DE4219552C2

DE4219552C2 - Pilot operated two-way valve with adjustable, pressure-independent closing time

Info

Publication number: DE4219552C2
Application number: DE4219552A
Authority: DE
Inventors: Goetz-Dieter Machat; Roland Ewald
Original assignee: Mannesmann Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1992-06-15
Filing date: 1992-06-15
Publication date: 1996-03-07
Anticipated expiration: 2012-06-16
Also published as: DE4219552A1

Description

Die Erfindung betrifft ein vorgesteuertes Zwei-Wegeventil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a pilot operated two-way valve according to the preamble of claim 1.

Bei einem solchen Ventil wird die Schließzeit des Hauptventilkolbens im wesentli chen durch den Durchmesser der Blende, die Kraft der Feder und die Größe des Volumens des Entlastungsraumes beeinflußt. Eine Veränderung der Schließzeit ist durch eine Veränderung dieser Größen möglich. In allen Fällen ist die Schließzeit aber von der Größe des Steuerdrucks abhängig, der ein von außen zugeführter oder ein aus der zu überwachenden Druckleitung abgezweigter Druck sein kann.With such a valve, the closing time of the main valve piston is essentially chen by the diameter of the aperture, the force of the spring and affects the size of the volume of the relief space. A Change in closing time is by changing this Sizes possible. In all cases, the closing time is from Size of the control pressure depending on the one supplied from the outside or a branched off from the pressure line to be monitored Can be pressure.

Zum Stand der Technik sei auf die folgenden Druckschriften verwiesen: SU 8 04 980, DE-AS 17 75 178, DE 36 02 362 A1, DE 40 04 931 A1, DE 32 00 868 A1, DE 34 34 014 A1.The following publications refer to the state of the art referenced: SU 8 04 980, DE-AS 17 75 178, DE 36 02 362 A1, DE 40 04 931 A1, DE 32 00 868 A1, DE 34 34 014 A1.

Nach der DE-AS 17 75 178 wird eine Veränderung der Öffnungs- und Schließzeit durch zwei zum Entlastungsraum führende, mit je ei ner Drossel versehene Verbindungsleitungen angestrebt. Auch hier besteht die Abhängigkeit vom Steuerdruck.According to DE-AS 17 75 178 a change in the opening and Closing time by two leading to the relief room, each with egg ner throttle provided connecting lines aimed. Here too there is a dependency on the control pressure.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein solches Druckbegrenzungsventil zu verwirklichen, bei dem die Einstellung der Schließzeit vom Steuerdruck unabhängig ist.The invention is therefore based on the object Pressure relief valve to realize the setting the closing time is independent of the control pressure.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß in die erste Steuerleitung vor der Blende und in die zweite Steuer leitung eine in der zweiten Steuerleitung des Vorsteuerventils geschlossene hydraulische Druckwaage eingeschaltet ist. This object is achieved according to the invention in that in the first control line in front of the aperture and in the second control line a hydraulic closed in the second control line of the pilot valve Pressure compensator is switched on.

Die Druckwaage bildet so zusammen mit der Blende einen 2-Wege- Stromregler, so daß der dem Steuerraum zugeführte Volumenstrom in der Zeiteinheit und die Schließzeit des Hauptventilkolbens bei einem bestimmten Durchmesser der Blende und des Kolbens der Druckwaage und einer bestimmten Vorspannkraft der den Kolben der Druckwaage beaufschlagenden Feder konstant und unabhängig von der Höhe des Steuerdrucks bleibt.The pressure compensator forms a 2-way together with the orifice Current regulator so that the volume flow supplied to the control room in the unit of time and the closing time of the main valve piston at a certain diameter of the orifice and the piston Pressure compensator and a certain preload of the piston Constant pressure spring acting independently of the level of the control pressure remains.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteran sprüchen.Further features of the invention result from the Unteran sayings.

An Hand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung und ein vorausgesetzter Stand der Technik beschrieben.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing and described a prior art.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer externen Steuerung, Fig. 1 shows a first embodiment of the invention with an external controller,

Fig. 2 dasselbe Ausführungsbeispiel mit interner Steuerung, Fig. 2 shows the same embodiment with internal control,

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1, Fig. 3 is a schematic illustration of the embodiment according to Fig. 1,

Fig. 4 eine schematische Darstellung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 2, Fig. 4 is a schematic representation of the embodiment of Fig. 2,

Fig. 5 ein gegenüber der Fig. 1 abgeändertes Ausführungsbei spiel, Fig. 5 shows a comparison with FIG. 1 modified Ausführungsbei game,

Fig. 6 ein in gleicher Weise gegenüber der Fig. 2 abgeändertes Ausführungsbeispiel, Fig. 6 is a comparison with FIG. 2 modified in the same manner embodiment,

Fig. 7 ein vorgesteuertes 2-Wege-Einbauventil gemäß dem Stand der Technik mit externer Steuerung, Fig. 7 is a pilot-operated 2-way cartridge valve according to the state of the art with external control,

Fig. 8 ein vorgesteuertes 2-Wege-Einbauventil gemäß dem Stand der Technik, wie Fig. 7, mit interner Steuerung. Fig. 8 shows a pilot operated 2-way cartridge valve according to the prior art, like Fig. 7, with internal control.

Zum Verständnis der Erfindung wird zunächst der Stand der Tech nik nach den Fig. 7 und 8 erläutert.To understand the invention, the state of the art technology is first explained according to FIGS. 7 and 8.

In den beiden Fällen der Fig. 7 und 8 ist in einer Hauptleitung A, ein 2-Wege-Einbauventil 100 angeordnet, bestehend aus einem Einbau- oder Hauptventilkolben 1, der mit einer Dichtung 5 in einem Gehäuse 2 angeordnet ist und ferner aufweisend einen an den Einbauventilkolben 1 anschließenden Federraum 3 und eine den Ventilkolben 1 in Schließrichtung beaufschlagende Feder 4. Der Ventilkolben 1 weist an seiner der Hauptleitung A zugewandten Stirnseite eine Druckfläche 6a auf, die in der geschlossenen Stellung dem Druck p_A ausgesetzt ist, und daran anschließend eine ringförmige Druckfläche (Ringfläche) 6b, die in der Schließstellung dem Druck pB in der Hauptleitung B ausgesetzt ist. Je nach Anwendungsfall können die Hauptleitungen A und B des Zwei-Wegeventils 100 von A nach B oder B nach A durchströmt werden.In the two cases of FIGS. 7 and 8, a 2-way cartridge valve 100 is arranged in a main line A, consisting of a cartridge or main valve piston 1 , which is arranged with a seal 5 in a housing 2 and also has one on the cartridge valve piston 1 adjoining spring chamber 3 and the valve piston 1 which acts in the closing direction of the spring. 4 The valve piston 1 has on its end facing the main line A a pressure surface 6 a, which is exposed to the pressure p _A in the closed position, and then an annular pressure surface (ring surface) 6 b, which in the closed position the pressure pB in the Main line B is exposed. Depending on the application, flow through the main lines A and B of the two-way valve 100 from A to B or B to A.

Eine Steuerleitung 7 führt vom Federraum 3 zu einem Vorsteuer ventil 21, das vorzugsweise als 3/2-Wege-Sitzventil ausgebildet ist und die Anschlüsse A zur Steuerleitung 7 und P zur Steuer leitung 11 mit der Blende 12 besitzt. Diese führt bei externer Steuerung (Fig. 7) das Steuerdruckmittel von einer äußeren Druckquelle oder bei interner Steuerung (Fig. 8) jeweils von der zu überwachenden Druckleitung A oder B zu. Der zugeführte Druck hat den Wert p_x, der im Fall der internen Steuerung gleich p_A oder pB ist und im Falle der externen Steuerung p_x größer als p_A bzw. pB ist. Eine Rückleitung 9 führt vom Vorsteuerventil zum Tank T.A control line 7 leads from the spring chamber 3 to a pilot valve 21 , which is preferably designed as a 3/2-way seat valve and has the connections A to the control line 7 and P to the control line 11 with the orifice 12 . In the case of external control ( FIG. 7), this feeds the control pressure medium from an external pressure source or, in the case of internal control ( FIG. 8), from the pressure line A or B to be monitored. The pressure supplied has the value p _x , which is equal to p _A or pB in the case of internal control and p _{x is} greater than p _A or pB in the case of external control. A return line 9 leads from the pilot valve to the tank T.

Die Wirkungsweise dieser bekannten Anordnungen ist folgende:
In Ausgangsstellung ist der federseitige Raum 3 des Einbau ventilkolbens 1 über die geöffnete Verbindung A - T des Vorsteu erventils 21 mit dem drucklosen Anschluß Y (T) verbunden. Der Kolben 1 wird durch den in der Hauptleitung A anstehenden Druck gegen die Feder 4 in Öffnungsrichtung verschoben, die Verbindung A - B des 2-Wege-Einbauventils 100 ist geöffnet.The operation of these known arrangements is as follows:
In the starting position, the spring-side space 3 of the built-in valve piston 1 is connected via the opened connection A - T of the pilot valve 21 to the unpressurized connection Y (T). The piston 1 is displaced in the opening direction against the spring 4 by the pressure in the main line A, the connection A - B of the 2-way cartridge valve 100 is open.

Durch Schalten des Wege-Sitzventiles 21 werden dessen Anschlüsse A - T gesperrt und A - P geöffnet. Über die geöffnete Verbindung A - P ist die Steuerleitung 7 mit Steuerleitung 11 verbunden, der Steuerraum 3 des Einbauventilkolbens 1 wird mit Volumenstrom versorgt (bei Fremdversorgung ist p_x < p_A, bei Eigenversorgung p_x = p_A).By switching the directional seat valve 21 , its connections A - T are blocked and A - P are opened. The control line 7 is connected to the control line 11 via the opened connection A - P, the control chamber 3 of the built-in valve piston 1 is supplied with volume flow (p _x <p _A for external supply, p _x = p _A for internal supply).

Wenn der Druckausgleich zwischen den beiden einander gegenüber liegenden Stirnseiten des Kolbens 1 abgeschlossen ist, beginnt die Feder 4 den Kolben 1 in Schließrichtung zu verschieben. Bei externer Steuerung unterstützt der Druck p_x < p_A zusätzlich die Schließbewegung.When the pressure equalization between the two opposite ends of the piston 1 is complete, the spring 4 begins to move the piston 1 in the closing direction. With external control, the pressure p _x <p _A also supports the closing movement.

Bei interner Steuerung und einem Einbauventil 100 mit Flächen differenz zwischen Sitz- und Kolbenfläche erfolgt die Schließbe wegung mit konstanter Geschwindigkeit, bis die Fläche mit klei nerem Durchmesser 6a die Verbindung A - B zu drosseln beginnt und der auf die Stirnfläche wirkende Druck in A größer wird als der auf die Ringfläche 6b wirkende Druck in B. Ab diesem Zeit punkt wird der Kolben 1 durch die der Differenzfläche entspre chende hydraulische Zusatzkraft beschleunigt in Schließrichtung bewegt.With internal control and a built-in valve 100 with a surface difference between the seat and piston surface, the closing movement takes place at constant speed until the surface with a smaller diameter 6 a begins to throttle the connection A - B and the pressure acting on the end face in A is greater is the pressure acting on the annular surface 6 b in B. From this point in time, the piston 1 is accelerated in the closing direction by the corresponding additional hydraulic force.

Bei Kolben ohne Flächendifferenz erfolgt die Schließbewegung im gesamten Verlauf des Schließvorganges mit konstanter Geschwin digkeit, da der Volumenstrom über die Düse 12 konstant bleibt: Das Druckgefälle an der Düse 12 ist im Verlauf der Schließbe wegung gleich der Federkraft der Feder 4 bezogen auf die druck beaufschlagte Kolbenfläche.In the case of pistons without an area difference, the closing movement takes place at a constant speed throughout the course of the closing process, since the volume flow through the nozzle 12 remains constant: the pressure drop across the nozzle 12 is equal to the spring force of the spring 4 in relation to the pressure applied in the course of the closing movement Piston area.

Je kleiner der Durchmesser der Düse 12 und je niedriger die Dif ferenz p_x - p_A (bei interner Steuerung je niedriger p_A), desto größer ist die Schließzeit, wobei ihr oberer Grenzwert durch den kleinsten zulässigen Durchmesser der Blende 12 (Verstopfungsge fahr) eingeschränkt wird. The smaller the diameter of the nozzle 12 and the lower the difference p _x - p _A (with internal control, the lower p _A ), the longer the closing time, whereby its upper limit is determined by the smallest permissible diameter of the orifice 12 (risk of clogging) is restricted.

Für einen gegebenen Durchmesser der Düse 12 wird die Schließzeit zusätzlich durch die Vorspannkraft der Einbauventilfeder 4 und die Größe des federseitigen Volumens beeinflußt. Größere Schließzeiten können durch Vergrößern des Steuerraum-Volumens 3 (Anordnung eines Speichers in Leitung 7) erreicht werden. Da durch wird jedoch im wesentlichen nur die Ausgleichszeit der Drücke zwischen den beiden Kolbenstirnflächen vergrößert, die eigentliche Schließzeit, gemessen vom Beginn bis Ende der Schließbewegung des Kolbens 1 wird aufgrund der geringen Kompres sibilität des Hydrauliköles nur unwesentlich beeinflußt.For a given diameter of the nozzle 12 , the closing time is additionally influenced by the biasing force of the installation valve spring 4 and the size of the volume on the spring side. Larger closing times can be achieved by increasing the control room volume 3 (arrangement of a memory in line 7 ). However, since essentially only the compensation time of the pressures between the two piston end faces is increased, the actual closing time, measured from the beginning to the end of the closing movement of the piston 1 , is only insignificantly influenced due to the low compressibility of the hydraulic oil.

Bei all diesen Maßnahmen zur Beeinflussung der Schließzeit bleibt eine Abhängigkeit vom Druckniveau erhalten:With all these measures to influence the closing time remains get a dependency on the pressure level:

- with external control of the pressure level of the control pressure p x and the pressure difference (p x - p A ).
- With internal control of the pressure level of the inlet pressure p A.

DE-AS 17 75 178 beschreibt die Festlegung der Schließzeit eines Hauptventil-Kolbens analog zum 2-Wege-Einbauventilkolben 1 durch die Anordnung einer einstellbaren Drossel an einer Stelle der Verbindungsleitung zwischen der Zulaufleitung zum Hauptventil kolben und dessen federseitigem Steuerraum.DE-AS 17 75 178 describes the determination of the closing time of a main valve piston analog to the 2-way built-in valve piston 1 by the arrangement of an adjustable throttle at one point of the connecting line between the supply line to the main valve piston and its spring-side control chamber.

Auch hier besteht eine grundsätzliche Abhängigkeit der Schließ zeit von der Druckhöhe in der Zulaufleitung.Here, too, there is a basic dependency on the closing time from the pressure head in the feed line.

In Fig. 1 und 2 wird ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfin dung dargestellt. Dabei entsprechen die Bezugsziffern überein stimmender Teile denen in den Fig. 7 und 8.In Fig. 1 and 2, a first embodiment of the OF INVENTION represented dung. The reference numerals of corresponding parts correspond to those in FIGS . 7 and 8.

Das Wesen der Erfindung besteht in der Anordnung einer Druck waage 22. Dadurch kann die Versorgung des Federraums 3 mit Steu erdruckmittel im gesamten Verlauf der Schließbewegung über die Druckwaage 22 und die nachgeschaltete austauschbare oder ein stellbare Blende 12 erfolgen, wobei die Druckwaage 22 in Aus gangsstellung geschlossen ist. Die Druckwaage 22 bildet zusammen mit der Blende 12 einen 2-Wege-Stromregler, der den dem Entla stungraum 3 zugeführten Steuer-Volumenstrom während der gesamten Schließbewegung des Hauptventilkolbens 1 des Einbauventils dar stellt, konstant hält. Die Schließzeit ist gegeben durch einen bestimmten Durchmesser der Blende 12, den Kolbendurchmesser 13 und die Vorspannkraft der Feder 14 und ist unabhängig von der Höhe des Steuerdrucks p_x. Dabei ist, wie die Fig. 1 und 2 zei gen, diese Anordnung und Wirkungsweise sowohl bei externer (Fig. 1) als auch bei interner Steuerung (Fig. 2) verwendbar.The essence of the invention is the arrangement of a pressure balance 22nd As a result, the spring chamber 3 can be supplied with control pressure medium in the entire course of the closing movement via the pressure compensator 22 and the downstream exchangeable or an adjustable orifice 12 , the pressure compensator 22 being closed in the initial position. The pressure compensator 22 forms, together with the orifice 12, a 2-way flow controller, which represents the control volume flow supplied to the discharge chamber 3 during the entire closing movement of the main valve piston 1 of the cartridge valve, and keeps it constant. The closing time is given by a certain diameter of the orifice 12 , the piston diameter 13 and the biasing force of the spring 14 and is independent of the level of the control pressure p _x . Here, as shown in FIGS. 1 and 2, this arrangement and mode of operation can be used both with external ( FIG. 1) and internal control ( FIG. 2).

Die Druckwaage 22 ist wie folgt aufgebaut: In dem Gehäuse 23 be findet sich der Kolben 13, der in der Öffnungsrichtung (in der Zeichnung nach links) unter dem Druck einer Feder 14 und unter dem von dem Vorsteuerventil 21 gesteuerten Druck in der Feder kammer 15 steht. Das Vorsteuerventil 21 ist über die Steuerlei tung 8 und den Anschluß A1 an die Federkammer 15 angeschlossen, die andererseits über den Anschluß A2 und die Steuerleitung 7 mit dem Steuerraum 3 in Verbindung steht.The pressure compensator 22 is constructed as follows: In the housing 23 there is the piston 13 , which in the opening direction (to the left in the drawing) under the pressure of a spring 14 and under the pressure controlled by the pilot valve 21 in the spring chamber 15 stands. The pilot valve 21 is processing about the Steuerlei 8 and the terminal connected to the spring chamber 15 A1, which is on the other hand via the connection A2 and the control line 7 to the control chamber 3 in connection.

In der Gegenrichtung steht der Kolben 13 unter dem Druck an der gegenüberliegenden Stirnseite, der von der Steuerleitung 11 über den Anschluß P2 kommend über eine Ringkammer 24 im Gehäuse 23, gesteuert durch Steuerkanten 16 am Kolben 13 und 17 an der Ringkammer 24, über die Ringkammer 25 am Kolben, eine Quer bohrung 18 und eine Längsbohrung 19 mit Dämpfungsblende 20 im Kolben 13 an diese Stirnseite gelangt. Ein Anschluß P1 führt über die Steuerleitung 10 und die Blende 12 zum Vorsteuerventil 21. Zwei Anschlüsse T1 und T2 stellen die Verbindung der Rück leitung 9 mit dem Tank T her.In the opposite direction, the piston 13 is under the pressure on the opposite end face, which comes from the control line 11 via the connection P2 via an annular chamber 24 in the housing 23 , controlled by control edges 16 on the piston 13 and 17 on the annular chamber 24 , via the annular chamber 25 on the piston, a transverse bore 18 and a longitudinal bore 19 with damping diaphragm 20 in the piston 13 reaches this end face. A connection P1 leads via the control line 10 and the orifice 12 to the pilot valve 21 . Two connections T1 and T2 establish the connection of the return line 9 with the tank T.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Anordnung nach Fig. 1 und 2 ist wie folgt:
In Ausgangsstellung (Schaltmagnet des 3/2-Wege-Sitzventiles 21 nichtbetätigt) ist dessen Verbindung P - A gesperrt und die Ver bindung A - T geöffnet. The operation of the arrangement according to the invention according to FIGS. 1 and 2 is as follows:
In the starting position (switching magnet of the 3/2-way seat valve 21 is not actuated), its connection P - A is blocked and the connection A - T is opened.

Der federseitige Steuerraum 3 des Einbauventiles ist über Steu erleitung 7, Federraum 15 des Druckwaagekolbens 13, Steuerlei tung 8 und die geöffnete Verbindung A - T des 3/2-Wege-Sitzven tiles 21 mit der drucklosen Tankleitung 9 verbunden.The spring-side control chamber 3 of the built-in valve is connected via control line 7 , spring chamber 15 of the pressure compensating piston 13 , Steuerlei device 8 and the opened connection A - T of the 3/2-way Sitzven tiles 21 to the unpressurized tank line 9 .

Der Druck in der Zulaufleitung A des Einbauventiles verschiebt dessen Kolben 1 gegen die Feder 4 in Öffnungsrichtung, die Ver bindung A - B des 2-Wege-Einbauventils ist geöffnet.The pressure in the feed line A of the cartridge valve shifts its piston 1 against the spring 4 in the opening direction, the connection A - B of the 2-way cartridge valve is open.

Der Steuerdruck p_x wird über Steuerleitung 11 und den Anschluß P2 dem Ringkanal 24 im Druckwaage-Gehäuse 23 zugeführt und ge langt über den zwischen Steuerkante 17 des Druckwaage-Gehäuses und Steuerkante 16 des Druckwaage-Kolbens gebildeten Steuer querschnitt in den zwischen Gehäusebohrung und Kolbenhals gebil deten Ringkanal 25 und von hier über den Anschluß P1 sowie Steu erleitung 10 mit Blende 12 zum gesperrten Anschluß P des Vor steuer-Wege-Sitzventiles 21.The control pressure p _x is supplied via control line 11 and the connection P2 to the ring channel 24 in the pressure compensator housing 23 and reaches over the control cross-section formed between control edge 17 of the pressure compensator housing and control edge 16 of the pressure compensator piston into the area between the housing bore and the piston neck Deten ring channel 25 and from here via the port P1 and control line 10 with orifice 12 to the blocked port P of the before-control poppet valve 21st

Der Druck aus Ringkanal 25 wirkt gleichzeitig über die Quer bohrung 18 im Kolbenhals des Kolbens 13 und dessen Axialbohrung 19 mit Blende 20 auf die dem Federraum 15 gegenüberliegende Stirnseite des Kolbens 13.The pressure from the annular channel 25 acts simultaneously via the transverse bore 18 in the piston neck of the piston 13 and its axial bore 19 with an aperture 20 on the end face of the piston 13 opposite the spring chamber 15 .

Da der Federraum 15 des Kolbens 13 über Steuerleitung 8 und die geöffnete Verbindung A - T des Wegesitzventiles 21 mit der drucklosen Leitung 9 verbunden ist, und der Anschluß P am Vor steuerventil 21 gesperrt ist, wird der Kolben 13 durch den auf seine dem Federraum 15 gegenüberliegende Stirnseite wirkenden Druck p_x in Schließrichtung gegen die Feder 14 verschoben, der zwischen den Steuerkanten 16 und 17 gebildete Steuerquerschnitt und somit die Verbindung P2 - P1 wird gesperrt.Since the spring chamber 15 of the piston 13 is connected via the control line 8 and the open connection A - T of the directional seat valve 21 to the unpressurized line 9 , and the port P on the control valve 21 is blocked, the piston 13 is closed by the spring chamber 15 on it the opposite end face acting pressure p _{x moved} in the closing direction against the spring 14 , the control cross section formed between the control edges 16 and 17 and thus the connection P2 - P1 is blocked.

Die Druckwaage 22 ist somit in Ausgangsstellung bei geöffneter Hauptverbindung A - B des 2-Wege-Einbauventiles geschlossen.The pressure compensator 22 is thus closed in the starting position when the main connection A - B of the 2-way cartridge valve is open.

Beim Schalten des 3/2-Wege-Sitzventiles 21 durch Betätigen des Magneten werden dessen Anschlüsse P - A verbunden und somit der Anschluß P1 der Druckwaage 22 über die Steuerleitungen 10 u. 8 mit dem bei Beginn des Schaltvorganges noch drucklosen Federraum 15 des Kolbens 13 und über die Steuerleitung 7 mit dem Steuer raum 3 des 2-Wege-Einbauventiles verbunden.When switching the 3/2-way seat valve 21 by actuating the magnet, its connections P - A are connected and thus the connection P1 of the pressure compensator 22 via the control lines 10 u. 8 connected to the spring chamber 15 of the piston 13, which is still depressurized at the start of the switching process, and via the control line 7 to the control chamber 3 of the 2-way cartridge valve.

Die dem Federraum 15 gegenüberliegende Stirnseite des Druck waage-Kolbens 13 wird über die axiale Kolbenbohrung 19 mit Dämp fungsblende 20, die Querbohrung 18 und Ringkanal 25 zum Anschluß P1 und von hier weiter über Blende 12, die geöffnete Verbindung P - A des 3/2-Wege-Sitzventiles 21, Steuerleitung 8, Steuerraum 15 und von hier über Steuerleitung 7 zum Federraum 3 des Einbau ventiles druckentlastet. Die Feder 14 verschiebt den Kolben 13 in Öffnungsrichtung, der Steuerquerschnitt zwischen den Steuer kanten 16 und 17 wird geöffnet und der Steuer-Volumenstrom be ginnt zum Federraum 3 des Einbauventil-Kolbens 1 zu fließen.The opposite end of the spring chamber 15 of the pressure balance piston 13 is via the axial piston bore 19 with damping aperture 20 , the transverse bore 18 and annular channel 25 for connection P1 and from here on via aperture 12 , the open connection P - A of 3/2 -Way seat valve 21 , control line 8 , control chamber 15 and from here via control line 7 to the spring chamber 3 of the built-in valve pressure relieved. The spring 14 moves the piston 13 in the opening direction, the control cross section between the control edges 16 and 17 is opened and the control volume flow starts to flow to the spring chamber 3 of the cartridge valve piston 1 .

Das Druckgefälle an der jetzt durchströmten Blende 12 wird durch die Druckwaage 22 entsprechend dem Verhältnis aus Kraft der Fe der 14 zu der druckbeaufschlagten Querschnittsfläche des Kolbens 13 im gesamten Verlauf des Druckausgleiches zwischen den beiden einander gegenüberliegenden Stirnflächen des Einbauventil-Kol bens 1 und der unmittelbar darauffolgenden Schließbewegung des Einbauventil-Kolbens 1 konstant gehalten.The pressure drop at the orifice 12 now flowed through the pressure compensator 22 in accordance with the ratio of the force of the Fe 14 to the pressurized cross-sectional area of the piston 13 throughout the course of the pressure compensation between the two opposing end faces of the built-in valve piston 1 and the one immediately following Closing movement of the built-in valve piston 1 kept constant.

Bei Beendigung des Schließvorganges wird der Einbauventilkolben 1 durch den Steuerdruck p_x auf seinem Sitz in Buchse 2 gehalten, die Verbindung A - B des 2-Wege-Einbauventiles ist gesperrt.At the end of the closing process, the installation valve piston 1 is held in its seat in socket 2 by the control pressure p _x , the connection A - B of the 2-way installation valve is blocked.

Wenn der Einbauventil-Kolben 1 seine Endlage (Schließstellung) erreicht hat, kann kein Steuer-Volumenstrom mehr fließen, und der Druckwaage-Kolben 13 wird durch die Kraft der Feder 14 bis zu seinem Anschlag in Öffnungsrichtung verschoben (Steuerquerschnitt 16-17 voll geöffnet).When the cartridge valve piston 1 has reached its end position (closed position), the control volume flow can no longer flow, and the pressure compensator piston 13 is moved by the force of the spring 14 until it stops in the opening direction (control cross-section 16-17 fully open) .

Die Schließzeit des Einbauventil-Kolbens 1 wird somit durch den in der Zeiteinheit konstanten Volumenstrom über Blende 12, der für das Auffüllen des Steuerraumes 3 im Verlauf der Schließbewe gung des Einbauventil-Kolbens 1 notwendig ist, bestimmt. The closing time of the built-in valve piston 1 is thus determined by the constant volume flow via orifice 12 , which is necessary for filling the control chamber 3 during the closing movement of the built-in valve piston 1 .

Das Druckgefälle an Blende 12 wird unabhängig von der Druckhöhe des Steuerdruckes p_x in Leitung 11 (bei externer Steuerung) bzw. von der Druckhöhe in den Hauptleitungen A und B des 2-Wege-Ein bauventils (bei interner Steuerung) weitgehend konstant gehal ten. Geringfügige Abweichungen bei veränderlichem Steuerdruck p_x oder veränderlichem Lastdruck in A bzw. B ergeben sich auf grund der Regelabweichung des Stromreglers 22, der Viskosität und Kompressibilität des Hydraulikmediums sowie der mit dem Druck veränderlichen Reibkräfte an Kolben 1 und 13.The pressure drop at orifice 12 is kept largely constant regardless of the pressure level of the control pressure p _x in line 11 (with external control) or the pressure level in main lines A and B of the 2-way cartridge valve (with internal control). Minor deviations in the case of variable control pressure p _x or variable load pressure in A or B result from the control deviation of the flow regulator 22 , the viscosity and compressibility of the hydraulic medium and the friction forces on pistons 1 and 13 that change with the pressure.

Für die leckölfreie Abdichtung des Anschlusses B bzw. des Steu erraumes 3 wird am Außendurchmesser des Einbauventil-Kolbens 1 eine Dichtung 5 vorgesehen. Der Einfluß der Dichtung 5 (Glydring) auf die Schließzeit ist vernachlässigbar gering.A seal 5 is provided on the outside diameter of the built-in valve piston 1 for the leak-oil-free sealing of the connection B or the control chamber 3 . The influence of seal 5 (Glydring) on the closing time is negligible.

Bei Kenntnis der für die Schließbewegung des Einbauventil-Kol bens 1 notwendigen Zunahme des Ölvolumens im Steuerraum 3 und dem kostanten Druckgefälle an Blende 12 kann die Schließzeit durch Auswahl des Blendendurchmessers mit guter Annäherung vor ausbestimmt werden.Knowing the increase in the oil volume in the control chamber 3 and the costly pressure drop at orifice 12 necessary for the closing movement of the built-in valve piston 1 , the closing time can be determined by selecting the orifice diameter with good approximation.

Die Blende 12 kann auch als einstellbare, variable Drossel aus geführt werden. Gleichermaßen kann die Vorspannkraft der Druck waage-Feder 14 durch eine geeignete Vorrichtung einstellbar vor gesehen werden.The aperture 12 can also be performed as an adjustable, variable throttle. Likewise, the biasing force of the pressure balance spring 14 can be seen adjustable by a suitable device.

Mit der einstellbaren neuen Ausführung (durch Veränderung der Blende 12 oder der Vorspannkraft der Feder 14) kann die Schließ zeit des 2-Wege-Einbauventiles direkt an der Hydraulik-Anlage optimal eingestellt werden.With the adjustable new version (by changing the panel 12 or the preload force of the spring 14 ), the closing time of the 2-way cartridge valve can be optimally set directly on the hydraulic system.

In den Fig. 3 und 4 sind die Ausführungsbeispiele nach Fig. 1 und 2 dargestellt, wobei anstatt der Schnittdarstellung der Druckwaage 22 ein entsprechendes Symbol gesetzt wurde.In FIGS. 3 and 4, 1 and 2, the embodiments of FIGS., In which an icon has been set instead of the sectional view of the pressure scale 22.

Die Ausführungsbeispiele nach Fig. 5 (externe Steuerung) und 6 (interne Steuerung) unterscheiden sich von denen nach Fig. 1 und 2 insbesondere dadurch, daß in der Steuerleitung 11 eine Blende 28 vorgesehen ist und daß aus Steuerleitung 10 vor der Blende 12 eine Steuerleitung 26 zu einem direktgesteuerten Druckbegren zungsventil 27 abgezweigt ist.The exemplary embodiments according to FIG. 5 (external control) and 6 (internal control) differ from those according to FIGS. 1 and 2 in particular in that an orifice 28 is provided in the control line 11 and that a control line is provided in front of the orifice 12 from the control line 10 26 is branched to a directly controlled pressure limiting valve 27 .

Diese weitere Anwendungsmöglichkeit der erläuterten Schaltung bietet sich im Bereich der vorgesteuerten Druckbegrenzungs ventile mit Wegeventil-Entlastung (DBW) an, bzw. bei 2-Wege-Ein bauventilen mit Druckbegrenzungs- und -entlastungsfunktion.This further application of the circuit explained offers itself in the field of pre-controlled pressure limitation valves with directional valve relief (DBW), or with 2-way on Construction valves with pressure limiting and relief functions.

Am Ausgang P1 der Druckwaage 22 zweigt aus Steuerleitung 10 vor der Blende 12 die Steuerleitung 26 zum direktgesteuerten Vor steuer-Druckbegrenzungsventil 27 ab. In der Steuerleitung 11 muß zusätzlich eine Blende 28 zur Begrenzung des Steuer-Volumen stromes vorgesehen werden. Zur Dämpfung des Entlastungsschlages beim plötzlichen Öffnen des Einbauventil-Kolbens 1 (Wegeventil 21 in gezeichneter Stellung, A - T geöffnet, P gesperrt) kann in Leitung 9 ebenfalls eine Blende 29 vorgesehen werden. Beim Betä tigen des Wegeventiles 21 (P - A geöffnet, T gesperrt) wird die Schließzeit des Einbauventil-Kolbens 1 (Hauptventil) durch das von der Druckwaage 22 geregelte konstante Druckgefälle an Blende 12 bestimmt.At the output P1 of the pressure compensator 22 , the control line 26 branches off from the control line 10 upstream of the orifice 12 to the directly controlled pre-control pressure relief valve 27 . In the control line 11 , an aperture 28 must also be provided to limit the control volume flow. A line 29 can also be provided in line 9 to dampen the relief shock when the installation valve piston 1 suddenly opens (directional valve 21 in the drawn position, A - T open, P blocked). When actuating the directional control valve 21 (P - A open, T blocked), the closing time of the built-in valve piston 1 (main valve) is determined by the constant pressure drop at orifice 12 regulated by the pressure compensator 22 .

In bestimmten Anwendungsfällen, wo größere Schließzeiten er wünscht sind, können diese durch Anpassen des Durchmessers der Blende 12 oder der Vorspannkraft der Feder 14 realisiert werden.In certain applications, where longer closing times are desired, these can be realized by adapting the diameter of the diaphragm 12 or the biasing force of the spring 14 .

Zusammenfassend kann man folgendes sagen:
In herkömmlicher Weise wird die Schließzeit von vorgesteuerten 2-Wege-Enbauventilen durch eine oder beide der folgenden Maßnah men beeinflußt:In summary, one can say the following:
In a conventional manner, the closing time of pilot operated 2-way built-in valves is influenced by one or both of the following measures:

- Throttling of the control chamber (spring-side piston chamber) led volume flow through a nozzle.
- Increase the volume of the control room by an additional dead volume or a memory.

Bei beiden Maßnahmen bleibt die Schließzeit abhängig von der Höhe des Steuerdruckes und dem Druck am Ventileingang und -aus gang.With both measures, the closing time remains dependent on the Height of the control pressure and the pressure at the valve inlet and outlet gear.

Dieser Nachteil wird durch die Anordnung eines 2-Wege-Strom-Reg lers mit geschlossener Ausgangsstellung in die Steuerleitungen des Einbauventiles beseitigt.This disadvantage is caused by the arrangement of a 2-way current reg lers with closed starting position in the control lines of the cartridge valve eliminated.

Durch eine entsprechende Auswahl, bzw. Einstellung des Drossel querschnittes der Blende oder der Vorspannkraft der Feder des Stromreglerkolbens (Druckwaage) kann die gewünschte Schließzeit eingestellt werden. Die eingestellte Schließzeit bleibt weitge hend unabhängig von der Höhe des Steuerdruckes und der Druckhöhe am Ein- und Ausgang des Einbauventiles, unter der Voraussetzung eines konstanten Volumenstromes in den Hauptleitungen des Ein bauventils.By selecting or adjusting the throttle accordingly cross section of the aperture or the biasing force of the spring of the Flow regulator piston (pressure compensator) can set the desired closing time can be set. The set closing time remains wide regardless of the level of the control pressure and the pressure level at the inlet and outlet of the built-in valve, provided that a constant volume flow in the main lines of the on construction valve.

Von besonderer Bedeutung für eine gute Funktion ist die ge schlossene Ausgangsstellung des Druckwaagekolbens, dadurch wer den "Anfahrsprünge" in der Stromregelfunktion vermieden und so mit eine konstante Schließgeschwindigkeit des Einbauventil kolbens gewährleistet.The ge is of particular importance for a good function closed initial position of the pressure compensating piston, thereby who the "jumps" in the current control function avoided and so with a constant closing speed of the cartridge valve piston guaranteed.

Der Stromregler in der Steuerleitung kann sowohl bei externer Vorsteuerung (Fremdversorgung) als auch bei interner Vor steuerung (Eigenversorgung) angewendet werden.The current controller in the control line can be used with external Feedforward control (external supply) as well as internal feedforward control control (self-sufficiency) can be applied.

Während in Fig. 1 und 2 die ausführlichen Schaltbilder des 2- Wege-Einbauventiles mit einstellbarer, druckunabhängiger Schließzeit bei externer und interner Steuerung dargestellt sind, zeigen die Fig. 3 und 4 die vereinfachten Schaltbilder.While the detailed circuit diagrams of the 2-way cartridge valve with adjustable, pressure-independent closing time for external and internal control are shown in FIGS . 1 and 2, FIGS . 3 and 4 show the simplified circuit diagrams.

Im wesentlichen besteht die Schaltung aus einem 2/2-Wege-Einbau ventil-Einsatz (Kolben 1, Buchse 2 und Feder 4), dem Vorsteuer- Wegeventil oder Wege-Sitzventil 21 mit austauschbarer Einsteck blende 12 und Druckwaage 22 (Kolben 13, Feder 14, Gehäuse 23). Essentially, the circuit consists of a 2/2-way built-in valve insert (piston 1 , socket 2 and spring 4 ), the pilot directional valve or directional seat valve 21 with interchangeable plug-in orifice 12 and pressure compensator 22 (piston 13 , spring 14 , housing 23 ).

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Versorgung mit Steuer- Volumenstrom des federseitigen Steuerraumes 3 des Einbauventiles im gesamten Verlauf der Schließbewegung des Einbauventilkolbens 1 über die Druckwaage 22, gebildet aus Kolben 13, Feder 14 und Gehäuse 23 und die der Druckwaage 22 nachgeschaltete austausch bare oder einstellbare Blende 12 erfolgt, und daß die Druckwaage 22 in Ausgangsstellung geschlossen ist.According to the invention it is provided that the supply with control volume flow of the spring-side control chamber 3 of the cartridge valve in the entire course of the closing movement of the cartridge valve piston 1 via the pressure compensator 22 , formed by piston 13 , spring 14 and housing 23 and the pressure compensator 22 connected downstream exchange or adjustable Aperture 12 takes place and that the pressure compensator 22 is closed in the starting position.

Die Druckwaage 22 mit Blende 12 bildet einen 2-Wege-Stromregler, somit bleibt der dem federseitigen Steuerraum des Kolbens 1 zu geführte Steuer-Volumenstrom in der Zeiteinheit konstant im ge samten Verlauf der Schließbewegung des Einbauventilkolbens 1.The pressure compensator 22 with orifice 12 forms a 2-way flow controller, so that the control volume flow to the spring-side control chamber of the piston 1 remains constant in the time unit in the entire course of the closing movement of the built-in valve piston 1 .

Die Schließzeit des Einbauventilkolbens 1 ist für einen be stimmten Durchmesser der Blende 12, Kolbendurchmesser 13 und Vorspannkraft der Feder 14 konstant und unabhängig von der Höhe des Steuerdruckes p_x, unter der Voraussetzung eines konstanten Volumenstromes über die Hauptleitungen des Einbauventils 100.The closing time of the built-in valve piston 1 is constant for a certain diameter of the orifice 12 , piston diameter 13 and biasing force of the spring 14 and is independent of the level of the control pressure p _x , provided a constant volume flow through the main lines of the built-in valve 100 .

Durch Verändern des Durchmessers der Blende 12 oder der Vor spannkraft der Feder 14 kann die Schließzeit des Einbauventil kolbens 1 verändert bzw. den Erfordernissen angepaßt werden.By changing the diameter of the diaphragm 12 or the pre-tensioning force of the spring 14 , the closing time of the built-in valve piston 1 can be changed or adapted to the requirements.

Die Schließzeit-Einstellung durch die Steuer-Volumensstrom regelung an Blende 12 durch Druckwaage 22 kann sowohl bei exter ner als auch bei interner Steuerung des 2-Wege-Einbauventiles angewendet werden.The closing time setting by the control volume flow control on orifice 12 by pressure compensator 22 can be used both with external ner and with internal control of the 2-way cartridge valve.

Claims

1. Pilot-operated two-way valve with an open and a closed switching position, with a main valve piston ( 1 ) acted upon by the pressure (p _A ) in a pressure line (A) in the opening direction, and by the force of a spring ( 4 ) and the pressure in the closing direction is loaded in a rear control chamber ( 3 ) with a pilot valve ( 21 ) to which control fluid with a control pressure (p _x ) is supplied from a first control line ( 11 ) via an orifice plate ( 12 ) and that via a second control line ( 7 , 8 ) is connected to the control chamber ( 3 ), whereby in a first switching position of the pilot valve ( 21 ) the first control line ( 11 ), seen in the direction of its flow behind the orifice ( 12 ), with the control chamber ( 3 ) of the main valve piston ( 1 ) leading, second control line ( 7 , 8 ) for the metered supply of the control liquid to the control chamber ( 3 ) and in a second switching position of the pilot valve ( 21 ) the connector the first control line ( 11 ) with the second control line ( 7 , 8 ) is interrupted and the second control line ( 7 , 8 ) is connected to the tank without pressure, characterized in that in the first control line ( 11 ) in front of the cover ( 12 ) and a hydraulic pressure compensator ( 22 ) which is closed in the second switching position of the pilot valve ( 21 ) is switched into the second control line ( 7 , 8 ).

2. Pilot-operated two-way valve according to claim 1, characterized in that the hydraulic pressure compensator ( 22 ) consists of a in a bore of a housing ( 23 ) displaceable piston ( 13 ) in the second switching position of the pilot valve ( 21 ) in the closing direction below the control pressure (p _x ) in the first control line ( 11 ) and in the opening direction under the force of a spring ( 14 ) and under the tank pressure of the second control line ( 7 , 8 ) prevailing in the spring chamber ( 15 ).

3. Pilot-operated two-way valve according to claim 2, characterized in that the housing ( 23 ) has a connection (P2) for the incoming first control line ( 11 ) and a first annular chamber ( 24 ) for receiving the control pressure (p _x ) that a second annular chamber ( 25 ) is provided on the piston ( 13 ) such that the first annular chamber ( 24 ) forms a control edge ( 17 ) and the second annular chamber ( 25 ) forms a control edge ( 16 ), and that the two control edges ( 16 , 17 ) interact when opening and closing.

4. The pilot-operated two-way valve according to claim 3, characterized in that in the piston (13) in its annular chamber (25) a transverse bore (18) and which outgoing a leading to a pressurized in the closing direction end face of the piston (13) longitudinal bore (19) with a damping diaphragm ( 20 ) is provided.

5. Pilot-operated two-way valve according to claim 3 or 4, characterized in that in the housing ( 23 ) has a connection (P1) for the branch ( 10 ) of the first control line ( 10 ) leading to the orifice ( 12 ) and to the pilot valve ( 21 ). 11 ) is provided.

6. Pilot-operated two-way valve according to one of claims 2 to 5, characterized in that on the housing ( 23 ) each have a connection (A1) for a first branch ( 8 ) and a connection (A2) for a second branch ( 7 ) second control line ( 7 , 8 ) is provided.

7. Pilot-operated two-way valve according to one of claims 1 to 5, characterized in that the diaphragm ( 12 ) is interchangeable or adjustable.

8. Pilot-operated two-way valve according to one of claims 2 to 6, characterized in that the spring ( 14 ) of the piston ( 13 ) is adjustable.

9. Pilot-operated two-way valve according to one of claims 1 to 8, characterized in that from the first control line ( 11 ) between the orifice ( 12 ) and pressure compensator ( 22 ) leads to a directly controlled pilot pressure relief valve ( 27 ) third control line ( 26 ) is branched off ( FIGS. 5, 6) and a throttle ( 28 ) is provided in the first control line ( 11 ), in the direction of its flow, in front of the pressure compensator ( 22 ).

10. Pilot-operated two-way valve according to one of claims 1 to 9, characterized in that in an from the pilot valve ( 21 ) leading to a tank (T) return line ( 9 ) an orifice ( 29 ) is turned on ( Fig. 5, 6) .

11. Pilot-operated two-way valve according to claim 9 and / or 10, characterized in that one or both orifices ( 28 , 29 ) are interchangeable or adjustable.