EP1036943A1 - Hydraulic control device - Google Patents
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- EP1036943A1 EP1036943A1 EP00890078A EP00890078A EP1036943A1 EP 1036943 A1 EP1036943 A1 EP 1036943A1 EP 00890078 A EP00890078 A EP 00890078A EP 00890078 A EP00890078 A EP 00890078A EP 1036943 A1 EP1036943 A1 EP 1036943A1
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Definitions
- the invention relates to a hydraulic control unit with a valve block at least two built-in valves and supply and discharge lines for the hydraulic fluid every valve.
- Hydraulic systems with several work rooms to be controlled are currently especially with several independent hydraulic actuators Movement of loads, such as in the hydraulic drives of the convertible tops convertibles, automatically operated trunk lids or other moving components on vehicles, mostly controlled by solenoid valves.
- the solenoid valves of the conventional system do not remain connected, which causes the components to move in an undesirable manner, endanger people and can damage the vehicle or the system. For this reason, must go through Additional components safety precautions are taken, which is the effort in constructionally and economically for the overall system further increased.
- In addition to the Applications in vehicle technology are of course also many other uses such hydraulic arrangements possible.
- valves have previously been installed in Cartridge construction mounted in a valve block. It has to be for every application A specially interconnected valve block can be developed and manufactured as the actuators must be controlled differently.
- EP-A-0 718 504 and DE-A-36 35 625 each have a construction with several valves in a housing, but with great design effort and high Space-dependent actuators are provided for each valve.
- Actuators are described a common actuator, both Paint in the form of a hand lever.
- the object of the invention was therefore a hydraulic control unit initially specified type, which with little structural and economical Effort allows a simple and flexible control of several valves while doing so At the same time, the weight and installation space of the unit can be reduced.
- a only common actuator for the valve elements of all existing Valves on the valve block is built, which with at least one actuator is equipped with the option of actuating one or more at a time of the existing valves to the or by means of a further actuating device each valve is movable.
- This arrangement allows for a single valve block a certain number of valves to find what the manufacture and Warehousing considerably simplified.
- the different requirements of The switching sequences of the hydraulic systems are controlled by the second one Actuator takes into account which the valves in the desired Sequence activated. This is also a reduction in size and in Weight connected, because for all valves a single actuator and only additionally a further actuating device for selecting the respective one actuating valve must be present.
- valve block This advantage is even more pronounced the more valves in the valve block. And also when assembling the Maintenance and any repairs are the simpler and clearer design an advantage, which also requires less effort from the electrical control needs and overall also significantly increases the economy of the control unit.
- the actuating device can of course also be used indirectly act intermediate elements on the actual valve element.
- an advantageous embodiment of the invention provides that the common Actuator is an electric linear stepper motor that is an exact controllable actuation of the valves guaranteed. If the valves are built accordingly even a proportional valve function can be realized with it.
- the common actuator is an electrically actuated magnet arrangement, can with this fast Actuator rapid opening and closing of the valves can be achieved.
- the further actuator for the actuator is an electrical Is stepper motor.
- a particularly compact arrangement can be achieved in one embodiment which is characterized in that all valves in the valve block are circular and are preferably provided with their axes aligned in parallel, the actuator movable in a circle and the electric stepper motor for the actuator as a rotary motor with concentric to the symmetry axis of the valve arrangement horizontal spindle is executed.
- the time between the selection of any two valves for actuation are kept very short, whereby the flexibility in the switching sequence can be used to the best possible extent can.
- a very simple and easily adjustable variant for the actuator of the Valves provides that the actuator by one or more fingers or one Disc with one or more tongue-like projections on the rotating spindle is formed.
- the actuator is formed by a perforated disc on the rotating spindle is a quick one It is possible to assume a position in which, if necessary, all valves at the same time can be switched, for example to an emergency operation of the otherwise to allow parts actuated automatically by the actuators. So the perforated disc For example, be carried out in such a way that in discrete, the actuators Valves corresponding to positions are present, except of course for those in the holes valves to be switched in each position. When the perforated disc is turned into a Intermediate position, all valves can then be switched together, which also can be done manually for emergency operation. This emergency operation could also be done by a second disc that can only be moved axially by hand without any holes, which is mounted over the first perforated disc, with programming of the Perforated disc can be omitted to an intermediate position.
- the further actuating device for the actuator with Control is bound, preferably with a freely programmable controller Je the switching sequence of the valves can be selected and changed as required, for example, several switching programs can also be created by the user Desired saved and kept available.
- valves are as in Valve block elaborated seat valves executed and protrudes at least part of the organs acting actual valve element out of the valve block.
- valves as in Valve block elaborated slide valves are executed, the slide from the Valve block protrudes.
- valves are used complete slide valve cartridges executed and in corresponding recordings of the Valve block are used, the in the fully inserted position Cartridges the slider protrudes from the valve block.
- the other according to the invention has realizing proportional valves Embodiment in which the moving parts of the valves on two different Stand out of the valve block and solely by the action of the actuator are displaceable, the advantage that it automatically optimal Security requirements are met.
- valve If namely the current for control If the valve suddenly fails, the valve remains in the just switched position and thus maintains its intended function until it is actuated is brought back into another switching position.
- Another advantage of this variant is significant compared to conventional control units - the more valves, the more more significant - lower power consumption, since after switching through the Actuator the valve remains in the set position and that Actuator then - until the next switching operation - be de-energized can.
- valve block Advantageously and with a particularly simple mechanical design or Producibility of the valve block is provided that the moving parts of the valves protrude on opposite sides of the valve block and alone through the action of two coupled to the same direction movement Opposite sides of the valve block arranged actuators are movable.
- valve block worked out lines additional components such as nozzles or Throttles in the tank lines and / or check valves in the pressure lines to be on. If, for example, the pump for the pressure fluid should fail, it will stop then blocking check valve maintains the pressure in the system and thus ensures that, for example, a convertible top cannot accidentally close or open.
- FIG. 1 shows a view of a control unit according to the invention from diagonally above
- Fig. 2 is a side view
- Fig. 3 shows a section through an embodiment with slide valves in the amount of two valves parallel to their axes
- Fig. 4 is a section through an embodiment with integrated seat valves in height this seat valve
- FIG. 5 is a section through the control unit of FIG. 4 to the side the seat valves
- Fig. 6a and 6b are a side view and a plan view of a Embodiment with a round housing, as well as that of FIGS. 7a and 7b, but with is equipped with two stepper motors.
- valve block 1 of the control unit is in the drawings shown as a cuboid, but could also have any other practical shape, in particular the shape of a cylinder or a polygon, the axes of the installed valves then preferably parallel to the axis of symmetry of the valve block 1 are oriented.
- the connections 2 for the are on the lateral lateral surfaces 1a Supply with pressurized fluid from the tank or the working pressure Hydraulic system pressure pump. At most, the tank or the pump could be flanged directly to the valve block 1, so that connecting lines and Seals can be saved and the risk of leakage can be reduced.
- the front and rear lateral surface 1b advantageously have bores for the insertion of check valves 3 in a passage extending parallel to the lateral surface 1b for the Pressurized fluid, from which passage feed ducts branching essentially at right angles to the actual valves 4, preferably 3/2-way valves or Valve arrangements with the same switching function.
- the passages of the connections 2 and to the output connections 7 also in the form of closed ones Ring channels around the axis of symmetry of the valve block, preferably with one each Pressure port and an outlet port, or in the form of along parts of the circumferential, curved or kinked passages.
- the valve slide 5 is actuated via an actuating element 10 in the form at least one finger on a rotatable shaft 11 above the top surface 1c of the Valve block 1 is adjustable but mounted in a rotationally fixed manner.
- an actuating element 10 in the form at least one finger on a rotatable shaft 11 above the top surface 1c of the Valve block 1 is adjustable but mounted in a rotationally fixed manner.
- disks with holes which fit the protruding ends of the valve slide 5.
- This function can be used instead of individual valves can also be implemented for groups of valves if a plurality of actuating members 10 available and / or for interaction with, for example, several valve spools 5 are designed.
- the magnets held in a frame 14 are energized only until the desired switching position of the valve 4 is reached, after which the Energy input in the power consumption overall significantly reducing turned off and the shaft 11 by suitable devices, such as elastic Elements such as axial coil springs, returned to the neutral basic position becomes.
- suitable devices such as elastic Elements such as axial coil springs, returned to the neutral basic position becomes.
- the valve slide 5, however, remain because no springs or the like on them act in the position reached and thus keep the valve in even without energy supply the switched position. This is an essential safety function in the event of a Malfunction in the electrical lines to the valve, which the unimpeded Function until the end of the working stroke of the respective controlled actuator guaranteed.
- a rotary stepping motor 15 is preferably used to rotate the shaft 11 about its axis mounted, the connection with the shaft to compensate for axial displacements 11 is rotatably coupled.
- the stepper motor 15 can advantageously with a Be connected to electronic control, which the switching sequence and position of the Valves 4 determined. This switching sequence and the respective position of the corresponding valve 4 determined in terms of circuitry or software and thus be given changeable.
- valve 4 connects the actuators via the connections 6 and the transverse channel 20, each with a second parallel to the passage and the front or rear lateral surface 1b extending passage 21 on each side of the valve block 1, through which passage 21 the pressure fluid pressed out of the actuators via the Output connections 7 is returned to the tank.
- transition grooves 22 elaborated, which the connection between the form individual channels and passages in valve block 1.
- Another embodiment of the control unit according to the invention with two Check valves, which together form a 3/2-way valve arrangement, is in the 4 and 4 shown in two parallel sections.
- the Check valves 3 used in holes in the bottom surface 1d, also in one Row in the course of a passage parallel to the front or rear lateral surface 1b for the entering through the port 2 in the valve block 1, under the working pressure standing pressure fluid.
- the pressure fluid passes from the via short connecting channels 23 Check valve 3 to the first check valve 24 which controls the actuators Valve arrangement 24, 29.
- Its actual valve element, the ball 25, is both from the pressure fluid as well as from the spring 26 in the direction of the valve seat acted upon.
- a plunger 27 is provided in a transverse channel 28.
- the plunger 27 is pressed into the transverse channel 28 and so lifts the ball 25 from the valve seat or the plunger 27 again from the Spring 26 and / or the pressure of the pressure fluid on the valve slide 5 moves become.
- the same function is given for the second check valve 29.
- the two check valves 24 and 29 are to be alternately blocked or released the valve slide 5 in its axially central region with a constriction 30, i.e. a reduction in cross section, which extends over two to the ends of the Valve slide 5 conically widening sections 31 into the sections passes, which essentially completely the bore for the valve slide 5 to complete.
- the lower plunger 27 is the first Check valve 24 pressed completely into the transverse channel 28, thereby holding the ball 25 lifted off the valve seat and passes the connection from the connecting channel 23 the check valve 24 into a connecting passage recognizable in the section of FIG. 5 32 free, which leads to the outputs 6 to the actuators, the outer of the Outputs 6 leads an additional cross channel 33.
- the second switch position of the Valve spool 5 whose constriction 30 comes to rest on the first tappet 27, so that this is released and the pressure fluid and the spring 26, the ball 25 again can press on the valve seat.
- valve slides 5 for example, the valve cartridges, slidable seals provided, in particular in the case of the passages 37 opening into these guides, pressure fluid escapes prevent from the valve assembly and the valve block 1.
- valves 4 preferably circular about the central axis of the cylindrical valve block 1.
- Two actuators 10 in. can also be seen here Form of fingers protruding outwards towards the valve slides 5.
- the lifting magnet 12 and the pull magnet 13 can of course also be mounted on the underside of the valve block 1, as with all Embodiments in principle, the installation position can be chosen completely arbitrarily.
- Control unit of FIGS. 7a and 7b is made of a solenoid 12 instead of the arrangement and a pull magnet 13 on the stepper motor 15 for rotating the fingers 10 a further stepping motor 15 'opposite the respective valve slide 5 intended.
- This stepper motor 15 'moves the fingers 10 to switch the valves 4 in the axial direction of the valve block 1 and is therefore designed as a linear stepper motor.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steuereinheit, mit einem Ventilblock mit zumindest zwei eingebauten Ventilen und Zu- bzw. Ableitungen für das Hydraulikfluid zu jedem Ventil.The invention relates to a hydraulic control unit with a valve block at least two built-in valves and supply and discharge lines for the hydraulic fluid every valve.
Zur Zeit werden hydraulische System mit mehreren anzusteuernden Arbeitsräumen, insbesondere mit mehreren unabhängigen hydraulischen Aktuatoren zur Bewegung von Lasten, wie beispielsweise in den hydraulischen Antrieben der Verdecke von Cabrios, automatisch betätigbarer Heckdeckel oder sonstiger beweglichen Bauteile an Fahrzeugen, meist mit Magnetventilen gesteuert. Dabei ist für jedes Ventil ein hydraulischer Teil und ein elektrischer Teil vorzusehen, was den Aufwand, beispielsweise für die notwendige Verkabelung (zwei Leitungen für jedes vorhandene Ventil) und den Magnetanteil sowie den Preis bedeutend erhöht. Bei plötzlichem Stromausfall bleiben die Magnetventile der herkömmlichen System nicht beschaltet, wodurch sich die Bauteile in unerwünschter Weise bewegen, Personen gefährden und das Fahrzeug oder die Anlage beschädigen können. Aus diesem Grund müssen durch zusätzliche Bauteile Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden, was den Aufwand in baulicher und wirtschaftlicher Hinsicht für das Gesamtsystem weiter erhöht. Neben den Anwendungen in der Fahrzeugtechnik sind natürlich auch viele andere Verwendungszwecke derartiger hydraulischer Anordnungen möglich.Hydraulic systems with several work rooms to be controlled are currently especially with several independent hydraulic actuators Movement of loads, such as in the hydraulic drives of the convertible tops convertibles, automatically operated trunk lids or other moving components on vehicles, mostly controlled by solenoid valves. There is one for each valve hydraulic part and an electrical part to provide what the effort For example, for the necessary wiring (two lines for each existing one Valve) and the magnetic component and the price increased significantly. When suddenly Power failure, the solenoid valves of the conventional system do not remain connected, which causes the components to move in an undesirable manner, endanger people and can damage the vehicle or the system. For this reason, must go through Additional components safety precautions are taken, which is the effort in constructionally and economically for the overall system further increased. In addition to the Applications in vehicle technology are of course also many other uses such hydraulic arrangements possible.
Typischerweise werden die Ventile bisher unter zusätzlichem Montageaufwand in Cartridge-Bauweise in einem Ventilblock montiert. Dabei muß für jeden Anwendungsfall ein eigens verschalteter Ventilblock entwickelt und gefertigt werden, da die Aktuatoren unterschiedlich angesteuert werden müssen. Beispielsweise zeigen sowohl die EP-A-0 718 504 als auch die DE-A-36 35 625 jeweils eine Konstruktion mit mehreren Ventilen in einem Gehäuse, wobei jedoch mit großem konstruktiven Aufwand und hohem Platzbedard für jedes Ventil ein eigenes Betätigungsorgan vorgesehen ist. Für alle Betätigungsorgane ist eine gemeinsame Betätigungsvorrichtung beschrieben, beide Male in Form eines Handhebels.Typically, the valves have previously been installed in Cartridge construction mounted in a valve block. It has to be for every application A specially interconnected valve block can be developed and manufactured as the actuators must be controlled differently. For example, both EP-A-0 718 504 and DE-A-36 35 625 each have a construction with several valves in a housing, but with great design effort and high Space-dependent actuators are provided for each valve. For all Actuators are described a common actuator, both Paint in the form of a hand lever.
Die Aufgabe der Erfindung war daher eine hydraulische Steuereinheit der eingangs angegebenen Art, welche mit geringem baulichen und wirtschaftlichem Aufwand eine einfache und flexible Ansteuerung mehrerer Ventile gestattet und dabei gleichzeitig eine Gewichts- und Bauraumreduzierung der Einheit ermöglicht.The object of the invention was therefore a hydraulic control unit initially specified type, which with little structural and economical Effort allows a simple and flexible control of several valves while doing so At the same time, the weight and installation space of the unit can be reduced.
Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß eine einzige gemeinsame Betätigungsvorrichtung für die Ventilelemente aller vorhandenen Ventile auf den Ventilblock aufgebaut ist, welche mit zumindest einem Betätigungsorgan ausgestattet ist, das wahlweise zur Betätigung jeweils eines oder gleichzeitig mehrerer der vorhandenen Ventile mittels einer weiteren Betätigungsvorrichtung zu dem oder jedem Ventil bewegbar ist. Durch diese Anordnung ist mit einem einzigen Ventilblock für eine bestimmte Anzahl von Ventilen das Auslangen zu finden, was die Herstellung und Lagerhaltung wesentlich vereinfacht. Die unterschiedlichen Anforderungen der Schaltfolgen der hydraulischen Systeme werden durch die Ansteuerung über die zweite Betätigungsvorrichtung berücksichtigt, welche die Ventile in der gewünschten Reihenfolge betätigt. Damit ist zusätzlich eine Verringerung in der Baugröße und im Gewicht verbunden, da für alle Ventile eine einzige Betätigungsvorrichtung und nur zusätzlich eine weitere Betätigungsvorrichtung für das Auswählen des jeweiligen zu betätigenden Ventils vorhanden sein müssen. Dieser Vorteil wirkt sich umso stärker aus, je mehr Ventile im Ventilblock vorhanden sind. Und auch beim Zusammenbau, der Wartung und allfälligen Reparaturen ist die einfachere und übersichtlichere Bauweise von Vorteil, welche auch von der elektrischen Ansteuerung einen geringeren Aufwand bedarf und insgesamt auch die Wirtschaftlichkeit der Steuereinheit wesentlich steigert. Die Betätigungsvorrichtung kann selbstverständlich auch mittelbar über zwischengeschaltete Elemente auf das eigentliche Ventilelement einwirken.This object is achieved according to the present invention in that a only common actuator for the valve elements of all existing Valves on the valve block is built, which with at least one actuator is equipped with the option of actuating one or more at a time of the existing valves to the or by means of a further actuating device each valve is movable. This arrangement allows for a single valve block a certain number of valves to find what the manufacture and Warehousing considerably simplified. The different requirements of The switching sequences of the hydraulic systems are controlled by the second one Actuator takes into account which the valves in the desired Sequence activated. This is also a reduction in size and in Weight connected, because for all valves a single actuator and only additionally a further actuating device for selecting the respective one actuating valve must be present. This advantage is even more pronounced the more valves in the valve block. And also when assembling the Maintenance and any repairs are the simpler and clearer design an advantage, which also requires less effort from the electrical control needs and overall also significantly increases the economy of the control unit. The actuating device can of course also be used indirectly act intermediate elements on the actual valve element.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die gemeinsame Betätigungsvorrichtung ein elektrischer linearer Schrittmotor ist, der eine exakt steuerbare Betätigung der Ventile gewährleistet. Bei entsprechendem Bau der Ventile selbst läßt sich damit auch eine Proportionalventil-Funktion realisieren.An advantageous embodiment of the invention provides that the common Actuator is an electric linear stepper motor that is an exact controllable actuation of the valves guaranteed. If the valves are built accordingly even a proportional valve function can be realized with it.
Wenn gemäß einer anderen Ausführungsform die gemeinsame Betätigungsvorrichtung eine elektrisch betätigbare Magnetanordnung ist, kann mit dieser schnellen Betätigungsvorrichtung ein rasches Öffen und Schließen der Ventile erzielt werden. If according to another embodiment, the common actuator is an electrically actuated magnet arrangement, can with this fast Actuator rapid opening and closing of the valves can be achieved.
Vorteilhafterweise ist zur genauen und einfachen Auswahl des jeweiligen zu betätigenden Ventils der im Ventilblock vorhandenen Gruppe von Ventilen vorgesehen, daß die weitere Betätigungsvorrichtung für das Betätigungsorgan ein elektrischer Schrittmotor ist.It is advantageous to select the respective one precisely and easily actuating valve of the group of valves present in the valve block, that the further actuator for the actuator is an electrical Is stepper motor.
Eine besonders kompakte Anordnung kann bei einer Ausführungsform erzielt werden, die dadurch gekennzeichnet ist, daß alle Ventile im Ventilblock kreisförmig und mit ihren Achsen vorzugsweise parallel ausgerichtet vorgesehen sind, das Betätigungsorgan im Kreis bewegbar und der elektrische Schrittmotor für das Betätigungsorgan als Drehmotor mit konzentrisch zur Symmetrieachse der Ventilanordnung liegender Drehspindel ausgeführt ist. Auch kann durch diese Variante die Zeit zwischen der Auswahl zweier beliebiger Ventile zur Betätigung sehr kurz gehalten werden, wodurch auch die Flexibilität in der Schaltreihenfolge bestmöglich ausgenutzt werden kann.A particularly compact arrangement can be achieved in one embodiment which is characterized in that all valves in the valve block are circular and are preferably provided with their axes aligned in parallel, the actuator movable in a circle and the electric stepper motor for the actuator as a rotary motor with concentric to the symmetry axis of the valve arrangement horizontal spindle is executed. With this variant, the time between the selection of any two valves for actuation are kept very short, whereby the flexibility in the switching sequence can be used to the best possible extent can.
Eine sehr einfache und leicht einstellbare Variante für das Betätigungsorgan der Ventile sieht vor, daß das Betätigungsorgan durch einen oder mehrere Finger bzw. eine Scheibe mit einem oder mehreren zungenartigen Vorsprüngen auf der Drehspindel gebildet ist.A very simple and easily adjustable variant for the actuator of the Valves provides that the actuator by one or more fingers or one Disc with one or more tongue-like projections on the rotating spindle is formed.
Wenn hingegen gemäß einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal das Betätigungsorgan durch eine Lochscheibe auf der Drehspindel gebildet ist, ist ein schnelles Einnehmen einer Position möglich, in der im Bedarfsfall alle Ventile gleichzeitig geschaltet werden können, beispielsweise um eine Notbetätigung der ansonst automatisch von den Aktuatoren betätigten Teile zu erlauben. So kann die Lochscheibe beispielsweise derart ausgeführt sein, daß in diskreten, den Betätigungsorganen der Ventile entsprechenden Positionen Löcher vorhanden sind, außer natürlich für die in der jeweiligen Position zu schaltenden Ventile. Bei Verdrehung der Lochscheibe in eine Zwischenstellung können dann alle Ventile gemeinsam geschaltet werden, was auch manuell zur Notbetätigung erfolgen kann. Diese Notbetätigung könnte aber auch durch eine zweite, nur von Hand axial verschiebbare Scheibe ohne jegliche Bohrungen erfolgen, die über der ersten Lochscheibe montiert ist, wobei dann eine Programmierung der Lochscheibe auf eine Zwischenstellung entfallen kann.If, however, according to a further feature of the invention, the actuator is formed by a perforated disc on the rotating spindle is a quick one It is possible to assume a position in which, if necessary, all valves at the same time can be switched, for example to an emergency operation of the otherwise to allow parts actuated automatically by the actuators. So the perforated disc For example, be carried out in such a way that in discrete, the actuators Valves corresponding to positions are present, except of course for those in the holes valves to be switched in each position. When the perforated disc is turned into a Intermediate position, all valves can then be switched together, which also can be done manually for emergency operation. This emergency operation could also be done by a second disc that can only be moved axially by hand without any holes, which is mounted over the first perforated disc, with programming of the Perforated disc can be omitted to an intermediate position.
Zweckmäßigerweise und mit dem Vorteil der leichten Anpaßbarkeit an auch unterschiedliche bzw. wechselnde Anforderungen ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die weitere Betätigungsvorrichtung für das Betätigungsorgan mit einer Steuerung vorbunden ist, vorzugsweise mit einer frei programmierbaren Steuerung Je nach Bedarf kann die Schaltabfolge der Ventile gewählt und verändert werden, beispielsweise können auch mehrere Schaltprogramme durch den Benutzer nach seinen Wünschen wählbar gespeichert und abrufbar gehalten werden.Conveniently and with the advantage of being easy to adapt to different or changing requirements is according to another characteristic the invention, the further actuating device for the actuator with Control is bound, preferably with a freely programmable controller Je the switching sequence of the valves can be selected and changed as required, for example, several switching programs can also be created by the user Desired saved and kept available.
Gemäß einer ersten speziellen Ausführungsform sind die Ventile als im Ventilblock ausgearbeitete Sitzventile ausgeführt und ragt zumindest ein Teil der auf das eigentliche Ventilelement einwirkenden Organe aus dem Ventilblock heraus.According to a first special embodiment, the valves are as in Valve block elaborated seat valves executed and protrudes at least part of the organs acting actual valve element out of the valve block.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Ventile als im Ventilblock ausgearbeitete Schieberventile ausgeführt sind, deren Schieber aus dem Ventilblock herausragt.According to a further embodiment it is provided that the valves as in Valve block elaborated slide valves are executed, the slide from the Valve block protrudes.
Sehr einfach in der Herstellung, beim Zusammenbau und bei allfälligen Reparaturen ist eine Ausführungsform der Steuereinheit, bei der die Ventile als komplette Schieberventil-Patronen ausgeführt und in entsprechende Aufnahmen des Ventilblockes eingesetzt sind, wobei in der vollständig eingesetzten Position der Patronen der Schieber aus dem Ventilblock herausragt. Auch lassen sich damit bei vorgegebenem Ventilblock viele unterschiedliche Arten von hydraulischen Steuerungen realisieren und auch nachträglich durch Austauschen einzelner Ventile verändern und anpassen. Auch können Kombinationen unterschiedlicher Ventile und/oder Schaltzeichen einfach und rasch realisiert werden. Neben der Möglichkeit der Realsierung von Proportional-Ventilen besitzt die erfindungsgemäße weitere Ausführungsform, bei der die beweglichen Teile der Ventile an zwei unterschiedlichen Stellen des Ventilblockes herausragen und allein durch die Wirkung des Betätigungsorganes verschiebbar sind, den Vorteil, daß damit automatisch optimale Sicherheitsvorraussetzungen gegeben sind. Wenn nämlich der Strom zur Ansteuerung der Ventile plötzlich ausfällt, bleibt das Ventil in der gerade geschalteten Stellung und behält so seine ihm zugedachte Funktion aufrecht bis es durch das Betätigungsorgan wieder in eine andere Schaltstellung gebracht wird. Ein weiterer Vorteil dieser Variante ist die gegenüber herkömmlichen Steuereinheiten bedeutend - je mehr Ventile, umso bedeutender - geringere Leistungsaufnahme, da nach dem Schalten durch das Betätigungsorgan das Ventil in der so eingestellten Position verbleibt und das Betätigungsorgan dann - bis zum nächsten Schaltvorgang - stromlos geschaltet werden kann.Very easy to manufacture, assemble and if necessary Repairs is an embodiment of the control unit in which the valves are used complete slide valve cartridges executed and in corresponding recordings of the Valve block are used, the in the fully inserted position Cartridges the slider protrudes from the valve block. You can also use it to given valve block many different types of hydraulic controls realize and also change afterwards by exchanging individual valves and to adjust. Combinations of different valves and / or Circuit symbols can be implemented easily and quickly. In addition to the possibility of The other according to the invention has realizing proportional valves Embodiment in which the moving parts of the valves on two different Stand out of the valve block and solely by the action of the actuator are displaceable, the advantage that it automatically optimal Security requirements are met. If namely the current for control If the valve suddenly fails, the valve remains in the just switched position and thus maintains its intended function until it is actuated is brought back into another switching position. Another advantage of this variant is significant compared to conventional control units - the more valves, the more more significant - lower power consumption, since after switching through the Actuator the valve remains in the set position and that Actuator then - until the next switching operation - be de-energized can.
Vorteilhafterweise und bei besonders einfacher mechanischer Ausführung bzw. Herstellbarkeit des Ventilblockes ist vorgesehen, daß die beweglichen Teile der Ventile auf einander gegenüberliegenden Seiten des Ventilblockes herausragen und allein durch die Wirkung von zwei zur gleichsinnigen Bewegung gekoppelten, auf gegenüberliegenden Seiten des Ventilblockes angeordneten Betätigungsorganen verschiebbar sind.Advantageously and with a particularly simple mechanical design or Producibility of the valve block is provided that the moving parts of the valves protrude on opposite sides of the valve block and alone through the action of two coupled to the same direction movement Opposite sides of the valve block arranged actuators are movable.
Um weitergehende Sicherheitsfunktionen und bei hydraulischen Systemen übliche Funktionen in einfacher Weise zu ermöglichen, können in den im Ventilblock herausgearbeiteten Leitungen zusätzliche Bauteile wie beispielsweise Düsen oder Drosseln in den Tank-Leitungen und/oder Rückschlagventile in den Druck-Leitungen eingeschaltet sein. Wenn etwa die Pumpe für das Druckfluid ausfallen sollte, hält das dann sperrende Rückschlagventil den Druck im System aufrecht und stellt damit sicher, daß beispielsweise ein Verdeck nicht ungewollt zufallen oder aufgehen kann.For more extensive safety functions and for hydraulic systems To enable usual functions in a simple manner, in the valve block worked out lines additional components such as nozzles or Throttles in the tank lines and / or check valves in the pressure lines to be on. If, for example, the pump for the pressure fluid should fail, it will stop then blocking check valve maintains the pressure in the system and thus ensures that, for example, a convertible top cannot accidentally close or open.
In der nachfolgenden Beschreibung soll ein spezielles Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen hydraulischen Steuereinheit unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden.In the following description, a specific embodiment of a Hydraulic control unit according to the invention with reference to the accompanying Drawings are explained in more detail.
Dabei zeigt die Fig. 1 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Steuereinheit von schräg oben, Fig. 2 ist eine Seitenansicht, Fig. 3 stellt einen Schnitt durch eine Ausführungsform mit Schieberventilen in Höhe von zwei Ventilen parallel zu deren Achsen dar, Fig. 4 ist ein Schnitt durch eine Ausführungsform mit integrierten Sitzventilen in Höhe dieser Sitzventile, Fig. 5 ist ein Schnitt durch die Steuereinheit der Fig. 4 seitlich neben den Sitzventilen, Fig. 6a und 6b sind eine Seitenansicht und eine Draufsicht auf eine Ausführungsform mit rundem Gehäuse, wie auch jene der Fig. 7a und 7b, die aber mit zwei Schrittmotoren ausgestattet ist.1 shows a view of a control unit according to the invention from diagonally above, Fig. 2 is a side view, Fig. 3 shows a section through an embodiment with slide valves in the amount of two valves parallel to their axes, Fig. 4 is a section through an embodiment with integrated seat valves in height this seat valve, FIG. 5 is a section through the control unit of FIG. 4 to the side the seat valves, Fig. 6a and 6b are a side view and a plan view of a Embodiment with a round housing, as well as that of FIGS. 7a and 7b, but with is equipped with two stepper motors.
Der Ventilblock 1 der erfindungsgemäßen Steuereinheit ist in den Zeichnungen
quaderförmig dargestellt, könnte aber ebenso jede andere zweckmäßige Form haben,
insbesondere die Form eines Zylinders oder eines Vielecks, wobei die Achsen der
eingebauten Ventile dann vorzugsweise parallel zur Symmetrieachse des Ventilblocks 1
orientiert sind. An den seitlichen Mantelflächen 1a befinden sich die Anschlüsse 2 für die
Versorgung mit unter dem Arbeitsdruck stehenden Druckfluid vom Tank bzw. der
Druckpumpe des hydraulischen Systems. Allenfalls könnten der Tank bzw. die Pumpe
direkt an den Ventilblock 1 angeflanscht sein, so daß Verbindungsleitungen und
Dichtungen eingespart und die Leckgefahr vermindert werden können. Die vordere und
hintere Mantelfläche 1b haben vorteilhafterweise Bohrungen zum Einsetzen von Rückschlagventilen
3 in eine sich parallel zur Mantelfläche 1b erstreckende Passage für das
Druckfluid, von welcher Passage im wesentlichen rechtwinkelig abzweigende Zufuhrgänge
zu den eigentlichen Ventilen 4, vorzugsweise 3/2-Wege-Ventilen oder
Ventilanordnungen mit gleicher Schaltfunktion, führen. Gesteuert über die beweglichen
Ventilschieber 5, deren Enden in beiden Schaltstellungen über die Deckfläche 1c bzw.
Bodenfläche 1d hinausragen, wird eine Verbindung zwischen den das Druckfluid
zuführenden Anschlüssen 2 und den Ausgängen 6 zu den Aktuatoren hergestellt. In der
anderen Schaltstellung wird dagegen eine Verbindung von den Aktuatoren zu einer
zweiten, wiederum parallel zur vorderen bzw. hinteren Mantelfläche 1b verlaufenden
Passage hergestellt, aus der das aus den Arbeitsräumen der Aktuatoren
herausgedrückte Druckfluid über Ausgangsanschlüsse 7 in den seitlichen Mantelflächen
1a wieder in den Tank abgeleitet wird. Die zu den Aktuatoren führenden Leitungen
können über die verschiebbaren Platten 8 mit schlüssellochförmigen Ausnehmungen 8a
am Ventilblock 1 fixiert werden, wobei die Platten 8 selbst mittels der Schrauben 9
fixierbar sind. Bei anderer Formgebung des Ventilblocks 1 können die Passagen von
den Anschlüssen 2 und zu den Ausgangsanschlüssen 7 auch in Form geschlossener
Ringkanäle um die Symmetrieachse des Ventilblocks, vorzugsweise mit jeweils einem
Druck-Anschluß und einem Ausgangs-Anschluß, oder in Form von entlang von Teilen
des Umfangs verlaufender, gekrümmter oder geknickter Passagen verlaufen.The
Die Betätigung der Ventilschieber 5 erfolgt über ein Betätigungsorgan 10 in Form
zumindest eines Fingers, der auf einer drehbaren Welle 11 über der Deckfläche 1c des
Ventilblocks 1 einstellbar aber drehfest montiert ist. Es könnte auch eine Scheibe auf der
Welle 11 montiert sein, die einen dem Finger entsprechenden Vorsprung aufweist. Auch
andere Ausführungsformen wären denkbar, beispielsweise Scheiben mit Löchern, durch
welche die herausragenden Enden der Ventilschieber 5 hindurchpassen. In jedem Fall
ist zumindest ein Ventil über das gemeinsame Betätigungsorgan 10 steuerbar, während
zumindest ein anderes Ventil nicht vom Betätigungsorgan 10 erreicht wird,
steuerungsmäßig vom Betätigungsorgan entkoppelt ist, und daher - unabhängig von der
Ansteuerung des im Einflussbereich des Betätigungsorgans 10 befindlichen Ventils - in
der jeweils aktuellen Stellung verbleibt. Anstelle einzelner Ventile kann diese Funktion
auch für Gruppen von Ventilen realisiert sein, wenn mehrere Betätigungsorgane 10
vorhanden und/oder zum Zusammenwirken mit beispielsweise mehreren Ventilschiebern
5 ausgestaltet sind.The
Auf der gegenüberliegenden Seite des Ventilblocks 1, d.h. dessen in Fig. 1 nicht
sichtbarer Unterseite 1d, ist in gleicher Stellung ein weiterer Finger 10 vorgesehen,
wobei in der neutralen Grundstellung sich beide Finger außerhalb des Bereiches der
über die Deckfläche 1c bzw. Bodenfläche 1d hinausragende Enden der Ventilschieber 5
befinden. Über einen Hubmagneten 12 und einen Zugmagneten 13 bzw. jede
Anordnung mit gleicher Funktion, beispielsweise einen linearen Schrittmotor, kann die
Welle 11 in axialer Richtung bewegt werden, wobei die Finger 10 auf die Enden der
Ventilschieber 5 einwirken und die Ventilschieber 5 zum Einstellen einer der beiden
Schaltstellungen des jeweiligen Ventils 4 bzw. der Ventilanordnung ebenfalls axial zu
bewegen. Dabei erfolgt die Bestromung der in einem Gestell 14 gehaltenen Magneten
nur so lange bis die gewünschte Schaltstellung des Ventils 4 erreicht ist, wonach die
Energiezufuhr in die Leistungsaufnahme insgesamt bedeutend vermindernder Weise
abgestellt und die Welle 11 durch geeignete Vorrichtungen, beispielsweise elastische
Elemente wie z.B. axiale Schraubenfedern, in die neutrale Grundstellung zurückgebracht
wird. Die Ventilschieber 5 hingegen bleiben, da keinerlei Federn od. dgl. auf sie
einwirken, in der erreichten Stellung und halten so das Ventil auch ohne Energiezufuhr in
der geschalteten Stellung. Damit ist ein wesentliche Sicherheitsfunktion im Fall einer
Störung in den elektrischen Leitungen zum Ventil gegeben, welche die ungehinderte
Funktion bis zum Ende des Arbeitshubes des jeweiligen angesteuerten Aktuators
gewährleistet.On the opposite side of the
Auf der den Magneten 12, 13 gegenüberliegenden Seite des Ventilblockes 1 ist
zur Verdrehung der Welle 11 um ihre Achse vorzugsweise ein Dreh-Schrittmotor 15
montiert, der über eine axiale Verschiebungen ausgleichende Verbindung mit der Welle
11 drehfest gekoppelt ist. Der Schrittmotor 15 kann vorteilhafterweise mit einer
elektronischen Steuerung verbunden sein, welche die Schaltfolge und -stellung der
Ventile 4 bestimmt. Dabei kann diese Schaltfolge und die jeweilige Stellung des
entsprechenden Ventils 4 schaltungstechnisch festgelegt oder softwaremäßig und damit
veränderbar vorgegeben sein.On the side of the
In der Schnittansicht der Fig. 3 sind die in der parallel zur vorderen und hinteren
Mantelfläche verlaufenden Passage eingesetzten Rückschlagventile 3 ebenfalls im
Schnitt zu sehen. Durch die Kanäle 16 tritt das unter Druck stehende Druckfluid über den
Anschluß 2 in das Rückschlagventil 3 ein, gelangt zu dessen eigentlichem Ventilelement
17, vorzugsweise einer Kugel, welche von der Feder 18 gegen den Ventilsitz gedrückt
wird, vom Arbeitsdruck des Systems aber gegen die Wirkung der Feder 18 von seinem
Sitz abgehoben gehalten wird. Vom Rückschlagventil 3 gelangt das Druckfluid über den
quer zur Passage verlaufenden Kanal 19 zum 3/2-Wege-Ventil 4, welches in der
dargestellen Ausführungsform als in eine Bohrung des Ventilblockes 1 eingesetzte und
einfach komplett austauschbare Patrone ausgebildet ist. In der in Fig. 3 dargestellten
Stellung des Ventilschiebers 5 verbindet das Ventil 4 die Aktuatoren über die Anschlüsse
6 und den Querkanal 20 mit je einer zweiten parallel zur Passage und der vorderen bzw.
hinteren Mantelfläche 1b verlaufenden Passage 21 auf jeder Seite des Ventilblocks 1,
durch welche Passage 21 das aus den Aktuatoren herausgedrückte Druckfluid über die
Ausgangsanschlüsse 7 wieder in den Tank zurückgeführt wird. Dafür sind im Ventilschieber
5 Übertrittsnuten 22 ausgearbeitet, welche die Verbindung zwischen den
einzelen Kanälen und Passagen im Ventilblock 1 bilden. In der anderen Schaltstellung
des Ventils 4, wenn das obere Ende des Ventilschiebers 5 mit der Deckfläche 1c
abschließt und dessen unteres Ende die Bodenfläche 1d überragt, wird hingegen durch
die Übertrittsnuten 22 die Verbindung zwischen dem Kanal 19 und dem Kanal 20
hergestellt, so daß über die Anschlüsse 2 in den Ventilblock 1 gelangendes Druckfluid
schließlich über die Anschlüsse 6 zu den Arbeitsräumen der Aktuatoren gelangen und
dort dessen Arbeitsbewegung bewirken kann.In the sectional view of FIG. 3, those are parallel to the front and
Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuereinheit mit zwei
Rückschlagventilen, welche zusammen eine 3/2-Wege-Ventilanordnung bilden, ist in den
Fig. 4 und 4 in zwei parallelen Schnitten dargestellt. Bei dieser Ausführungsform sind die
Rückschlagventile 3 in Bohrungen in der Bodenfläche 1d eingesetzt, ebenfalls in einer
Reihe im Verlauf einer zur vorderen bzw. hinteren Mantelfläche 1b parallelen Passage
für das durch den Anschluß 2 in den Ventilblock 1 eintretende, unter dem Arbeitsdruck
stehende Druckfluid. Über kurze Verbindungskanäle 23 gelangt das Druckfluid vom
Rückschlagventil 3 zum ersten Rückschlagventil 24 der die Aktuatoren steuernden
Ventilanordnung 24, 29. Dessen eigentliches Ventilelement, die Kugel 25, wird sowohl
vom Druckfluid als auch von der Feder 26 in Richtung auf den Ventilsitz hin
beaufschlagt. Auf der gegenüberliegenden Seite zur Feder 26 und dem Verbindungskanal
23 ist ein Stössel 27 in einem Querkanal 28 vorgesehen. Je nach der
Stellung des Ventilschiebers 5 wird der Stössel 27 in den Querkanal 28 hineingedrückt
und hebt so die Kugel 25 vom Ventilsitz ab oder kann der Stössel 27 wieder von der
Feder 26 und/oder dem Druck des Druckfluids auf den Ventilschieber 5 hin bewegt
werden. Die gleiche Funktionsweise ist beim zweiten Rückschlagventil 29 gegeben. Um
nun die beiden Rückschlagventile 24 und 29 alternierend zu sperren bzw. freizugeben ist
der Ventilschieber 5 in seinem axial mittigen Bereich mit einer Einschnürung 30, d.h.
einer Querschnittsverringerung, versehen, die über zwei zu den Enden des
Ventilschiebers 5 hin konisch sich verbreiternde Abschnitte 31 in die Abschnitte
übergeht, welche im wesentlichen die Bohrung für die Ventilschieber 5 komplett
ausfüllen.Another embodiment of the control unit according to the invention with two
Check valves, which together form a 3/2-way valve arrangement, is in the
4 and 4 shown in two parallel sections. In this embodiment, the
In der dargestellten Schaltstellung ist der untere Stössel 27 des ersten
Rückschlagventils 24 ganz in den Querkanal 28 hineingedrückt, hält dadurch die Kugel
25 vom Ventilsitz abgehoben und gibt die Verbindung vom Verbindungskanal 23 über
das Rückschlagventil 24 in eine im Schnitt der Fig. 5 erkennbare Verbindungspassage
32 frei, welche zu den Ausgängen 6 zu den Aktuatoren führt, wobei zu den äußeren der
Ausgänge 6 ein zusätzlicher Querkanal 33 führt. In der zweiten Schaltstellung des
Ventilschiebers 5 kommt dessen Einschnürung 30 beim ersten Stössel 27 zu liegen, so
daß dieser freigegeben wird und das Druckfluid und die Feder 26 die Kugel 25 wieder
auf den Ventilsitz drücken können. Dagegen wird der Stössel 34 des zweiten
Rückschlagventils 29 durch den Ventilschieber 5 axial in seinen Führungskanal hinein
bewegt, wodurch dieser die Kugel 35 des zweiten Rückschlagventils 29 gegen die
Wirkung der Feder 36 von ihrem Sitz abhebt und derart die Verbindung von den
Aktuatoren über die Ausgänge 6 und das zweite Rückschlagventil 29 in eine Passage 37
freigibt, die in die Bohrungen für die Ventilschieber 5 mündet. Über diese Passage 37,
die wieder im wesentlichen parallel zur vorderen bzw. hinteren Mantelfläche 1b verläuft,
gelangt das Druckfluid aus den Arbeitsräumen der Aktuatoren über die
Ausgangsanschlüsse 7 wieder in den Tank zurück.In the switching position shown, the
Selbstverständlich sind zwischen den Ventilschiebern 5 und ihren Führungen,
beispielsweise den Ventilpatronen, gleitfähige Dichtungen vorgesehen, die insbesondere
im Fall der in diese Führungen einmündenden Passagen 37 ein Austreten von Druckfluid
aus der Ventilanordnung und dem Ventilblock 1 verhindern.Of course, between the valve slides 5 and their guides,
for example, the valve cartridges, slidable seals provided, in particular
in the case of the
Bei der Ausführungsform der Fig. 6a und 6b mit ihrem zylindrischen Ventilblock 1
ist auch die Anordnung der Ventile 4 vorzugsweise kreisförmig um die Mittelachse des
zylindrischen Ventilblocks 1. Erkennbar sind hier auch zwei Betätigungsorgane 10 in
Form von nach außen zu den Ventilschiebern 5 ragenden Fingern. Wie speziell aus der
Fig. 6a hervorgeht, können der Hubmagnet 12 und der Zugmagnet 13 selbstverständlich
auch auf der Unterseite des Ventilblocks 1 montiert sein, wie auch bei allen
Ausführungsformen prinzipiell die Einbaulage völlig willkürlich gewählt werden kann.6a and 6b with their
Bei der ebenfalls mit einem zylindrischen Ventilblock 1 versehenen hydraulischen
Steuereinheit der Fig. 7a und 7b ist anstelle der Anordnung aus einem Hubmagneten 12
und einem Zugmagneten 13 auf der dem Schrittmotor 15 zur Drehung der Finger 10 zu
den jeweiligen Ventilschiebern 5 gegenüberliegenden Seite ein weiterer Schrittmotor 15'
vorgesehen. Dieser Schrittmotor 15' verschiebt die Finger 10 zum Schalten der Ventile 4
in axialer Richtung des Ventilblocks 1 und ist daher als linearer Schrittmotor ausgeführt.In the hydraulic, also provided with a
Claims (13)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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Designated state(s): DE ES FR GB IT SE |
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Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN |
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Effective date: 20071002 |