DE3122436A1

DE3122436A1 - Proportional arbeitendes ventil

Info

Publication number: DE3122436A1
Application number: DE19813122436
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 8770 Lohr Lukasczyk
Original assignee: Mannesmann Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1981-06-05
Filing date: 1981-06-05
Publication date: 1983-01-05
Also published as: DE3122436C2; JPS58681A; JPH0313441B2

Description

Proportional arbeitendes Ventil
Die Erfindung betrifft ein proportional arbeitendes Ventil mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.
Solche Proportionalventile zur Wegesteuerung sind in mehreren Ausführungsformen bekannt. Sie dienen zur Beeinflussung von Größe und Richtung eines Flüssigkeitsstroms. Sie bestehen im wesentlichen aus einem Gehäuse mit einem Kolben, an dessen beiden Stirnseiten je eine Feder angedrückt ist, die den Kolben in einer Mittelstellung hält, aus der er bei Beaufschlagung einer seiner beiden Stirnseiten mit Steuerdruck gegen die Kraft der gegenüberliegenden Feder ausgelenkt wird. Die Beaufschlagung mit Steuerdruck erfolgt entweder direkt. oder in einer anderen Ausführungsform über ein Vorsteuerventil, dessen Steuerkolben von Proportionalmagneten betätigbar ist. Dabei erhält man eine Verschiebung des Hauptkolbens, die proportional zum elektrischen Eingangssi.gnal ist.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, die proportionale Steuerung in beiden Schaltrichtungen des Kolbens zu verbessern.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des'Patentanspruchs i angegebenen Merkmale gelöst.
Durch die Verwendung nur einer auf den Kolben wirkenden Feder wird für beide, Schaltrichtungen des Kolbens eine vollkommene Symmetrie erreicht, da im Gegensatz zu den bekannten auf beiden Stirnseiten des Kolbens angeordneten gegensinnig-wirkenden Federn unterschiedliche Toleranzen der Federraten sowie ggf. unterschiedliche Vorspannungen der beiden Federn entfallen. Auch ein unterschiedliches Setzverhalten der beiden Federn, nämlich eine im Laufe der Zeit wirksam werdende unterschiedliche Federsteifigkeit wird vermieden, so daß auch nach langer Betriebszeit die vollkommene Symmetrie erhalten bleibt. Ein weiterer Vorteil ergibt sich dahingehend, daß die der Feder abgekehrte freie Seite des Kolbens zum Anbau von Endschaltern, Weggebern oder Hubbegrenzungseinrichtungen o.ä. zur Verfügung steht.
Vorteilhafte Ausbildungen sind in den-Unteransprüchen gekennzeichnet. Insbesondere ist hervorzuheben, daß der Ausgleich der Federquerkräfte über eine kardanische Aufhängung der Feder erfolgt. Dadurch verringert sich die VentWhysterese erheblich. Außerdem ist die Feder mit zwei angelegten Endwindungen ausgeführt, um zusätzlich die Querkräfte auf den Steuerkolben weiter zu verringern. Insgesamt kann damit die Hubhysterese auf 3 bis 4 i reduziert werden, während sie bei den bekannten Lösungen mit zwei Federn etwa 6 bis 8 % beträgt. Auch dadurch wird die Genauigkeit der Proportionalsteuerung des Ventils erheblich vergrößert.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert, in der ein Schnitt durch ein'vorgesteuertes Wege-Proportionalventil dargestellt ist.
Das Wege-Proportionalventil besteht aus einem Vorsteuerventil 10 mit den Proportionalmagneten 11 und 12 und aus einem Hauptventil 14 mit einem Hauptkolben 15 und einer Zentrierfder 16.
Im unbetätigten Zustand wird der Hauptkolben 15 von der Zentrierfeder 16 in Mittelstellung gehalten. Wird beispielsweise der Proportionalmagnet 11 erregt, so verschiebt sich der Steuerkolben 18 des Vorstuerventils 10 nach rechts. Dadurch gelangt Druckmittel von der Druckmittelquelle P über das Vorsteuerventil 10 in den Steuerdruckraum 19 und lenkt den Hauptkolben 15 proportional zum elektrischen Eingangssignal aus. Dadurch werden am Hauptkolben 15 blendenartige Drosselquerschnitte mit progressiver Druchflußcharakteristik frei, über die Druckmittel von der Druckmittelquelle P in einen zum Verbraucher führenden Kanal A gelangt, während der Kanal B über Drosselquerschnitte des Hauptkolbens 15 mit dem Tankanschluß T verbunden wird.
Wird der Proportionalmagnet 12 erregt, so erfolgt in entsprechender Weise eine Beaufschlagung des Steuerkolbenraums 20 und damit eine Umsteuerung der Druckmittelwege.
Die einzige auf den Hauptkolben 15 wirkende Feder 16 wird unabhängig von der Schaltrichtung des Hauptkolbens 15 immer auf Druck beansprucht. Die Feder 16 ist zwischen zwei'Federhaltern 21 und 22 eingespannt, die auf einer Stange 23 angeordnet ist, die in eine Gewindebohrung 24 des Hauptkolbens 15 eingeschraubt ist. Die Federhalter sind an balligen Anschlägen 25 und 26 abgestützt, die auf der Stange 24 angeordnet sind. Der Anschlag 25 kann mittels der Einstellmutter 27 axial verstellt werden, wodurch die Vorspannung der Feder 16 geändert bzw. eingestellt werden kann. Die Fecrhaltcr 21,22 umgreifen mit Spiel die Stange 23, so daß die FeclerhalLttr in gewissen Grenzen frei schwenkbar sind. Diese kardanische Auflängung. der Feder 16 verringert die Ventilhysterese erheblich, so daß die von der Feder auf den Hauptkolben 15 ausgeübten Kräfte in beiden Schaltrichtungen des Kolbens, in denen die Feder auf Druck beansprucht wird, lediglich in Längsrichtung wirken können. Dadurch vergleichmäßigt sich das Ansprechverhalten des Kolbens 15 in beiden Schaltrichtungen. Biegemomente, die zur Erhöhung der Kolbenreibung beitragen, können nicht wirksam werden.
Auf der Stange 23 ist zwischen den Federhaltern 21 und 22 noch-eine Abstandsbuchse 28-angeordnet, die in beiden Schaltrichtungen des Hauptkolbens 15 den Federweg begrenzt.

Claims

Patentansprüche Proportional arbeitendes Ventil für die Steuerung der Druckmittelwege von einer Druckquelle zu mindestens einer Arbeitsöffnung, mit einem in einer Bohrung des Ventilgehäuses verschiebbaren Steuerkolben, der mittels Federkraft in einer Mittelstellung gehalten ist, aus der er durch wahlweises Beaufschlagen einer der beiden Stirnseiten mit Steuerdruck heraus verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (15) von einer einzelnen Feder (16) in der Mittelstellung gehalten ist, die in der einen Schaltrichtung des Kolbens als Druck.feder und in der entgegengesetzten Schaltrichtung über eine Zugstange (23) ebenfalls als Druckfeder wirkt.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (16j zwischen zwei Federhaltern (21,22) eingespannt ist, die jeweils an einer mit dem Steuerkolben verbundenen Stange in axialer Richtung abgestützt sind.
3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federhalter (21,22) schwenkbar kardanisch an balligen Anschlägen (25,26) der Stange abgestützt s-ind.
4. Ventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Federhältern auf' der Stange eine Anschlagbuchse (28) angeordnet ist
5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (16) mit je zwei angelegten Endwindungenausgeführt' ist.