-
Hydraulisches Stromregelventil
-
Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem hydraulischen Stromregelventil
nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon ein solches Stromregelventil aus
der DE-GM 17 88 185 bekannt, bei dem eine Meßdrossel und eine Druckwaage zusammen
mit der Verstelleinrichtung koaxial ueinander angeordnet sind. Das handverstellbare
Stromregelventil arbeitet als direktgesteuertes, drei Wege steuerndes Ventil. Von
Nachteil bei diesem Stromregelventil ist, daß der Drosselkolben mit einer Schrägkantensteuerung
ausgebildet ist und in einer gehäusefesten Hülse verdrehbar geführt ist. Die der
Hülse und der Druckwaage zugeordnete Schieberbohrung im Gehäuse ist mehrfach abgesetzt;
zudem sind sich kreuzende, schräge Steuerbohrungen für die Druckübertragung notwendig.
Das Gehäuse baut deshalb relativ aufwendig und eignet sich schlecht ür verschiedene
Ventilvarianten. Ferner ist von Nachteil, daß der Resttromanschluß nicht belastbar
ist. Auch ist der Konstantstrom-Anschluß in Ausgangssfiellung des Ventil nicht blockiert.
Auch eignet sich dieses Ventil schlecht zum Einbau einer Rückschlagventilfunktion
zwischen
dem Konstantstrom-Anschluß und dem Zulauf-Anschluß.
-
Ferner ist aus der DE-OS 24 23 656 ein 4/3-Wegeventil mit Längsschieber
bekannt, dessen Gehäuse fünf nebeneinanderliegende, von einer Schieberbohrung durchdrungene
Arbeitskammern aufweist. Dabei liegen neben einer mittig angeordneten Zulaufkammer
zwei Motorkammern, an welche nach außen hin zwei Rücklaufkammern grenzen, die durch
einen Querkanal miteinander verbunden sind.
-
Solche Gehäuse werden in großen Stückzahlen für Wegeventile hergestellt
und sind dementsprechend billig, wobei die Steuerkanten an den Gehäusestegen zwischen
den einzelnen Arbeitskammern mit großer Genauigkeit bearbeitet sind. Von Nachteil
ist nun, daß dieses Gehäuse nur bei Wegeventilen für die Richtungssteuerung von
Druckmittelströmen verwendet wird.
-
Weiterhin ist aus einem Sonderdruck aus o + p "Ölhydraulik und Pneumatik",
22. Jahrgang, Nr. , März 1978, Bild 4 ein Proportional-Stromregelventil bekannt,
das aus einem Drosselventil und einer çwischenpl-atte mit Druckwaage hesteht. Für
das Drosselventil wird hier das Gehäuse eines fünfkammerigen Wegeventils verwendet,
das in doppelter Durchströmung der Druckwaage zugeschaltet ist. Von Nachteil bei
diesem Stromregelventil ist, daß für Drosselventil und Druckwaage zwei gesonderte
Gehäuse verwendet werden, wodurch das Stromregelventil relativ aufwendig und groß
baut.
-
Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße Stromregelventil mit den
kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat dengegenüber
den
Vorteil, daß es eine direktgesteuerte Bauart unter Verwendung eines billigen Standardgehäuses
von Längsschieber-Wegeventilen erlaubt. Das Stromregelventil kommt mit relativ einfachen
Bauteilen aus und benötigt zudem weniger Raum. Seine kompakte und damit leichtere
Bauweise begünstigt eine Anwendung bei mobilen Anwendungsfällen. Dabei sind unterschiedliche
Bauarten in Form eines 2-Wege- und eines 3-Wege-Ventils möglich. Bei einer 3-Wege-Ausführung
kann der Reststrom-Anschluß einmal belastbar und das andere Mal unbelastbar ausgeführt
werden. Das Stromregelventil läßt sich in einfacher Weise mit einer Meßdrossel ausbilden,
die in nicht betätigtem Zustand von einer Federkraft geschlossen ist, so daß im
Notfall zugleich eine Sicherheitsfunktion erreicht wird. Zweckmäßig ist ferner,
daß die die Anschlüsse enthaltende Flanschfläche des Gehäuses paral lel zur Längsachse
der Steuerkolben im Stromregelventil verläuft.
-
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind .vorteilhafte
Welterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Stromregelventils
möglich.
-
Besonders zweckmäßig ist es, wenn gemäß den Ansprüchen 5 und 6 für
den Drosselkolben und den Druckwaagekolben getrennte Federn vorgesehen werden, so
daß sie gemäß den unterschiedlichen Anforderungen auslegbar sind, insbesondere die
Meßdrossei mit einer steifen Feder arbeiten kann. Eine vorteilhafte Ausbildung ergibt
sich gemäß Anspruch 9 bei einem 3-Wege-Stromregelventil, wodurch der Reststrom-Anschluß
belastbar ist. Anspruch 10 begünstigt besonders einfache Bauarten. Besonders weckmäßig'ist
eine Ausbildung nach Anspruch 11, wonach ein einfach und kompakt bauendes Stromregelventil
er~ielbar ist, das in drei verschie.denen Arten betrieben
werden
kann; nämlich als 2-Wege-Ventil sowie als 3-Wege-Ventil mit unbelastetem sowie mit
belastetem Reststrom-Auslaß. Gemäß Anspruch 13 läßt sich bei einem 2-Wege-Stromregelventil
eine zusätzliche Rückschlagventilfunktion integrieren. Weitere besonders vorteilhafte
Ausgestaltungen ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen, der Zeichnung sowie der
Beschreibung.
-
Zeichnung Acht Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur
1- einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel in 3-Wege-Bauart mit
belastbarem Reststrom, Figur 2 das zugehörige Schaltsymbol, Figur 3 einen Längsschnitt
durch ein zweites Ausführungsbeispiel in 2-Wege-Bauart und Figur k das entsprechende
Schaltsymbol. Figur 5 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel in 2-Wege-Bauart mit
integrierter Rückschlagventilfunktion und Figur 6 das zugehörige Schaltsymbol. Figur
zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel mit der Druckwaage nachgeschalteter Meßdrossel
und Figur 8 das entsprechende Sinnbild. Figur 9 zeigt.eine fünfte Ausführungsform
des Stromregelventils mit von außen nach innen durchströmten Steuerkanten und Figur
10 das.zugehörige Sinnbild. Figur 11 zeigt eine sechste Ausführungsform In 2-Wege-Bauart
und mit einer einzigen Feder. Figur 12 zeigt eine siebte Ausführungsform des Stromregelventils
in 3-Wege-Bauart und mit nicht belastbarem Reststrom sowie Figur 13 das zugehörige
Schaltsymbol. Figur 14 zeigt eine achte Ausführunsform als 3-Wege-Ventil mit belastbarem
Rest strom.
-
Beschreibung der Ausführungsbeispiele Die Figur 1 zeigt ein erstes
Stromregelventil 10, das als direktgesteuertes, 3-Wege-Ventil ausgebildet ist und
einen belastbaren Rest strom erzeugen kann. Es besteht im wesentlichen aus einer
verstellbaren Meßdrossel 11 und einer der Meßdrossel 11 nachgeschalteten Druckwaage
12, die gemeinsam in einem Gehäuse 13 angeordnet sind. Als Verstelleinrichtung für
die Meßdrossel 11 dient ein stirnseitig am Gehäuse 13 befestigter Proportionalmagnet
14, während die gegenüberliegende Stirnseite des Gehäuses 13 von einem Deckel 15
verschlossen ist.
-
Als Gehäuse 13 wird hier das standardmäßige Gehäuse eines Längs s
chieber-Wegevent ils für Richtungs steuerung verwendet, das zwischen seinen beiden
Seiten 16 und 17 eine durchgehende Schieberbohrung 18 aufweist. Die Schieberbohrung
18 durchdringt im Gehäuse 13 fünf nebeneinanderliegende, symmetrisch angeordnete
Arbeitskammern sowie zwei außenliegende, zu den -Stirnflächen 16, 17 hin offene
Federkammern 25, 26. Von den fünf Arbeitskammern dient die in der Mitte liegende
als Zulaufkammer 19, während die danebenliegenden Kammern als erste Motorkammer
21 bzw. als zweite Motorkammer 22 und die nach außen hin anschließenden Arbeitskammern
als erste (23) bzw. ,zweite Rücklaufkammer 24 dienen. Alle Arbeitskammern 19 bis
24 haben Verbindung mit zugeordneten Anschlüssen in einer Flanschfläche 27 des Gehäuses
13.
-
Dementsprechend steht die Zulaufkammer 19 mit dem P-Anschluß 28,
die erste Motorkammer 21 mit dem A-AnschluM 29, die zweite Motorkammer 22 mit dem
B-Anschluß 31 und die zweite Rücklaufkammer 24 mit einem
R-Anschluß
32 in Verbindung, wobei ein Querkanal 33 im Gehäuse beide Rücklaufkammern miteinander
verbindet.
-
Die fünf Arbeitskammern 19 bis 24 sind durch vier Gehäusestege 34
bis 37 voneinander getrennt, die alle beidseitig im Bereich der Arbeitskammern mechanisch
bearbeitet sind und dadurch jeweils zwei genaue, gehäusefeste Steuerkanten 38 bilden.
Auf diese Weise stehen im Gehäuse 13 für unterschiedliche Stromregelventil-Bauarten
insgesamt acht Steuerkanten- zur Verfügung. Die äußeren Rücklaufkammern 23, 24 werden
von der jeweils angrenzenden Federkammer 25 bzw. 26 jeweils durch einen Dichtsteg
39 bzw. 41 getrennt, die im Gegensatz zu den Gehäusestegen keine Steuerkanten bilden.
Im Gehäuse 13 sind von beiden Federkammern 25, 26 aus nach oben hin kammerartige
Fortsätze 42 bzw. 43 eingegossen, die von einer von der Stirnseite 17 eingebrachten
Querbohrung 44 durchdrungen werden. Ein in die Querbohrung 44 eingesetzter Dicht
stopfen 45 verhindert die Druckmittelverbindung zwischen beiden Fortsätzen 42 und
43.
-
mm linken Teil der Schieberbohrung 18 im Bereich zwischen erster Motorkammer
21 und erster Federkammer 25 ist als Teil der Meßdrossel 11 ein Drosselkolben 46
dicht und gleitend geführt. Der Drosselkolben 46 wird von einer in der Federkammer
25 angeordneten Rückstellfeder 47 in eine gezeichnete Ausgangsstellung gedrückt,
in der er mit seinem linken Ende an dem Geh-äuse des Magneten 14 sich abstützt.
In der Ausgangsstellung des Drosselkolbens 46 liegt an ihm ein Stößel 48 des Proportionalmagneten
14 an. Der Drosselkolben 46 weist zwei Kolbenabschnitte 49, 51 auf, von denen der
zweite Kolbenabschnitt 51 im ersten Dichtsteg 41 gleitend geführt ist und damit
die erste Rücklaufkammer 23 von der Federkammer 25 trennt. Der erste Kolbenabschnitt
49 ist
im ersten Gehäusesteg 34 geführt und sperrt in der gezeichneten
Ausgangsstellung des Drosselkolbens 46 die Verbindung zwischen der ersten Motorkammer
21 und der ersten Federkammer 23 ab. Am ersten Kolbenabschnitt 49 ist auf der dem
zweiten Kolbenabschnitt 51 zugewandten Seite eine erste Steuerkante 52 angeordnet,
die mit der rechten Steuerkante 38 am ersten Gehäusesteg 34 zusammenarbeitet. Eine
Ausgleichsbohrung 53 im Drosselkolben 46 überträgt den Druck von der ersten Motorkammer
21 in den Federraum 25, der durch den angeflanschten Magneten 14 nach außen hin
abgedichtet ist, so daß der Drosselkolben 46 druckausgeglichen ist.
-
Im rechten Teil der Schieberbohrung 18, im Bereich zwischen erster
Motorkammer 21 sowie zweiter Federkammer 26 ist als Teil der Druckwaage 12 ein Druckwaagekolben
54 dicht und gleitend geführt. Der Druckwaagekolben 54 hat einen inneren (55) sowie
einen äußeren Kolbenabschnitt 56. Mit seinem äußeren Kolbenabschnitt 56 ist er im
zweiten Dichtsteg 47 geführt, so daß die zweite Rücklaufksmmer 24 von der zweiten
Federkammer 26 getrennt ist. Der durch den Deckel 15 nach außen hin dicht abgeschlossene
zweite Federraum 26 nimmt eine Regelfeder 57 auf, welche sich einerseits am Deckel
15 und andererseits an einem Bund des Druckwaagekolbens 54 abstütt. Unter der Kraft
der Regelfeder 57 iegt sich der Druckwaagekolben 54 mit einem auf ihm befestigten
Anschlagring 58 gegen den zweiten Dichtsteg 41, wodurch die Ausgangsstellung des
Druckwaagekolbens 54 bestimmt ist. Der Anschlagring 58 ist zweckmäßig als U-förmige
Scheibe ausgebildet und durch einen Sprengring 58' in seiner Lage gehalten, so daß
der Druckwaagekolben 54 mit geringem berspannungsaufwand gedreht und s'pitzenlo:
geschliffen werden kann. Der innere Kolbenabschnitt
55 ist im
wesentlichen im Bereich des dritten Gehäusestegs 36 geführt. An seinem rechten,
dem äußeren Kolbenabschnitt 56 zugewandten Ende weist der innere Kolbenabschnitt
55 eine zweite Steuerkante 59 auf, die mit der linken Steuerkante 38 am vierten
Gehäusesteg 37 zusammenarbeitet. Diese zweite Steuerkante 59, die der Steuerung
des Konstantstroms zugeordnet ist, gibt in der gezeichneten Ausgangsstellung des
Druckwaagekolbens 5 die Verbindung von der zweiten Rücklaufkammsr.24 zur zweiten
Motorkammer 22 frei. Ferner weist der innere Kolbenabschnitt 55 an seinem gegenüberliegenden,
dem Drosselkolben 46 zugewandten Ende eine dritte Steuerkante 61 auf, die mit der
gehäusefesten, rechten Steuerkante 38 am zweiten Gehäusesteg 35 zusammenarbeitet.
In der gezeichneten Ausgangsstellung des Druckwaagekolbens 5 blockiert die dritte
Steuerkante 61 die Verbindung von der ersten Motorkammer 21 zur Zulaufkammer- 19.
Die dritte Steuerkante 61, die der Steuerung des Reststromes ugeordnet ist, arbeitet
somit gegenläufig zu der zweiten Steuerkante 59. Im Bereich des äußeren Kolbenabschnitts
s6 weist der Druckwaagekolben 54 eine Druckkanal 62 auf, welcher den jeweiligen
Druck aus der zweiten ücklaukammer 24 in die zweite Federkammer 26 überträgt.
-
Die Wirkungsweise des Stromregelventils 10 wird wie folgt erläutert,
wobei zugleich auf das Schaltsymbol nach Figur 2 Bezug genommen wird. Wie Figur
2 deutlicher zeigt, arbeitet das Stromregelventil 10 als 3-Wege-Ventil mit einer
direkt betätigten stromaufwärts von der Druckwaage 12 geschalteten Meßdrossel 11.
Der Druckwaagekolben 54 ist dabei durch seine zweite (59) und dritte Steuerkante
61 so ausgebildet, da1S der am P-Anschluß 28 austretende Rest strom belastbar
ist.
Dem Stromregelventil 10 wird der ankommende Druckmittelstrom am A-Anschluß 29 zugeführt;
während der Konstantstrom aus dem B-Anschluß 31 abgenommen werden kann.
-
Der R-Anschluß 32 ist unbenutzt und'in beliebiger Weise abgesperrt.
-
in der gezeichneten Ausgangsstellung des.Drosselkolbens 46 blockiert
die erste Steuerkante 52 die Verbindung von der ersten Motorkammer 21 zur ersten
Rücklaufkammer 23, so daß ein am B-Anschluß 31 angeschlossener Verbraucher hydraulisch
abgesperrt ist. Bei Stromausfall am Magneten 14 bzw. bei Not-Aus drückt die Rückstellfeder
47 den Drosselkolben 46 in die gezeichnete Ausgangsstellung, so daß hiermit zugleich
eine Sicherheitsfunktion erreicht wird.
-
Bei Erregung des Proportional-Magneten 14 drückt dieser mit Hilfe
seines Stößels 48 den Drosselkolben 46 gegen die Kraft der Rückstellfeder 47 nach
rechts, wobei die erste Steuerkante 52 eine Verbindung von der ersten Motorkammer
21 zur ersten Rücklaufkammer 23 aufsteuert.
-
Die Größe des jeweils aufgesteuerten Durchflußquerschnitts ist proportional
zu der Größe des am Magneten 14 angelegten Stromwerts, so daß der von der ersten
Steuerkante 52 freigegebene Durchflußquerschnitt zwischer null und einem Maximum
beliebig einstellbar ist.
-
Das über die erste Steuerkante 52 fließende Druckmittel gelangt von
der ersten Rücklaufkammer 23 über den Querkanal 33 in die zweite Rücklaufkammer
24 und weiter über die zweite Steuerkante 59 am Druckwaagekolben 54 zum B-AnschluB
31. Der Druck stromaufwärts von der ersten Steuerkante 52 wirkt zugleich auf die
linke Stirnfläche des inneren Solbenabschnists 55, während der Druck stromabwärts
von der ersten Steuerkante 52 über den
Druckkanal 62 in die zweite
Federkammer 26 gelangt und dort den Druckwaagekolben 54 belastet. Das über die Meßdrossel
11 wirksame Druckgefälle wirkt somit gegen die Kraft der Regelfeder 57 auf den Druckwaagekolben
54.
-
In an sich bekannter Weise wird somit ein über die erste (52) und
die zweite Steuerkante 59 zum B-Anschluß 31 fließender Konstantstrom erzeugt, während
die dritte Steuerkante 61 einen Reststrom zum P-Anschluß 28 fließt läßt. Über die
Ausgleichsbohrung 53 ist hierbei der Drosselkolben 46 vom Druck entlastet, so daß
der Magnet 14 im wesentlichen nur die Kraft der Rückstellfeder 1*7 überwinden muß.
-
Das Stromregelventil 10 kann ohne irgendwelche Veränderungen für drei
Anwendungsfälle verwendet werden. Es kann einmal als 3-Wege-Stromregeiventil arbeiten,
bei welchem der am P-Anschluß 28 abgenommene Reststrom zu einem Verbraucher geführt
wird und damit belastbar ist.
-
Zum zweiten kann es als 3-Wege-Ventil betrieben werden, bei welchem
der P-Anschluß 28 zu einem Tank entlastet und somit der Reststrom keiner Druckbelastung
ausge-.setzt ist. Zum dritten kann es bei verschlossenem P-Anschluß 28 als 2-Wege-Stromregelventil
betrieben werden.
-
Darüber hinaus kann das Stromregelventil 10 auch so betrieben werden,
daß ein freier Rückfluß von Druckmittel vom'B-Anschluß 31 zum A-Anschluß 29 erfolgt.
Dies wird dann erreicht, wenn der Proportional-Magnet 14 mit dem maximalen Stromwert
beaufschlagt und dadurch die erste Steuerkante 52 ihre zugeordnete Verbindung voll
aufsteuert. Das Stromregelventil 10 ist somit universell einsetzbar.
-
Die Figur 3 zeigt ein zweites Stromregelventil 70, das sich von dem
Stromregelventil 10 nach Figur 1 wie folgt
unterscheidet, wobei
für gleiche Teile und Bauelemente auch gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Das
zweite Stromregelventil 70 hat lediglich einen anderen Druckwaagekolben 71, bei
dem der innere Kolbenabschnitt 55 kürzer ausgebildet ist und damit die dritte Steuerkante
61 entfällt. Ferner werden bei diesem Stromregelventil 70 der P-Anschluß 28 sowie
der R-Anschluß 32 in beliebiger Weise blockiert und sind somit nicht benutzt. Wie
Figur 3 in Verbindung mit Figur h näher zeigt, ergibt sich damit ein 2-Wege-Stromregelventil,
das sich von demjenigen nach Figur 1 lediglich durch einen geringfügig geänderten
Druckwaagekolben 71 unterscheidet.
-
Die Wirkungsweise des zweiten Stromregelventil 70 entspricht sinngemäß.derjenigen
des Stromregelventils 10, wenn letzteres als 2-Wege-Ventil betrieben wird. Das zweite
Stromregelventil 70 baut infolge der entfallenden dritten Steuerkante 61 entsprechend
weniger aufwendig.
-
Die Figur 5 zeigt ein drittes Stromregelventil 75, daß sich vom zweiten
Stromregelventil nach Figur 3 wie folgt unterscheidet, wobei für gleiche Teile gleiche
Bezugszeichen verwendet werden. Wie das zugehörige Schaltsymbol nach Figur 6 deutlich
erkennen läßt, ist im dritten Stromregelventil 75 lediglich eine Rückschlagventilfunktion
integriert, die einen ungehinderten Rückfluß vom B-Anschluß 31 zum A-Anschluß 29
erlaubt. Zu diesem Zweck weist das dritte Stromregelventil 75 einen anderen Druckwaagekolben
76 auf, der sich vom. Druckwaagekolben 71 lediglich dadurch unterscheidet, daß im
inneren Kolbenabschnitt 55 ein Rückschlagventil 77 eingebaut ist. Das Rückschlagventil
77 öffnet zur ersten Motorkammer 21 hin. Der innere Kolbenabschnitt 55 weist im
Bereich der zweiten Motorkammer 22 liegende, radiale Öffnungen 78 auf, über welche
der freie Rückfluß
erfolgen kann. Im übrigen entspricht die Wirkungsweise
des dritten Stromregelventils 75 bezüglich seiner -Stromregelfunktion derjenigen
des zweiten Stromregelventils 70.
-
Die Figur 7 zeigt ein viertes Stromregelventil 80, das sich vom zweiten
Stromregelventil 70 nach Figur 3 wie folgt unterscheidet, wobei für gleiche Teile
gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Wie das zugehörige Schaltbild nach Figur
8 deutlich zeigt, liegt der wesentliche Unterschied vor allem in der nachgeschalteten
Anordnung der Meßdrossel 11, also stromabwärts von der Druckwaage 12. Dies wird
in Figur 7. einmal dadurch erreicht, daß der Proportional-Magnet 14 mit seinem zugeordneten
Drosselkolben 81 nun an der rechten Stirnfläche 17 angebaut ist, während der Deckel
15 sowie der Druckwaagekolben 82 von der anderen Stirnseite 16 her eingebaut sind.
-
Der Drosselkolben 81 unterscheidet sich vom Drosselkolben 46 nach
Figur 3 lediglich dadurch, daß sein die erste Steuerkante 52 tragender, innerer
Kolbenabschnitt 49 nun breiter ausgebildet ist, so daß er stets die Verbindung von
der zweiten Motorkammer 22 zur Sulaufkammer 19 unterbricht. Die erste Steuerkante
52 am Drosselkolben 81 arbeitet nun mit der linken Steuerkante 18 am vierten Gehäusesteg
37 zusammen.
-
Der Druckwaagekolben 82 unterscheidet sich vom Druckwaagekolben 71
nach Figur 3 nur durch den anders angeordneten Druckkanal 62, der nun ausgehend.von
der Ringnut zwischen beiden Kolbenabschnitten den inneren Solbenabschnitt 55 durchdringt.
Auf diese Weise wird der in der ersten Rücklaufkammer 21 herrschende Druck über
den erwähnten Druckkanal 62 in die Zulaufkammer 19 übertragen.
Von
dort kann derselbe Druck über die Ausgleichsbohrung 53 im Drossekolben 81 in den
rechten Federraum '26 gelangen. Durch den nun seitenverkehrten Einbau des Druckwaagekolbens
82 arbeitet nun die zweite Steuerkante 59 am Druckwaagekolben 82 mit der rechten
Steuerkante 18 des erSten Gehäusestegs 34 zusammen.
-
Wie bei den vqrhergehenden Stromregelventilen unterbricht die erste
Steuerkante 52 in ihrer Ausgangsstellung die zugehörige Druckmittelverbindung, während
die zweite Steuerkante 59 am Druckwaagekolben 82 ihre Verbindung aufsteuert. Die
im Gehäuse 13 verlaufende Querbohrung 44 nimmt nun anstelle eines Dichtstopfens
45 eine Drossel'stelle 83 auf und ist über eine Radialbohrung 84 mit der zweiten
Motorkammer 22 sowie mit dem Fortsatz 42 verbunden.
-
Die Wirkungsweise des vierten Stromregelventils 80 entspricht weitgehend
der Wirkungsweise des Stromregelventils 7C in 2-Wege-Bauart, wobei jedoch Meßdrossel
11 und Druckwaage 12 vertauscht zueinander angeordnet sind. Die über der Meßdrossel
11 wirksame Druckdifferenz wird hierbei wiederum entgegen der Kraft der Regelfeder
47 am Druckwaagekolben 82 wirksam. Hierbei gelangt der Druck stromaufwärts von der
ersten Drosselsteile 52 am Drosselkolben 81 über den Querkanal 33 in die erste Rücklaufkammer
23 und über den Druckkanal 62 im Druckwaagekolben 82 in die Zulaufkammer 19. Der
Druck stromabwärts von der ersten Steuerkante 52 gelangt von der zweiten Motorkammer
22 über die Radialbohrung 84, die Querbohrung 44 mit der Drosselstelle 83 in die
linke Federkammer 25 und belastet dort den Druckwaagekolben 82.
-
Das vierte Stromregelventil 80 wird somit zum B-Anschluß 31 einen
Konstantstrom steuern.
-
Die Figur 9 zeigt ein fünftes Stromregelventil 85 und Figur 10 das
zugehörige Schaltsymbol. Das fünfte Stromregelventil 85 ist wie das zweite Stromregelventil
nach Figur 3 als 2-Wege-Ventil und mit der Meßdrossel 11 nachgeschalteter Druckwaage
12 ausgeführt und unterscheidet sich von diesem wie folgt, wobei für gleiche Teile
gleiche Bezugszeichen verwendet werden.
-
Das fünfte Stromregelventil 85 hat einen anderen Druckwaagekolben
86 und wird von anderen, die Regelfeder 57 zwischen sich aufnehmenden Anschlagringen
87, 88 in seiner Ausgangslage zentriert. Die zweite Steuerkante 59 ist nun am äußeren
Kolbenabschnitt 56 ausgebildet, eben,-so Öffnungen für den Druckkanal 62. Die zweite
Steuerkante 59 arbeitet somit mit der rechten, gehäusefesten Steuerkante 38 am vierten
Gehausesteg 37 zusammen. Der Anschlagring 87 ist hülsenförmig zum Anschlagring 88
hin verlängert und bildet für die nun auf Zug beanspruchte Regelfeder 57 eine Hubegrenzung,
wenn die zweite Steuerkante 59 ih-re zugeordnete Verbindung drosselt bzw. zusteuert.
-
Die Wirkungsweise des fünften Stromregelventils 85 entspricht sinngemäß
derjenigen des zweiten Stromregelventils 70 nach Figur 3, wobei nun im Unterschied
zu Figur 3 am Druckwaagekolben 86 die zweite Steuerkante 59 von außen nach innen
durchströmt wird. Bei deiser Durchströmungsart sind die Strömungskräfte auf den
Druckwaagekolben 86 geringer als bei einer Durchströmung von innen nach außen, so
daß das fünfte Stromregelventil 85 unempfindlicher ist gegen Schwingungen.
-
Die Figur 11 zeigt eine sechste Ausführungsform eines Stromregelventils
90, für das zugleich das Schalt symbol
nach Figur 4 gilt. Das sechste
Stromregelventil 90 ist wie das zweite Stromregelventil 70 nach Figur 3 als 2-Wege-Ventil
ausgebildet und hat eine vor der Druckwaage liegende Meßdrossel. Das sechste Stromregelventil
90 unterscheidet sich von demjenigen nach Figur. 3 vor allem dadurch, daß es durch
Ausbildung seiner Steuerglieder in Hohischieberbauweise mit einer einzigen Feder
auskommt.
-
Das sechste Stromregelventil 90 hat einen als Hohlschieber ausgebildeten
Drosselkolben 91, bei dem der innenliegende, erste Kolbenabschnitt 92 hülsenförmig
ausgebildet ist und durch Radialbohrungen 93 vom zweiten, äußeren Kolbenabschnitt
51 getrennt ist, wobei die Radialbohrungen 93 mit ihrem nach innen liegenden Rand
die erste Steuerkante 52 bilden und der innere Kolbenabschnitt 92 in der gezeichneten
Ausgangsstellung die erste Motorkammer 21 absperrt.
-
Das sechste Stromregelventil 90 hat ferner einen Druckwaagekolben
94, an dessem innenliegenden, hülsenförmig ausgebildeten Ende durch stirnseitige
Einfräsungen 95 die zweite Steuerkante 59 ausgebildet ist. Die zweite Steuerkante
59 arbeitet hier mit der rechten Steuerkante 38 am dritten Gehäusesteg 36 zusammen.
Am Druckwaagekolben 94 stützt sich eine Regelfeder 96 ab, welche die Zulaufkammer
19 durchdringt und sich mit ihrem anderen Ende am Drosselkolben 91 abstützt. Der
Druckwaagekolben 94 wird daher von der Regelfeder 96 in einer Ausgangslage gehalten,
in der er sich am Deckel 15 abstützt.
-
Im Gehäuse 13 ist in der Querbohrung 44 wiederum eine Drosselstelle
83 angeordnet. Die Querbohrung 44 verläuft
ausgehend von der rechten
Stirnseite 17 sacklochartig im Gehäuse 13, wobei ihr Ende durch eine Radialbohrung
97 mit der ersten Motorkammer 21 verbunden ist.
-
Die Wirkungsweise des sechsten Stromregelventils 90 entspricht sinngemäß
weitgehend der Wirkungsweise des zweiten Stromregelventils 70 nach Figur 3, wobei
infolge der Hohlschieberbauweise von Drosselkolben und Druckwaagekolben der konstante
Strom nach der ersten Steuerkante 52 den hülsenförmigen Abschnitt 92 durchdringt,
weiter die Zulaufkammer 19 durchströmt und an der zweiten Steuerkante 51 vorbei
zum B-Anschluß 31 gelangt. Der Druck stromabwärts von der ersten Steuerkante 52
wirkt auf demselben Weg durch'die Schieberbohrung 18 hindurch auf die von der Regelfeder
96 belastete Stirnseite des Druckwaagekolbens 94. Der Druck stromaufwärts von der
ersten Steuerkante 52 wird über die Radialbohrung 97 und die Querbohrung 44 in die
rechte Federkammer 26 geführt, so daß der Druckwaagekolben 94 gegen die Kraft der
Regelfeder 96 von der an der ersten Steuerkante 92 wirksamen Druckdifferenz beaufschlagt
wird. Dem Querkanal 33 zwischen beiden Rücklaufkammern 23, 24 kommt somit keine
Funktion mehr zu. Vorteilhaft beim sechsten Stromregelventil 90 ist sein geringer
Aufwand, da es mit einer einzigen Feder auskommt und einen relativ kurzen Durchströmungsweg
aufweist. Infolge seiner Bauweise, bei der sich abhängig von der Meßdrosselstellung
das Regeldruckgefälle ändertrsollte das sechste Stromregelventil 90 zweckmäßig in
einem Lageregelkreis verwendet werden.
-
Die Figur 12 zeigt ein siebtes Stromregelventil 100 und die Figur
13 das zugehörige Sinnbild. Das siebte Stromregelventil 100 hat wie das vierte Stromregelventil
8,0
nach Figur 7 einen an der rechten Stirnseite 17 angeflanschten
Proportionalmagneten 14 und eine der Druckwaage nachgeschaltete Meßdrossel 11. Im
Unterschied zum vierten Stromregelventil nach Figur 7 ist es jedoch so ausgebildet,
daß es als 3-Wege-Ventil arbeiten kann, bei dem jedoch der im R-Anschluß 32 ankommende
Reststrom nicht belastbar ist.
-
Das siebte Stromregelventil 100 hat zu diesem Zweck einen Drosselkolben
101, dessen äußerer, zweite Kolbenabschnitt 51 im Vergleich zu Figur 7 wesentlich
breiter ausgeführt ist, so daß er die zweite Rücklaufkammer 24 durchdringt und in
den beiden angrenzenden Gehäusestegen 37, 41 gleitend geführt ist. Im Unterschied
zu Figur 7 arbeitet die erste Steuerkante 52 am inneren Kolbenabschnitt 49 des siebten
Stromregelventils 100 nun mit der linken Steuerkante 18 am dritten Gehäusesteg 36
zusammen.
-
Das siebte Stromregelventil 100 weist ferner im Vergleich zu Figur
7 einen anderen Druckwaagekolben 102 auf, der im wesentlichen einen einzigen, im
Dichtsteg 39 geführten Kolbenabschnitt aufweist, der an seinem der ersten Motorkammer
21 zugewandten Ende die dritte Steuerkante 61 trägt. Diese im Reststrom liegende
Steuerkante 61 arbeitet nun mit der linken Steuerkante 18 des ersten Gehäusestegs
34 zusammen. Die Verbindung von der ersten Motorkammer 21 zur Zulaufkammer 19 wird
somit von keinem der Steuerglieder 101, 102 beeinflußt. Im übrigen ist das Gehäuse
13 wie beim vierten Stromregelventil nach Figur 7 ausgebildet.
-
Die Wirkungsweise des siebten Stromregelventils 1CO wird wie folgt
erläutert. Wie Figur 13 näher zeigt
arbeitet es als 3-Wege-Stromregelventil.
Der im A-Anschluß 29 ankommende Druckmittelstrom verzweigt sich in einen Konstantstrom,
der über die Zulaufkammer 19 und die erste Steuerkante 52 zum B-Anschluß 31 geführt.
-
wird. Die über der ersten Steuerkante 52 herrschende Druckdifferenz
wirkt entgegen der Kraft der Regelfeder 57 auf den Druckwaagekolben 102. Der Druckwaagekolben
102 steuert daher mit seiner dritten Steuerkante 61 die Verbindung von der ersten
Motorkammer 21 zur ersten Rücklaufkammer 23 stets so, daß das über die Meßdrossel
11 herrschende Druckgefälle der Kraft der Regelfeder 57 entspricht und damit konstant
ist. Der vom Druck;vaagekolben 102 abgesteuerte Reststrom fließt über den Querkanal
33 zur zweiten Rücklaufkammer 24 und kann am R-Anschluß 32 abgegriffen werden. Das
siebte Stromregelventil 100 arbeitet somit nach Art eines Bypaß-Stromregelventils,
bei dem der Reststrom nicht belastbar ist.
-
Die Figur 14 zeigt ein achtes Stromregelventil 105, das sich vom siebten
Stromregelventil 100 nach Figur 12 wie folgt unterscheidet, wobei für gleiche Teile
gleiche Bezugszeichen verwendet werden.
-
Das achte Stromregelventil 105 verwendet in einem gleichen Gehäuse
13 wie nach Figur 12 einen anderen Drosselkolben 106, der wiederum als, Hohlschieber
ausgebildet ist. Der Drosselkolben 106 weist im Bereich seiner hülsenförmigen Ausbildung
einen Kranz von Steuerbohrungen 107 auf, die in der gezeichneten Ausgangslage.
-
des Drosselkolben 106 vom vierten Gehäusesteg 37 zugesteuert sind.
Diese Steuerbohrungen 107 bilden. die erste Steuerkante 52, die mit der linken Steuerkante
38
des vierten Gehäusestegs 37 zusammenarbeitet. In der gezeichneten
Ausgangsstellung sperrt der Drosselkolben 106 die, zweite Motorkammer 22 sowie die
zweite Rücklaufkammer 24 von den jeweils benachbarten Kammern ab.
-
Ferner weist das achte Stromregelventil einen anderen Druckwaagekolben
108 auf, der sich vom Druckwaagekolben 102 nach Figur 12 dadurch unterscheidet,
daß er an seinem inneren, ersten Kolbenabschnitt 55 die im Konstantstrom liegende,zweite
Steuerkante 59 aufweist. An seinem äußeren Kolbenabschnitt 56 trägt er die der Reststromsteuerung
dienende dritte Steuerkante 61. Während die zweite Steuerkante 59 mit der rechten
Steuerkante 38 am.zweiten Gehäusesteg 35 zusammenarbeitet, ist die dritte Steuerkante
61 der linken Steuerkante 38 am ersten Gehäusesteg 34 zugeordnet. Die Steuerkanten
59 und 61 arbeiten somit gegenläufig.
-
Die Wirkungsweise des achten Stromregelventils 105 entspricht weitgehend
der Funktion des 3-Wege-Stromregelventils 100 nach Figur 12, wobei jedoch durch
die gegenläufig arbeitenden Steuerkanten 59 und 61 am Druckwaagekolben 108 nun der
am R-Anschluß 32 ankommende Rest strom zu einem Verbraucher geführt werden kann
und somit belastbar ist. Der in der ersten Motorkammer 21 sich abspaltende Konstantstrom
strömt durch die Schieberbohrung 18, vorbei an der zweiten Drosselstelle 59 des
Druckwaagekolbens 108 und gelangt über die als erste Steuerkante 52 dienenden Steuerbohrungen
107 zum B-Anschluß 31.
-
Selbgtverständlich sind an den gezeigten Ausführungsformen der Stromregelventile
Änderungen möglich, ohne
vom Gedanken der Erfindung abzuweichen.
Insbesondere sind durch entsprechende Ausgestaltung der Steuerglieder Drosselkolben
und Druckwaagekolben sowie durch entsprechende Ausbildung der den Steuerdruck übertragenden
Querbohrung 44 andere Durchströmungsarten möglich. Den vier in der Flanschfläche
27 liegenden Anschlüssen A, B, P, R können somit unterschiedliche Ströme zugeordnet
werden.
-
Auch sind weitere Ansteuerungsarten des Ventils anstelle der Ansteuerung
über den Proportionalmagneten denkbar, so etwa eine mechanische Verstellung über
ein Handrad oder einen Drehknopf und eine Spindel, oder über eine hydraulische oder
pneumatische Verstellung der Meßdrossel. Weiterhin ist die Verstellung über einen
mit Wegaufnehmer ausgerüsteten, lagegeregelten Magneten denkbar.
-
Fernerhin ist es zweckmäßig, bei Stromregelventilen für große Durchflußströme
für den Drosselkolben und den Druckwaageschieber eine Verdrehsicherung in beliebiger
Form vorzusehen, um somit Durchflußschwankungen abhängig von unterschiedlichen Drehlagen
der Schieberkolben im Gehäuse auszuschalten. Die Anordung von Drosselkolben und
Druckwaagekolben unmittelbar im Gehäuse ohne zusätzliche Hülse ergibt eine einfache
und billige Bauweise.