rillen des Gewindebolzens gebildet. Fernerhin sind auch andere Kanalverläufe in der Laminardrossel 1*1 vorstellbar, ohne von ihrer einfachen,, kompakten Bauweise und ihrer geräuschdämpfenden Wirkung abzuweichen. Weiterhin ist es möglich, anstelle der gezeigten, konischen Bohrung eine rein zylindrische Bohrung oder auch eine leichte abgestufte Bohrung zu verwenden. Es kommt hier primär darauf an,

BAD ORIGINAL COPY

P T f) 7

zur Erzielung einer laminaren Strömung und damit zum Vermeiden von Druckschwingungen möglichst keine sprunghaften Querschnitts änderungen vorzunehmen. Die Vereinigung der gezeigten Laninardrossel kl mit der relativ langen, leicht konischen Bohrung 26 im Ventilsitzkörper 17 stellt eine besonders vorteilhafte Kombination dar, da sie günstige Querschnittsübergänge bis hin zum Ventilsitz 27 erlaubt und zu einer wirksamen Geräuschdämpfung führt.

COPY ORIGINAL INSPECTED

Claims

R. 6 7 0 3

28.11.1980 My/Kn

ROBERT BOSCH GMBH, TOOO STUTTGART 1

Ansprüche

f 1J Elektrohydraulisches Proportional-Druckventil mit einem in einem Gehäuse ausgebildeten Ventilsitz und einem diesem zugeordneten, kegeligen Schließglied, das in eine mit einem Zulauf verbundene, axiale Bohrung des Ventilsitzes ragt, welcher Bohrung zwischen Zulauf und Ventilsitz eine Drosselstelle vorgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselstelle als Laminardrossel (^1) ausgebildet und der den Ventilsitz (27) aufnehmenden Bohrung (26) unmittelbar vorgeschaltet ist.
2. Druckventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Kanäle (i+2, i*3, ^M der Laminardrossel (k 1 ) größer ist als die größte, räumliche Ausdehnung der Laminardrossel (in ).
3. Druckventil nach Anspruch 1 oder 2 mit.einem den Ventilsitz aufnehmenden .Ventilsitzkörper, dadurch gekennzeichnet, daß die Laminardrossel (h"\ ) als Drehteil ausgebildet und im Ventilsitzkörper (17) angeordnet ist.
k. Druckventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse der Laminardrossel (kl) quer zur Längsachse des kegeligen Schließglieds (i8) verläuft.
5· Druckventil nach einem der Ansprüche 2 bis k, ■ dadurch gekennzeichnet, daß die Laminardrossel (k1) einen koaxial zu ihrer Längsachse verlaufenden, mit dem Zulauf (2^)-in Verbindung stehenden Längskanal (k2) aufweist, von dem ein Querkanal (^3) in einen am Außenumfang der Laminardrossel (ti) liegenden Ringkanal (kk) führt, der mit der axialen Bohrung (26) im Sitzventilkörper (17) verbunden ist und daß d-er Querkana.l (k.3) von der Bohrung (26) entfernt liegt.
6. Druckventil nach Anspruch 5₅ dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen des Längskanals (k2) in der Laminardrossel (hl) von dem Zulauf (2k) im Gehäuse (16) im wesentli'chen gleich weit entfernt sind.
7. Druckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (26) des Sitzventilkörpers (17) in an sich bekannter Weise schwach kegelig und zum Ventilsitz hin sich vergrößernd ausgebildet ist.
8. Druckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 1+ und T, dadurch gekennzeichnet, daß die Laminardrossel als Schraubenbolzen ausgebildet ist.
9. Druckventil nach Anspruch T₅ dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Ringkanals (hk) etwa gleich groß ist vie die diesem zugewandte Öffnung der Bohrung (26) im Sitzventilkörper (1T) · ■ .
10. Druckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9> dadurch

gekennzeichnet, daß der Querschnitt, r]rr Κατ>;'Γ1<- ( )i P, h?, hh)

kleiner ist als 2 mm .

BAD ORIGINAL