DE4107695A1 - Elektrohydraulische stelleinrichtung - Google Patents
Elektrohydraulische stelleinrichtungInfo
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- DE4107695A1 DE4107695A1 DE19914107695 DE4107695A DE4107695A1 DE 4107695 A1 DE4107695 A1 DE 4107695A1 DE 19914107695 DE19914107695 DE 19914107695 DE 4107695 A DE4107695 A DE 4107695A DE 4107695 A1 DE4107695 A1 DE 4107695A1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
- F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
- F15B13/04—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
- F15B13/042—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by fluid pressure
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Description
Die Erfindung geht aus von einer elektrohydraulischen Stelleinrich
tung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es sind derartige elektro
hydraulische Stelleinrichtungen bekannt, bei denen der Hauptsteuer
schieber eines Wegeventils einen Differentialkolben aufweist, dessen
Druckbeaufschlagung über einen elektromagnetisch betätigten Vor
steuerschieber gesteuert wird. Bei diesen elektrohydraulischen
Stelleinrichtungen muß der mit dem Vorsteuerschieber verbundene An
ker des Elektromagneten den gesamten Hub des Hauptsteuerschiebers
mitmachen. Bei den üblichen Hubwegen des Hauptsteuerschiebers muß
der Elektromagnet äußerst groß und aufwendig gebaut sein. Darüber
hinaus muß der Elektromagnet auf den jeweiligen Hub des Hauptsteuer
schiebers abgestimmt werden. Aus der DE-PS 22 13 439 ist eine elek
trohydraulische Stelleinrichtung bekannt, bei der der Anker des
Elektromagneten nicht den gesamten Hub des Hauptsteuerschiebers mit
machen muß. Dazu weist die elektrohydraulische Stelleinrichtung ei
nen über Vorsteuermittel mit Druckmittel beaufschlagbaren Differen
tialkolben auf, der mit dem Hauptsteuerschieber gekoppelt ist. Die
Druckbeauschlagung erfolgt über ein Vorsteuerventilmittel, das einen
in einer Bohrung eines Ventilgehäuses angeordneten Vorsteuerschieber
aufweist. Der Differentialkolben ist ein vom Hauptsteuerschieber ge
trenntes Bauelement, das über eine Rückführfeder mit dem Vorsteuer
schieber in Wirkverbindung steht. Das Vorsteuerventilglied erfordert
aufwendige Steuerkanten, und die Kopplung des Vorsteuerschiebers mit
dem Differentialkolben ist schwingungsempfindlich. Darüber hinaus
weist die Ventilkennlinie eine hohe Hysterese auf und die Genauig
keit der elektrohydraulischen Stelleinrichtung ist nicht für alle
Einsatzfälle ausreichend.
Die elektrohydraulische Stelleinrichtung mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß eine
sehr genaue Steuerung des Hauptsteuerschiebers möglich ist. Die Ven
tilkennlinie weist eine sehr geringe Hysterese auf und die elektro
hydraulische Stelleinrichtung neigt nicht zum Schwingen. Sie ist
einfach aufgebaut und insbesondere das Vorsteuerventilglied erfor
dert nur geringen fertigungstechnischen Aufwand. Darüber hinaus ist
eine beliebige Übersetzung zwischen Hubweg des Ankers des elektro
magnetischen Antriebes und dem Hubweg des Hauptsteuerschiebers
möglich.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden
Beschreibung und Zeichnung näher erläutert. Letztere zeigt in Fig.
1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer elektrohydraulischen
Stelleinrichtung im Längsschnitt. Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausfüh
rungsbeispiel einer elektrohydraulischen Stelleinrichtung im Längs
schnitt.
Die Fig. 1 zeigt eine elektrohydraulische Stelleinrichtung 10, die
an einem Gehäuse 11 eines Wegeventils 12 befestigt ist und zur fern
gesteuerten Betätigung eines Hauptsteuerschiebers 13 dient. Die
Stelleinrichtung 10 besteht im wesentlichen aus einem Vorsteuer
schieber 14, der in einem am Gehäuse 11 angeflanschten Vorsteuerven
tilgehäuse 15 geführt ist, und einem elektromagnetischen Antrieb 16,
der an die dem Wegeventil 12 gegenüberliegende Stirnseite des Vor
steuerventilgehäuses angeflanscht ist.
Das Wegeventil 12 ist beispielsweise ein an sich bekanntes und
hier nur teilweise dargestelltes - 4/3-Wegeventil in Blockbauweise,
dessen Hauptsteuerschieber 13 in einer Längsbohrung 18 im Gehäuse 11
dicht gleitend geführt ist. Das 4/3-Wegeventil weist zwei - nicht
dargestellte - Druckmittelanschlüsse zur Versorgung eines Verbrau
chers und je einen mit P bezeichneten Anschluß zur Druckmittelver
sorgung und einen mit R bezeichneten Anschluß für den Druckmittel
rückfluß auf. Das Gehäuse hat für die Druckmittelverteilung entspre
chende - um die Längsbohrung 18 verlaufende - Steuerkammern, von de
nen hier nur eine, mit dem Anschluß R verbundene Steuerkammer 19
dargestellt ist. Der Hauptsteuerschieber, der kürzer als die Längs
bohrung 18 ist, weist entsprechenden Nuten bzw. Steuerkanten auf.
Das dem Vorsteuerventilgehäuse gegenüberliegende Ende der Längsboh
rung 18 ist durch eine Einstellschraube 17 verschlossen, an der sich
eine Druckfeder 17a abstützt, die mit ihrem anderen Ende am Haupt
steuerschieber 13 anliegt. Der durch den Hauptsteuerschieber, die
Einstellschraube und die Längsbohrung gebildete Dämpfungsraum 20 ist
über einen Druckmittelkanal 20a, in dem eine Drossel D1 angeordnet
ist, mit dem Anschluß R verbunden. Weiterhin führt ein Druckmittel
kanal 20b mit einer eingesetzten Drossel D2 vom Anschluß P in den
Dämpfungsraum 20.
Im Hauptsteuerschieber verläuft axial eine von der dem Vorsteuerven
tilgehäuse 15 zugewandten Stirnseite ausgehende Bohrung 21, von de
ren Grund eine achsgleiche Sackbohrung 22 geringeren Durchmessers
ausgeht. Vom Außenumfang des Hauptsteuerschiebers geht eine Bohrung
23 aus, die in die Sackbohrung 22 in der Nähe des Bohrgrundes mün
det. Die Bohrung 23 ist so angeordnet, daß sie in jeder Arbeitsstel
lung des Hauptsteuerschiebers mit der Steuerkammer 19 in Verbindung
steht. In der Sackbohrung 22 ist ein Führungsstift 24 dicht gleitend
geführt, der mit seinem tellerförmig erweiterten Ende 25 in die Boh
rung 21 ragt.
Die Längsbohrung 18 ist auf dieser Seite durch einen in sie ragenden
Fortsatz 26 des Vorsteuerventilgehäuses 15 verschlossen. Durch einen
Dichtring 27, der in eine um die Längsbohrung 18 verlaufende zylin
drische Vertiefung 28 eingelegt ist und am Vorsteuerventilgehäuse
anliegt, ist die Verbindung zwischen Ventilgehäuse 11 und Vorsteuer
ventilgehäuse 15 nach außen abgedichtet.
Die Längserstreckung des Fortsatzes 26 ist so bemessen, daß in jeder
Arbeitsstellung des Hauptsteuerschiebers 13 zwischen diesem und dem
Fortsatz ein durch die Wandung der Längsbohrung 18 begrenzter Dämp
fungsraum 29 verbleibt. Dieser Dämpfungsraum ist über einen Druck
mittelkanal 30, in den eine Drossel D3 eingesetzt ist, mit dem
Anschluß P verbunden. Der Durchmesser der Drossel D3 entspricht dem
Durchmesser der Drossel D2.
Das Vorsteuerventilgehäuse 15 samt Fortsatz 26 wird von einer achs
gleich zum Hauptsteuerschieber 13 verlaufenden Bohrung 33 durchdrun
gen, in der der Vorsteuerschieber 14 dicht gleitend geführt ist.
Dieser ragt einerseits mit einem tellerförmig erweiterten Ende 34
bis in die Bohrung 21 im Hauptsteuerschieber und ist dort mittels
zweier fest verbundener Flanschscheiben 36, 37 mit dem Füh
rungsstift 24 verbunden. Das andere Ende des Vorsteuerschiebers ragt
bis in eine Bohrung 35 im Vorsteuerventilgehäuse. Diese Bohrung 35
geht von der dem elektromagnetischen Antrieb 16 zugewandten Stirn
seite des Vorsteuerventilgehäuses aus. Der Vorsteuerschieber 14 ist
über zwei Druckfedern 39, 40 mit dem Hauptsteuerschieber 13 gekop
pelt. Die erste Druckfeder 39 stützt sich einerseits am Fortsatz 26
und andererseits an der Flanschscheibe 36 ab. Die zweite Druckfeder
40 liegt einerseits an der Flanschscheibe 37 und andererseits am
Grund der Bohrung 21 an.
Auf dem in die Bohrung 35 des Vorsteuerventilgehäuses 15 ragenden
Ende des Steuerschiebers 14 ist eine Vorsteuerhülse 41 mit ihrer
axial verlaufenden Bohrung 42 dicht gleitend geführt. An der dem
elektromagnetischen Antrieb 16 zugewandten Seite hat diese einen um
laufenden Rand 43, an dem sich eine Druckfeder 44 abstützt, die an
dererseits am Grund der Bohrung 35 anliegt. Der Außendurchmesser des
Randes 43 ist kleiner als der Durchmesser der Bohrung 35. Der Vor
steuerschieber weist eine von seinem tellerförmigen Ende 34 ausge
hende Sackbohrung 45 auf, die bis in den durch die Vorsteuerhülse 41
überdeckten Bereich des Vorsteuerschiebers ragt. Im Dämpfungsraum 29
wird diese Sackbohrung 45 von einer Querbohrung 46 durchdrungen. Im
Bereich der dem Grund der Sackbohrung 35 zugewandten Stirnseite der
Vorsteuerhülse 41 wird die Sackbohrung 45 von einer quer durch den
Vorsteuerschieber verlaufenden Drosselbohrung 47 durchdrungen. Der
Durchmesser der Drosselbohrung 47 entspricht dem Durchmesser der
Drossel D1.
Die Vorsteuerhülse 41 weist in ihrer dem elektromagnetischen Antrieb
zugewandten Stirnseite eine abgestufte achsgleich zur Bohrung 42
verlaufenden Bohrung 49 auf. An der Stufe 50 der Bohrung 49 stützt
sich das tellerförmige Ende 51 des - mit dem Anker des elektromagne
tischen Antriebs zusammenwirkenden - Stößels 52 ab. Bei dem
elektromagnetischen Antrieb handelt es sich um einen an sich bekann
ten doppelt wirkenden Proportionalmagneten, dessen Aufbau und Wir
kungsweise hier nicht näher erläutert werden.
Der doppelt wirkende Proportionalmagnet ist mit seinem Gehäuse 53 an
dem Vorsteuerventilgehäuse angeflanscht. Durch eine Dichtung 54, die
in eine flache, um die Bohrung 35 im Vorsteuerventilgehäuse verlau
fende, zylindrische Vertiefung 55 eingelegt ist, ist diese Verbin
dung nach außen abgedichtet. In die Vertiefung 55 mündet ein Druck
mittelkanal 56, der mit dem Anschluß R verbunden ist. Über die
Vertiefung 55 ist damit auch die Bohrung 35 mit dem Anschluß R
verbunden.
In der dargestellten Stellung befinden sich der Hauptsteuerschieber
13 und der Anker des elektromagnetischen Antriebes 16 in der feder
zentrierten Neutralstellung. Der Druck in den beiden Dämpfungsräumen
20, 29 an den Stirnseiten des Hauptsteuerschiebers ist gleich. Der
Dämpfungsraum 20 ist - wie zuvor beschrieben - über den Druckmittel
kanal 20b sowie die Drossel D2 an den Anschluß P und über den
Druckmittelkanal 20a mit der Drossel D1 an den Anschluß R angebunden.
Der Dämpfungsraum 29 wird über den Druckmittelkanal 30 und die Dros
sel D3 mit Druckmittel versorgt. Über die Querbohrung 46, die Sack
bohrung 45 und die durch die Vorsteuerhülse 41 halb überdeckte Dros
selbohrung 47 besteht eine Verbindung zur Bohrung 35. Diese wird
wiederum über die Vertiefung 55 und den Druckmittelkanal 56 mit dem
Anschluß R verbunden. Durch die Überdeckung der beiden Mündungen der
Drosselbohrung 47 entspricht die Summe der freien, d. h. durch
strömten Flächen der Drosselbohrung 47 der Fläche der Drossel D1.
Die Neutralstellung des Hauptsteuerschiebers kann z. B. über die
nicht Einstellschraube 17 variiert werden.
Wird der Hauptsteuerschieber 13 aus seiner Neutralstellung z. B.
nach links verschoben, wird gleichzeitig über die Druckfeder 40 der
Vorsteuerschieber 14 nach links verschoben, so daß sich die Über
deckung der Drosselbohrung 47 durch die Vorsteuerhülse 41 vergrößert,
d. h. der Drosselquerschnitt wird kleiner. Damit steigt der
Druck im Dämpfungsraum 29, so daß der Hauptsteuerschieber wieder
nach rechts gedrückt wird. Der Vorsteuerschieber wird durch Wirkung
der Druckfeder 39 ebenfalls nach rechts bewegt, bis sich der Gleich
gewichtszustand wieder einstellt. Die Bohrung 22 steht über die Boh
rung 23 mit der Druckkammer 19 in Verbindung, so daß sich in der
Bohrung 22 kein entgegenwirkender Druck aufbauen kann. Bei einer
Verschiebung des Hauptsteuerschiebers nach rechts wird entsprechend
die Überdeckung der Drosselbohrung 47 kleiner, d. h. der Drossel
querschnitt wird größer, so daß der Druck im Dämpfungsraum 29 sinkt
und der Hauptsteuerschieber zurück nach links bewegt wird.
Durch entsprechende Bestromung des elektromagnetischen Antrieb 16
wird dessen Anker und damit der Stößel 52 nach rechts bewegt. Durch
den Stößel wird gleichzeitig die Vorsteuerhülse 41 nach rechts be
wegt, bis sich ein Gleichgewicht zwischen Magnetkraft und der Kraft
durch die Feder 44 einstellt. Durch die Verschiebung der Vorsteuer
hülse verkleinert sich der freie Querschnitt der Drosselbohrung 47,
so daß der Druck im Dämpfungsraum 29 ansteigt. Damit wird der Haupt
steuerschieber nach rechts bewegt. Über die Kopplung von Haupt- und
Vorsteuerschieber über die Federn 39, 40 folgt der Vorsteuerschieber
der Bewegung des Hauptsteuerschiebers, bis der freie Querschnitt der
Drosselbohrung 47 dem Drosselquerschnitt D2 entspricht und sich ein
Gleichgewichtszustand einstellt, in dem Haupt- und Vorsteuerschieber
verbleiben.
Die zurückgelegte Weglänge des Vorsteuerschiebers ist durch die Rei
henschaltung der beiden Federn 39, 40 jedoch geringer. Ist bei bei
den Federn die Federkonstante gleich, ist der durch den Vorsteuer
schieber zurückgelegte Weg halb so groß wie der Weg des Hauptsteuer
schiebers. Durch unterschiedliche Federkonstanten kann das Über
setzungsverhältnis zwischen Weglänge des Hauptsteuerschiebers und
der des Vorsteuerschiebers variiert werden.
Wird der Stößel wieder nach links bewegt, folgt die Steuerhülse
dieser Bewegung wiederum bis sich ein Gleichgewichtszustand zwischen
Magnetkraft und der Kraft durch die Feder 44 einstellt. Durch die
Vergrößerung des Drosselquerschnittes an der Drosselbohrung 47 sinkt
der Druck im Dämpfungsraum 29, so daß der Hauptsteuerschieber nach
links bewegt wird. Der Vorsteuerschieber wird aufgrund der Wirkung
der Federn 39, 40 ebenfalls nach links bewegt, wobei die zurückge
legte Weglänge aufgrund der Hintereinanderschaltung der Federn - wie
zuvor beschrieben - geringer ist. Ist der Vorsteuerschieber so weit
nach links bewegt, daß der freie Querschnitt der Drosselbohrung 47
wieder dem Drosselquerschnitt D1 entspricht, befindet sich der
Hauptsteuerschieber im Gleichgewicht. Der Bewegungsablauf ist ent
sprechend, wenn der Anker bzw. der Stößel aus der Neutralstellung
nach links bewegt wird.
Die Steuerung des Hauptsteuerschiebers erfolgt durch eine Voll
brückenschaltung der drei Festdrosseln D1 bis D3 und der variablen
Drosselbohrung 47 mittels einer Steuerkante. Die Wegrückführung des
Hauptsteuerschiebers auf den Vorsteuerschieber ist durch die beiden
Federn 39, 40 in beliebigen Übersetzungsverhältnissen reduzierbar.
Durch Variation der Druckbeaufschlagung (z. B. durch geeignete Ab
stimmung der Drosselquerschnitte) und der Federn in den Dämpfungs
räumen an beiden Stirnseiten des Hauptsteuerschiebers können sowohl
integrierendes als auch differenzierendes Regelverhalten ermöglicht
werden. Die Federkonstanten der beiden Federn 39, 40 können nahezu
beliebig groß gewählt werden, weil die Verstellkraft hydraulisch er
zeugt wird. Dadurch wird das dynamische Verhalten des Ventils ver
bessert, d. h. die Hysterese der Ventilkennlinie ist sehr gering und
das Wegeventil samt elektrohydraulischer Stelleinrichtung neigt kaum
zum Schwingen. Darüber hinaus ist ein sehr genaues Positionieren des
Hauptsteuerschiebers bei geringem Ankerhub möglich.
In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform einer elektrohydrauli
schen Stelleinrichtung dargestellt, durch die höhere Stellkräfte auf
den Hauptsteuerschieber und/oder eine größere Stellgeschwindigkeit
ermöglicht werden. Darüber hinaus ist der Steuerölverbrauch in Neu
tralstellung der elektrohydraulischen Stelleinrichtung nach dieser
Ausführungsform geringer. Zusätzlich ist die Sicherheit gegen unge
wolltes Auslenken des Hauptsteuerschiebers höher, da beispielsweise
eine durch Verschmutzungen zugesetzte Drosselbohrung nicht zu einer
Auslenkung des Hauptsteuerschiebers führt.
Die elektrohydraulische Stelleinrichtung 10A ist am Gehäuse 11A ei
nes Wegeventils 12A befestigt. Sie besteht im wesentlichen aus einem
Steuerkolben 60 und einem Vorsteuerschieber 14A mit Vorsteuerhülse
41A, der in einem in das Vorsteuerventilgehäuse eingesetzten Deckel
61 geführt ist. An das Vorsteuerventilgehäuse ist der elektromagne
tische Antrieb 16 angeflanscht. Bei dem nur teilweise dargestellten
Wegeventil 12A handelt es sich ebenfalls um ein an sich bekanntes
4/3-Wegeventil in Blockbauweise, dessen Hauptsteuerschieber 13A in
einer Längsbohrung 18A im Gehäuse dicht gleitend geführt ist. Der
Hauptsteuerschieber 13A ist länger als die Bohrung 18A und ragt an
beiden Stirnseiten durch das Gehäuse. Die nicht dargestellte Stirn
seite des Hauptsteuerschiebers dient z. B. zur Aufnahme einer Hand
betätigungsvorrichtung. Im Gegensatz zum zuvor beschriebenen Ausfüh
rungsbeispiel fehlen der Dämpfungsraum 20 mit Druckfeder 17a und die
dazugehörigen Druckmittelkanäle 20a, 20b und Drosseln D1, D2.
Darüber hinaus sind Aufbau und Wirkungsweise des 4/3-Wegeventils 12A
wie die des 4/3-Wegeventils 12 nach Fig. 1.
Das an das Ventilgehäuse 11A angeflanschte Vorsteuerventilgehäuse
15A hat eine durchgehende Längsbohrung 62, deren Grundfläche doppelt
so groß ist wie die Stirnfläche des Hauptsteuerschiebers 13A. Zur
Abdichtung gegen die Umgebung ist an der Verbindungsfläche in der
Stirnseite des Ventilgehäuses 11A eine Ringnut 63 angeordnet, in die
ein Dichtring 64 eingelegt ist. In die gegenüberliegende Stirnseite
des Vorsteuerventilgehäuses ist der zylindrische Deckel 61 einge
schraubt. Die Längsbohrung 62 weist dazu über einen Teil ihrer Länge
ein von der Stirnseite ausgehendes Innengewinde 65 auf. An dieser
Stirnseite ist das Gehäuse 53 des elektromagnetischen Antriebs 16
angeflanscht. Zur Abdichtung dieser Verbindung ist um die Bohrung 62
herum eine flache, zylindrische Vertiefung 67 angeordnet, in die
ein Dichtring 68 eingelegt ist. In den durch die Vertiefung 67 und
das Gehäuse 53 des elektromagnetischen Antriebs gebildeten Raum 75
mündet ein nur schematisch angedeuteter Druckmittelkanal 76, der
durch das Vorsteuerventilgehäuse 15A verläuft und mit dem Anschluß R
verbunden ist. Der Stößel 52 des doppelt wirkenden Proportional
magneten ragt in eine axial verlaufende Bohrung 66 im Deckel 61. Vom
Grund der Bohrung 66 geht eine weitere, achsgleich verlaufende
Bohrung 70 geringeren Durchmessers aus, die den Deckel 61 durch
dringt. Am Außenumfang des Deckels ist eine umlaufende Nut 71 ange
bracht, in die ein Dichtring 72 eingelegt ist. Um die Bohrung 70
herum ist in der ins Vorsteuerventilgehäuse weisenden Stirnseite des
Deckels eine Ringnut 73 eingelassen, deren Innendurchmesser größer
ist als der Durchmesser der Bohrung 66.
An dem in das Vorsteuerventilgehäuse ragenden Ende des Hauptsteuer
schiebers 13A liegt der Steuerkolben 60 an und ist mit einer Schrau
be 77 fest mit Hauptsteuerschieber verbunden. Der Außendurchmesser
des Steuerkolbens ist geringer als der Durchmesser der Längsboh
rung 62. Am Außenumfang des Steuerkolbens sind zwei Ringnuten 80, 81
ausgebildet, in die je ein Dichtring 82, 83 eingesetzt ist. Diese
werden durch einen weiteren Dichtring 84, 85 geringeren Durchmessers
radial gegen die Wandung der Längsbohrung 62 verspannt. Zwischen den
Dichtringen 82, 83 wird durch den Steuerkolben und die Wandung der
Längsbohrung 62 ein Ringraum 86 gebildet, in den ein schematisch
angedeuteter Druckmittelkanal 87 mündet, der wiederum mit dem
Druckmittelkanal 76 verbunden ist.
Der Steuerkolben ist in Längsrichtung von einer durchgehenden, zwei
fach abgestuften Bohrung durchdrungen, die von der dem Deckel zuge
wandten Stirnseite ausgeht, und deren Bohrungsabschnitte fortlaufend
mit 88a-88c bezeichnet sind. Um den Bohrungsabschnitt 88c verläuft
in der Stirnseite des Steuerkolbens eine flache, kreisförmige Ver
tiefung 89, deren Durchmesser kleiner als der Durchmesser des Haupt
steuerschiebers 13A ist. In die Bohrung 88a-88c ist die Schraube
77 eingesetzt, die ausgehend von einem Abschnitt 77a zwei Abschnitte
77b, 77c mit jeweils verringertem Außendurchmesser hat. Der Ab
schnitt 77c kleinsten Durchmessers ist über einen Teil seiner Länge
mit einem Außengewinde 77d versehen und ragt bis in eine Längsboh
rung 90 im Hauptsteuerschieber 13A. Diese weist ein entsprechendes
Innengewinde 90a auf. Die durch den Übergang vom Abschnitt 77c zum
Abschnitt 77b mittleren Durchmessers gebildete Schulter 91 liegt am
Grund des Bohrungsabschnittes 88b im Steuerkolben an. Der Durchmes
ser des Bohrungsabschnittes 88b ist größer als der Durchmesser des
Abschnittes 77b der Schraube. Der Abschnitt 77a der Schraube ragt
bis in den Bohrungsabschnitt 88b und hat etwa den gleichen Durchmes
ser. Am Übergang der Abschnitte 77a und 77b der Schraube ist eine
umlaufende Nut 92 ausgebildet, in die ein Dichtring 93 eingelegt
ist. Durch diesen wird der durch die Schraube und die Bohrung im Be
reich des Bohrungsabschnittes 88b gebildete Ringraum 94 einseitig
abgedichtet. In diesen Ringraum 94 mündet eine Querbohrung 95, die
vom Außenumfang des Steuerkolbens ausgeht und zwischen der
Ringnut 81 und der dem Ventilgehäuse 11A zugewandten Stirnseite an
geordnet ist. In den durch den Steuerkolben mit eingelegtem Dicht
ring 83 sowie den Hauptsteuerschieber 13A, das Vorsteuerventilgehäu
se 15A sowie das Ventilgehäuse 11A gebildeten Ringraum 96 mündet ein
im Vorsteuerventilgehäuse verlaufender, schematisch angedeuteter
Druckmittelkanal 97, der mit dem Anschluß P verbunden ist.
Zwischen den Dichtringen 82, 83 ist im Steuerkolben eine radial ver
laufende Sackbohrung 98a angebracht, in die eine längs verlaufende
Bohrung 98b mündet, die vom Grund der Vertiefung 89 im Steuerkolben
ausgeht. Über eine im Abschnitt 77c der Schraube 77 verlaufende
Längsnut 99 ist die Vertiefung 89 mit dem durch die Bohrung 90 und
den Abschnitt 77c der Schraube gebildeten Raum 100 verbunden.
In den Ringraum 96 ist eine Anschlaghülse 102 eingesetzt, die an der
Stirnseite des Gehäuses 11A anliegt und einen umlaufenden inneren
Rand 103 hat. An diesem Rand stützt sich eine Druckfeder 104 ab, de
ren entgegengesetztes Ende an der gegenüberliegenden Stirnseite des
Steuerkolbens anliegt.
Die Schraube 77 ist in Längsrichtung von einer Bohrung 105a, 105b
durchdrungen, die einen mittleren, aufgeweiteten Abschnitt 106 hat,
der die Bohrung in einen dem Deckel 61 zugewandten Bohrungsabschnitt
105a und einen dem Ventilgehäuse 11A zugewandten Bohrungsabschnitt
105b unterteilt. In den Abschnitt 106 dringt eine im Abschnitt 77b
der Schraube verlaufende Querbohrung 111, die den Abschnitt 106 mit
dem Ringraum 94 verbindet. In den aufgeweiteten Abschnitt 106 ragt
das eine Ende des Steuerschiebers 14A, der im Bohrungsabschnitt 105a
dicht gleitend geführt ist. Das andere Ende des Steuerschiebers ragt
dicht gleitend geführt durch die Bohrung 70 des Deckels 61 und
reicht bis in die Bohrung 66 und wirkt dort mit dem Stößel 52
zusammen. An diesem Ende weist der Steuerschieber eine umlaufende
Nut 107 auf, in die ein Sicherungsring 108 eingelegt ist, an dem
sich wiederum eine Scheibe 109 abstützt. An dieser Scheibe liegt das
eine Ende einer Druckfeder 110 an, deren entgegengesetztes Ende sich
am Grund der Bohrung 66 abstützt.
Von der mit dem Stößel 52 zusammenwirkenden Stirnseite geht im Vor
steuerschieber eine axial verlaufende Sackbohrung 112 aus, die im
Bereich der Bohrung 66 von einer Querbohrung 113 durchdrungen wird.
Eine weitere Querbohrung 114 durchdringt die Sackbohrung 112 in der
Nähe des Bohrgrundes innerhalb des durch den Steuerkolben 60, das
Vorsteuerventilgehäuse 15A und den Deckel 61 gebildeten Druckraums
115.
Eine weitere axial verlaufende Sackbohrung 116 geht von der entge
gengesetzten Stirnseite des Steuerschiebers aus. Diese wird eben
falls in der Nähe ihres Bohrgrundes von einer innerhalb des Druck
raumes 115 befindlichen Querbohrung 117 durchdrungen.
Auf dem Steuerschieber ist innerhalb des Druckraumes 115 eine hohl
zylindrische Steuerhülse 41A dicht gleitend geführt. Deren Länge ist
so abgestimmt, daß die beiden Querbohrungen 114, 117 gerade über
deckt sind. Die Steuerhülse weist an ihrem Außenumfang einen umlau
fenden Bund 119 auf, an dem zwei sich gegenüberliegende Druckfedern
120, 121 anliegen. Das andere Ende der Druckfeder 120 liegt am Grund
der Ringnut 73 im Deckel 61 an, während sich die zweite Druckfeder
121 mit ihrem entgegengesetzten Ende am Grund des Bohrungsabschnit
tes 88a im Steuerkolben abstützt. Im Bohrungsabschnitt 105b in der
Schraube 77 ist ein Ausgleichskolben 123 dicht gleitend geführt. Das
im Bohrungsabschnitt 106 befindliche Ende weist einen radial verlau
fenden Schlitz 126 und eine quer dazu verlaufende Bohrung 127 auf.
Das gegenüberliegende Ende des Steuerschiebers weist ebenfalls einen
Schlitz 124 mit entsprechender Querbohrung 125 auf. Der Steuerschie
ber und der Ausgleichskolben sind durch eine Lasche 128 verbunden,
die in die Schlitze 124, 126 ragt und mit Hilfe von Stiften 129, 130
in den Querbohrungen 125, 127 geführt ist. Der Durchmesser der Stif
te 129, 130 ist geringer als der Durchmesser der Bohrungen 125, 127
und die Dicke der Lasche ist geringer als die Dicke der Schlitze
124, 126, so daß die Lasche mit großem Spiel geführt ist. Durch den
Ausgleichskolben werden die im Abschnitt 106 wirkenden Druckkräfte
auf den Steuerschieber ausgeglichen. Die mit ausreichend Spiel ver
sehene Verbindung des Ausgleichskolben und des Steuerschiebers durch
die Lasche verhindert eine Dreipunktlagerung des Steuerschiebers.
In der dargestellten Stellung befinden sich der Hauptsteuerschieber
13A und der mit dem Anker des elektromagnetischen Antriebs verbunde
ne Stößel 52 in ihrer Neutralstellung. Die Steuerhülse 41A überdeckt
die beiden Querbohrungen 114, 117 im Steuerschieber 14A. Die Kraft
auf den Steuerkolben durch den Druck im Raum 115 wird ausgeglichen
durch die entgegengesetzt wirkende Kraft aufgrund des Druckes im
Ringraum 96 und die Wirkung der Druckfeder 104.
Wird durch entsprechende Erregung des elektromagnetischen Antriebs
16 der Steuerschieber 14A über den Stößel 52 nach rechts bewegt, ge
langt die Querbohrung 117 im Steuerschieber aus der Überdeckung
durch die Steuerhülse 41A. Der Druckraum 115 ist über diese Querboh
rung und die Sackbohrung 116 mit dem Abschnitt 106 in der Schraube
77 verbunden. Dieser steht über die Bohrung 111 mit dem Ringraum 94
in Verbindung, der wiederum über die Bohrung 95 und den Ringraum 96
sowie den Druckmittelkanal 97 mit dem Druckmittelanschluß P verbun
den ist. Dadurch steigt der Druck im Raum 115. Aufgrund der
größeren wirksamen Fläche des Steuerkolbens im Gegensatz zur druck
beaufschlagten Fläche im Ringraum 96 wird der Hauptsteuerschieber
nach rechts bewegt. Durch die Kopplung der Steuerhülse 41A mit dem
Steuerkolben 60 durch die Druckfedern 120, 121 folgt die Steuerhülse
der Bewegung nach rechts. Der zurückgelegte Weg ist aufgrund der
Reihenschaltung der Federn 120, 121 - wie zuvor beim Ausführungsbei
spiel nach Fig. 1 beschrieben - im Verhältnis der Übersetzung ver
ringert. Damit verringert sich der Druckanstieg im Raum 115 bis sich
bei wieder überdeckter Querbohrung 117 ein Gleichgewicht zwischen
der Kraft auf den Steuerkolben durch den Druck im Raum 115 und der
entgegenwirkenden Kräfte durch den Druck im Ringraum 96 sowie die
Wirkung der Feder 104 einstellt.
Bewegt sich der Hauptsteuerschieber weiter nach rechts, wird über
die Kopplung durch die Druckfedern 120, 121 die Steuerhülse eben
falls weiter nach rechts bewegt. Damit gelangt die Querbohrung 114
aus der Überdeckung durch die Steuerhülse, und Druckmittel kann über
die Sackbohrung 112, die Querbohrung 113 und die Bohrung 66 in die
Vertiefung 67 gelangen. Diese ist über den Druckmittelkanal 76 mit
dem Anschluß R verbunden. Dadurch sinkt der Druck im Raum 115, so
daß die entgegenwirkenden Kräfte durch die Druckfeder 104 und den
Druck im Ringraum 96 den Hauptsteuerschieber und die Steuerhülse
zurückbewegen. Der über die Lasche 128 mit dem Steuerschieber 14A
verbundene Ausgleichsschieber 123 wird bei einer Bewegung des Haupt
steuerschiebers und/oder des Vorsteuerschiebers relativ zum Haupt
steuerschieber verschoben. Die dadurch bedingte Volumenänderung im
Raum 100 führt zu keinem Druckanstieg oder Druckabfall in diesem
Raum, da über die Nut 99, die Vertiefung 89 und die Bohrungen 98a,
98b eine Verbindung zum Ringraum 86 besteht. Dieser ist - wie zuvor
beschrieben - über den Druckmittelkanal 87 mit dem zum Anschluß R
führenden Druckmittelkanal 76 verbunden.
Bei einer Bewegung des Steuerschiebers nach links gelangt die Quer
bohrung 114 aus ihrer Überdeckung, so daß - wie zuvor beschrie
ben - der Druck im Raum 115 abfällt und der Hauptsteuerschieber sich
ebenfalls nach links bewegt. Dabei folgt die Steuerhülse aufgrund
der Kopplung durch die Federn 120, 121 im Verhältnis der Übersetzung
bis sich der zuvor beschriebene Gleichgewichtszustand einstellt.
Der Hubweg des Hauptsteuerschiebers wird durch geeignete Wahl der
Abmessungen des Deckels 61 und der Anschlaghülse so begrenzt, daß
nur ein geringes Überschreiten des Schaltweges möglich ist. Der Ab
stand zwischen Anschlaghülse und Steuerkolben in Neutralstellung
entspricht dabei etwa der Auslenkung des Hauptsteuerschiebers nach
rechts, während der Abstand zwischen Steuerkolben und Deckel etwa
der Auslenkung nach links entspricht. Innerhalb der durch diese Ab
messungen vorgegebenen Toleranzen kann die Neutrallage des Haupt
steuerschiebers durch Variation der Einschraubtiefe des Deckels 61
verändert werden. Die Neutralstellung des Stößels kann durch eine
entsprechende - nicht dargestellte - Einstellschraube des elektro
magnetischen Antriebs erfolgen.
Bei der hier beschriebenen Verbindung des Raumes 100 mit dem
Anschluß R über die Nut 99, die Vertiefung 89 und die Bohrungen 98a,
98b sowie den Ringraum 86 kann die elektrohydraulische Stellein
richtung 10A mit Ventilgehäusen verbunden werden, bei denen die
Breite der Druckkammer 19 (Fig. 1) kleiner ist als der maximale
Hubweg des Hauptsteuerschiebers. Da eine entsprechende Druckkammer
in der Regel nur bei einer Bewegung des Steuerschiebers z. B. nach
links mit Druck beaufschlagt wird, ist deren Breite an den halben
Hubweg angepaßt. Ist die Breite einer entsprechenden Druckkammer
größer als der maximale Hubweg des Hauptsteuerschiebers, kann eine
Entlastung des Raumes 100 - wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1
beschrieben - direkt über einen im Hauptsteuerschieber verlaufenden
Druckmittelkanal erfolgen. Dementsprechend vereinfacht sich der
Aufbau des Steuerkolbens, da der Ringraum 86 nicht mehr nötig ist.
Weiterhin entfallen die der Verbindung zwischen Ringraum 86 und
Druckraum 100 dienenden Druckmittelkanäle 98a, 98b, 89 und 99.
Darüber hinaus ist dann auch nur noch eine umlaufende Abdichtung des
Steuerkolbens nötig, die den Ringraum 96 und den Raum 115 trennt.
Der Einsatz der elektrohydraulischen Stelleinrichtungen 10 und 10A
ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele be
schränkt. Diese können sowohl mit anderen Wegeventilen als den hier
beschriebenen 4/3-Wegeventilen, als auch mit einfach wirkenden elek
tromagnetischen Stelleinrichtungen kombiniert werden.
Claims (11)
1. Elektrohydraulische Stelleinrichtung zur Fernsteuerung eines mit
einem Hauptsteuerschieber (13; 13A) versehenen Wegeventils (12;
12A), mit einem in einem Gehäuse (15; 15A) angeordneten Vorsteuer
ventil, welches durch einen elektromagnetischen Antrieb (16) betä
tigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorsteuerventil aus ei
nem Vorsteuerschieber (14; 14A) und einer Steuerhülse (41; 41A) be
steht und daß das Vorsteuerventil und der Hauptsteuerschieber durch
mindestens zwei in Reihe geschaltete Druckfedern (39, 40; 120, 121)
mechanisch gekoppelt sind.
2. Elektrohydraulische Stelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß das eine Ende der ersten Druckfeder (39) am Gehäu
se (15) anliegt und daß gegenüberliegende Ende auf den Steuerschie
ber (14) wirkt und eine Seite der zweiten Druckfeder (40) am Haupt
steuerschieber (13) anliegt und das gegenüberliegende Ende auf den
Steuerschieber (14) wirkt.
3. Elektrohydraulische Stelleinrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Hauptsteuerschieber (13) und
Gehäuse (15) ein Druckraum (29) ausgebildet ist, der über eine erste
Drossel (D3) mit Druck beaufschlagt wird und über zweite, variable
Drossel (47) entlastet wird.
4. Elektrohydraulische Stelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß an einer Stirnseite des Hauptsteuerschiebers (13A)
ein als Differenzialkolben wirkender Steuerkolben (60) angeordnet
ist, der mit zwei Druckräumen (115, 96) zusammenwirkt.
5. Elektrohydraulische Stelleinrichtung nach Anspruch 1 oder 4, da
durch gekennzeichnet, daß das eine Ende der Druckfeder (120) an ei
nem im Gehäuse (15A) angeordneten Deckel (61) anliegt und das gegen
überliegende Ende auf die Steuerhülse (41A) wirkt und eine Seite der
zweiten Druckfeder (121) an der Steuerhülse (41A) anliegt und das
gegenüberliegende Ende auf den Differenzialkolben (60) wirkt.
6. Elektrohydraulische Stelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1,
4, 5, dadurch gekennzeichnet, daß der der kleineren wirksamen Fläche
des Differenzialkolbens zugeordnete Druckraum (96) über einen Druck
mittelkanal (97) mit Druck beaufschlagt wird, und daß der der größe
ren wirksamen Fläche des Differenzialkolbens zugeordnete Druckraum
(115) über eine variable Drosselstelle (117) mit Druck beaufschlagt
wird.
7. Elektrohydraulische Stelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die variable Drossel (47, 117)
aus einer Bohrung im Vorsteuerschieber (14; 14A) besteht, die durch
die Steuerhülse (41; 41A) überdeckt ist.
8. Elektrohydraulische Stelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Druckkräfte auf den
Vorsteuerschieber ausgeglichen sind.
9. Elektrohydraulische Stelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1,
4 bis 8, dadurch gekennzeichnet daß der der größeren wirksamen Flä
che des Differenzialkolbens zugeordnete Druckraum (115) über eine
zweite variable Drosselstelle (113) entlastet wird.
10. Elektrohydraulische Stelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1,
4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die variable Drosselstelle
(117) über einen Druckmittelkanal (116) mit dem der kleineren wirk
samen Fläche des Differenzialkolbens zugeordneten Druckraum (96)
verbunden ist.
11. Elektrohydraulische Stelleinrichtung nach Anspruch 9 und/oder
10, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite variable Drosselstelle
(114) aus einer Bohrung im Vorsteuerschieber besteht, die durch die
Steuerhülse überdeckt wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914107695 DE4107695A1 (de) | 1991-03-09 | 1991-03-09 | Elektrohydraulische stelleinrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914107695 DE4107695A1 (de) | 1991-03-09 | 1991-03-09 | Elektrohydraulische stelleinrichtung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4107695A1 true DE4107695A1 (de) | 1992-09-10 |
Family
ID=6426945
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19914107695 Withdrawn DE4107695A1 (de) | 1991-03-09 | 1991-03-09 | Elektrohydraulische stelleinrichtung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4107695A1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0953776A2 (de) * | 1998-04-29 | 1999-11-03 | Husco International, Inc. | Elektromagnetisch betätigte Ventileinheit mit zwei Kolbenschiebern |
DE102007032873A1 (de) | 2007-07-12 | 2009-01-15 | Thomas Magnete Gmbh | Regelventil |
US10626892B1 (en) | 2018-12-10 | 2020-04-21 | Sun Hydraulics, Llc | Proportional valve for fluid flow control |
US10662979B1 (en) | 2018-12-10 | 2020-05-26 | Sun Hydraulics, Llc | Proportional valve for fluid flow control and generation of load-sense signal |
-
1991
- 1991-03-09 DE DE19914107695 patent/DE4107695A1/de not_active Withdrawn
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0953776A2 (de) * | 1998-04-29 | 1999-11-03 | Husco International, Inc. | Elektromagnetisch betätigte Ventileinheit mit zwei Kolbenschiebern |
EP0953776A3 (de) * | 1998-04-29 | 2000-05-24 | Husco International, Inc. | Elektromagnetisch betätigte Ventileinheit mit zwei Kolbenschiebern |
DE102007032873A1 (de) | 2007-07-12 | 2009-01-15 | Thomas Magnete Gmbh | Regelventil |
US10626892B1 (en) | 2018-12-10 | 2020-04-21 | Sun Hydraulics, Llc | Proportional valve for fluid flow control |
US10662979B1 (en) | 2018-12-10 | 2020-05-26 | Sun Hydraulics, Llc | Proportional valve for fluid flow control and generation of load-sense signal |
WO2020123040A1 (en) * | 2018-12-10 | 2020-06-18 | Sun Hydraulics, Llc | Proportional valve for fluid flow control |
WO2020123041A1 (en) * | 2018-12-10 | 2020-06-18 | Sun Hydraulics, Llc | Proportional valve for fluid flow control and generation of load-sense signal |
TWI728532B (zh) * | 2018-12-10 | 2021-05-21 | 美商太陽水力有限責任公司 | 比例閥、操作比例閥之方法及液壓系統 |
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8141 | Disposal/no request for examination |