DE4113388C2

DE4113388C2 - Flow control valve with adjustable throttle downstream of a control piston

Info

Publication number: DE4113388C2
Application number: DE19914113388
Authority: DE
Inventors: Ewald Dappa
Original assignee: Mannesmann Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1991-04-24
Filing date: 1991-04-24
Publication date: 1995-11-30
Anticipated expiration: 2011-04-25
Also published as: DE4113388A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Stromregelventil mit einstellbarer, einem Regelkolben nachgeschalteten Dros sel, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a flow control valve adjustable Dros downstream of a control piston sel, according to the preamble of claim 1.

Mit nachgeschalteter Drosselblende versehene Stromregelventile, die als 2-Wege- oder 3- Wege-Stromregelventile ausgebildet sein können, sind aus der DE-AS 13 03 132 und der US 3556135 bekannt und werden dazu eingesetzt, den eingestellten Ölstrom auch bei Druckschwankungen konstant zu halten, um auf diese weise trotz unterschiedlicher Belastungen am Verbrau cher dessen Arbeitsgeschwindigkeit konstant zu halten.Flow control valves with a downstream throttle valve, which are available as 2-way or 3- Directional flow control valves can be formed, are known from DE-AS 13 03 132 and US 3556135 used to maintain the set oil flow Pressure fluctuations to keep constant on this wise despite different loads on consumption cher keep its working speed constant.

Durch die Einstellbarkeit der dem Regelkolben nachge schalteten Drossel ist das Einsatzgebiet dieser Strom regelventile erweiterbar. Durch Verstellung der Drossel ändert sich das Druckgefälle an der Drosselstelle, wo durch der Durchfluß auf einen anderen, konstanten Wert eingestellt wird.Due to the adjustability of the control piston switched choke is the area of application of this current control valves expandable. By adjusting the throttle changes the pressure drop at the throttle point where through the flow to another constant value is set.

Es ist bekannt, derartige Stromregelventile über einen Drehknopf (DE-AS 13 03 132) oder über einen Rollenhebel zu verstellen. Beide Betätigungen eignen sich nur bedingt dafür, das Strom regelventil in einem Regelkreis zu betreiben. Bei der Betätigung über Rollenhebel kommt das Problem hinzu, daß sich die Stellkraft mit dem Verstellweg ändert, so daß zur genauen Einstellung des Stromregelventils eine Wegmessung und eine geeignete Rückführung vorgesehen sein müssen. It is known to have such flow control valves via a Rotary knob (DE-AS 13 03 132) or via a roller lever. Both Actuations are only conditionally suitable for the current to operate the control valve in a control loop. In the Operation via roller lever adds the problem that the actuating force changes with the adjustment path, so that for the exact setting of the flow control valve Path measurement and a suitable feedback provided have to be.

Aus der DE-OS-23 26 749 ist es bekannt, zur Betätigung ei nes Wegeventils mit einem Drehschieber einen elektromagne tischen Drehantrieb zu verwenden. Bei derartigen Lösungen ist es allerdings erforderlich, zur Feststellung der Ist- Drehposition des Drehschiebers entsprechende Erfassungsele mente vorzusehen und diese in einem geschlossenen Regel kreis zu verschalten.From DE-OS-23 26 749 it is known to egg for actuation directional control valve with a rotary valve an electromagnetic table rotary actuator to use. With such solutions however, it is necessary to determine the actual Rotation position of the rotary slide corresponding detection element elements and these in a closed rule circuit.

In der Druckschrift DE-GM 66 08 448 ist ein Stromregelven til offenbart, bei dem zur Veränderung des Durchflusses ein Steuerkolben über einen Schrittmotor ansteuerbar ist, so daß ein mit dem Steuerkolben in Wirkverbindung stehender Drehkolben um seine Längsachse verdreht und somit auch die Drehposition eines Flachschiebers verstellbar ist, der mit dem Drehkolben verbunden ist und über den ein Durch flußquerschnitt einstellbar ist. Eine direkte Ansteuerung des Flachschiebers über den Schrittmotor erfolgt bei dieser Konstruktion nicht.In the publication DE-GM 66 08 448 is a Stromregelven til revealed in which to change the flow Control piston can be controlled via a stepper motor, so that is in operative connection with the control piston Rotary piston rotated about its longitudinal axis and thus also the Rotary position of a flat slide valve is adjustable, the with the rotary lobe is connected and through which a through flow cross section is adjustable. A direct control the flat slide valve via the stepper motor is used for this Construction not.

Die DE-AS 11 06 573 zeigt eine Absperreinrichtung mit einem Ventilkörper, dessen Öffnungs- bzw. Schließstellung über einen Elektromotor einstellbar ist, dem eine elektromagne tisch wirkende Bremseinrichtung zugeordnet ist, um den Ven tilkörper bei eingeschalteter Bremseinrichtung in einer vorbestimmten Öffnungsstellung zu halten. Diese wirkt je doch nur im angesteuerten Zustand, so daß beispielsweise bei einem Stromausfall der Ventilkörper nicht in der vorbe stimmten Einstellposition verbleibt.DE-AS 11 06 573 shows a shut-off device with a Valve body, the opening or closing position of an electric motor is adjustable, which an electromagnetic table-acting brake device is assigned to the Ven tilkörper with the braking device switched on in one to keep predetermined opening position. This always works but only in the activated state, so that for example in the event of a power failure, the valve body is not in the correct setting position remains.

Die vorbeschriebenen Ventileinrichtungen mit elektromotori schem Antrieb haben des weiteren noch den Nachteil gemein sam, daß verursacht durch Spiel in der Lagerung der Stell glieder und der Antriebseinrichtung die Positioniergenauig keit des Verstellantriebs unzureichend ist. The valve devices described above with electromotori cal drive still have the disadvantage in common sam that caused by play in the storage of the Stell links and the drive device the positioning accurate adjustment drive is insufficient.

Aus der nachveröffentlichten DE-OS 40 11 593 ist ein ein stellbares Druckventil bekannt, bei dem in einem Ventilge häuse ein Ventilkörper aufgenommen ist, der über eine Ven tilfeder vorgespannt ist, deren Federvorspannung über einen mit einem Schrittmotor in Wirkverbindung stehenden Ventil teller veränderbar ist. Die jeweilige Federtellerposition kann über eine elektromagnetische Haltebremse festgelegt werden. Dieses Druckventil weist keine Drosselblende auf, die drehbar in einer Steuerbuchse aufgenommen ist.From the post-published DE-OS 40 11 593 is a adjustable pressure valve known in which in a Ventilge a valve body is housed, which via a Ven Tilfeder is biased, the spring preload via a valve operatively connected to a stepper motor plate is changeable. The respective spring plate position can be set via an electromagnetic holding brake become. This pressure valve has no throttle orifice, which is rotatably received in a control socket.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Stromregelventil zu schaffen, bei dem die Verstellgenauig keit mit geringem schaltungstechnischem Aufwand im Bereich der Ansteuerung angehoben werden kann. In contrast, the invention is based on the object To create a flow control valve in which the adjustment is precise speed with low circuit complexity in the area the control can be raised.

Diese Aufgabe wird durch ein Stromregelventil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This task is accomplished with a flow control valve Features of claim 1 solved.

Durch die erfindungsgemäße Ansteuerung der Drossel blende ist nicht nur eine sehr schnelle, sondern auch eine sehr exakte Verstellung der Ventilcharakteristik erzielbar, wobei sich durch die Kombination des Schrittmotors mit elektromagnetischer Haltebremse der besondere Vorteil ergibt, daß der Schrittmotor keinen Betrieb im geschlossenen Regelkreis erfordert. Eine hohe und reproduzierbare Stellgenauigkeit ist bereits dann gegeben, wenn der Schrittantrieb als offene Steue rung ausgebildet wird, wobei vorzugsweise Weg-, Ge schwindigkeits- und/oder Richtungssignale vorgegeben werden. Durch die sehr gute Leistungscharakteristik von Schrittmotoren kann der für den Antrieb der Drossel blende benötigte Bauraum verhältnismäßig klein gehalten werden, da dem Motor nachgeschaltete Untersetzungsge triebe entfallen können. Der Bauraum wird zusätzlich dadurch minimiert, daß Sensoren für einen Stellungs-Re gelkreis der Drosselblende entfallen. Die für die Ver stellung der Drosselblende erforderlichen Nennmomente des Schrittmotors bewegen sich in einem Bereich, in dem ein großes Spektrum von möglichen Schrittfrequenzen vorliegt. Es ist dementsprechend der zusätzliche Vor teil erzielbar, daß die Verstellung der Charakteristik des Stromregelventils mit sehr einfachen Maßnahmen an den jeweiligen Hydraulikkreis angepaßt werden kann.By controlling the throttle according to the invention aperture is not only a very fast, but also a very exact adjustment of the valve characteristics achievable, the combination of Stepper motor with electromagnetic holding brake particular advantage is that the stepper motor does not Closed loop operation required. A high and reproducible positioning accuracy is already then given when the stepper drive as an open control tion is formed, preferably path, Ge given speed and / or direction signals become. Due to the very good performance characteristics of Stepper motors can be used to drive the choke aperture required space is kept relatively small be because the motor downstream reduction gear drives can be omitted. The installation space is additional minimized by the fact that sensors for a position re The circle of the throttle diaphragm is eliminated. The for the Ver position of the throttle orifice required nominal torques of the stepper motor move in an area where a wide range of possible step frequencies is present. Accordingly, it is the additional pre partially achievable that the adjustment of the characteristic of the flow control valve with very simple measures the respective hydraulic circuit can be adapted.

Die Auflösung der Regelven til-Verstellung kann dabei zum einen durch Wahl der Schrittfrequenz und zum anderen durch die Geometrie der Blende selbst in weiten Grenzen beeinflußt werden, so daß das erfindungsgemäße Stromregelventil für unter schiedlichste Anwendungsgebiete, wie z. B. unterschied liche Leistungsbereiche eingesetzt werden kann, ohne am Grundaufbau des Ventils etwas ändern zu müssen. Die Kombination von Schrittmotor und elektromagne tischer Haltebremse erweist sich als besonders vorteilhaft, da die Haltebremse es ermöglicht, bei Stromausfall (Störfall) die Charakteristik des Stromregelventils beizubehalten. Dabei führt die Haltebremse auch zu einer Energieein sparung, da der Schrittmotor nach Einstellung des ge wünschten Drosselwertes abgeschaltet werden kann.The dissolution of the rule veins til adjustment can be done by selecting the Cadence and the other through the geometry of the Aperture can be influenced even within wide limits, so that the flow control valve according to the invention for under various areas of application, such as B. difference performance ranges can be used without on Basic structure of the valve to have to change something. The combination of stepper motor and electromagnetic table holding brake proves to be particularly advantageous since the Holding brake makes it possible in the event of a power failure (malfunction) to maintain the characteristic of the flow control valve. The holding brake also introduces energy saving, since the stepper motor after setting the ge desired throttle value can be switched off.

Wenn die Kraft des Schrittmotors über eine Mitnehmer buchse, eine Stellwelle und eine Kupplung, vorzugsweise eine Klauenkupplung auf die Drosselblende übertragen wird, können herkömmliche Schrittmotoren ohne weitgreifende Umkonstruktionen am Ventilgehäuse angebracht werden. Über die Mitnehmer buchse bzw. die Stellwelle erfolgt dann jeweils die An passung an die betreffende Ventilkonstruktion. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung schafft dementspre chend die Voraussetzungen für einen modularen Aufbau des Stromregelventils, der sich positiv auf den Her stellungsaufwand dieses Ventils auswirkt. Von zusätzli chem Vorteil ist dabei, daß über die Mitnehmerbuchse gleichzeitig montagetechnisch be dingte Fluchtungsabweichungen der Achsen des Schrittmo tors einerseits und der Drosselblende andererseits kom pensiert werden können.If the power of the stepper motor has a driver socket, an adjusting shaft and a clutch, preferably a claw coupling on the Throttle orifice is transmitted, conventional Stepper motors without extensive redesigns on Valve housing can be attached. About the carriers bushing or the control shaft then takes place in each case fit to the relevant valve construction. The invention Design creates accordingly the prerequisites for a modular structure the flow control valve, which has a positive effect on the position expenditure of this valve affects. From additional chem advantage is that about the driver bushing at the same time contingent misalignments of the axes of the step motor tors on the one hand and the throttle on the other hand com can be penalized.

Der von der Mitnehmerbuchse in axialer Richtung bean spruchte Bauraum wird erfindungsgemäß dazu genutzt, die Welle des Schrittmotors von Axialkräften zu entlasten, die ansonsten vom Stromregelventil über die Drossel blende und die Stellwelle eingeleitet würden. Die Bewegungsübertragung vom Schrittmotor zu Drosselblende kann dadurch weitgehend frei von Störkräften gehalten werden, wodurch die Hysterese des Verstellantriebs gün stig beeinflußt wird. Die elektrischen Steuerimpulse können auf diese Art und Weise direkt den Winkelschrit ten zugeordnet werden, so daß der Schrittantrieb als offene Steuerung ausgeführt werden kann. Durch die Ein leitung der druckbedingten Axialkräfte über den Radialflansch der Mitnehmerbuchse in ein Axiallager wird dar über hinaus die Folgegenauigkeit des Schrittmotors zu sätzlich angehoben.The bean from the driving bush in the axial direction spoken installation space is according to the invention used the Relieve the shaft of the stepper motor from axial forces otherwise from the flow control valve via the throttle aperture and the control shaft would be initiated. The Motion transmission from the stepper motor to the throttle plate can thus be kept largely free of interference be, whereby the hysteresis of the adjustment drive green is influenced. The electrical control impulses can directly use the angle step in this way ten are assigned so that the stepper drive as open control can be executed. By the one Conduction of the pressure-related axial forces via the radial flange the driver bush in an axial bearing is shown beyond the follow accuracy of the stepper motor additionally raised.

Eine besonders reibungsarme Lagerung des Antriebs für die Drosselblende bei Bereitstellung höchster Einstell genauigkeit ergibt sich dann, wenn zu beiden Seiten des Radialflansches jeweils ein Axiallager, vorzugsweise in Form eines Axial-Wälzlagers vorgesehen wird.A particularly low-friction bearing for the drive the throttle orifice when providing the highest settings accuracy arises if on both sides of the Radial flange each have a thrust bearing, preferably in Form of an axial roller bearing is provided.

Mit der Weiterbildung des Patentanspruchs 10 ergibt sich eine spielfreie Positionierung der Stellwelle in axialer Richtung, mit der toleranzbedingte Maßabwei chungen der einzelnen Komponenten kompensiert werden können.With the further development of claim 10 results a positioning of the control shaft without play axial direction, with the tolerance-related dimension compensations for the individual components can.

Der erfindungsgemäße Aufbau des Stromregelventils er laubt es, durch einfache konstruktionstechnische Maß nahmen einen Drehanschlag für die Verstellbewegung der Drosselblende bereitzustellen. Dieser Drehanschlag kann in vorteilhafter Weise dazu genutzt werden, für den Schrittmotor einen Referenzpunkt bereitzustellen, so daß ein Abgleich mit dem Hydraulik-Steuerkreis möglich wird.The structure of the flow control valve according to the invention leaves it, by simple construction engineering measure took a turning stop for the adjustment movement of the Provide throttle orifice. This turning stop can can be used advantageously for Stepper motor to provide a reference point, so that a comparison with the hydraulic control circuit is possible becomes.

Besonders raumsparend läßt sich der Drehanschlag dann integrieren, wenn die Gehäuse für das Ventil, für die Zwischenwelle und für den Motor modular hintereinander geschaltet werden, wobei der Drehanschlag im Bereich der Zentrierungen zwischen dem Ventilgehäuse und dem angrenzenden Gehäusemodul vorgesehen wird, was Gegen stand der Patentansprüche 5 bis 7 ist. Durch Austausch bzw. durch Versetzen der Anschläge in Umfangsrichtung kann auf den Verstellbereich des Stromregelventils ge zielt Einfluß genommen werden, was vorzugsweise in Ver bindung mit einem Austausch des Gehäusemoduls ge schieht, der die Brücke zwischen dem Schrittmotor und dem eigentlichen Ventilgehäuse bildet.The rotary stop can then be particularly space-saving integrate if the housing for the valve for which Intermediate shaft and modular for the motor can be switched, with the rotary stop in the area the centerings between the valve housing and the adjacent housing module is provided, which counter was the claims 5 to 7. Through exchange or by moving the stops in the circumferential direction can ge on the adjustment range of the flow control valve aims to be influenced, which is preferred in Ver binding with an exchange of the housing module that looks the bridge between the stepper motor and forms the actual valve housing.

Wenn eine Steuerschaltung vorgesehen wird, mit der beim Start des Schrittmotors eine synchrone Lüftung des Schrittmotors einerseits und der elektromagnetischen Haltebremse andererseits erfolgt, kann die Stellgenau igkeit bei Minimierung der Leistungsverluste auf einem sehr hohen Niveau gehalten werden.If a control circuit is provided with the Start of the stepper motor synchronous ventilation of the Stepper motor on the one hand and the electromagnetic Holding brake on the other hand, the positioning accuracy efficiency while minimizing the power losses on one very high level.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche.Further advantageous configurations are the subject of the other subclaims.

Nachstehend wird anhand schematischer Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:Below is a schematic drawing Embodiment of the invention explained in more detail. It demonstrate:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein einstellbares Stromregelventil längs der Achse der verstellbaren Drossel; und Fig. 1 shows a section through an adjustable flow control valve along the axis of the adjustable throttle; and

Fig. 2 ein Prinzip-Schaltbild eines ein stellbaren 2-Wege-Stromregelventils, das mit einer verstellbaren Drossel blende gemäß Fig. 1 ausgestattet sein kann. Fig. 2 is a schematic diagram of an adjustable 2-way flow control valve, which can be equipped with an adjustable throttle diaphragm according to FIG. 1.

Zur Erläuterung der Erfindung soll zunächst auf die Fig. 2 Bezug genommen werden, mit der das Funktions schema eines einstellbaren 2-Wege-Stromregelventils kurz erläutert werden soll. Das Stromregelventil ist mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnet und besteht im we sentlichen aus zwei Komponenten, nämlich einem gewöhn licherweise als Druckwaage bezeichneten Regelkolben 4 und einer diesem nachgeschalteten einstellbaren Drossel 6. Die Durchflußrichtung des Stromregelventils ist von A nach B, so daß sich vor dem Ventil der Systemdruck P1 aufbaut. Um den Druckabfall P2-P3 an der einstellba ren Drossel 6 gleich zu halten, wird der Druck P3 stromab der einstellbaren Drossel 6 über eine erste Steuerleitung 8 auf eine erste Stellfläche A3 des Re gelkolbens 4 und der Druck P2 stromauf der einstellba ren Drossel 6 über eine zweite Steuerleitung 10 auf eine zweite Stellfläche A2 des Regelkolbens 4 gegeben. Eine Regelkolbenfeder, die auf die erste Stellfläche A3 einwirkt, ist mit 12 bezeichnet. In der Regelposition bei durchströmtem Ventil befindet sich der Regelkolben 4 kräftemäßig im Gleichgewicht, wobei der Druckabfall P3-P2 bestimmt wird durch den Quotienten aus der Kraft- der Regelfeder 12 und der Größe der ersten bzw. zweiten Stellfläche A2 bzw. A3. Aufgrund dessen, daß nur geringe Federwege auftreten, kann dieser Quotient als konstant angenommen werden, so daß auch der Druckabfall über der einstellbaren Drossel 6 konstant bleibt, auch wenn sich der Druck P3 am Verbraucher än dert.To explain the invention, reference should first be made to FIG. 2, with which the functional diagram of an adjustable 2-way flow control valve is to be briefly explained. The flow control valve is designated by the reference number 2 and consists essentially of two components, namely a control piston 4 , which is usually referred to as a pressure compensator, and an adjustable throttle 6 connected downstream. The flow direction of the flow control valve is from A to B, so that the system pressure P1 builds up in front of the valve. In order to keep the pressure drop P2-P3 at the adjustable throttle 6 the same, the pressure P3 is downstream of the adjustable throttle 6 via a first control line 8 to a first footprint A3 of the control piston 4 and the pressure P2 upstream of the adjustable throttle 6 a second control line 10 is given to a second footprint A2 of the control piston 4 . A control piston spring, which acts on the first footprint A3, is designated by 12 . In the control position with the valve flowing through, the control piston 4 is in force equilibrium, the pressure drop P3-P2 being determined by the quotient of the force of the control spring 12 and the size of the first or second footprint A2 or A3. Due to the fact that only small spring deflections occur, this quotient can be assumed to be constant, so that the pressure drop across the adjustable throttle 6 remains constant, even if the pressure P3 changes at the consumer.

Die Einstellbarkeit der Drossel 6 erlaubt es, das Stromregelventil an die Bedürfnisse des betreffenden Verbrauchers bzw. des jeweiligen Hydraulikkreises anzu passen, was beispielsweise dann von Vorteil ist, wenn unterschiedliche Verbraucher über ein Mehrwegeventil versorgt werden müssen. Zu diesem Zweck ist das erfin dungsgemäße Stromregelventil mit einem besonderen An trieb für die Drosselblende ausgestattet, der nachste hend unter Bezug auf die Fig. 1 näher erläutert werden soll.The adjustability of the throttle 6 allows the flow control valve to be adapted to the needs of the relevant consumer or the respective hydraulic circuit, which is advantageous, for example, when different consumers have to be supplied via a multi-way valve. For this purpose, the flow control valve according to the invention is equipped with a special drive for the throttle orifice, which is to be explained in more detail below with reference to FIG. 1.

Der Schnitt gemäß Fig. 1 ist senkrecht zu einer Achse 202 des allgemein mit 200 bezeichneten einstellbaren Stromregelventils geführt. Mit 400 ist der Regelkolben bezeichnet und mit der Bezugsnummer 600 allgemein die dem Regelkolben 400 nachgeschaltete einstellbare Dros sel mit dem Durchfluß vom Ventilraum 206 zum Anschluß 208.The section according to Fig. 1 is generally performed perpendicular to an axis 202 of the 200 designated adjustable flow control valve. With the control piston 400 is referred to and generally indicated by reference number 600, the control piston 400 downstream adjustable Dros sel with the flow from the valve chamber 206 for connection 208th

Aus der Darstellung geht hervor, daß die Achse 602 der einstellbaren Drossel 600 senkrecht auf der die Achse 202 enthaltenden Mittelebene 210 des Re gelventilgehäuses 204 steht. Der Aufbau der einstellba ren Drossel und der zugehörige Antrieb ist folgenderma ßen ausgeführt:From the illustration it can be seen that the axis 602 of the adjustable throttle 600 is perpendicular to the central plane 210 containing the axis 202 of the re gel valve housing 204 . The structure of the adjustable throttle and the associated drive is carried out as follows:

In einer mit 604 bezeichneten Bohrung ist eine Steuer buchse 606 aufgenommen, die Steuerdurchbrüche 608 und 610 aufweist. Die Steuerbuchse 606 wird mittels eines Paßstiftes 612 positioniert, der von der gemäß Fig. 1 linken Seite in eine entsprechende Paßausnehmung der Bohrung 604 einsetzbar ist. In ein Innengewinde 614 der Steuerbuchse 606 ist eine Einstellmutter 616 ge schraubt, die sich an einer Verschlußplatte 618 ab stützt, die mit dem Ventilgehäuse 204 verschraubt ist.In a bore designated 604 , a control bush 606 is received, which has control openings 608 and 610 . The control sleeve 606 is positioned by means of a dowel pin 612, the left of the FIG. 1 side into a corresponding bore of the fitting recess can be used 604th In an internal thread 614 of the control bush 606 , an adjusting nut 616 is screwed, which is supported on a closure plate 618 , which is screwed to the valve housing 204 .

Zur Einstellung der Blende wirkt der Steuerdurchbruch 610 mit einer Drosselblende 620 zusammen, die im we sentlichen die Form eines schräg abgeschnittenen Hohlzylinders hat, der mit Passung in der Innenbohrung 621 der Steuerbuchse 606 aufgenommen ist. Die schräg abgeschnittene Stirnseite der Drosselblende 620 bildet dementsprechend eine Steuerkante zur Einstellung des Druckabfalls an der einstellbaren Drossel 600. To adjust the diaphragm, the control opening 610 interacts with a throttle diaphragm 620 , which essentially has the shape of an obliquely cut hollow cylinder, which is received with a fit in the inner bore 621 of the control bush 606 . The obliquely cut end of the throttle diaphragm 620 accordingly forms a control edge for setting the pressure drop at the adjustable throttle 600 .

Auf der der Steuerkante abgewandten Seite der Drossel blende 620 ist eine zentrische Klauenkupplung 622 aus gebildet, die für den Drehantrieb der Drosselblende 620 dient. Die Klauenkupplung 622 wird gegen den mit 624 bezeichneten Drosselraum durch ein Ventilelement 626 abgeschirmt, das durch die Kraft einer Feder 628, die sich an einem Bund 630 eines Zentrierstifts 632 ab stützt, gegen eine Innenschulter 634 der Drosselblende 620 gedrückt wird. Auf diese Weise wird ein Ventilsitz mit axialer Spielfreiheit ausgebildet.On the side of the throttle diaphragm 620 facing away from the control edge, a central claw coupling 622 is formed, which serves for the rotary drive of the throttle diaphragm 620 . The dog clutch 622 is shielded against the throttle space designated by 624 by a valve element 626 , which is pressed by the force of a spring 628 , which is supported on a collar 630 of a centering pin 632 , against an inner shoulder 634 of the throttle diaphragm 620 . In this way, a valve seat with no axial play is formed.

Mit ihrer der Steuerkante abgewandten Stirnseite stützt sich die Drosselblende 620 an einer Paßscheibe 636 ab, deren Material vorzugsweise derart gewählt wird, daß möglichst geringe Reibungskräfte zwischen Paßscheibe 636 und Drosselblende 620 auftreten.With its end face facing away from the control edge, the throttle diaphragm 620 is supported on a shim 636 , the material of which is preferably selected such that the lowest possible frictional forces occur between the shim 636 and throttle diaphragm 620 .

Der Antrieb der Drosselblende 620 erfolgt über einen Schrittmotor 640 mit elektromagnetischer Haltebremse 642, dessen Achse 644 mit der Achse 602 der einstellba ren Drossel 600 zusammenfällt.The throttle diaphragm 620 is driven by a stepper motor 640 with electromagnetic holding brake 642 , the axis 644 of which coincides with the axis 602 of the adjustable throttle 600 .

Der Schrittmotor 640 ist unter Zuhilfenahme eines Zen trierfortsatzes 646 an einen als Zwischengehäuse die nenden Gehäusemodul 648 angeflanscht, der seinerseits mit dem Ventilgehäuse 204 fest verschraubt ist. Zu die sem Zweck weist der Gehäusemodul 648 eine Zentrieraus nehmung 650 und das Ventilgehäuse 204 einen korrespon dierenden Zentrierfortsatz 212 auf, wobei zwischen die sen beiden Komponenten ein Dichtungsring 638 angeordnet ist.The stepper motor 640 is flanged with the aid of a Zen trier extension 646 to an intermediate housing, the nenden housing module 648 , which in turn is firmly screwed to the valve housing 204 . For this purpose, the housing module 648 has a centering recess 650 and the valve housing 204 has a corresponding centering extension 212 , a sealing ring 638 being arranged between these two components.

Im Gehäusemodul 648 erfolgt zum einen die Drehan triebskopplung zwischen einer Abtriebswelle 652 des Schrittmotors 640 mit einer Stellwelle 654 und zum an deren eine reibungsarme Axial-Abstützung der Stellwelle 654, um den Schrittmotor mit integrierter elektromagne tischer Haltebremse vor druckkraftbedingten Axialbela stungen abzuschirmen.In the housing module 648 , on the one hand, there is the rotary drive coupling between an output shaft 652 of the stepping motor 640 with an actuating shaft 654 and, on the other hand, a low-friction axial support of the actuating shaft 654 in order to shield the stepping motor with integrated electromagnetic holding brake from pressure-induced axial loads.

Die Stellwelle 654 steht mit nicht näher bezeichneten Klauenfortsätzen in Eingriff mit der Klauenkupplung 622 und sie ist unter Zuhilfenahme von Dichtungen 656 abgedichtet aus dem Ventilgehäuse 204 herausgeführt. Außerhalb des Ventilgehäuses 204 geht die Zwischenwelle 654 über eine Schulter in einen Bund 658 über, der sich an einer Mitnehmerbuchse 660 abstützt.The actuating shaft 654 is in engagement with the claw coupling 622 with claw projections, which are not specified in any more detail, and is guided out of the valve housing 204 in a sealed manner with the aid of seals 656 . Outside the valve housing 204 , the intermediate shaft 654 merges via a shoulder into a collar 658 , which is supported on a driving bush 660 .

Die Mitnehmerbuchse 660 übergreift die einander zuge wandten Enden der Zwischenwelle 654 einerseits und der Abtriebswelle 652 andererseits und ist mit diesen je weiligen Enden verstiftet, um eine dreh- und axialfeste Verbindung zwischen diesen Wellen bereitzustellen.The driver bush 660 engages over the mutually facing ends of the intermediate shaft 654 on the one hand and the output shaft 652 on the other and is pinned to these respective ends in order to provide a rotationally and axially fixed connection between these shafts.

Um die vom Ventil über die Stellwelle 654 eingeleiteten axialen Kräfte vom Schrittmotor 640 mit integrierter elektromagnetischer Haltebremse abzuhalten und um auf diese Weise die Folgegenauigkeit des Schrittmotors mög lichst hoch zu halten, ist im Gehäusemodul 648 zusätz lich eine Axiallageranordnung vorgesehen, die nachste hend näher beschrieben werden soll:In order to prevent the axial forces introduced by the valve via the actuating shaft 654 from the stepper motor 640 with integrated electromagnetic holding brake and to keep the consequent accuracy of the stepper motor as high as possible, an axial bearing arrangement is additionally provided in the housing module 648 , which will be described in more detail below should:

Die Mitnehmerbuchse 660 weist auf der dem Bund 658 ab gewandten Seite einen Radialflansch 662 auf, der zu beiden Seiten mit Axial-Kugellagern 664, 666 zusammen wirkt. Über die Kugellager 664, 666 wird der Radial flansch 662 reibungsarm axial positioniert, indem eine durch ein Federpaket 668 beaufschlagte Druckscheibe 670 das Lager 666 gegen den Radialflansch 662 und dieser über das Lager 664 eine weitere Druckscheibe 672 gegen das Motorgehäuse 674 spannt. Das Federpaket 668 stützt sich an einem Ringblock 676 ab, der am Grund der die Axiallagerung aufnehmenden Bohrung 678 anliegt. Mit 680 ist eine Dichtungspackung bezeichnet. The driver bush 660 has a radial flange 662 on the side facing away from the collar 658 , which cooperates on both sides with axial ball bearings 664 , 666 . Via the ball bearings 664 , 666 , the radial flange 662 is axially positioned with low friction by a thrust washer 670 acted upon by a spring assembly 668, the bearing 666 against the radial flange 662 and the latter via the bearing 664 tensioning a further thrust washer 672 against the motor housing 674 . The spring assembly 668 is supported on a ring block 676 , which bears against the bottom of the bore 678 receiving the axial bearing. 680 is a seal packing.

Die Einstellung des Druckregelventils 200 auf einen er forderlichen Strömungsmittel-Durchflußwert erfolgt durch die Ansteuerung des Schrittmotors mit elektroma gnetischer Haltebremse unter Zuhilfenahme einer ange paßten elektronischen Schaltung, die bewirkt, daß die Motor-Abtriebswelle 652 proportional zu den betreffen den Eingangssignalen in Form von Weg-, Geschwindig keits- und/oder Richtungssignalen verdreht wird. Diese Drehbewegung wird auf die Zwischenwelle und über die Klauenkupplung 622 auf die Drosselblende 620 übertra gen, wodurch der Durchflußquerschnitt entsprechend va riiert wird. Bei Motorstart wird synchron die elektro magnetische Kupplung 642 mit dem Motor gelüftet, so daß möglichst geringe Leistungsverluste auftreten. Bedingt durch die erfindungsgemäße Axiallagerung wird die Mo tor-Abtriebswelle 652 des Schrittmotors 640 selbst bei hohen Drücken im Drosselraum 624 nicht spürbar bela stet, so daß der Schrittmotor eine hohe Folgegenauig keit erhält. Die Kugellager 664, 666 sorgen für eine sehr reibungsarme Drehkraftübertragung, wodurch der Schrittantrieb eine sehr kleine Hysterese erhält, die zu einer direkten Zuordnung zwischen den elektrischen Steuerimpulsen und den gewünschten Winkelschritten führt.The setting of the pressure control valve 200 to a required fluid flow value is carried out by controlling the stepping motor with an electromagnetic holding brake with the aid of an adapted electronic circuit which causes the motor output shaft 652 to be proportional to the relevant input signals in the form of displacement. , Speed and / or direction signals are rotated. This rotary movement is transmitted to the intermediate shaft and via the dog clutch 622 to the throttle diaphragm 620 , whereby the flow cross section is varied accordingly. When the engine is started, the electromagnetic clutch 642 is released synchronously with the engine, so that the lowest possible power losses occur. Due to the axial bearing according to the invention, the Mo tor-driven shaft 652 640 itself is not noticeably stet loaded at high pressures, in the throttle chamber 624, so that the step motor receives a high Folgegenauig ness of the stepping motor. The ball bearings 664 , 666 ensure a very low-friction torque transmission, as a result of which the stepper drive receives a very small hysteresis, which leads to a direct association between the electrical control pulses and the desired angular steps.

Nach Abschluß der Stellbewegung wird der Motor automa tisch abgeschaltet, und die elektromagnetische Halte bremse tritt in Funktion, wobei eine weitere Stromver sorgung des Antriebs nicht mehr erforderlich ist.After completing the actuating movement, the motor is automa table turned off, and the electromagnetic hold Brake comes into operation, with another Stromver supply of the drive is no longer required.

Das vorstehend beschriebene einstellbare Stromregelven til ist darüber hinaus mit einer Drehwinkelbegrenzung ausgestattet, die dafür sorgt, daß bestimmte Grenzwerte der Drosseleinstellung nicht über- bzw. unterschritten werden. Diese Drehwinkelbegrenzung wird nachfolgend nä her erläutert: The adjustable current control described above til also has a rotation angle limitation equipped, which ensures that certain limit values the throttle setting is not exceeded or undershot become. This rotation angle limitation is described below explained here:

Zwischen der Stirnfläche 214 des Zentrieransatzes 212 des Regelventilgehäuses 204 und der Bodenfläche 682 der Zentrierausnehmung 650 des Gehäusemoduls 648 ist ein Freiraum 684 ausgebildet, der von einem Anschlagstift 686 überbrückt wird. Der Anschlagstift wirkt mit einem Radialstift 690 zusammen, der in einer Radialbohrung des Bundes 658 der Zwischenwelle 654 fest aufgenommen ist.A free space 684 is formed between the end face 214 of the centering projection 212 of the control valve housing 204 and the bottom surface 682 of the centering recess 650 of the housing module 648 , which space is bridged by a stop pin 686 . The stop pin interacts with a radial pin 690 , which is fixedly received in a radial bore of the collar 658 of the intermediate shaft 654 .

Bei Erreichen der erwünschten Grenz-Drehwinkelstellung schlägt der Radialstift 690 gegen den Anschlagstift 686, wodurch auch die Drehbewegung der Drosselblende 620 gestoppt wird.When the desired limit rotational angle position is reached, the radial pin 690 strikes the stop pin 686 , as a result of which the rotary movement of the throttle diaphragm 620 is also stopped.

Claims

1. flow control valve with adjustable, a control piston downstream throttle, which has a throttle orifice, which is rotatably received in a control socket and which can be controlled by means of an actuating device, characterized in that the actuating device is a stepping motor ( 640 ) with electromagnetic holding brake ( 642 ), which is flanged to the housing ( 204 ) of the flow control valve ( 200 ) such that the output shaft ( 652 ) of the stepping motor ( 640 , 642 ) is aligned with the axis ( 602 ) of the throttle diaphragm ( 620 ), the output shaft ( 652 ) of the stepper motor ( 640 , 642 ) by means of a driving bush ( 660 ) is connected in a rotationally fixed manner to an actuating shaft ( 654 ) which, with its end facing away from the output shaft ( 652 ), into a clutch, preferably a dog clutch ( 622 ) of the throttle diaphragm ( 620 ) engages and which has a radial flange ( 662 ), via the axial forces acting on the adjusting shaft ( 654 ) into an axial ager ( 664 , 666 ) can be introduced.

2. Flow control valve according to claim 1, characterized in that the throttle diaphragm ( 620 ) is assigned a rotary stop ( 686 , 690 ) for limiting the angle of rotation.

3. Flow control valve according to claim 1 or 2, characterized in that an axial bearing ( 664 , 666 ) is provided on both sides of the radial flange ( 662 ).

4. Flow control valve according to one of the preceding Ansprü surface, characterized in that the driver bush ( 660 ) in a housing module ( 648 ) flanged between the motor housing ( 674 ) and valve housing ( 204 ) is received.

5. Flow control valve according to claim 4, characterized in that the flange-mounted housing module ( 648 ) has egg ne centering recess ( 650 ) for coupling to a centering projection ( 212 ) on the valve housing ( 204 ), and that in the flanged state of the housing module ( 648 ) a space ( 648 ) is formed between the end faces ( 214 , 682 ) of the centering recess ( 650 ) on the one hand and the centering projection ( 212 ) on the other hand, in which a stop ( 690 ) coupled to the actuating shaft ( 654 ) is relative to a stop fixed to the housing ( 686 ) can move.

6. Flow control valve according to claim 5, characterized in that the coupled to the actuating shaft ( 654 ) to impact is formed by a radial pin ( 690 ).

7. Flow control valve according to claim 5 or 6, characterized in that the housing-fixed stop ( 686 ) is formed by an axial pin ( 686 ) which bridges the space ( 684 ).

8. Flow control valve according to one of the preceding Ansprü surface, characterized in that the driver bush ( 660 ), the output shaft ( 652 ) of the stepping motor ( 640 , 642 ) and the actuating shaft ( 654 ) couples rotationally and displaceably.

9. Flow control valve according to one of the preceding Ansprü surface, characterized in that the axial bearings of Ku gel bearings ( 664 , 666 ) are formed, which are based on pressure discs ( 670 , 672 ).

10. Flow control valve according to claim 9, characterized in that the ball bearings ( 664 , 666 ) by means of the stepping motor ( 640 , 642 ) facing pressure plate ( 670 ) are resiliently tensioned against the housing ( 674 ) of the stepping motor ( 640 , 642 ).

11. Current control valve according to one of the preceding Ansprü surface, characterized in that the stepper motor ( 640 , 642 ) is associated with an electronic circuit with which the movement of the stepper motor ( 640 , 642 ) in dependence on the speed of electrical input signals according to direction, path and Speed is controllable.

12. Flow control valve according to one of the preceding claims, characterized by a control circuit) with which at the start of the stepper motor ( 640 , 642 ) there is synchronous ventilation of the stepper motor ( 640 ) and the electromagnetic holding brake ( 642 ).