DE3047144C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulisch gesteuerten Ein­ zelwiderstand in hydraulischen Anlagen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs.

Bekannte derartige Einzelwiderstände dienen zur Beein­ flussung der Kenngrößen Druck und Volumenstrom im Lei­ stungsteil hydraulischer Anlagen. Ihr Durchflußcharak­ teristiken werden durch ventilspezifisch bestimmte Kenn­ linien, wie die Druckregel- oder Drosselkennlinie, ver­ deutlicht und sind demzufolge nicht freizügig den Ein­ satzerfordernissen entsprechend variierbar.

Aus der Produkt-Information D-B-1500 der Fa. Sperry Vickers Hydrauliksysteme ist ein als Druckminderventil ausgeführter hydraulischer Einzelwiderstand bekanntge­ worden, der ein vorgesteuertes 2-Wege-Ventil mit einem Schieber umfaßt, der mit Drosselschlitzen versehen und mit einer in einem Federraum befindlichen Rückstellfe­ der belastet ist. In ihrer speziellen Ausbildung sind diese Drosselspitze tropfenförmig gestaltet und ver­ bessern damit die Ventilfunktion hinsichtlich des ange­ strebten Regelverhaltens gegenüber herkömmlichen Aus­ führungen. Es hat sich jedoch als nachteilig herausge­ stellt, daß durch diese tropfenförmige Ausbildung al­ lein es nicht möglich ist, jede beliebig vorgegebene, insbesondere lineare Durchflußcharakteristik von hy­ draulisch gesteuerten Einzelwiderständen zu realisie­ ren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen die vor­ stehend genannten Forderungen erfüllenden Einzelwider­ stand für hydraulische Anlagen durch die Erweiterung und neuartige Beschaltung des gesamten Vorsteuersystems in Verbindung mit der Gestaltung des Ventilschiebers hervorzubringen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeich­ nenden Teil des Anspruches aufgeführten Merkmale gelöst.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 den Axialschnitt eines vorgesteuerten 2-Wege-Einbauventils,

Fig. 2 bis 5 teilweise Axialschnitte ver­ schiedener Ausführungsformen der Vor­ steuereinrichtung des 2-Wege-Einbauven­ tils.

Im Steuerblock 1 ist ein als Einbauventil ausgeführtes und durch eine Steuerplatte 2 gegen axiale Verschiebung gesi­ chertes 2-Wege-Ventil 3 mit einem Schieber 4 aufgenommen, der mit Drosselschlitzen 5 versehen und mit einer in einem Federraum 6 befindlichen, möglichst steifen Rückstellfeder 7 belastet ist (Fig. 1). Der Federraum 6 steht über eine Leitung 8, in die der Vorsteuervolumenstrom Q _x über eine Düse 9 eintritt, mit dem Eingang 10 und dem Feder­ raum 11 eines Vorsteuerdruckdifferenzventils 12 in Verbin­ dung, das in der Steuerplatte 2 angeordnet ist. Der Vor­ steuervolumenstrom Q _x kann aus der Zulaufleitung 13 abge­ zweigt werden; dazu kann die Düse 9 zwischen den beiden Stirnseiten des Schiebers 4 angeordnet sein. Ein Steuerka­ nal 14 verbindet den dem Federraum 11 des Vorsteuerdruck­ diferenzventils 12 gegenüberliegenden Druckraum 15 mit der Zulaufleitung 13. Der eine Abschnitt des Vorsteuerschiebers 16 weist einen Bund 17 auf, dessen Durchmesser größer ist als der der beiden gleich großen Stirnflächen des Vorsteuer­ schiebers 16. Über einen mit der Zulaufleitung 13 in Verbin­ dung stehenden Steuerkanal 18 und einen mit der Ablauflei­ tung 19 verbundenen Steuerkanal 20 ist die eine der sich da­ durch ergebenden zwei gleich großen Ringflächen 21 und 22 mit dem Zulaufdruck p ₁ und die andere mit dem Ablaufdruck p ₂ beaufschlagt. Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausfüh­ rungsform wirken der Zulaufdruck p ₁ auf die linke Ringflä­ che 21 und der Ablaufdruck p ₂ auf die rechte Ringfläche 22, während bei der in Fig. 3 dargestellten Ausfüh­ rungsform die linke Ringfläche 21 mit dem Ablaufdruck p ₂ und die rechte Ringfläche 22 mit dem Zulaufdruck p ₁ beauf­ schlagt ist. Die Ausführung nach Fig. 2 läßt sich - wie in Fig. 4 gezeigt - zweckmäßig so ausgestalten, daß der Zulaufdruck p ₁ nicht auf zwei entgegengesetzt gerich­ tete Flächen, nämlich die linke Ringfläche 21 und die rechte Stirnfläche des Vorsteuerschiebers 16, sondern auf eine der Differenz zwischen diesen beiden Flächen entsprechende Ring­ fläche 23 an der Stirnseite des Vorsteuerschiebers 16 und der Ablaufdruck p ₂ nicht auf die rechte Ringfläche 22, son­ dern auf die gleich große Stirnfläche eines Ansatzes 24 des Vorsteuerschiebers 16 wirken. Die Ausführung nach Fig. 3 kann vorteilhaft durch die in Fig. 5 gezeigte ersetzt werden, da sowohl die rechte Ringfläche 22 als auch die rechte Stirnfläche des Vorsteuerschiebers 16 in der gleichen Richtung mit dem Zulaufdruck p ₁ beauf­ schlagt sind.

Die an den zwei gleich großen Ringflächen 21 und 22 am Vor­ steuerschieber 16 angreifenden aus dem Zulaufdruck p ₁ und dem Ablaufdruck p ₂ resultierenden Druckkräfte bewirken, daß die am Vorsteuerdruckdifferenzventil 12 eingestellte Diffe­ renz zwischen dem Zulaufdruck p ₁ und dem Steuerdruck p _x im Federraum 6 des 2-Wege-Ventils 3 und damit der Hub des Schiebers 4 proportional der Differenz zwischen dem Zulauf­ druck p ₁ und dem Ablaufdruck p ₂ verändert wird. Da somit der Hub des Schiebers 4 der Differenz zwischen dem Zulauf­ druck p ₁ und dem Ablaufdruck p ₂ proportional ist und dazu der Durchflußquerschnitt in Abhängigkeit vom Hub des Schie­ bers 4 durch entsprechende Ausbildung der Drosselschlitze 5 im Schieber 4 und der radialen Ablauföffnungen in der Ven­ tilbuchse 25 frei gewählt werden kann, ist jede beliebig vorgegebene Durchflußcharakteristik des aus dem 2-Wege-Ven­ til 3 und dem Vorsteuerdruckdifferenzventil 12 bestehenden hydraulisch gesteuerten Einzelwiderstandes realisierbar.

Bei einem nach Fig. 2 oder 4 ausgeführten Einzelwiderstand ist der Hub des Schiebers 4 in der Aus­ gangsstellung, die der am Vorsteuerdruckdifferenzventil 12 eingestellten Differenz zwischen dem Zulaufdruck p ₁ und dem Steuerdruck p _x entspricht, Null und wird bei steigen­ der Differenz zwischen Zulaufdruck p ₁ und Ablaufdruck p ₂ größer. Diese Ausführungsform ist für die Erzielung einer linearen Durchflußcharakteristik - d. h. die Realisierung eines hydraulischen Konstantwiderstandes - geeignet. Bei einem nach Fig. 3 oder 5 ausgeführten Ein­ zelwiderstand ist der Hub des Schiebers 4 in der Ausgangs­ stellung, die der am Vorsteuerdruckdifferenzventil 12 ein­ gestellten Differenz zwischen dem Zulaufdruck p ₁ und dem Steuerdruck p _x entspricht, maximal und verringert sich bei zunehmender Differenz zwischen Zulaufdruck p ₁ und Ablauf­ druck p ₂. Diese Ausführungsform ermöglicht beispielsweise die konstante Begrenzung des Durchflußstromes unabhängig von der Differenz zwischen Zulaufdruck p ₁ und Ablaufdruck p ₂ oder die Realisierung eines Rohrbruchventils, dessen Sperrelement auch bei normalem Durchfluß bewegt wird und das daher eine wesentlich höhere Schaltsicherheit als die bekannten derartigen Ventile aufweist.

Claims (1)

1. Hydraulisch gesteuerter Einzelwiderstand in hydrauli­ schen Anlagen, bestehend aus einem zwischen einer Zu­ laufleitung und einer Ablaufleitung angeordneten 2-Wege-Ventil mit einem Schieber, der mit Drossel­ schlitzen versehen und mit einer in einem Federraum befindlichen Rückstellfeder belastet ist, und einem Vorsteuerventil mit einem einseitig durch eine Feder belasteten Vorsteuerschieber, wobei die federraumsei­ tige Stirnfläche des Schiebers durch druckabhängige Verschiebung des Vorsteuerschiebers druckbeaufschlag­ bar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorsteuerventil als Druckdifferenzventil (12) ausgebildet ist, dessen mit einer Leitung (8) mit einer Düse (9) verbundener Eingang (10) sowie Feder­ raum (11) mit dem Federraum (6) des 2-Wege-Ventils ver­ bunden und gemeinsam vom Vorsteuerdruck (p _x ) beauf­ schlagt sind und bei dem der Vorsteuerschieber (16) dem Federraum (11) gegenüberliegend über mindestens zwei wirksame Kolbenflächen verfügt, an denen der Zu­ laufdruck (p ₁) in der Zulaufleitung (13) bzw. der Ab­ laufdruck (p ₂) in der Ablaufleitung (19) derart anlie­ gen, daß der Hub des Schiebers (4) einerseits der Dif­ ferenz zwischen dem Zulaufdruck (p ₁) und dem Vorsteuer­ druck (p _x ) im Federraum (6) des 2-Wege-Ventils und an­ dererseits auch der Differenz zwischen dem Zulauf­ druck (p ₁) und dem Ablaufdruck (p ₂) proportional ist, wobei eine Ableitung den durch Verschiebung des Vor­ steuerschiebers (16) mehr oder weniger gedrosselten Vorsteuervolumenstrom (Q _x ) auf einen Tank führt und durch die Ausbildung der Drosselschlitze (5) eine vor­ gegebene Durchflußcharakteristik realisierbar ist.