EP0817918B1 - Hydraulisch betätigbares wegeventil - Google Patents

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EP0817918B1 EP96905853A EP96905853A EP0817918B1 EP 0817918 B1 EP0817918 B1 EP 0817918B1 EP 96905853 A EP96905853 A EP 96905853A EP 96905853 A EP96905853 A EP 96905853A EP 0817918 B1 EP0817918 B1 EP 0817918B1
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pilot
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Richard Rauscher
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Bosch Rexroth AG
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Mannesmann Rexroth AG
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    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/04—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
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    • F15B13/043—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by fluid pressure with electrically-controlled pilot valves
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    • Y10T29/49417—Valve or choke making with assembly, disassembly or composite article making with material shaping or cutting including molding or casting

Definitions

  • the invention relates to an electromagnetically actuated Pilot valves with small nominal widths to be controlled hydraulically Actuated directional valve, in particular proportional directional valve.
  • pilot valves on the side of the directional valve housing attach the pilot valves as cartridge assemblies train and parallel to the actuating axis of the control piston screw the directional valve into the directional valve housing and the pilot valves through separate holes in the directional valve housing connect hydraulically to the directional control valve.
  • Such Training and arrangement of the pilot valves in the directional control valve housing requires complex production of the connecting holes, especially since they are sealed leak-free and pressure-tight on the outside Need to become.
  • the pilot valves are concerned are proportional adjustable throttle valves with only two Connections.
  • the object of the invention is therefore to provide training and to arrange the pilot valves on the directional control valve, which an inexpensive manufacture of the directional control valve with pilot valves guaranteed especially in large series production. This is achieved with the features of claim 1.
  • 1 is the cast housing of the directional control valve designated, in a through bore 2, a control piston 3 records.
  • the control piston is at its end faces 3a, 3b fixed by springs 4, 5 in its starting position shown.
  • the Springs are supported with their ends facing away from the control piston on hollow end screws 6, 7.
  • the face of the control piston limit control rooms to which control fluid can be applied 8, 9, the channels 10, 11 with the respective exit spaces 12, 13 of the electromagnetically actuated as cartridges trained pilot valves 14, 15 are connected.
  • the Pilot valves are designed as pressure control valves and in corresponding recesses 16, 17 screwed into the cast housing 1.
  • the control pressure acting in the control rooms 8, 9 shifts the Control piston 3 against the force of the respective spring 4, 5, wherein depending on the direction of displacement of the control piston, the consumer connection duct 20 either with the pump or the tank connection P, T is connected.
  • the actuation axes 21, 22 of the pilot valves run parallel to each other and perpendicular to the actuation axis 23 of the control piston 3. This results in a special simple ducting for the supply and discharge of the Control fluid to and from the pilot valves.
  • standing connection bores 25 of the pilot valves are on cast channels 26, 27 running parallel to each other Cast housing adapted, the supply channel 26 with the control pressure medium source P1 and the tank channel 27 with the tank T in Connection is established.
  • the supply channel is a transverse one channel-shaped recess 30 with the through hole 2 for the control piston 3 connected.
  • the control piston 3 is at the junction 3c tapers in a neck shape and therefore points to it Set up a smaller diameter. This results in a control edge 3d, with a corresponding control edge 2d the through hole cooperates.
  • the control edge 2d results by extending the through hole to a control room 32, via a connecting channel 31 with the control room 33 of a control piston 34 for a check valve Holding piston 35 for the consumer, not shown communicates.
  • the control piston has a blind bore 34a with two radially running bores 34b, 34c, the control chamber 33 of the control piston via the bore 34b with open control edge 3d of the control piston 3 control fluid can be fed from the connecting channel 31 and via the bore 34c acting as a throttle small diameter to Resetting the control piston control fluid from the Control room 33 for the connection to the tank connection T. Room 37 should be displaced.
  • the control piston 3 has grooves milled in the control piston formed control edges 3e, 3f, depending on the direction of displacement of the control piston the connection of the holding piston 35 control room 38 connected to the consumer with that associated with the work equipment source P. Control room 39 or with that connected to the tank Establish control room 40.
  • actuating one actuating magnet at a time of the pilot valve in question is one of the supplied electrical current corresponding control pressure at the pilot valve 14, 15 set in the control room concerned 8, 9 of the control piston 3 the latter against the force of each opposite spring 4, 5 moves, to the extent that the increasing spring force corresponds to a control pressure.

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Description

Die Erfindung betrifft ein von elektromagnetisch betätigbaren Vorsteuerventilen kleiner Nennweiten anzusteuerndes hydraulisch betätigbares Wegeventil, insbesondere Proportional-Wegeventil.
Bei diesen Ventilen ist es z.B. aus der DE 38 10 273 C2 bekannt, die Vorsteuerventile kleiner Nennweiten mit eigenem Gehäuse an den seitlichen Stirnflächen des Wegeventilgehäuses zu befestigen und die hydraulische Verbindung dieser Vorsteuerventile zum Tank und zu einer Steuerdruckmittelquelle über gebohrte Kanäle im Wegeventilgehäuse herzustellen. Da das Anschlußbild der bekannten Vorsteuerventile kleiner Nennweiten Anschlußkanäle mit kleinen Durchmessern und geringem Abstand zueinander bedingt, erfordert das Einbringen dieser Anschlußkanäle in Form von Bohrungen erheblichen Fertigungsaufwand. Aus der DE-A-2 850 272 ist es bekannt, anstatt seitlich am Wegeventilgehäuse Vorsteuerventile zu befestigen, die Vorsteuerventile als Einbaupatronen auszubilden und parallel zur Betätigungsachse des Steuerkolbens des Wegeventils in das Wegeventilgehäuse einzuschrauben und durch getrennte Bohrungen im Wegeventilgehäuse die Vorsteuerventile an das Wegeventil hydraulisch anzubinden. Eine solche Ausbildung und Anordnung der Vorsteuerventile im Wegeventilgehäuse erfordert eine aufwendige Herstellung der Verbindungsbohrungen, zumal diese nach außen leckölfrei und druckdicht verschlossen werden müssen. Bei den Vorsteuerventilen handelt es sich um proportional verstellbare Drosselventile mit nur zwei Anschlüsse.
Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine Ausbildung und Anordnung der Vorsteuerventile am Wegeventil zu schaffen, die eine kostengünstige Herstellung des Wegeventils mit Vorsteuerventilen insbesondere bei Großserienherstellung gewährleistet. Dies wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 erreicht.
Dadurch, daß die hydraulische Anbindung der als Einbaupatronen ausgebildeten Vorsteuerventile an das Wegeventil über im Wegeventilgehäuse eingegossenen Kanälen erfolgt und die betreffenden Anschlüsse der Einbaupatronen eines jeden Vorsteuerventils der Geometrie der eingegossenen Kanäle angepaßt sind, läßt sich insbesondere eine kostengünstige Großserienherstellung dieser Ventile in einfacher Weise erzielen.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung eines im Schnitt dargestellten Ausführungsbeispiels zu entnehmen.
In der einzigen Figur ist mit 1 das Gußgehäuse des Wegeventils bezeichnet, das in einer Durchgangsbohrung 2 einen Steuerkolben 3 aufnimmt. Der Steuerkolben wird an seinen Stirnseiten 3a, 3b von Federn 4, 5 in seiner gezeigten Ausgangslage fixiert. Die Federn stützen sich mit ihren dem Steuerkolben abgewandten Enden an hohlen Abschlußschrauben 6, 7 ab. Die Stirnseiten des Steuerkolbens begrenzen von Steuerflüssigkeit beaufschlagbare Steuerräume 8, 9, die über Kanäle 10, 11 mit den jeweiligen Austrittsräumen 12, 13 der elektromagnetisch betätigbaren als Einbaupatronen ausgebildeten Vorsteuerventile 14, 15 verbunden sind. Die Vorsteuerventile sind als Druckregelventile ausgebildet und in entsprechende Aussparungen 16, 17 im Gußgehäuse 1 eingeschraubt.
Der in den Steuerräumen 8, 9 wirkende Steuerdruck verschiebt den Steuerkolben 3 gegen die Kraft der jeweiligen Feder 4, 5, wobei je nach Verschieberichtung des Steuerkolbens der Verbraucheranschlußkanal 20 entweder mit dem Pumpen- oder dem Tankanschluß P, T verbunden wird. Die Betätigungsachsen 21, 22 der Vorsteuerventile verlaufen parallel zueinander und senkrecht zur Betätigungsachse 23 des Steuerkolbens 3. Dadurch ergibt sich eine besonders einfache Kanalführung für die Zu- und Abführung der Steuerflüssigkeit zu bzw. von den Vorsteuerventilen.
Die mit der Steuermitteldruckquelle P1 in Verbindung stehenden Anschlußbohrungen 24 und die mit dem Tankanschluß T in Verbindung stehenden Anschlußbohrungen 25 der Vorsteuerventile sind an parallel zueinander verlaufenden eingegossenen Kanälen 26, 27 im Gußgehäuse angepaßt, wobei der Versorgungskanal 26 mit der Steuerdruckmittelquelle P1 und der Tankkanal 27 mit dem Tank T in Verbindung steht. Der Versorgungskanal ist über eine querverlaufende kanalförmige Ausnehmung 30 mit der Durchgangsbohrung 2 für den Steuerkolben 3 verbunden. Der Steuerkolben 3 ist an der Einmündungsstelle 3c halsförmig verjüngt und weist deshalb an dieser Stelle einen kleineren Durchmesser auf. Dadurch ergibt sich eine Steuerkante 3d, die mit einer entsprechenden Steuerkante 2d der Durchgangsbohrung zusammenwirkt. Die Steuerkante 2d ergibt sich durch eine Erweiterung der Durchgangsbohrung zu einem Steuerraum 32, der über einen Verbindungskanal 31 mit dem Steuerraum 33 eines Aufsteuerkolbens 34 für einen als Rückschlagventil ausgebildeten Haltekolben 35 für den nicht dargestellten Verbraucher in Verbindung steht. Der Aufsteuerkolben weist eine Sackbohrung 34a mit zwei radial verlaufenden Bohrungen 34b, 34c auf, wobei über die Bohrung 34b den Steuerraum 33 des Aufsteuerkolbens bei geöffneter Steuerkante 3d des Steuerkolbens 3 Steuerflüssigkeit von dem Verbindungskanal 31 zuführbar ist und über die als Drossel wirkende Bohrung 34c geringen Durchmessers zum Zurückstellen des Aufsteuerkolbens Steuerflüssigkeit aus dem Steuerraum 33 zum mit dem Tankanschluß T in Verbindung stehenden Raum 37 zu verdrängen ist.
Der Steuerkolben 3 weist von im Steuerkolben eingefräste Nuten gebildete Steuerkanten 3e, 3f auf, die je nach Verschieberichtung des Steuerkolbens die Verbindung des über den Haltekolben 35 mit dem Verbraucher in Verbindung stehenden Steuerraumes 38 mit dem mit der Arbeitsmittelquelle P in Verbindung stehenden Steuerraum 39 oder mit dem mit dem Tank in Verbindung stehenden Steuerraum 40 herstellen. Bei Ansteuerung jeweils eines Betätigungsmagneten des betreffenden Vorsteuerventils wird ein dem zugeführten elektrischen Strom entsprechender Steuerdruck am Vorsteuerventil 14, 15 eingestellt, der im betreffenden Steuerraum 8, 9 des Steuerkolbens 3 letzterer gegen die Kraft der jeweils gegenüberliegenden Feder 4, 5 verschiebt, und zwar soweit, bis die hierbei anwachsende Federkraft einem Steuerdruck entspricht.
Bei Ansteuerung des Betätigungsmagneten des Vorsteuerventils 14 wird der Steuerraum 8 des Steuerkolbens 3 mit dem am Vorsteuerventil eingestellten Steuerdruck beaufschlagt und der Steuerkolben gegen die Kraft der gegenüberliegenden Feder 5 um einen dem Wert des Steuerdruckes entsprechenden Betrag verschoben und damit über die in Offenstellung liegenden Steuerkanten 3f des Steuerkolbens 3, der mit dem Verbraucher in Verbindung stehende Steuerraum 38 mit dem mit der Arbeitsmittelquelle verbundenen Steuerraum 39 verbunden, so daß Arbeitsmittel über den Verbindungskanal 20 den durch das zuströmende Arbeitsmittel von seinem Gehäusesitz 42 sich abhebenden und von dort weiter über den Verbraucheranschluß V den nicht gezeigten Verbraucher z.B. ein Hubwerk beaufschlagt. Bei Ansteuerung des Betätigungsmagneten des Vorsteuerventils 15 beaufschlagt der am Vorsteuerventil 15 eingestellte Steuerdruck im Steuerraum 9 den Steuerkolben 3 und verschiebt diesen gegen die Kraft der gegenüberliegenden Feder 4, wobei der Steuerkolben 3 über seine geöffneten Steuerkanten 3e eine Verbindung des über den Haltekolben 35 mit dem Verbraucher in Verbindung stehenden Steuerraumes 38 mit dem mit dem Tank in Verbindung stehenden Steuerraum 40 herstellt. Gleichzeitig öffnet die umlaufende Steuerkante 3d des Steuerkolbens 3 die Verbindung der Steuerdruckmittelquelle P1 mit der Steuerkammer 33 des Aufsteuerkolbens 34, so daß letzterer über ein Zwischenglied 43 den Haltekolben von seinem Gehäusesitz 42 abhebt und damit eine Verbindung des nicht dargestellten Verbrauchers über die Steuerkante 3e zum Tank hergestellt ist.
Durch die eingegossenen Kanäle für die hydraulische Anbindung der Vorsteuerventile an die Steuerdruckmittelquelle und den Tank sowie an die Steuerräume des Steuerkolbens ergibt sich auch für Zusatzgeräte wie das aufsteuerbare Halteventil für den Verbraucher eine weitere Vereinfachung der Kanalführung im Gußgehäuse des Wegeventils.

Claims (2)

  1. Hydraulisch betätigbares Wegeventil, insbesondere hydraulisch betätigbares Proportional-Wegeventil, dessen Steuerkolben (3) von zwei als Einbaupatronen ausgebildeten, in Einbaubohrungen (16, 17) des gegossenen Wegeventilgehäuses (1) eingesetzten und elektromagnetisch betätigbaren Vorsteuerventilen (14, 15) kleiner Nennweite ansteuerbar ist,
    wobei jedes der beiden Vorsteuerventile (14, 15) eine Betätigungsachse (21, 22), die senkrecht zur Betätigungsachse (23) des Steuerkolbens (3) und parallel zur Betätigungsachse (21, 22) des anderen Vorsteuerventils (14, 15) verläuft und jeweils in Richtung der Betätigungsachse (23) des Steuerkolbens (3) einen Abstand von der Betätigungsachse (21, 22) des anderen Vorsteuerventils (14, 15) aufweist, sowie einen Versorgungsanschluß (4), einen Tankanschluß (25) und einen jeweils mit einem Steuerraum (8, 9) am Steuerkolben (3) verbundenen Regelanschluß (12, 13) besitzt, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Versorgungsanschlüsse (24) der beiden Vorsteuerventile (14, 15) über einen gemeinsamen, in das Wegeventilgehäuse (1) eingegossenen, sich zwischen den beiden Einbaubohrungen (16. 17) erstreckenden Versorgungskanal (26) miteinander und mit der Steuerdruckmittelquelle verbunden sind, daß die Tankanschlüsse (25) der beiden Vorsteuerventile (14, 15) über einen gemeinsamen, in das Wegeventilgehäuse (1) eingegossenen, sich zwischen den beiden Einbaubohrungen (16, 17) erstreckenden Tankkanal (27) miteinander und mit dem Tank verbunden sind, daß der Versorgungskanal (26) und der Tankkanal (27) parallel zueinander und parallel zur Betätigungsachse (23) des Steuerkolbens (3) verlaufen und daß die Versorgungsanschlüsse (24) und die Tankanschlüsse (25) der Vorsteuerventile (14, 15) der Anordnung von Versorgungskanal (26) und Tankkanal (27) angepaßt sind.
  2. Hydraulisch betätigbares Wegeventil nach Anspruch 1 mit einem entsperrbaren Rückschlagventil (35) als Halteventil für den angeschlossenen hydraulischen Verbraucher, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerdruckmittel für die Entsperrvorrichtung (34, 43) des Halteventils (35) über einen in den Versorgungskanal (26) mündenden und quer zu diesem verlaufenden, im Wegeventilgehäuse (1) eingegossenen weiteren Kanal (30, 31) dem Steuerraum (33) der Entsperrvorrichtung (34) zugeführt wird und dem Versorgungskanal (26) und dem weiteren Kanal (30, 31) die gleiche Steuerdruckmittelquelle (P1) zugeordnet ist, wobei die Einmündungsstelle der Steuerdruckmittelquelle zwischen den beiden Vorsteuerventilen (14, 15) im weiteren Kanal (30, 31) vorgesehen ist.
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