EP0924439B1 - Hydraulic control valve - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
- F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
- F15B13/04—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
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- F15B13/0401—Valve members; Fluid interconnections therefor
- F15B13/0402—Valve members; Fluid interconnections therefor for linearly sliding valves, e.g. spool valves
Definitions
- the invention relates to a hydraulic control valve according to the preamble of claim 1, such as from US 4,238,112 has become known.
- the known hydraulic control valve is the nose of the as Protection against rotation of a spool acting Spring plates between the walls of an inlet channel arranged. Since the inlet channel is made of fluidic Reasons must have a certain flow cross-section, and the flow area from the nose of the as Standard component designed spring plate depending on the position of the spool should remain unaffected, is the nose of the spring plate to the side walls of the Inlet channel spaced. As a result, complete rotation of the spool is excluded, however, spool rotation is within one on the width of the inlet channel and the width of the nose dependent angular range possible.
- the hydraulic control valve according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that every twist of the spool at simple and at the same time cost-effective assembly of the hydraulic Control valve is prevented. Because any Rotation of the control spool is prevented, it is possible, the trained on the spool Control notches to the housing chambers for the pressure medium so to be positioned at an angle so that optimal flows can be achieved during operation.
- the anti-rotation device is effected by a spring plate known per se, whose nose is guided in a slot in a guide ring is, the guide ring by means of an additional Spring element is prevented from twisting.
- the electromagnetic shown in Figure 1 actuatable hydraulic control valve 10 has a housing 11, on the two opposite to each other An adjusting magnet 12, 13 is arranged on each end face.
- the Control valve 10 is designed as a directional control valve 4/3-way valve designed.
- In the housing 11 is one through slide bore 14 is provided, in which a Control slide 15, which is the longitudinally movable control member forms, is slidably guided.
- the control slide 15 has in other notches 16 not shown for Pressure control on.
- the slide bore 14 has in Usually an inlet chamber 17, a first and a second Consumer chamber 18 and 19 and external, first and second return chambers 20 and 21, the latter of which communicate with each other.
- To control the usual Connections between these chambers 17 to 21 has the Control spool 15 control notches 22, which is also a Allow fine control.
- the opening 24 is formed outside the area of the chambers 17 to 21.
- Around to seal the housing 11 to the outside is between the Screw-in socket 26 of the solenoid 12 and the An O-ring 27 is arranged on the inner wall of the opening 24.
- the the end face of the end section facing the control magnet 12 23 is in operative connection with a magnetic plunger 28 of the one Arranged solenoid 12, which when energized Magnet plunger 28 and thus also the control slide 15 in Direction of the other solenoid 13 moves.
- the assigned to the solenoid 12 Return spring 29 is supported on the one hand on the base 31 in the magnet housing 32 of the control magnet 12 centrally trained opening 33, and on the other hand against an in Area of the end section 23 arranged spring plate 34, the component of an anti-rotation device 35 for the Control spool 15 is.
- the diameter of the return spring 29 is dimensioned so that the magnetic plunger 28 and the End portion 23 surrounds with radial play.
- the spring plate 34 is against one by the return spring 29 Shoulder 36 of the control slide 15 pressed from the the end section 23 in the direction of the return spring 29 followed.
- Figure 2 forms the spring-centered central position of the control slide 15 a on the side facing away from the return spring 29
- Spring plates 34 formed, radially circumferential web 37th the housing 11 a stop for the return spring 29th out.
- the web 37 also serves as a guide for the Control slide 15.
- the spring plate 34 rotatably on the Arranging end section 23 has end section 23 Flattening 38 on the one with in the spring plate 34th trained opening 39 ( Figure 3) corresponds, and thus a positive connection between the spool 15 and the Spring plate 34 forms.
- the Spring plate 34 Around the spring plate 34 and therefore also to prevent the spool 15 from rotating, the Spring plate 34 with a sleeve-shaped guide ring 40 together, the spring plate 34 on its circumference with play surrounds.
- the guide ring 40 has a longitudinal slot 42 in one Nose 43 of the spring plate 34 engages ( Figure 3) so that the Spring plate 34 is longitudinally displaceable in the guide ring 40.
- the Guide ring 40 is between the web 37 and one Spring element 45 arranged, which in turn from Screw-in connector 26 of the solenoid 12 is subjected to force is.
- the diameter of the guide ring 40 is the size of the Opening 24 in the housing 11 adjusted so that the scope of the Guide ring 40 on the associated wall 46 of the opening 24 is present.
- To balance the pressure between the two Spring spaces of the actuating magnets 12, 13 is on the outer circumference of the guide ring 40 is formed a circumferential groove 47 which by means of a feed channel indicated in FIG the corresponding groove of the other guide ring connected is.
- the longitudinal slot 42 formed in the guide ring 40 is preferred for production reasons as a continuous Longitudinal slot 42 formed, that is, the longitudinal slot 42 extends over the entire height H of the guide ring 40.
- the spring element 45 is made of spring steel, so it has the mode of action of a plate spring, that is, it is at allows a large frictional connection, whereby the guide ring 40 axially with great force against the Web 37 is pressed.
- the corrugations 50 when screwing the control magnet 12 into the housing 11 between the screw socket 26, the spring element 45 and the guide ring 40 also causes a positive connection.
- Spring element 45 can also be of other types of axial securing clamping elements, for example corrugated or curved spring washers, serrated lock washers or tooth lock washers be used. Depending on the clamping element used however, in contrast to the spring element 45, no positive locking between the individual components.
- control slide 15 in front its final angular fixation in the control valve 10 to rotate such that by the arrangement of the Control notches 22 with respect to the chambers 17 to 21 a flow-optimized radial position of the control slide 15 is set. Then the magnet housing 32 in Control valve 10 mounted or fixed.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Steuerventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie es beispielsweise aus der US 4,238,112 bekanntgeworden ist. Bei dem bekannten hydraulischen Steuerventil ist die Nase des als Verdrehsicherung eines Steuerschiebers wirkenden Federtellers zwischen den Wänden eines Zulaufkanals angeordnet. Da der Zulaufkanal aus strömungstechnischen Gründen einen gewissen Durchflußquerschnitt aufweisen muß, und der Durchflußquerschnitt von der Nase des als Standardbauteil ausgebildeten Federtellers je nach Stellung des Steuerschiebers möglichst unbeeinflußt bleiben soll, ist die Nase des Federtellers zu den Seitenwänden des Zulaufkanals beabstandet. Infolgedessen wird zwar eine vollständige Drehung des Steuerschiebers ausgeschlossen, jedoch ist eine Drehung des Steuerschiebers innerhalb eines von der Breite des Zulaufkanals und der Breite der Nase abhängigen Winkelbereichs möglich.The invention relates to a hydraulic control valve according to the preamble of claim 1, such as from US 4,238,112 has become known. With the known hydraulic control valve is the nose of the as Protection against rotation of a spool acting Spring plates between the walls of an inlet channel arranged. Since the inlet channel is made of fluidic Reasons must have a certain flow cross-section, and the flow area from the nose of the as Standard component designed spring plate depending on the position of the spool should remain unaffected, is the nose of the spring plate to the side walls of the Inlet channel spaced. As a result, complete rotation of the spool is excluded, however, spool rotation is within one on the width of the inlet channel and the width of the nose dependent angular range possible.
Das erfindungsgemäße hydraulische Steuerventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den vorteil, daß jedes Verdrehen des Steuerschiebers bei einfacher und gleichzeitig kostengünstiger Montage des hydraulischen Steuerventils verhindert wird. Dadurch, daß jegliche Drehbewegung des Steuerschiebers verhindert wird, ist es möglich, die an dem Steuerschieber ausgebildeten Steuerkerben zu den Gehäusekammern für das Druckmittel so winkelgerecht zu positionieren, daß optimale Durchflüsse beim Betrieb erzielt werden können. Die Verdrehsicherung wird durch einen an sich bekannten Federteller bewirkt, dessen Nase in einem Schlitz eines Führungsrings geführt ist, wobei der Führungsring mittels eines zusätzlichen Federelements am Verdrehen gehindert ist. Durch eine derartige Ausbildung des Steuerventils lassen sich infolge des Federelements Einbautoleranzen ohne nennenswerten Kraftverlust überbrücken. Größere Toleranzen lassen sich einfach mit zwei hintereinander oder gegeneinander angeordneten Federelementen überbrücken, so daß hinsichtlich der Genauigkeit des Steuerventilgehäuses im Bereich der Verdrehsicherung keine hohen Anforderungen gestellt werden. Durch die Führung der Nase des Federtellers in dem Längsschlitz des Führungsrings lassen sich weiterhin Querkräfte auf den Steuerschieber und Reibungsverluste der Verdrehsicherung verhindern. Gleichzeitig ist durch das Federelement nur ein geringer Einbauraum für die Verdrehsicherung bei hoher Spannkraft auf den Führungsring erforderlich. Derartige Federelemente haben weiterhin den Vorteil, daß sie sich bei der Montage selbst zentrieren und daß auch eine Demontage mit anschließender Wiedermontage möglich ist.The hydraulic control valve according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that every twist of the spool at simple and at the same time cost-effective assembly of the hydraulic Control valve is prevented. Because any Rotation of the control spool is prevented, it is possible, the trained on the spool Control notches to the housing chambers for the pressure medium so to be positioned at an angle so that optimal flows can be achieved during operation. The anti-rotation device is effected by a spring plate known per se, whose nose is guided in a slot in a guide ring is, the guide ring by means of an additional Spring element is prevented from twisting. By a such formation of the control valve can be as a result of the spring element installation tolerances without significant Bridge power loss. Larger tolerances can be simply with two in a row or against each other bridge arranged spring elements, so that with regard the accuracy of the control valve body in the range of Anti-twist protection no high demands are made. By guiding the nose of the spring plate in the The longitudinal slot of the guide ring can still be used Shear forces on the spool and frictional losses Prevent rotation lock. At the same time is through that Spring element only a small installation space for the Anti-rotation device with high clamping force on the guide ring required. Such spring elements continue to have the Advantage that they center themselves during assembly and that also disassembly with subsequent reassembly is possible.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen hydraulischen Steuerventils ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.Further advantages and advantageous developments of the Hydraulic control valve according to the invention result from the subclaims and the description.
Besonders vorteilhaft ist es, das Federelement mit Riffelungen zu versehen, die einen zusätzlichen Formschluß mit den einzelnen Bauteilen bewirken. Durch die Anordnung der Verdrehsicherung in einem von den Kanälen für den Druckmittelfluß getrennten Raum lassen sich strömungstechnische Störeinflüsse durch die Verdrehsicherung vermeiden.It is particularly advantageous to use the spring element Corrugations to provide an additional form fit with the individual components. By the arrangement the anti-rotation device in one of the channels for the Pressure medium flow separate room can be fluidic interference caused by the anti-rotation device avoid.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es
zeigen:
Das in der Figur 1 dargestellte, elektromagnetisch
betätigbare hydraulische Steuerventil 10 weist ein Gehäuse
11 auf, an dessen beiden einander gegenüberliegenden
Stirnseiten je ein Stellmagnet 12, 13 angeordnet ist. Das
Steuerventil 10 ist als Wegeventil in einer Ausführung als
4/3-Wegeventil ausgebildet. In dem Gehäuse 11 ist eine
durchgehende Schieberbohrung 14 vorgesehen, in welcher ein
Steuerschieber 15, der das längsbewegliche Steuerglied
bildet, gleitend geführt ist. Der Steuerschieber 15 weist im
übrigen nicht näher dargestellte Steuerkerben 16 zur
Druckmittelsteuerung auf. Die Schieberbohrung 14 weist in
üblicher Weise eine Zulaufkammer 17, eine erste und zweite
Verbraucherkammer 18 und 19 sowie außenliegende, erste und
zweite Rücklaufkammern 20 und 21 auf, wovon letztere
miteinander in Verbindung stehen. Zur Steuerung der üblichen
Verbindungen zwischen diesen Kammern 17 bis 21 weist der
Steuerschieber 15 Steuerkerben 22 auf, die auch eine
Feinsteuerung zulassen.The electromagnetic shown in Figure 1
actuatable hydraulic control valve 10 has a
Wie Figur 1 in Verbindung mit Figur 2 zeigt, ragt der
Steuerschieber 15 mit seinem linken, kolbenartigen
Endabschnitt 23 in eine am Gehäuse 11 ausgebildete Öffnung
24, in die auch der Stellmagnet 12 mittels einer
Gewindeverbindung 25 eingeschraubt ist. Die Öffnung 24 ist
außerhalb des Bereichs der Kammern 17 bis 21 ausgebildet. Um
das Gehäuse 11 nach außen hin abzudichten, ist zwischen dem
Einschraubstutzen 26 des Stellmagneten 12 und der
Innenwandung der Öffnung 24 ein O-Ring 27 angeordnet. Die
dem Stellmagnet 12 zugewandte Stirnfläche des Endabschnitts
23 ist in Wirkverbindung mit einem Magnetstößel 28 des einen
Stellmagneten 12 angeordnet, der bei einer Bestromung den
Magnetstößel 28 und somit auch den Steuerschieber 15 in
Richtung des anderen Stellmagneten 13 bewegt. Durch eine
analoge Anordnung eines Magnetstößels an dem anderen
Stellmagneten 13 ist der Steuerschieber 15 in Richtung des
Stellmagneten 12 bewegbar, so daß durch eine entsprechende
Bestromung der beiden Stellmagneten 12, 13 die Steuerung des
Druckmittelflusses zwischen den Kammern 17 bis 21 durch den
Steuerschieber 15 bewirkt wird.As shown in Figure 1 in connection with Figure 2, the protrudes
Control slide 15 with its left, piston-
Um den Steuerschieber 15 in unbestromtem Zustand der
Stellmagneten 12, 13 in einer bestimmten Stellung zu
positionieren, ist beidseitig des Steuerschiebers 15 jeweils
eine Rückstellfeder 29, 30 angeordnet, die in einander
entgegengesetzter Richtung auf die beiden einander
gegenüberliegenden Stirnseiten des Steuerschiebers 15
einwirken. Die dem Stellmagneten 12 zugeordnete
Rückstellfeder 29 stützt sich einerseits am Grund 31 einer
im Magnetgehäuse 32 des Stellmagneten 12 zentrisch
ausgebildeten Öffnung 33, und andererseits gegen einen im
Bereich des Endabschnitts 23 angeordneten Federteller 34 ab,
der Bestandteil einer Verdrehsicherung 35 für den
Steuerschieber 15 ist. Der Durchmesser der Rückstellfeder 29
ist so bemessen, daß sie den Magnetstößel 28 und den
Endabschnitt 23 mit radialem Spiel umgibt.To the
Der Federteller 34 wird von der Rückstellfeder 29 gegen eine
Schulter 36 des Steuerschiebers 15 gedrückt, von der aus
sich in Richtung der Rückstellfeder 29 der Endabschnitt 23
anschließt. In der in der Figur 2 dargestellten
federzentrierten Mittellage des Steuerschiebers 15 bildet
ein auf der der Rückstellfeder 29 abgewandten Seite des
Federtellers 34 ausgebildeter, radial umlaufender Steg 37
des Gehäuses 11 einen Anschlag für die Rückstellfeder 29
aus. Der Steg 37 dient gleichzeitig zur Führung für den
Steuerschieber 15. Um den Federteller 34 verdrehfest auf dem
Endabschnitt 23 anzuordnen weist der Endabschnitt 23 eine
Abflachung 38 auf, die mit einer in dem Federteller 34
ausgebildeten Öffnung 39 (Figur 3) korrespondiert, und somit
einen Formschluß zwischen dem Steuerschieber 15 und dem
Federteller 34 bildet. Um den Federteller 34 und damit auch
den Steuerschieber 15 am Drehen zu hindern, wirkt der
Federteller 34 mit einem hülsenförmigen Führungsring 40
zusammen, der den Federteller 34 an dessen Umfang mit Spiel
umgibt.The
Der Führungsring 40 hat einen Längsschlitz 42, in den eine
Nase 43 des Federtellers 34 eingreift (Figur 3), so daß der
Federteller 34 im Führungsring 40 längsverschiebbar ist. Der
Führungsring 40 ist zwischen dem Steg 37 und einem
Federelement 45 angeordnet, das wiederum vom
Einschraubstutzen 26 des Stellmagneten 12 kraftbeaufschlagt
ist. Der Durchmesser des Führungsrings 40 ist der Größe der
Öffnung 24 im Gehäuse 11 angepasst, so daß der Umfang des
Führungsrings 40 an der zugeordneten Wandung 46 der Öffnung
24 anliegt. Zum Druckausgleich zwischen den beiden
Federräumen der Stellmagneten 12, 13 ist an dem Außenumfang
des Führungsrings 40 eine umlaufende Nut 47 ausgebildet, die
mittels eines in der Figur 1 angedeuteten Zuführkanals mit
der entsprechenden Nut des anderen Führungsrings verbunden
ist.The
Der in dem Führungsring 40 ausgebildete Längsschlitz 42 ist
aus Fertigungsgründen bevorzugt als durchgehender
Längsschlitz 42 ausgebildet, das heißt, daß der Längsschlitz
42 über die gesamte Höhe H des Führungsrings 40 verläuft.The
Wesentlich für die verdrehsicherung 35 für den
Steuerschieber 15, die aus dem Federteller 34, dem
Führungsring 40 und dem Federelement 45 besteht, ist, daß
auch der Führungsring 40 am Verdrehen innerhalb des Gehäuses
11 gehindert wird. Dies wird durch das Federelement 45
sichergestellt, das als handelsübliches Teil bei anderen
Anwendungen, zum Beispiel bei Schraubensicherungen, bereits
bekannt ist. Bevorzugt wird ein entsprechend den Figuren 6
und 7 ausgebildetes Federelement 45 verwendet. Dieses weist
zwei einander gegenüber angeordnete, kegelförmige
Wirkflächen 48, 49 auf, die jeweils mit einer radial
angeordneten Riffelung 50 versehen sind. Durch die Wahl des
Werkstoffes für das Federelement 45 sowie seiner Geometrie
lassen sich gleichzeitig mehrere Funktionen erfüllen. Ist
das Federelement 45 aus Federstahl ausgebildet, so hat es
die Wirkungsweise einer Tellerfeder, das heißt, daß es bei
geringem Raumbedarf einen großen Kraftschluß ermöglicht,
wodurch der Führungsring 40 axial mit großer Kraft gegen den
Steg 37 gedrückt wird. Zusätzlich wird durch die Riffelungen
50 beim Einschrauben des Stellmagneten 12 in das Gehäuse 11
zwischen dem Einschraubstutzen 26, dem Federelement 45 und
dem Führungsring 40 zusätzlich ein Formschluß bewirkt.Essential for the
Anstelle des in den Figuren 6 und 7 dargestellten
Federelements 45 können auch andere Arten von axial
sichernden Spannelementen, beispielsweise gewellte oder
gewölbte Federscheiben, Fächerscheiben oder Zahnscheiben
verwendet werden. Je nach verwendetem Spannelement wird
jedoch im Gegensatz zum Federelement 45 kein Formschluß
zwischen den einzelnen Bauteilen bewirkt.Instead of that shown in Figures 6 and 7
Ergänzend wird erwähnt, daß der Steuerschieber 23 auf der
dem Stellmagneten 12 gegenüberliegenden Seite, das heißt auf
der dem Stellmagneten 13 zugewandten Seite, identisch
ausgebildet sein kann. Dies hat den Vorteil, daß die oben
beschriebene Verdrehsicherung auf beiden Seiten des
Steuerventils 10 moniert werden kann.In addition, it is mentioned that the
Ferner wird darauf hingewiesen, daß es durch die
Verdrehsicherung möglich ist, den Steuerschieber 15 vor
dessen endgültiger winkelgerechten Fixierung im Steuerventil
10 derart zu drehen, daß durch die Anordnung der
Steuerkerben 22 in bezug zu den Kammern 17 bis 21 eine
durchflußptimierte radiale Position des Steuerschiebers 15
eingestellt wird. Anschließend wird das Magnetgehäuse 32 im
Steuerventil 10 montiert bzw. fixiert.It is also pointed out that the
Protection against rotation is possible, the
Claims (7)
- Hydraulic control valve (10), with a housing (11) which has, in a slide bore (14), a longitudinally moveable control member (15) which controls at least the connection between two pressure-medium chambers (17 to 21) with the aid of at least one control cross section arranged at the control member (15), and in which an anti-rotation device (35) for the control member (15) is arranged at at least one end portion of the control member (15), the said anti-rotation device having a spring washer (34) which has a nose (43) and is arranged fixedly in terms of rotation on a portion (23) of the control member (15) and on one end face of which acts a spring (29) which presses the spring washer (34) axially in the direction of the control member (15), characterized in that the nose (43) of the spring washer (34) is guided in a recess (42) of an element (40), in that an axial stop (36) is arranged on one end face of the element (40), and in that a disc-shaped spring element (45) acts on the other end face of the element (40), the said spring element pressing the element (40) against the axial stop (36) by frictional connection.
- Hydraulic control valve according to Claim 1, characterized in that the element (40) is of sleeve-shaped design, and in that the recess is designed as a slot (42) arranged over the entire height (H) of the element (40).
- Hydraulic control valve according to Claim 1 or 2, characterized in that the element (40) has a peripheral relief groove (47) on its outer circumference.
- Hydraulic control valve according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the axial stop for the element is a shoulder (36) of the housing (11).
- Hydraulic control valve according to one of Claims 1 to 4, characterized in that a magnet housing (32) of an actuating magnet (12) is arranged on that side of the spring element (45) which is located opposite the element (40), the said magnet housing being screwable into the housing (11) and acting on the associated end face of the spring element (45).
- Hydraulic control valve according to Claim 5, characterized in that the spring element (45) has flutings (50) which bring about a form fit with the element (40) and/or the magnet housing (32).
- Hydraulic control valve according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the anti-rotation device (35) is arranged within a region (24) of the housing (11), the said region being separate from the pressure-medium chambers (17 to 21).
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