DE4025578C2

DE4025578C2 - Control valve for current or pressure control

Info

Publication number: DE4025578C2
Application number: DE4025578A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dipl Ing Hertell; Helmut Dipl Ing Lommerzheim; Hans-Rainer Schulz
Original assignee: Barmag AG; Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Current assignee: Oerlikon Barmag AG
Priority date: 1989-08-24
Filing date: 1990-08-11
Publication date: 1995-04-20
Anticipated expiration: 2010-08-12
Also published as: FR2651341B1; FR2651341A1; JPH0390918A; DE4025578A1; JP3124285B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Regelventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a control valve according to the preamble of claim 1.

Ein derartiges Ventil ist als Stromregelventil aus der DE 34 20 194 A1 (IP-1344) bekannt. Dabei stellt eine Sicher heitsbohrung die ausreichende Versorgung der Auslaßseite mit Hydraulikflüssigkeit im Fail-Safe-Falle, also z.B. dann sicher, wenn bei Federversagen infolge Federbruch oder Erschlaffung oder bei stark erhöhter Viskosität der Hydrau likflüssigkeit der Regelkolben die Regelbohrung verschließt.Such a valve is a flow control valve from the DE 34 20 194 A1 (IP-1344) is known. Doing so ensures the appropriate supply on the outlet side Hydraulic fluid in the case of fail-safe, e.g. then safe if spring failure due to spring break or Sagging or when the viscosity of the hydrau is greatly increased Liquids of the control piston closes the control bore.

Ab einer bestimmten Druckdifferenz wird die Sicherheitsbohrung vollständig geöffnet, und das Regelventil wird dann außerhalb des Regelbereichs betrieben. Sinkt die Druckdifferenz wieder ab, z.B. durch Ausschalten der Hydraulikversorgung oder durch Viskositätsabnahme infolge Erwärmung, gelangt der als Ring ausgebildete Regelkolben infolge der Federkraft in den Regelbereich zurück. From a certain pressure difference, the safety hole fully open and the control valve will then be outside of the control range. The pressure difference drops again from, e.g. by switching off the hydraulic supply or by Decrease in viscosity due to warming occurs as a ring trained control piston due to the spring force in the Control range back.

Bei dem bekannten Stromregelventil ist die Sicherheitsbohrung so weit von der Regelbohrung entfernt angeordnet, daß sie von der als zusätzliche Steuerkante wirkenden, von der Ventilfeder ab gelegenen Stirnseite des Regelkolbens freigegeben wird, ehe der Meßblendenstrom und damit die von ihm erzeugte Druckdifferenz beim Verschließen der Steueröffnung zu Null geht. Die Anordnung der Sicherheitsbohrung ist damit so, daß beim Verschließen der Steueröffnung die Feder allein den Regelkolben stets in den Regelbereich zurückbringt. Die Sicherheitsbohrung hat somit hier die Funktion eines Bypasses zum Meßblendenstrom.In the known flow control valve, the safety hole is so far from the standard hole that it is from the valve spring acting as an additional control edge is released from the remote end of the control piston before the orifice plate current and thus the pressure difference generated by it when closing the control opening goes to zero. The Arrangement of the security hole is so that when closing the control opening the spring alone the control piston always returns to the control range. The security hole thus has the function of a bypass to the orifice current.

In der Literaturstelle "K. Kasperbauer, Stromventile", Krausskopf- Verlag, Mainz 1972, S. 81-82, ist ein Stromregelventil dargestellt, bei dem in Strömungsrichtung unmittelbar vor einer der aus dem Inneren des Regelkolbens führenden Abflußbohrungen eine Sicherheitsbohrung angedeutet ist. Sie ist so angeordnet, daß sie beim Verschieben des Regelkolbens gegen die Kraft der Feder erst kurz nach den Abflußbohrungen schließt. Die durch sie gehende Strömung passiert vorher stets die Meßblende. Die Sicherheitsbohrung ist bei diesem bekannten Ventil ständig offen. In the literature reference "K. Kasperbauer, Stromventile", Krausskopf- Verlag, Mainz 1972, pp. 81-82, is a flow control valve shown in the flow direction immediately before one of the drain bores leading from the inside of the control piston a safety hole is indicated. she is so arranged that they against when moving the control piston the force of the spring only shortly after the drain holes closes. The current passing through them always happens beforehand the orifice plate. The safety hole is known in this Valve always open.

Es sind andere Bauarten bekannt, bei denen jedoch nicht grundsätzlich die Sicherheitsbohrung als Bypass angebracht werden kann. Das Anbringen einer Sicherheitsbohrung ist jedoch durchaus erstrebenswert, z.B. bei Druckregelventilen zur Öldruckregelung in Verbrennungskraftmaschinen.Other types are known, but not basically the safety hole is installed as a bypass can be. However, drilling a safety hole is quite desirable, e.g. for pressure control valves Oil pressure control in internal combustion engines.

Aufgabe der Erfindung ist daher, die anderen bekannten Bauarten für Regelventile mit Sicherheitsbohrungen auszustatten, und dabei so auszugestalten, daß der Regelkolben nach Verlassen des Regelbereichs, z.B. bei auftretenden Druckspitzen, wieder in seinen Regelbereich zurückkehrt.The object of the invention is therefore the other known types to be equipped with safety holes for control valves, and to design so that the control piston after leaving the Control range, e.g. when pressure peaks occur, back in returns to its control range.

Diese Aufgabe wird gelöst durch den Anspruch 1. Aus der Erfindung ergibt sich der Vorteil, daß allein durch die Querschnittsbemessung der Sicherheitsbohrung der Druckaufbau auf der Auslaßseite bzw. die Strömungsgeschwin digkeit an der Meßblende so begrenzt werden kann, daß die restliche Federkraft stets den Regelkolben wieder in seinen Regelbereich zurückbringt, und dabei die Schmierölversorgung eingeschaltet bleibt. Es sind keine weiteren Maßnahmen erforderlich. Bei einem Druckregelventil wird der auslaßseitige Druckanstieg, der in Öffnungsrichtung der Sicherheitsbohrung am Regelkolben angreift, so begrenzt, bzw. bei einem Stromregel ventil wird die an der Meßblende angreifende Druckdifferenz durch die enge Bemessung der Sicherheitsbohrung höchstens so groß werden, daß der Regelkolben auch nach Auftreten einer Druckspitze allein unter seiner Federlast in seinen Regelbereich zurückgelangt. Für die genaue Bemessung der Sicherheitsbohrung ist auch der Verbrauch auf der Auslaßseite des Ventils zu berücksichtigen, da der jeweilige ver brauchsabhängige Druckaufbau auf der Auslaßseite des Ventils bzw. der lastabhängige Strom an der Meßblende des Ventils durch den Querschnitt der Sicherheitsbohrung begrenzt wird. In einem Beispiel liegt der Regelbereich eines derartigen Druckregel ventils zwischen 4 und 2 bar. Wenn nun der Querschnitt der Sicherheitsbohrung so eng bemessen wird, daß unter Berück sichtigung des auslaßseitigen Verbrauchs der Druckaufbau durch die geöffnete Sicherheitsbohrung in diesem Fall unterhalb von 2 bar bleibt, so ist sichergestellt, daß der Ring bzw. der Regelkolben stets in den Regelbereich zurückgeführt werden kann.This task is solved by the Claim 1. From the invention there is the advantage that solely through the cross-sectional dimensioning of the safety hole the pressure build-up on the outlet side or the flow rate can be limited so that the remaining spring force always the control piston back into its Brings back control range, while the lubricating oil supply remains switched on. There are no further measures required. In the case of a pressure control valve, the outlet side Pressure rise in the opening direction of the safety hole on Control piston attacks, so limited, or with a flow control valve becomes the pressure difference acting on the orifice by the narrow dimensioning of the The maximum safety hole should be large enough for the control piston to appear even after it has occurred a pressure peak alone under his spring load in his Control range returned. For the exact dimensioning of the Safety hole is also the consumption on the outlet side of the valve, because the respective ver consumption-dependent pressure build-up on the outlet side of the valve or the load-dependent current at the orifice of the valve the cross section of the safety hole is limited. In one An example is the control range of such a pressure rule valve between 4 and 2 bar. If now the cross section of the Security hole is dimensioned so narrow that under consideration consideration of the outlet-side consumption of the pressure build-up the opened safety hole in this case below 2 remains bar, it is ensured that the ring or Control pistons are always returned to the control range can.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei spielen beschrieben.In the following the invention is based on exemplary embodiments play described.

Die Fig. 1 und 2 zeigen ein Regelventil zur Stromregelung (Fig. 2) bzw. zur Druckregelung (Fig. 1). Die Durchfluß richtung des Regelventils ist mit 3 bezeichnet. Hierbei mündet die Ölleitung 2 mit ihrem Druckmitteleinlaß in ein Ventilge häuse 1, in welchem ein Regelkolben 9 axial verschieblich geführt ist. Auslaßseitig besitzt das Ventilgehäuse zwei Anschlußleitungen, die einerseits mit einer Steueröffnung 8 bzw. einer Sicherheitsbohrung 16 in das Gehäuse münden. Es ist ersichtlich, daß abhängig von der axialen Position des Regelkolbens die einlaßseitige Ölleitung mit den auslaßseitigen Ölleitungen über einen variablen freien Querschnitt der Steueröffnung sowie der Sicherheitsbohrung kommuniziert. Hierzu weist der Regelkolben 9 zwei Steuerkanten 10, 17 auf, wobei die eine der beiden Steuerkanten mit der Steueröffnung 8 zusammen wirkt, und die andere der beiden Steuerkanten mit der Sicher heitsbohrung 16. Wesentlich hierbei ist, daß bei einer Kolbenbewegung im Schließsinne der Steueröffnung 8 die zugehörige Sicherheitsbohrung gegensinnig geöffnet wird, und zwar so, daß sie bereits geöffnet ist, bevor die Steueröffnung vollständig abgeschlossen wird. Dies wird erreicht, indem der Abstand zwischen den Steuerkanten 10 und 17 etwas größer als der kleinste Abstand zwischen der Steueröffnung und der Sicher heitsbohrung ist. Es erfolgt also eine Überschneidung während des Schließens und des Öffnens von Steueröffnung und Sicher heitsbohrung. Jeder Steuerkolben der Fig. 1 und 2 steht unter dem Einfluß einer vorgespannten Druckfeder 11, welche den Steuerkolben in Öffnungsrichtung der Steueröffnung zu verschie ben bestrebt ist. Bei Verschiebung des Regelkolbens im Öffnungssinne der Steueröffnung wird gleichzeitig die Sicher heitsbohrung 10 im Schließsinne überfahren. Jeder Steuerkolben weist eine Druckfläche 20 sowie eine Gegendruckfläche 21 auf, wobei die Druckfläche 20 bei Druckbeaufschlagung den Regelkol ben im Schließsinne der Steueröffnung 8 verschiebt. Die Gegendruckfläche 21 erzeugt hingegen bei Druckbeaufschlagung eine Verschiebung des Regelkolbens im Sinne der Verschiebung infolge der Federkraft. In beiden Fällen greift letztlich an dem Regelkolben eine Druckdifferenz an, die den Regelkolben abhängig von der Federkraft in eine bestimmte Axialposition bringt, wobei die Druckdifferenz im Falle des Druckregelven tils nach Fig. 1 aus der Differenz zwischen dem Auslaßdruck und dem Umgebungsdruck gebildet wird. Über das Entlüftungs ventil 13 steht an der Gegendruckfläche 21 lediglich Umgebungsdruck an, während an der Druckfläche 20 der in der Auslaßleitung des Ventils herrschende Druck besteht. Anstelle des Umgebungsdrucks kann die Gegendruckfläche 21 mit jedem beliebigen Vorspanndruck beaufschlagt werden, solange die Druckdifferenz zwischen Auslaßdruck und Gegendruck ausreichend groß ist, um den Regelkolben entgegen der Federkraft in Schließrichtung der Steueröffnung 8 zu verschieben. In der einlaßseitigen Ölleitung des Stromregelventils ist die Meßblende 18 angeordnet, und zwar so, daß der gesamte ein laßseitige Ölstrom diese Meßblende passieren muß. Jeweils vor und hinter der Meßblende geht eine Steuerleitung 22 bzw. 23 ab. Es ist ersichtlich, daß die vor der Meßblende abzweigende Steuerleitung 22 mit dem Leitungsdruck vor der Meßblende beaufschlagt ist, während die hinter der Meßblende abzweigende Steuerleitung 23 mit dem geringeren Leitungsdruck hinter der Meßblende beaufschlagt ist. Die Steuerleitung 22 mit dem höheren Druck steht in Verbindung mit dem durch die Druckfläche 20 abgeschlossenen Raum, während die Steuerleitung 23 in den abgeschlossenen Federraum mündet, in welchem die Gegendruck fläche 21 angeordnet ist. Auch hier ist wesentlich, daß der Regelkolben 9 in Öffnungsrichtung der Steueröffnung 8 unter dem Einfluß der Druckfeder 11 steht, und daß der höhere Druck vor der Meßblende die Druckfläche 20 in Schließrichtung der Steueröffnung 8 entgegen der Federkraft beaufschlagt. Der niedrigere Druck hinter der Meßblende wird über die zweite Steuerleitung 23 in den geschlossenen Federraum geführt und beaufschlagt die Gegendruckfläche 21 in Öffnungsrichtung der Steueröffnung 8. Ein Druckanstieg hinter der Meßblende führt also zu einer Bewegung des Regelkolbens 9 im Öffnungssinne der Steueröffnung 8. Figs. 1 and 2 show a control valve for power control (Fig. 2) and for pressure control (Fig. 1). The flow direction of the control valve is designated 3 . Here, the oil line 2 opens with its pressure medium inlet in a Ventilge housing 1 , in which a control piston 9 is guided axially. On the outlet side, the valve housing has two connecting lines which, on the one hand, open into the housing with a control opening 8 or a safety bore 16 . It can be seen that, depending on the axial position of the control piston, the inlet-side oil line communicates with the outlet-side oil lines via a variable free cross-section of the control opening and the safety hole. For this purpose, the control piston 9 has two control edges 10 , 17 , one of the two control edges cooperating with the control opening 8 , and the other of the two control edges with the safety bore 16 . It is essential here that when the piston moves in the closing direction of the control opening 8, the associated safety hole is opened in the opposite direction, in such a way that it is already open before the control opening is completely closed. This is achieved by the distance between the control edges 10 and 17 is somewhat larger than the smallest distance between the control opening and the safety bore. So there is an overlap during the closing and opening of the control opening and safety hole. Each control piston of FIGS . 1 and 2 is under the influence of a prestressed compression spring 11 which ben strives to move the control piston in the opening direction of the control opening. When the control piston is moved in the opening direction of the control opening, the safety bore 10 is simultaneously run over in the closing direction. Each control piston has a pressure surface 20 and a counter-pressure surface 21 , the pressure surface 20 displacing the regulating piston ben in the closing direction of the control opening 8 when pressure is applied. The counter pressure surface 21 , however, produces a displacement of the control piston in the sense of the displacement due to the spring force when pressure is applied. In both cases, a pressure difference ultimately acts on the control piston, which brings the control piston into a specific axial position depending on the spring force, the pressure difference in the case of the pressure regulating valve according to FIG. 1 being formed from the difference between the outlet pressure and the ambient pressure. About the vent valve 13 is only at ambient pressure on the back pressure surface 21 , while on the pressure surface 20 is the pressure prevailing in the outlet line of the valve. Instead of the ambient pressure, the back pressure surface 21 can be subjected to any pre-tensioning pressure as long as the pressure difference between the outlet pressure and back pressure is sufficiently large to move the control piston against the spring force in the closing direction of the control opening 8 . The measuring orifice 18 is arranged in the inlet-side oil line of the flow control valve in such a way that the entire oil flow on the inlet side must pass through this measuring orifice. In each case in front of and behind the orifice, a control line 22 or 23 goes out. It can be seen that the control line 22 branching off in front of the measuring orifice is acted upon by the line pressure upstream of the measuring orifice, while control line 23 branching off behind the measuring orifice is subjected to the lower line pressure behind the measuring orifice. The control line 22 with the higher pressure is in communication with the space closed by the pressure surface 20 , while the control line 23 opens into the closed spring space, in which the counter pressure surface 21 is arranged. It is also important here that the control piston 9 is under the influence of the compression spring 11 in the opening direction of the control opening 8 , and that the higher pressure upstream of the measuring orifice acts on the pressure surface 20 in the closing direction of the control opening 8 against the spring force. The lower pressure behind the metering orifice is fed via the second control line 23 into the closed spring chamber and acts on the counter pressure surface 21 in the opening direction of the control opening 8 . A pressure increase behind the orifice therefore leads to a movement of the control piston 9 in the opening direction of the control opening 8 .

Die Fig. 3 bis 6 zeigen ein Einbauventil 4. Das Einbauven til der Fig. 3 und 4, 4a ist ein Druckregelventil, das der Fig. 5 und 6 ein Stromregelventil. Jedes Einbauventil weist einen Ventilkörper 15 auf. Der Ventilkörper 15 ist mit dem erweiterten Einsatzteil in den Maschinenblock 1 eingepaßt. Der erweiterte Einsatzteil 5 sitzt dichtend in der Bohrung 2, welche die Hydraulikleitung innerhalb des Maschinenblocks bildet. Es kann sich beispielsweise um eine Schmierölleitung innerhalb des Schmierölkreislaufs einer Brennkraftmaschine handeln. Die Durchflußrichtung wird durch die Pfeile 3 angegeben. Ein im Vergleich zum Einsatzteil verjüngter Zapfen 6 weist von der Erweiterung ausgehend bei den Fig. 3 bis 5 stromabwärts und in Fig. 6 stromaufwärts zur Durchflußrichtung 3. Die Ventile der Fig. 3 bis 5 weisen eine der Anströmung entgegen geöffnete Axialbohrung 7 auf, welche den Einsatzteil vollständig durchsetzt und bis in den verjüngten Zapfen hineinreicht. Dort ist sie mit Hilfe der radialen Steueröffnung 8 mit dem stromab gelegenen Teil der Ölleitung kommunizierend verbunden. Im Falle der Fig. 6 tritt die Strömung dagegen durch die Steueröffnung 8 in den Axialkanal 7 ein und in axialer Richtung stromabwärts der Eintrittsstelle aus. FIGS. 3 to 6 show an installation valve 4. The Einbauven til the Fig. 3 and 4, 4a is a pressure control valve that of Fig. 5 and 6, a flow control valve. Each cartridge valve has a valve body 15 . The valve body 15 is fitted with the extended insert part in the machine block 1 . The extended insert 5 sits sealingly in the bore 2 , which forms the hydraulic line within the machine block. For example, it can be a lubricating oil line within the lubricating oil circuit of an internal combustion engine. The direction of flow is indicated by arrows 3 . A pin 6 , which is tapered in comparison to the insert, points downstream from the enlargement in FIGS. 3 to 5 and upstream to the flow direction 3 in FIG. 6. The valves of FIGS. 3 to 5 have an axial bore 7 which is open against the flow and which completely penetrates the insert part and extends into the tapered pin. There it is connected in communication with the downstream part of the oil line by means of the radial control opening 8 . In the case of FIG. 6, on the other hand, the flow enters the axial channel 7 through the control opening 8 and exits in the axial direction downstream of the entry point.

Auf dem verjüngten Zapfen 6 sitzt ein axial geführter Regelkol ben, der als Schiebering 9 ausgebildet ist. Bei den Druckregel ventilen (Fig. 3, 4, 4a) ist dieser Schiebering mit seinem Innenmantel und seinem Außenmantel jeweils kolbenartig dichtend sowohl auf dem Zapfen als auch in der Bohrung der Ölleitung 2 geführt. Bei den Stromregelventilen weist der Schiebering außen einen ringförmigen Wulst 19 auf, der mit der umgebenden Öl leitung einen ringförmigen Drosselspalt bzw. eine Meßblende 18 zur Erzeugung einer Druckdifferenz durch das strömende Medium bildet. Alle Schieberinge besitzen eine Durchmesserabstufung, die von dem stromauf angeordneten Bund 12 (Fig. 3, 4, 4a) bzw. vom Wulst 19 (Fig. 5, 6) ausgeht. Es ist ersichtlich, daß zwischen dem Innenmantel der Ölleitung und dem Außenmantel der Durchmesserstufe auf dem Schiebering ein ringförmiger Strö mungsraum für das Hydraulikmedium entsteht. Im Axialbereich der Durchmesserabstufung besitzt der Schiebering radiale Bohrungen 10, die derart angebracht sind, daß sie abhängig von der Stellung des Schieberings einen bestimmten Querschnitt zwischen den radialen Steueröffnungen 8 des Ventilkörpers und der stromabgelegenen Ölleitung 2 freigeben. Die Radialbohrungen 10 des Schieberings 9 bilden also die Steuerkanten für die Steuerung der Querschnitte der Steueröffnungen 8 des Zapfens 6. Mittels der Druckfeder 11 ist der Schiebering gegen das erweiterte Einsatzteil 4 (Fig. 3, 4a, 6) bzw. gegen den Sprengring 14 (Fig. 5) abgestützt, und zwar so, daß die Feder gegen den abflußseitigen Druck (Fig. 3, 4, 4a) bzw. entgegen der Strömungsrichtung (Fig. 5, 6) im Sinne einer vollständigen Öffnung der radialen Steueröffnungen 8 wirkt.On the tapered pin 6 sits an axially guided Regelkol ben, which is designed as a sliding ring 9 . In the pressure control valves ( Fig. 3, 4, 4a) this sliding ring is guided with its inner jacket and its outer jacket each sealing like a piston both on the pin and in the bore of the oil line 2 . In the flow control valves, the sliding ring has an annular bead 19 on the outside, which forms an annular throttle gap or a measuring orifice 18 with the surrounding oil line for generating a pressure difference through the flowing medium. All sliding rings have a graduated diameter that starts from the upstream collar 12 ( FIGS. 3, 4, 4a) or from the bead 19 ( FIGS. 5, 6). It can be seen that between the inner jacket of the oil line and the outer jacket of the diameter step on the sliding ring, an annular flow space for the hydraulic medium is formed. In the axial area of the diameter gradation, the sliding ring has radial bores 10 which are mounted in such a way that, depending on the position of the sliding ring, they release a specific cross section between the radial control openings 8 of the valve body and the downstream oil line 2 . The radial bores 10 of the sliding ring 9 thus form the control edges for controlling the cross sections of the control openings 8 of the pin 6 . By means of the compression spring 11 , the sliding ring is supported against the expanded insert part 4 ( FIGS. 3, 4a, 6) or against the snap ring 14 ( FIG. 5), in such a way that the spring against the pressure on the outlet side ( FIG. 3, 4, 4a) or against the flow direction ( FIGS. 5, 6) in the sense of a complete opening of the radial control openings 8 .

Bei den Druckregelventilen (Fig. 3, 4, 4a) wird zwischen dem erweiterten Einsatzteil 5 und der federzugewandten Stirnseite des Bundes 12 des Schieberings ein allseits geschlossener Ringraum gebildet, welcher gegenüber der Auslaßseite des Ölkanals mit Hilfe des Kolbenbundes 12 abgedichtet ist. Dieser Ringraum ist lediglich über den Entlastungskanal 13 mit dem nicht dargestellten Rücklauf verbunden, und dadurch der Wirkung des auslaßseitigen Drucks entzogen. Demzufolge wird der Schiebering mit der Druckdifferenz zwischen der Ventilaus laßseite und dem Rücklauf beaufschlagt, wodurch er feder kraftabhängig in eine bestimmte Axialposition geschoben wird. In the pressure control valves (Fig. 3, 4, 4a) between the extended insert member 5 and the spring-facing end side of the collar 12 of the sliding ring a, which is sealed towards the outlet side of the oil passage by means of the piston collar 12 is formed on all sides closed annulus. This annular space is only connected to the return line, not shown, via the relief channel 13 , and is thus removed from the effect of the outlet-side pressure. As a result, the sliding ring is subjected to the pressure difference between the valve outlet side and the return, whereby it is pushed depending on the force of the spring into a certain axial position.

Hierzu weist der Ring für den Auslaßdruck eine Druckfläche 20 sowie für den geringeren Rücklaufdruck eine Gegendruckfläche 21 auf. Bei den Stromregelventilen entsteht beim Vorbeiströmen des Drucköls an der Drosselblende ein Differenzdruck, der den Schiebering federkraftabhängig in eine bestimmte Axialposition bringt. Druckfläche bzw. Gegendruckfläche sind die Ringflächen des Wulstes vor bzw. hinter der Ringblende. Der Schiebeweg des Schieberings bei den Druckregelventilen ist stromab (Fig. 3, 4, 4a) bzw. bei den Stromregelventilen stromauf (Fig. 5, 6) begrenzt. In dieser Stellung sind die radialen Auslaßkanäle gebildet von den Steueröffnungen 8 und den Radialbohrungen 10, im Schiebering, vollständig geöffnet. In der vollständig geöffneten Stellung liegen die Radialbohrungen 10 des Schiebe rings deckungsgleich über den Steueröffnungen 8 des Ventilkör pers. In Fig. 3 ist stromabwärts hinter den radialen Steuer öffnungen 8 des Ventilkörpers eine Radialbohrung 16 angebracht, welche die Funktion der Sicherheitsbohrung übernimmt. Hierzu weist der Schiebering eine weitere Steuerkante 17 auf, die in diesem Fall durch das stromab liegende Ende des Schieberings gebildet wird. Bei Fig. 4 liegt die Sicherheitsbohrung 16 stromaufwärts vor den radialen Steueröffnungen, und die zugehörige Steuerkante 17 wird von der Radialbohrung 10 gebildet.For this purpose, the ring has a pressure surface 20 for the outlet pressure and a counter pressure surface 21 for the lower return pressure. With the flow control valves, when the pressure oil flows past the throttle orifice, a differential pressure is created which, depending on the spring force, brings the sliding ring into a certain axial position. Pressure area or counter pressure area are the ring surfaces of the bead in front of or behind the ring diaphragm. The sliding path of the sliding ring for the pressure control valves is limited downstream ( FIGS. 3, 4, 4a) or upstream for the flow control valves ( FIGS. 5, 6). In this position, the radial outlet channels formed by the control openings 8 and the radial bores 10 in the sliding ring are completely open. In the fully open position, the radial bores 10 of the sliding ring are congruent over the control openings 8 of the valve body. In FIG. 3, a radial bore 16 is provided downstream of the radial control openings 8 of the valve body, which takes over the function of the safety hole. For this purpose, the sliding ring has a further control edge 17 , which in this case is formed by the downstream end of the sliding ring. In FIG. 4, the safety bore 16 is located upstream of the radial control openings, and the corresponding control edge 17 formed by the radial bore 10.

Bei Fig. 4a liegt die Sicherheitsbohrung 16 ebenfalls stromaufwärts vor den radialen Steueröffnungen, und die zugehörige Steuerkante ist die der Ventilauslaßseite zugewandte Stirnfläche des Kolbenbundes 12. Bei den Stromregelventilen (Fig. 5, 6) liegt die radiale Sicherheitsbohrung in der Durchflußrichtung 3 gesehen jeweils vor den radialen Steueröffnungen 8, jedoch so, daß der Meßblendenstrom bei geschlossener Steueröffnung auch der Strom durch die Sicherheitsbohrung ist.In Fig. 4a the safety bore 16 is also located upstream of the radial control openings, and the associated control is the edge facing the Ventilauslaßseite end face of the piston collar 12. In the flow control valves ( Fig. 5, 6), the radial safety hole in the flow direction 3 is seen in front of the radial control openings 8 , but in such a way that the orifice flow when the control opening is closed is also the flow through the safety hole.

Zur Funktion: Sinkt der auslaßseitige Druck bzw. die Strömungs geschwindigkeit der Meßblende, wird die Feder 11 den Regelkol ben unter Vergrößerung der Steueröffnungen verschieben. Hierdurch vergrößert sich der freie Querschnitt der Steuer öffnung 8, und es kann Drucköl nachfließen, wodurch der auslaßseitige Druck bzw. die Strömungsgeschwindigkeit an der Meßblende wieder ansteigen wird, bis der Regelkolben gegen die Feder so weit zurückgeschoben ist, daß ein Kräftegleichgewicht am Regelkolben ansteht. Dieses Kräftegleichgewicht ist abhängig von der jeweiligen Vorspannung der Feder 11, weshalb auch der auslaßseitige Druckaufbau bzw. die Strömungsgeschwindigkeit ebenfalls von der Federvorspannung abhängen. Um den Druckaufbau bzw. die Strömungsgeschwindigkeit z.B. bei Federbruch sicher zustellen, wird durch die innerhalb des Schiebewegs des Regelkolbens 9 angebrachte Sicherheitsbohrung 16 eine weitere Verbindung zwischen Ventileinlaß und Ventilauslaß geschaffen. Diese Sicherheitsbohrung wird von der zugehörigen Steuerkante 17 des Regelkolbens dann überfahren und beginnt sich infol gedessen zu öffnen, wenn der Regelkolben im Bereich seiner Schließstellung kurz vor dem Überdecken der radialen Steueröff nungen 8 ist. Bei einem Ansteigen des auslaßseitigen Leitungs drucks in der Ölleitung 2 bzw. der Strömungsgeschwindigkeit an der Meßblende 18, z.B. durch Auftreten von Druckspitzen, wird nun der Regelkolben entgegen der Federkraft so weit verscho ben, daß die radialen Steueröffnungen 8 vollständig überdeckt und dabei geschlossen werden. Gleichzeitig erfolgt ein vollständiges Öffnen der Sicherheitsbohrung 16, wodurch zwar die Kommunikation der Einlaßseite und der Auslaßseite des Ventils sichergestellt ist; es ist jedoch zu berücksichtigen, daß eine entsprechend große Menge Drucköl nachströmen wird, die zu einem entsprechend hohen Druckanstieg auf der Aus laßseite bzw. einer Geschwindigkeitszunahme an der Dros selblende führen wird. Dieser Druckanstieg bzw. die Geschwin digkeitszunahme hat eine am Bund 12 bzw. Wulst 19 des Ringes bzw. an den Steuerflächen 20, 21 des Regelkolbens angreifende Druckdifferenz zur Folge, die den Ring bzw. den Regelkolben entgegen der weiterhin vorhandenen Federkraft in maximaler Offenstellung hält. Um nun zu vermeiden, daß der auslaßseitige Druck bzw. die Strömungsgeschwindigkeit unter Berücksichtigung des auslaßseitigen Verbrauchs so weit ansteigt, daß der Regelkolben nicht mehr in den Regelbereich, das ist derjenige Bereich, in dem z.B. beim Schiebering die Radialbohrungen 10 mit den radialen Steueröffnungen 8 kommunizieren, zurückge langen kann, darf der Querschnitt der Sicherheitsbohrung höchstens so groß sein, daß die am Regelkolben angreifende Druckdifferenz stets geringer bleibt als die noch vorhandene rückstellende Federkraft. Durch einen genügend engen Quer schnitt wird also der Druckaufbau auf der Auslaßseite bzw. die Strömungsgeschwindigkeit am Drosselspalt so begrenzt, daß trotz des weiterhin zur Auslaßseite strömenden Schmieröls zur Deckung des Schmierölbedarfs der Schiebering bzw. der Regelkol ben infolge der weiterhin vorhandenen Federkraft wieder in den Regelbereich zurückgeschoben wird.To function: If the outlet-side pressure or the flow velocity of the orifice plate drops, the spring 11 will move the regulating piston ben while enlarging the control openings. This increases the free cross-section of the control opening 8 , and pressure oil can flow in, whereby the outlet-side pressure or the flow velocity at the orifice will rise again until the control piston is pushed back against the spring so far that a balance of forces is present at the control piston. This balance of forces is dependent on the respective preload of the spring 11 , which is why the pressure build-up on the outlet side or the flow rate also depend on the spring preload. In order to ensure the pressure build-up or the flow rate, for example in the event of spring breakage, a further connection between the valve inlet and valve outlet is created through the safety bore 16 provided within the sliding path of the control piston 9 . This safety hole is then run over by the associated control edge 17 of the control piston and consequently begins to open when the control piston is in the area of its closed position just before the radial control openings 8 are covered. When the outlet-side line pressure rises in the oil line 2 or the flow velocity at the orifice 18 , for example due to the occurrence of pressure peaks, the control piston is now pushed so far against the spring force that the radial control openings 8 are completely covered and thereby closed. At the same time, the safety bore 16 is completely opened, thereby ensuring communication of the inlet side and the outlet side of the valve; However, it must be taken into account that a correspondingly large amount of pressure oil will flow in, which will lead to a correspondingly high pressure rise on the outlet side or an increase in speed at the throttle selblende. This pressure increase or the speed increase has a pressure difference acting on the collar 12 or bead 19 of the ring or on the control surfaces 20 , 21 of the control piston, which holds the ring or the control piston against the spring force still present in the maximum open position. In order to avoid that the outlet-side pressure or the flow velocity, taking into account the outlet-side consumption, increases so far that the control piston no longer falls within the control range, that is the area in which, for example, the radial bores 10 communicate with the radial control openings 8 in the sliding ring , can go back, the cross-section of the safety hole may be at most so large that the pressure differential acting on the control piston always remains lower than the restoring spring force still present. By a sufficiently narrow cross-section, the pressure build-up on the outlet side or the flow velocity at the throttle gap is limited so that, despite the lubricating oil still flowing to the outlet side to cover the lubricating oil requirement, the sliding ring or the regulating piston ben due to the spring force still present again in the control range is pushed back.

Die Bemessung des Querschnitts der Sicherheitsbohrung muß bei den Druckregelventilen unter Berücksichtigung des auslaßsei tigen Druckölverbrauchs erfolgen bzw. bei den Stromregelven tilen unter Berücksichtigung des lastabhängigen Druckölstromes. Bei den Druckregelventilen besteht der minimal mögliche auslaßseitige Druck dann, wenn der auslaßseitige Verbrauch seinen Höchstwert hat. Wenn beispielsweise der auslaßseitige Maximalverbrauch im Regelbereich des Regelkolbens einen Auslaßdruck von 2 bar bewirkt, so muß der Druckaufbau, welcher durch vollständige Öffnung der Sicherheitsbohrung ermöglicht wird, geringer als 2 bar sein. Infolge des Schmierölverbrauchs auf der Ventilauslaßseite kann über die Sicherheitsbohrung nur so wenig Schmieröl nachfließen, daß der auslaßseitige Druck so weit absinkt, daß die resultierende Druckkraft geringer als die rückstellende Federkraft wird. Demzufolge wird der Regelkolben von der gespannten Druckfeder in seinen Regelbereich zurückge schoben.The dimensioning of the cross section of the safety hole must be the pressure control valves taking into account the outlet pressure oil consumption or with the current regulation til taking into account the load-dependent pressure oil flow. The minimum possible exists for the pressure control valves outlet-side pressure when the outlet-side consumption has its maximum. For example, if the outlet side Maximum consumption in the control range of the control piston one Outlet pressure of 2 bar, the pressure build-up, which by opening the safety hole completely will be less than 2 bar. As a result of the consumption of lubricating oil on the valve outlet side can only via the safety hole so little lubricating oil that the outlet pressure so far drops that the resulting compressive force is less than that resetting spring force. As a result, the control piston returned to its control range by the tensioned compression spring pushed.

Sinngemäß gilt das eben Gesagte auch für die Stromregelven tile. Hierbei ist jedoch zu berücksichtigen, daß der Druck ölstrom, welcher durch die Sicherheitsbohrung 16 ermöglicht wird, auch durch die Meßblende geht. Bei vollständig geöffneter Sicherheitsbohrung 16 befindet sich der Regelkolben 9 vollkom men außerhalb seines Regelbereiches. Würde nun der maximal mögliche Strom durch die Meßblende 18 sehr groß sein, so hätte dies eine an der Meßblende angreifende Druckdifferenz zur Folge, welche den Regelkolben in der vollständig geöffneten Stellung halten würde. Der größtmögliche Strom ist wiederum abhängig von dem vorgegebenen maximal möglichen lastabhängigen Eingangsdruck vor der Meßblende, sowie dem höchst erzielbaren Ausgangsdruck des Stromregelventils. Der Ausgangsdruck des Stromregelventils ist unter anderem abhängig von den Strömungs widerständen, die das auslaßseitige Leitungssystem bietet. Infolge der geringen Querschnittsbemessung der Sicherheitsboh rung 16 wird der Druckölstrom an der Meßblende lediglich so hoch gehalten, daß der Druckabfall an der Meßblende begrenzt wird. Hierdurch bleibt die resultierende Druckkraft, welche in Schließrichtung der Steueröffnungen 8 an dem Regelkolben 9 angreift, stets geringer, als die in Öffnungsrichtung der Steueröffnungen 8 wirksame Federkraft 11, so daß auch hier der Regelkolben in seinen Regelbereich zurückgelangt.The same applies analogously to the flow control valves. However, it must be taken into account here that the pressure oil flow, which is made possible by the safety bore 16 , also passes through the measuring orifice. When the safety bore 16 is fully open, the control piston 9 is completely outside its control range. If the maximum possible current through the orifice plate 18 were now very large, this would result in a pressure difference acting on the orifice plate, which would hold the control piston in the fully open position. The greatest possible flow is in turn dependent on the specified maximum possible load-dependent inlet pressure upstream of the measuring orifice and the maximum achievable outlet pressure of the flow control valve. The output pressure of the flow control valve depends, among other things, on the flow resistances that the outlet-side line system offers. Due to the small cross-sectional dimensioning of Sicherheitsboh tion 16 , the pressure oil flow at the orifice plate is only kept so high that the pressure drop at the orifice plate is limited. As a result, the resulting pressure force, which acts on the control piston 9 in the closing direction of the control openings 8 , always remains lower than the spring force 11 effective in the opening direction of the control openings 8 , so that the control piston also returns to its control range here.

BezugszeichenlisteReference list

1 Maschinenblock, Ventilgehäuse
2 Ölleitung
3 Durchflußrichtung
4 Einbauventil
5 erweitertes Einsatzteil
6 Zapfen, verjüngter Zapfen
7 Axialkanal, Axialbohrung
8 Steueröffnung
9 Schiebering, Regelkolben
10 Radialbohrung, Steuerkante für 8
11 Feder
12 Bund
13 Entlastungskanal, Entlüftung
14 Sprengring
15 Ventilkörper
16 Radialbohrung, Sicherheitsbohrung
17 Steuerkante
18 Blende, Drosselblende, Meßblende
19 Wulst
20 Druckfläche
21 Gegendruckfläche
22 Steuerleitung
23 Steuerleitung 1 machine block, valve housing
2 oil pipe
3 flow direction
4 built-in valve
5 extended insert
6 cones, tapered cones
7 axial channel, axial bore
8 control opening
9 sliding ring, control piston
10 radial bore, control edge for 8
11 spring
12 fret
13 Relief channel, ventilation
14 snap ring
15 valve body
16 radial bore, safety bore
17 control edge
18 orifice, throttle orifice, orifice plate
19 bead
20 printing area
21 counter pressure surface
22 control line
23 control line

Claims

1. Control valve for current or pressure control, in which the pressure medium inlet and pressure medium outlet communicate with one another, in that a displaceable control piston controls the cross sections of a control opening and a safety hole that can be opened and closed in opposite directions
and wherein the control piston is spring-loaded in the opening direction of the control opening and has two oppositely effective control surfaces which are acted upon with a higher or lower pressure such that the higher pressure acts against the spring force,
whereby higher and lower pressure are tapped in front of and behind a measuring orifice and the outlet pressure is the higher pressure and a lower pressure (eg ambient pressure) is the lower pressure in the pressure control valve,
and where

1.1 the safety hole is arranged so that
- a) the flow through the safety hole always passes through the measuring orifice at the flow control valve,
- b) in the pressure regulating valve, the safety hole opens into that space which is in connection with the control surface which can be acted upon with higher pressure, and
2.2 the cross-section of the safety hole is at most so large that when the safety hole is fully open, the resulting compressive force always remains less than the restoring spring force, and
3.3 in the flow control valve and in the pressure control valve of the control piston ( 9 ) has two control edges ( 10, 17 ), one of which ( 10 ) with the control opening ( 8 ) and of which the other ( 17 ) cooperates with the safety bore ( 16 ) and whose distance is slightly larger than the smallest distance between the control opening ( 8 ) and safety hole ( 16 ).