DE4224469A1 - Hydraulic directional control valve in piston spool design - Google Patents

Hydraulic directional control valve in piston spool design

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DE4224469A1
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hydraulic directional
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DE4224469A
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Eckard Schuttenberg
Berthold Dipl Ing Pfuhl
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Robert Bosch GmbH
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/04Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
    • F15B13/0401Valve members; Fluid interconnections therefor
    • F15B13/0402Valve members; Fluid interconnections therefor for linearly sliding valves, e.g. spool valves

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem hydraulischen Wegeventil in Kolben­ schieber-Bauweise nach der im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher an­ gegebenen Gattung.The invention is based on a hydraulic directional valve in pistons slide construction according to the preamble of claim 1 closer given genus.

Gattungsgemäße Wegeventile sind durch die DE 27 17 384 C2 sowie die DE-GM 88 01 058 bekanntgeworden. Bei diesen hydraulischen Wegeven­ tilen handelt es sich um sogenannte Stetigventile, bei welchen eine Feinsteuerbarkeit des Ventils dadurch gegeben ist, daß die Steuer­ kanten im wesentlichen dreiecksförmige Steuerkerben aufweisen, die bezogen auf den Querschnitt der Steuerflächen zumeist die räumliche Form eines Halbkegels, einer Halbpyramide oder eine ähnliche Form aufweisen. Mit solchen Steuerkerben, die sich über den vollen Hubbe­ reich des Längsschiebers erstrecken, läßt sich eine Feinsteuerung des Ventils mit der gewünschten Genauigkeit erzielen. Mit solchen Geometrien der Steuerkerben läßt sich vor allem im Bereich kleiner Öffnungsquerschnitte und damit im Bereich kleiner Druckmittelströme ein quadratischer Verlauf des Volumenstromes über dem Hub erreichen. Von Nachteil bei diesen Steuerkerben ist nun, daß mit steigendem Vo­ lumenstrom der Einfluß der Verluste im Ventilgehäuse immer großer wird und dadurch der Verlauf der Kennlinie sich abflacht. Die Kenn­ linie des Volumenstroms geht daher in mittleren Sollwertbereichen meist in einen geraden Abschnitt über und kann bei voller Aussteue­ rung des Wegeventils einen degressiven Endabschnitt aufweisen, bei dem also die Steigung abnimmt. Ein solcher Kennlinienverlauf ist vor allem bei Bremsvorgängen von großen Massen ungünstig, wo üblicher­ weise zuerst schnell und anschließend langsam abgebremst werden soll. Ferner ist es unerwünscht, daß die bei solchen Ventilen üblich auftretende Drift bei kleineren Sollwertgrößen zu größeren relativen Fehlern führt.Generic directional valves are described in DE 27 17 384 C2 and DE-GM 88 01 058 become known. With these hydraulic Wegeven tilen are so-called continuous valves, in which one Fine controllability of the valve is given by the fact that the tax edges have substantially triangular control notches that based on the cross-section of the control surfaces mostly the spatial Shape of a half-cone, a half-pyramid or a similar shape exhibit. With such control notches that extend over the full stroke extend the longitudinal slide, a fine control can of the valve with the desired accuracy. With such Geometries of the control notches can be reduced especially in the area Opening cross sections and thus in the area of small pressure medium flows achieve a quadratic course of the volume flow over the stroke. The disadvantage of these control notches is that with increasing Vo  lumen flow the influence of the losses in the valve housing is always greater and the course of the characteristic curve flattens out. The Kenn The volume flow line therefore goes in the middle of the setpoint ranges mostly in a straight section and can with full control tion of the directional valve have a degressive end section, at so the slope decreases. Such a characteristic curve is before especially unfavorable when braking from large masses, where more usual first be slowed down quickly and then slowly should. Furthermore, it is undesirable that the usual in such valves Drift occurring with smaller setpoint sizes to larger relative ones Leads to mistakes.

Ferner ist aus der DE 35 15 563 C1 ein hydraulisches Wegeventil in Kolbenschieber-Bauweise bekannt, an dessen Steuerschieber das Ver­ laufsbild der Steuerkanten dem Verlauf einer Sinusfunktion ent­ spricht. Mit dieser Steuerkantengeometrie soll bei guter Feinsteuer­ barkeit des Ventils eine sprunghafte Änderung der Strömungskräfte vermieden werden. Obwohl hier die Strömungskräfte in Abhängigkeit vom Öffnungsquerschnitt einen progressiv knickfreien Verlauf haben, hat auch dieses Wegeventil den Nachteil, daß der Volumenstrom keine quadratische Funktion über den gesamten Sollwertbereich ergibt. Die Kennlinie für den Volumenstromverlauf bildet hier über dem Sollwert­ bereich im wesentlichen eher eine Gerade. Auch ist hier die Fein­ fühligkeit bei kleinen Volumenströmen begrenzt, da durch den sinus­ förmigen Verlauf der Steuerkanten die Volumenstromkennlinie mit einer definierten Steigung beginnt.Furthermore, from DE 35 15 563 C1 a hydraulic directional valve in Piston spool construction known, on the spool of which the Ver motion picture of the control edges along the course of a sine function speaks. With this control edge geometry you should have good fine control Ability of the valve a sudden change in flow forces be avoided. Although here the flow forces are dependent have a progressively kink-free course from the opening cross-section, This directional valve also has the disadvantage that the volume flow is none quadratic function over the entire setpoint range. The The characteristic curve for the flow rate curve forms above the setpoint essentially a straight line. Here is the fine too sensitivity with small volume flows limited because of the sine shaped course of the control edges with the volume flow characteristic a defined slope begins.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Das erfindungsgemäße hydraulische Wegeventil in Kolbenschieber-Bau­ weise mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat dem­ gegenüber den Vorteil, daß es eine quadratische Funktion für den Vo­ lumenstrom über den gesamten Hubbereich ergibt. Durch diese Ausbil­ dung der Steuerkerben läßt sich der Einfluß der Gehäuseverluste so kompensieren, daß die Volumenstrom-Kennlinie einen stetig ansteigen­ den, im wesentlichen quadratischen Verlauf im Bereich von 0 bis 100% des Sollwertes aufweist. Der quadratische Volumenstromverlauf ist besonders vorteilhaft für die Steuerung von großen Massen, insbeson­ dere bei deren Beschleunigen und Abbremsen. Durch die stetig anstei­ gende Volumenstrom-Kennlinie läßt sich das Wegeventil im Zusammen­ hang mit einer einfacheren Steuerelektronik verwenden. Weiterhin er­ laubt die Geometrie der Steuerkerben bei kleinen Druckmittelströmen eine besonders genaue und feinfühlige Steuerung. Ein weiterer Vor­ teil des Wegeventiles ist, daß die bei solchen Ventilen üblich auf­ tretende Drift im Bereich kleiner Aussteuerung einen geringeren Ein­ fluß hat. Günstig ist ferner, daß die Steuerkerben keine Unstetig­ keiten aufweisen, wie dies bei zusammengesetzten Kerbenformen am Übergang der Kerbenformen der Fall ist. Zudem läßt sich der Steuer­ schieber mit diesen Steuerkerben relativ einfach und kostengünstig herstellen.The hydraulic directional control valve according to the invention in spool construction wise with the characteristic features of the main claim has the  compared to the advantage that it has a quadratic function for the Vo lumen flow over the entire stroke range. Through this training the influence of the housing losses can be so compensate that the volume flow characteristic increases steadily the, essentially quadratic course in the range from 0 to 100% of the target value. The square volume flow is particularly advantageous for the control of large masses, in particular when accelerating and braking. Due to the steadily increasing directional valve, the directional control valve can be combined Use slope with a simpler control electronics. He continues leaves the geometry of the control notches with small pressure medium flows a particularly precise and sensitive control. Another before part of the directional control valve is that the usual in such valves occurring drift in the area of small modulation a lower on has river. It is also favorable that the tax notches are not discontinuous have, as is the case with composite notch shapes Transition of the notch shapes is the case. In addition, the tax slide with these control notches relatively easy and inexpensive produce.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor­ teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Wegeventils möglich.The measures listed in the subclaims provide for partial further training and improvements of the main claim specified directional valve possible.

Zeichnungdrawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge­ stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigenAn embodiment of the invention is shown in the drawing represents and explained in more detail in the following description. It demonstrate

Fig. 1 ein gattungsgemäßes hydraulisches Wegeventil in einer vereinfachten Darstellung, Fig. 2 eine Ansicht des erfindungsge­ mäßen Längsschiebers mit einem Teil der angrenzenden, gehäusefesten Steuerkammern, Fig. 3 eine perspektivische Darstellung des Längs­ schiebers nach Fig. 2 und Fig. 4 die Kennlinie für den Volumen­ stromverlauf über dem Sollwert Hub für das erfindungsgemäße Wege­ ventil. Fig. 1 shows a generic hydraulic directional control valve in a simplified representation, Fig. 2 is a view of the longitudinal slide fiction, contemporary with part of the adjacent, housing-fixed control chambers, Fig. 3 is a perspective view of the longitudinal slide according to Fig. 2 and Fig. 4, the characteristic for the volume flow curve above the setpoint stroke for the directional valve according to the invention.

Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment

In Fig. 1 ist die sogenannte Hauptstufe eines hydraulischen Ste­ tig-Wegeventils 10 mit Richtungssteuerung in Kolbenschieber-Bauweise dargestellt, welche durch eine nicht näher gezeichnete Vorsteuerung ansteuerbar ist. Das Wegeventil 10 weist ein Gehäuse 11 auf, in dem ein Längsschieber 12 dichtend und gleitend geführt ist. Der Längs­ schieber 12 ist durch zwei sich am Gehäuse 11 abstützende Zentrier­ federn 13 in seiner Mittelstellung gehalten, wobei an den sich ge­ genüberliegenden Enden des Längsschiebers 12 im Gehäuse 11 Druck­ räume 14 zur Aufnahme der Zentrierfedern 13 ausgebildet sind. Die Druckräume 14 weisen Bohrungen 15 auf, welche jeweils eine Verbin­ dung zu der nicht dargestellten hydraulischen Vorsteuerung her­ stellen.In Fig. 1, the so-called main stage of a hydraulic Ste tig directional control valve 10 is shown with directional control in spool design, which can be controlled by a pilot control, not shown. The directional control valve 10 has a housing 11 in which a longitudinal slide 12 is guided in a sealing and sliding manner. The longitudinal slide 12 is defined by two supported on the housing 11, centering springs 13 held in its central position, wherein the GE genüberliegenden ends of the longitudinal slide 12 in the housing space 11 pressure 14 are formed for receiving the centering springs. 13 The pressure chambers 14 have bores 15 , each of which provides a connection to the hydraulic pilot control, not shown.

In dem Gehäuse 11 des Wegeventils 10 ist eine axiale Schieberbohrung 16 für den Längsschieber 12 ausgebildet. Der Längsschieber 12 weist in vorliegendem Fall 3 mit Abstand zueinander angeordnete umlaufende Ausnehmungen 17 auf, so daß sich dazwischen zwei den vollen Kolben­ querschnitt aufweisende Kolbenabschnitte 18 ergeben. Die Ausneh­ mungen 17 umfassen ringförmig einen Kolbenkern 19, so daß sich vom Kolbenkern 19 radial abstehende, stirnseitige Steuerflächen 21 an den Kolbenabschnitten 18 ergeben, deren äußerer Rand als Steuerkante 22 dichtend an der Innenfläche der axialen Schieberbohrung 16 glei­ tet. In der in Fig. 1 gezeigten, dem gattungsgemäßen Stand der Technik entsprechenden Darstellung, weisen die Steuerkanten 22 drei­ eckförmige Ausnehmungen 23 auf, von denen mehrere mit Abstand zuein­ ander im Verlauf der den Kolbenabschnitt 18 umfahrenden Steuerkante 22 angeordnet sind. Die Aussparungen 22 haben in Richtung auf den Kolbenkern hin eine an sich bekannte, im wesentlichen halbkegelför­ mige Gestalt. An axial slide bore 16 for the longitudinal slide 12 is formed in the housing 11 of the directional control valve 10 . The longitudinal slide 12 in the present case 3 has circumferential recesses 17 which are arranged at a distance from one another, so that there are two piston sections 18 with the full piston cross section between them. The Ausneh lines 17 include a piston core 19 so that radially projecting from the piston core 19 , end face control surfaces 21 on the piston sections 18 result, the outer edge as a control edge 22 sealingly on the inner surface of the axial slide bore 16 slides. In the representation corresponding to the generic state of the art shown in FIG. 1, the control edges 22 have three corner-shaped recesses 23 , several of which are arranged at a distance from one another in the course of the control edge 22 surrounding the piston section 18 . The recesses 22 have a known in the direction of the piston core, substantially semi-conical shape.

Gehäuseseitig ist der Längsschieber 12 umgeben von im Gehäuse 11 ausgebildeten, den Längsschieber 12 ringförmig umschließenden Steuerkammern 24, welche über Anschlußbohrungen 25 bis 28 mit außer­ halb des Wegeventils liegenden und daher nicht dargestellten Aggre­ gaten wie Tank, Pumpe, Verbraucher verbunden sind. Dabei sind mit 25 der Anschluß zum Tank, mit 26 der Anschluß zur Pumpe und mit 27 und 28 je ein Anschluß zu einem Verbraucher bezeichnet. Zwischen den an der Schieberbohrung 16 im Gehäuse 11 ausgesparten Steuerkammern 24 sind Gehäusestege 29 angeordnet, welche mit den Steuerkanten 22 des Längsschiebers 12 bei dessen axialer Bewegung zusammenwirken. In üb­ licher Weise sind die beiden außen liegenden Steuerkammern 24 über einen Steuerkanal 31 miteinander verbunden und damit auch mit der Anschlußbohrung 25 zum Tank.On the housing side, the longitudinal slide 12 is surrounded by control chambers 24 formed in the housing 11 and enclosing the longitudinal slide 12 in an annular manner, which control gates, such as tank, pump, consumer, are connected via connection bores 25 to 28 to outside of the directional control valve and therefore not shown. 25 are the connection to the tank, 26 to the connection to the pump and 27 and 28 each to a connection to a consumer. Between the control chambers 24 recessed on the slide bore 16 in the housing 11 , housing webs 29 are arranged which cooperate with the control edges 22 of the longitudinal slide 12 during its axial movement. In ü Licher way, the two external control chambers 24 are connected to each other via a control channel 31 and thus also with the connection bore 25 to the tank.

In Fig. 2 ist nun die erfindungsgemäße Ausbildung des Längs­ schiebers 12 dargestellt, und zwar in Form einer Ansicht des Längs­ schiebers 12 in Verbindung mit einem Teilausschnitt der gehäuse­ festen Steuerkammern 24. Beim erfindungsgemäßen Längsschieber 12 sind anstelle der Ausnehmungen 23 nach Fig. 1 nunmehr Steuerkerben 32 angeordnet, deren Form und Ausbildung aus Fig. 2 in Verbindung mit Fig. 3 erkennbar ist. Die Steuerkerben 32 für das für 4-Wege ausgebildete Ventil sind untereinander im Prinzip gleich ausgebil­ det, so daß im folgenden eine einzige Steuerkerbe 32 beschrieben wird. Die Steuerkerbe 32 weist im Kerbenbeginn eine Dreiecksform auf. Ferner weist die Steuerkerbe 32 eine zwischen der Mantelfläche 33 des Kolbenabschnitts 18 und der Längsachse des Längsschiebers 12 verlaufende Grundfläche 34 auf, die auf einem Durchmesser liegt, der geringfügig größer ist als der Durchmesser des Kolbenkerns 19. Die Grundfläche 34 weist dabei ebenfalls eine Dreiecksform auf, wobei sich deren Schenkel zu der stirnseitigen Steuerfläche 21 hin öffnen und dabei im wesentlichen im Bereich eines spitzen Winkels ver­ bleiben. Von der Grundfläche 34 aus verlaufen Seitenwände 35 nach außen hin zur Mantelfläche 33, wobei die Steuerkerbe 32 in der äußeren Mantelfläche 33 eine schmetter­ lingsförmige Mantelöffnung 36 bildet und damit eine geometrische Form aufweist, mit der ein quadratischer Volumenstromverlauf ermög­ licht wird. Die Seitenwände 35 sind dabei so ausgebildet, daß sich ihr Abstand in radialer Richtung und in Längsrichtung gesehen zu­ nehmend vergrößert, so daß der von der Steuerkerbe 32 gebildete Durchflußquerschnitt eine mehrdimensionale Erweiterung erfährt. Die von der Steuerkerbe 32 in der äußeren Mantelfläche 33 gebildete Man­ telöffnung 36 verläuft daher trichterförmig, liegt in radialer Richtung gesehen über der Grundfläche 34 und ist beträchtlich größer als diese Grundfläche 34. Durch diese Geometrie der Steuerkerbe 32 entspricht der Volumenstromverlauf über diese Steuerkerbe einer Funktion höherer Ordnung, die hier mindestens der vierten Ordnung entspricht. Wie die Fig. 2 in Verbindung mit der perspektivischen Darstellung des Längsschiebers 12 nach Fig. 3 deutlich zeigt, sind an dem rechten Kolbenabschnitt 18 an dessen beiden Steuerflächen 21 jeweils zwei Steuerkerben 32 diametral zueinander angeordnet. Ferner sind am linken Kolbenabschnitt 18 an dessen beiden Steuerflächen 21 jeweils vier Steuerkerben 32 gleichmäßig längs des Umfangs verteilt angeordnet, wobei deren Öffnungsquerschnitt entsprechend der größe­ ren Anzahl der Steuerkerben kleiner ausgebildet ist. Um die Kompen­ sierung der Gehäusewiderstände weiter zu verbessern ist an den stirnseitigen Steuerflächen 21 jeweils ein Hinterschnitt 37 angeord­ net, der hier als angedrehter umlaufender Konus ausgebildet ist.In Fig. 2, the inventive design of the longitudinal slide 12 is now shown, in the form of a view of the longitudinal slide 12 in connection with a partial section of the housing-fixed control chambers 24th In the longitudinal slide 12 according to the invention, instead of the recesses 23 according to FIG. 1, control notches 32 are now arranged, the shape and design of which can be seen from FIG. 2 in connection with FIG. 3. The control notches 32 for the 4-way valve are in principle identical to each other, so that a single control notch 32 is described below. The control notch 32 has a triangular shape at the beginning of the notch. Furthermore, the control notch 32 has a base surface 34 , which extends between the lateral surface 33 of the piston section 18 and the longitudinal axis of the longitudinal slide 12 , and which lies on a diameter which is slightly larger than the diameter of the piston core 19 . The base 34 also has a triangular shape, the legs of which open towards the front control surface 21 and remain essentially in the region of an acute angle. From the base 34 from side walls 35 extend outwards to the outer surface 33 , the control notch 32 in the outer outer surface 33 forming a butterfly-shaped jacket opening 36 and thus having a geometric shape with which a square volume flow is made possible. The side walls 35 are designed such that their spacing increases in the radial direction and in the longitudinal direction, so that the flow cross-section formed by the control notch 32 undergoes a multi-dimensional expansion. The man opening 36 formed by the control notch 32 in the outer circumferential surface 33 therefore runs in a funnel shape, is seen in the radial direction above the base 34 and is considerably larger than this base 34th Due to this geometry of the control notch 32 , the volume flow curve over this control notch corresponds to a higher-order function, which here corresponds to at least the fourth order. As clearly shown in FIG. 2 in connection with the perspective illustration of the longitudinal slide 12 according to FIG. 3, two control notches 32 are arranged diametrically to one another on the right piston section 18 on its two control surfaces 21 . Furthermore, four control notches 32 are arranged uniformly distributed along the circumference on the left piston section 18 on its two control surfaces 21 , the opening cross section of which is made smaller in accordance with the larger number of control notches. In order to further improve the compensation of the housing resistors, an undercut 37 is arranged on the front control surfaces 21 , which is designed here as a turned-on circumferential cone.

Die Wirkungsweise des Wegeventils 10 wird wie folgt erläutert, wobei die grundsätzliche Funktion eines hydraulischen Stetig-Wegeventils als an sich bekannt vorausgesetzt wird und auf die Fig. 4 Bezug ge­ nommen wird. Dabei ist in Fig. 4 der Verlauf des Volumenstromes zwischen zwei benachbarten Steuerkammern 24 über eine Steuerkerbe 32 im Verhältnis zum Sollwert aufgetragen, der hier als Hub des Längs­ schiebers 12 aufgefaßt werden kann. Dabei zeigt die Kennlinie 41 die Verhältnisse für den erfindungsgemäßen Längsschieber 12 mit einer Steuerkerbe 32, während die gestrichelte Kennlinie 42 die Verhält­ nisse für ein gattungsbildendes Ventil mit einfachen, dreieckför­ migen Aussparungen 23 veranschaulicht. Aus der Kennlinie 41 für das erfindungsgemäße Wegeventil 10 wird deutlich, daß beim Aufsteuern einer Druckmittelverbindung zwischen zwei Steuerkammern durch die Steuerkerbe 32 ein quadratischer Volumenstromverlauf an­ fänglich erzielt wird, der durch die Dreiecksform im Kerbenbeginn verursacht wird. Mit zunehmendem Aufsteuern der Steuerkerbe 32 und damit steigendem Volumenstrom bleibt dieser progressiv ansteigende Verlauf der Kennlinie 41 erhalten, auch bei maximaler Auslenkung des Steuerschiebers 12 bis zu einem Sollwert von 100%. Die mit steigen­ dem Volumenstrom stärker werdenden Einflüsse der Gehäuseverluste werden dabei durch die besondere Geometrie der Steuerkerben 32 kom­ pensiert, deren Öffnungsquerschnitt sich beim Aufsteuern nach einer Funktion Vierter Ordnung erweitert, so daß für den Volumenstrom Q über das Wegeventil 10 im wesentlichen ein quadratischer Kennlinien­ verlauf erhalten bleibt. Im Gegensatz dazu zeigt die gestrichelte Kennlinie 42 die Verhältnisse beim gattungsbildenden Stand der Tech­ nik, wo durch die Gehäuseverluste mit steigendem Volumenstrom der Kennlinienverlauf immer flacher wird und nach einem geradlinigen Ab­ schnitt schließlich einen degressiven Verlauf nimmt, bei dem sogar die Steigung abnimmt. Im Gegensatz zum gattungsbildenden Ventil mit der Kennlinie 42 können daher beim erfindungsgemäßen Wegeventil 10 die Gehäuseverluste kompensiert werden, so daß über den gesamten Aussteuerbereich näherungsweise der quadratische Verlauf der Kenn­ linie 41 sichergestellt ist.The operation of the directional control valve 10 is explained as follows, the basic function of a hydraulic continuous directional control valve being assumed to be known per se and reference being made to FIG. 4. Here, the course of the flow rate between two adjacent control chambers 24 is in Fig. 4 is applied via a control notch 32 in relation to the desired value which can be interpreted here as a hub of the longitudinal slide 12. The curve 41 shows the conditions for the inventive longitudinal slide 12 with a control groove 32, while the broken line 42 which behaves nit for a generic valve with simple dreieckför-shaped recesses 23 is illustrated. From the characteristic curve 41 for the directional control valve 10 according to the invention it is clear that when opening a pressure medium connection between two control chambers through the control notch 32 a square volume flow curve is initially achieved which is caused by the triangular shape at the beginning of the notch. With increasing opening of the control notch 32 and thus increasing volume flow, this progressively increasing course of the characteristic curve 41 is retained, even with the maximum deflection of the control slide 12 up to a desired value of 100%. The increasing with increasing volume flow influences of the housing losses are compensated by the special geometry of the control notches 32 , the opening cross section of which increases upon opening according to a fourth order function, so that for the volume flow Q via the directional control valve 10 essentially a quadratic characteristic curve preserved. In contrast, the dashed curve 42 shows the conditions in the generic state of the art technology, where the housing curve losses with increasing volume flow, the characteristic curve becomes ever flatter and after a straight line section finally takes a degressive course, in which even the slope decreases. In contrast to the generic valve with the characteristic curve 42 , the housing losses can therefore be compensated for in the directional control valve 10 according to the invention, so that approximately the square shape of the characteristic line 41 is ensured over the entire actuation range.

Der quadratische Volumenstromverlauf ist von besonderem Vorteil beim Steuern großer Massen, wo insbesondere beim Abbremsen zuerst eine schnelle und dann eine langsame Abbremsung erfolgen soll. Durch diese Ausbildung der Steuerkerben 32 wird in günstiger Weise er­ reicht, daß die Steigung der Kennlinie 41 linear mit dem Sollwert zunimmt. Dies hat zur Folge, daß kleine Volumenströme besonders feinfühlig gesteuert werden können. Außerdem ist von Vorteil, daß die bei solchen Stetig-Wegeventilen auftretende Drift im Bereich kleiner Aussteuerung einen geringeren Einfluß als bei herkömmlichen Kerben hat; zudem ist der von der Drift verursachte relative Fehler über den gesamten Sollwertbereich gleich. Die aufgezeigte Gestaltung der Steuerkerben 32 vermeidet auch Unstetigkeiten in der Kerbenform, so daß keine sprunghaften Änderungen von Funktionen wie bei zu­ sammengesetzten Kerbenformen auftreten können.The quadratic volume flow curve is of particular advantage when controlling large masses, where, especially when braking, first a rapid and then a slow braking should take place. With this design of the control notches 32 , it is favorable that the slope of the characteristic curve 41 increases linearly with the desired value. The consequence of this is that small volume flows can be controlled particularly sensitively. It is also advantageous that the drift that occurs with such continuous directional control valves in the area of small modulation has less influence than with conventional notches; in addition, the relative error caused by the drift is the same over the entire setpoint range. The design of the control notches 32 also avoids discontinuities in the notch shape, so that no abrupt changes in functions such as in notch shapes to be assembled can occur.

Der Längsschieber 12 mit den Steuerkerben 32 kann zudem relativ ein­ fach und kostengünstig hergestellt werden. So kann die Kerbenform ohne die Dreiecksspitze auf Drehautomaten, mit in Bahnregelung ein­ bezogenem Hauptantrieb kostengünstig hergestellt werden. Die Drei­ ecksspitze läßt sich anschließend relativ leicht durch Erodieren oder durch Prägen herstellen.The longitudinal slide 12 with the control notches 32 can also be produced relatively easily and inexpensively. For example, the notch shape without the triangle tip can be produced inexpensively on automatic lathes, with a main drive covered in path control. The triangle tip can then be produced relatively easily by eroding or by stamping.

Selbstverständlich sind Änderungen an der gezeigten Ausführungsform möglich, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen.Of course, changes are made to the embodiment shown possible without departing from the spirit of the invention.

Claims (14)

1. Hydraulisches Wegeventil in Kobenschieber-Bauweise mit einem Ge­ häuse, in dessen Schieberbohrung ein Längsschieber dichtend und gleitend geführt ist und bei dem in der Schieberbohrung wenigstens zwei nebeneinanderliegende Steuerkammern ausgebildet sind, die zwischen sich einen Gehäusesteg einschließen, in dem ein Kolbenab­ schnitt des Längsschiebers die Verbindung zwischen den beiden Steuerkammern steuert, wozu der Längsschieber wenigstens eine als Feinsteuerausnehmung dienende, geometrisch so ausgebildete Steuer­ kerbe aufweist, die sich über den gesamten Hubbereich des Längs­ schiebers erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkerbe (32) am Öffnungsbeginn durch eine im wesentlichen dreieckige Form einen quadratischen Volumenstromverlauf (41) aufweist und daß mit zunehmendem Öffnungshub durch mehrdimensionale Erweiterung der Steuerkerbe (32) deren Volumenstrom in eine Funktion höherer Ordnung übergeht, so daß nach Kompensation von Gehäuseverlusten ein über dem gesamten Sollwertbereich stetig und progressiv ansteigender Volumen­ stromverlauf (41) verbleibt.1. Hydraulic directional control valve in cob slide design with a Ge housing, in the slide bore a longitudinal slide is sealingly and slidably and in which at least two adjacent control chambers are formed in the slide bore, which include a housing web between them, in which a piston section of the longitudinal slide controls the connection between the two control chambers, for which purpose the longitudinal slide has at least one notch serving as a fine control recess, geometrically designed control notch which extends over the entire stroke range of the longitudinal spool, characterized in that the control notch ( 32 ) at the start of opening by an essentially triangular shape has a square volume flow ( 41 ) and that with increasing opening stroke by multi-dimensional expansion of the control notch ( 32 ) their volume flow changes into a higher order function, so that after compensation for housing losses a ü The volume flow curve ( 41 ) increases steadily and progressively over the entire setpoint range. 2. Hydraulisches Wegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkerbe (32) eine zwischen der Längsachse und der Man­ telfläche (33) des Längsschiebers (12) gelegene, im wesentlichen dreieckförmige Grundfläche (34) aufweist, die sich zu einer stirn­ seitigen Steuerfläche (21) des Kolbenabschnitts (18) hin öffnet und von welcher Grundfläche (34) aus Seitenwände (35) sich nach außen zur Mantelfläche (33) hin erstrecken, welche radial und in Längsrichtung mit sich in beiden Richtungen vergrößerndem Abstand verlaufen, wodurch in der Mantelfläche (33) des Kolbenabschnitts (18) eine über der Grundfläche (34) liegende, sich trichterförmig erweiternde Mantelöffnung (36) der Steuerkerbe (32) gebildet ist.2. Hydraulic directional valve according to claim 1, characterized in that the control notch ( 32 ) between the longitudinal axis and the man telfläche ( 33 ) of the longitudinal slide ( 12 ) located, substantially triangular base ( 34 ) which face each other Control surface ( 21 ) of the piston section ( 18 ) opens and from which base ( 34 ) from side walls ( 35 ) extend outwards to the lateral surface ( 33 ), which extend radially and in the longitudinal direction with increasing distance in both directions, whereby in The lateral surface ( 33 ) of the piston section ( 18 ) is formed with a lateral opening ( 36 ) of the control notch ( 32 ) which extends above the base surface ( 34 ) and widens in a funnel shape. 3. Hydraulisches Wegeventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der allein durch den Öffnungsquerschnitt der Steuer­ kerbe (32) bestimmte Volumenstrom mit zunehmendem Hub des Längs­ schiebers (12) in eine Funktion wenigstens vierter Ordnung übergeht.3. Hydraulic directional valve according to claim 1 or 2, characterized in that the alone through the opening cross section of the control notch ( 32 ) certain volume flow with increasing stroke of the longitudinal slide ( 12 ) passes into a function at least fourth order. 4. Hydraulisches Wegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet daß die Grundfläche (34) im wesentlichen pa­ rallel zur Längsachse des Längsschiebers (12) verläuft und insbeson­ dere in radialer Richtung in der Umfangsfläche des Kolbenkerns (19) liegt.4. Hydraulic directional control valve according to one of claims 1 to 3, characterized in that the base surface ( 34 ) runs essentially pa parallel to the longitudinal axis of the longitudinal slide ( 12 ) and in particular lies in the radial direction in the peripheral surface of the piston core ( 19 ). 5. Hydraulisches Wegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß mehrere Steuerkerben (32), insbesondere zwei bis sechs, am Umfang des Kolbenabschnitts (18) gleichmäßig ver­ teilt angeordnet sind.5. Hydraulic directional valve according to one of claims 1 to 4, characterized in that a plurality of control notches ( 32 ), in particular two to six, on the circumference of the piston section ( 18 ) are arranged evenly ver shares. 6. Hydraulisches Wegeventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Längsschieber (12) mehrere Kolbenabschnitte (18) mit Steuerkerben (32) aufweist, insbesondere für eine 4-Wege-3-Stellungs-Funktion vier Steuerkanten (22) aufweist.6. Hydraulic directional valve according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the longitudinal slide ( 12 ) has a plurality of piston sections ( 18 ) with control notches ( 32 ), in particular for a 4-way, 3-position function, four control edges ( 22 ). 7. Hydraulisches Wegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ge­ kennzeichnet durch seine Verwendung für ein Stetigventil (10). 7. Hydraulic directional valve according to one of claims 1 to 6, characterized by its use for a continuous valve ( 10 ). 8. Hydraulisches Wegeventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungslinien der Grund­ fläche (34) bis in die stirnseitigen Steuerflächen (21) hinein mit­ einander einen spitzen Winkel bilden.8. Hydraulic directional control valve according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that the boundary lines of the base surface ( 34 ) up to the front control surfaces ( 21 ) form an acute angle with each other. 9. Hydraulisches Wegeventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die innenliegenden Enden von Grundfläche (34) und Mantelfläche (33) in radialer Richtung im wesentlichen übereinander liegen.9. Hydraulic directional valve according to claim 8, characterized in that the inner ends of the base surface ( 34 ) and the outer surface ( 33 ) lie essentially one above the other in the radial direction. 10. Hydraulisches Wegeventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der Steuerkerbe (32) ohne dessen Dreiecksspitze auf einem Drehautomaten hergestellt wird und anschließend die Dreiecksspitze, insbesondere durch Erodieren oder Prägen, angeformt wird.10. Hydraulic directional control valve according to one or more of claims 1 to 9, characterized in that the shape of the control notch ( 32 ) is produced without its triangular tip on an automatic lathe and then the triangular tip, in particular by eroding or stamping, is formed. 11. Hydraulisches Wegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß der Volumenstromverlauf (41) über den ge­ samten Sollwertbereich im wesentlichen nach einer quadratischen Funktion verläuft.11. Hydraulic directional control valve according to one of claims 1 to 10, characterized in that the volume flow profile ( 41 ) over the entire setpoint range ge runs essentially according to a quadratic function. 12. Hydraulisches Wegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß an einer stirnseitigen Steuerfläche (21) ein Hinterschnitt (37) angeordnet ist.12. Hydraulic directional valve according to one of claims 1 to 11, characterized in that an undercut ( 37 ) is arranged on an end control surface ( 21 ). 13. Hydraulisches Wegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß am Beginn der Steuerkerbe (32) eine zu­ sätzliche Feinsteuerkerbe angeordnet ist, deren Tiefe kleiner ist als diejenige der Steuerkerbe (32).13. Hydraulic directional valve according to one of claims 1 to 12, characterized in that an additional fine control notch is arranged at the beginning of the control notch ( 32 ), the depth of which is smaller than that of the control notch ( 32 ). 14. Hydraulisches Wegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, da durch gekennzeichnet, daß die axiale Abströmfläche der Steuerkerbe (32) in der stirnseitigen Steuerfläche (21) etwa das Dreifache der für den radialen Durchfluß verfügbaren Mantelöffnung (36) beträgt.14. Hydraulic directional valve according to one of claims 1 to 13, characterized in that the axial outflow surface of the control notch ( 32 ) in the end face control surface ( 21 ) is approximately three times the jacket opening ( 36 ) available for the radial flow.
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