WO2007128420A1 - Ventil und hydraulische steueranordnung - Google Patents

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WO2007128420A1
WO2007128420A1 PCT/EP2007/003667 EP2007003667W WO2007128420A1 WO 2007128420 A1 WO2007128420 A1 WO 2007128420A1 EP 2007003667 W EP2007003667 W EP 2007003667W WO 2007128420 A1 WO2007128420 A1 WO 2007128420A1
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piston
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Helmut Behl
Marek Chmiel
Holger Engert
Jörg Dantlgraber
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Robert Bosch Gmbh
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    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/75—Control of speed of the output member

Definitions

  • the invention relates to a valve according to the preamble of claim 1. Furthermore, the present invention relates to a hydraulic control arrangement.
  • Valves which predominantly control a flow cross-section between two fluid connections, can be constructed very simply and are usually used to control hydraulic consumers with a high volume flow requirement.
  • An example of such valves are the 2/2-way cartridge valves - also referred to as logic valves - the company Bosch Rexroth AG, in the data sheet RE 21010 / 03.05 regarding the realization of directional valve functions and in the data sheet RE 21050 / 02.03 regarding the realization of Printing functions are described.
  • a throttling of the flow rate for example, in the decompression of a press cylinder or for adjusting a speed of a hydraulic load, such as a casting cylinder of a die-casting machine.
  • a stop pin is inserted into a control cover of the cartridge valve, which covers the mounting hole, which protrudes into a spring chamber of the cartridge valve and thus limits the stroke of the closing member.
  • the immersion depth of the stop pin in the spring chamber and thus the maximum stroke of the closing member can be adjusted manually via a screw thread.
  • valve (.150) / (.151) becomes e.g. in addition to the inlet valve (.110) / (111), although both valves are connected to the same end of the cylinder.
  • the valves (.520) / (. 521) or (.510) / (. 511) are provided in addition to the inlet valve (.120) / (. 121).
  • the valve according to the invention is equipped with two fluid connections and with a movably guided closure member, which is switchable between a first position in which it releases a flow cross-section between the two fluid connections, and a second position in which it blocks a fluidic connection between the two fluid connections is.
  • the peculiarity of the present invention is that the stop member is adjustable by a remote-controlled adjusting device between different stop positions.
  • a limitation of the flow cross-section of the valve and thus a throttling of the volume flow can be arbitrarily and in particular automatically connected via a controller.
  • the limitation of the flow cross-section can be adjusted in each operating cycle of a hydraulic control, possibly even several times.
  • the valve can perform other functions, such as the function of a check valve or the function of a large flow cross-section controlling switching-way valve.
  • the Valve according to the invention with its adjustable limitation of the flow cross-section can be replaced by a plurality of individual valves of a conventional hydraulic control arrangement. This allows a simple efficient and robust construction of a hydraulic control arrangement.
  • the fact that the valve itself is based on the construction of a switching valve, it is easy and inexpensive to display and is characterized by a reliable operation.
  • valve according to the invention is used.
  • the valve in addition to its way or possibly pressure switching function still has a controllable by remote control limit of the flow cross-section, conventional existing additional flow control valves or throttle valves can be omitted.
  • a decompression function or a speed control can be incorporated into already required valves, e.g. in directional control valves or in safety valves.
  • the adjusting device has an actuator coupled to the stop member, which is movable between predetermined setting positions.
  • the definition of predetermined setting positions, which are approached by the actuator, allows the reproducible specification of releasable flow cross sections. Thereby, for example, assuming known pressure specifications or force specifications, a decompression time or a speed of a consumer can be adjusted easily and precisely.
  • a particularly simple embodiment of the adjusting device allows a switching of the actuator between two predetermined parking positions.
  • the predetermined setting position can be determined in advance in the context of manufacturing uniform and regardless of the later application.
  • a corresponding flow cross section can then be set at commissioning according to the desired application.
  • a stop position of the stop member assumed at the predetermined setting position is adjustable. This allows a particularly simple setting of operating parameters of a hydraulic control arrangement, such as a speed, directly on the relevant valve.
  • the stop member is adjustable by a hydraulically actuated piston.
  • the hydraulically controllable piston is a very simple actuator, which has two mechanically predetermined actuating positions, in particular with the piston stops.
  • the hydraulic actuation of the actuator ensures reliable control of the various parking positions.
  • the control can be carried out directly from the hydraulic circuit, in particular by means of pilot valves.
  • a control surface is provided on the closing member, against which a pressure prevailing in one of the fluid connections acts on the closing member in the sense of an enlargement of the flow cross-section.
  • a control surface of the piston, to which it can be acted upon in the sense of a stronger limitation of the flow cross-section, is larger than the said control surface of the closing member. This ensures a secure holding of the stop position even when counteracting high pressures from the fluid connections.
  • the valve has a closure member comprising the kit and a control cover, which covers a mounting kit receiving mounting hole. Between the closing member and the control cover, a spring chamber is formed, the piston is movably guided in a cylindrical cavity in the control cover, and the stop member protrudes from the piston into the spring chamber.
  • a closure member comprising the kit and a control cover, which covers a mounting kit receiving mounting hole.
  • a spring chamber is formed, the piston is movably guided in a cylindrical cavity in the control cover, and the stop member protrudes from the piston into the spring chamber.
  • the stop can be moved far enough in the direction of the closing member, the closing member can also be kept closed against a pressure acting in the opening direction. Likewise, in a seat valve in this way a seal on the valve seat could be strengthened.
  • a particularly simple and efficient construction of the control cover which also allows adjustment of the stop position, provides that a piston rod is provided on the piston, which is guided on a side facing away from the mounting hole of the control cover to the outside, that the piston and the piston rod with a continuous axial bore are provided, and that a pin is screwed into the axial bore, which projects into the spring chamber.
  • a valve which is open in the normal position can be realized with little effort if a plate is provided on the stop member, against which a spring acting upon the closing member in the sense of enlarging the flow cross-section is supported.
  • the valve is designed in a poppet design. This allows a simple production and a leak-oil-free shut-off of one of the fluid connections.
  • a further embodiment provides a measuring device with which a position of the stop member can be detected, in particular a displacement sensor or a limit switch.
  • a limit switch for example, a stop position can be detected, in which a predetermined minimum value of the maximum releasable flow cross section is ensured.
  • a measuring device can be taken into account safety regulations that require, for example, in certain operating conditions unrestricted valve opening.
  • the stop position can be defined very precisely and flexibly within the scope of a position control.
  • a pilot control arrangement is provided by which a predetermined stop position of the stop member in response to a pressure in one of the fluid connections can be controlled.
  • a valve can be used to avoid decompression shocks.
  • the flow area through the stop is limited to a small value as long as the pressure in the consumer connection is high.
  • a larger, releasable flow cross-section can be set via the stop to rapidly reduce the remaining pressure.
  • a pilot valve is provided for this purpose, which, depending on a pressure in one of the fluid ports, controls a connection between said fluid port and a control pressure chamber bounded by the piston.
  • a pilot control valve by means of which a control pressure chamber bounded by the piston and / or the spring chamber of the closing member can each be loaded with control fluid, permits efficient control of the valve. If both the control chamber limited by the piston pressure chamber and the spring chamber are controlled via the same valve, the component cost is reduced.
  • the valve according to the invention can be opened within a short time to any predetermined, reliably adjustable flow cross-section, when the stop member is designed as a hydraulic actuator and is subjected to using a displacement sensor for detecting its position of a position control.
  • the available flow area at the opening of the valve can be specified efficiently and easily by a reference signal.
  • the adjacent to the actuator oil volume dampens any vibrations.
  • the damping behavior can be influenced by the position control loop become.
  • Such a valve is very advantageous in the control of the casting cylinder of a die-casting machine, in particular the shot phase, in which the casting cylinder is to be accelerated within a very short time to a predetermined speed.
  • the closing member is designed as a stepped piston, the stepped piston bounded with an annular surface an annular space and is acted upon on the annular surface in the opening direction with a control pressure. Furthermore, by driving the annular space, the closing member can be brought to the stop member to the plant and adjusted positionally controlled via the stop member.
  • valve may be configured as a lockable check valve in addition to the arbitrary limit of the degree of opening.
  • two further control surfaces on opposite ends are formed on the stepped piston, both control surfaces are acted upon by a pressure in an output port and have a total surplus area in the sense of blocking the fluidic connection.
  • a hydromechanical stop damping is provided between the stop member and the closing member.
  • a transient process is shortened and a load of the stop member is reduced.
  • the stop member can also be adjusted by an electric actuator, in particular by an electric motor in conjunction with a screw drive. Hydraulic forces, in particular bearing forces acting on bearings and translation drives can be minimized if the stop member is coupled by means of a hydraulic sequence control to the electric actuator.
  • the electric drive only has to apply low actuating and holding forces in accordance with the flow forces occurring at the sequential control. It can be one electric drive with low power and small size can be used.
  • the bearings and translation drives can be dimensioned smaller.
  • Hydraulic forces occurring at the stop element can also be reduced by subjecting the stop element to a pressure prevailing in one of the fluid connections in the direction of a limitation of the releasable flow cross section.
  • both the pressure forces acting on the abutment member in a spring chamber of the closing member and the hydrostatic forces acting on an abutment member on the abutment member on the abutment member can be at least partially compensated for.
  • a compact design is achieved in that the electric motor is arranged laterally of the stop member, and that the closing member is connected via a guided through a longitudinal bore in the stop member pin with a position sensor.
  • Figure 1 shows a section through a closed in normal position
  • Figure 2 shows a section through an open in normal position
  • FIG. 3 shows a schematic circuit diagram of a press control module using the valves shown in FIG. 1 and FIG.
  • FIG. 4 shows a cartridge valve with a separately controllable control surface and with a positionally adjustable stop
  • FIG. 5 shows a cartridge valve with a hydraulic sequential control for
  • FIG. 6 shows a cartridge valve in which the stop member is adjustable via a laterally arranged electric motor and has a control surface for relieving the force of the screw drive.
  • Figure 1 comprises a so-called logic valve, ie a 2/2-way cartridge valve 10, a kit 12, which is inserted into a mounting hole 14 of a valve block 1 1, and a control cover 30 which the mounting hole 14 and the kit used therein 12 covers.
  • a fluid channel 26 in the valve block 11 opens laterally into the mounting hole 1 * 4.
  • Another fluid channel (not shown) in the valve block 11 opens into a bottom region of the mounting hole fourteenth
  • the kit 12 includes a sleeve 16.
  • a closing cone 18 is movably guided.
  • the closing cone 18 has a blind hole-like depression 17.
  • a spring 19 is inserted.
  • the spring 19 is further supported on the control cover 30 and acts upon the closing cone 18 in the direction of a seat surface 20 formed in the sleeve 16.
  • a control surface 23 on the closing cone 18 is by the pressure in the opening 21 with a force in the opening direction of Closing cone 18 acted upon.
  • Another control surface 24 is acted upon by the pending in the bores 22 pressure with a force in the opening direction.
  • the closing cone 18 and the control cover 30 define a spring chamber 25.
  • the closing cone 18 can be acted upon in the closing direction at its rear surface facing the opening of the installation bore 14.
  • a control fluid channel 32 is provided which leads from a connection surface 31 of the control cover 30 in the spring chamber 25. Furthermore, a control fluid removal channel extends with the channel sections 27 and 34 from the fluid channel 26 to the terminal surface 31.
  • the control cover 30 further comprises a cylindrical cavity is formed. This is divided by a piston 40 into a valve block 11 facing annular space 42 and a valve block 11 facing away from the annular space 44.
  • the annular space 44 defines the piston with a control surface 65.
  • In the annular space 44 forms an annular projection 64 an upper stop of the piston 40.
  • the bottom surface 62 of the annular space 42 forms a lower stop of the piston 40.
  • the piston 40 is continued in a piston rod 46 , which is led out on the valve block 11 facing away from the outer surface 35 of the control cover.
  • the removable cap 36 is arranged.
  • Piston rod 46 and the piston 40 extends an axial bore 48.
  • the bore 48 is threaded.
  • a pin 50 is screwed.
  • the pin 50 is provided on a side facing away from the valve block 11 with a threaded portion through which it is fixed in the bore 48.
  • a lock nut 52 secures the screw-in position of the pin 50.
  • the pin 50 is guided through a bore 38 in the valve block 11 facing portion of the control cover 30 into the spring chamber 25.
  • the passage of the pin 50 from the annular space 42 in the spring chamber 25 is secured by a seal 54 against an overflow of pressure medium.
  • With a position switch 60 the position of the pin 50 can be detected.
  • the control fluid channel 56 leads to the connection surface 31.
  • the annular space 42 is connected to the control fluid channel 58. This is continued in the valve block 11 through the control fluid channel 28.
  • a spring 43 is arranged, which acts on the piston 40 with a directed away from the valve block 11 force.
  • valve 10 With the closing cone 18, the fluidic connection between the opening 21 and the radial bores 22 in the sleeve 16 is controlled.
  • the flow cross-section, which is released by the closing cone 18, depends on the stroke of the closing cone 18 relative to the seat surface 20.
  • By applying the spring chamber 25 with a control pressure of the closing cone 18 is controlled in a conventional manner.
  • the piston 40 can be moved in the control cover 30 between its two end stops 62 and 64 formed by the timing cover housing.
  • the spring 43 moves the piston 40 at the unloaded annular space 44 to the end stop 64.
  • the piston 40 can be moved against the action of the spring 43 to the end stop 62.
  • the stroke of the closing cone 18 is limited by the fact that the bottom surface of the blind hole 17 on the pin 50 comes to a stop.
  • the position of the piston 40 determines how far the pin 50 projects into the spring space 25.
  • the stroke that the closing cone 18 can perform is minimal.
  • the limitation of the stroke results in a limitation of the flow cross section, the closing cone 18 can release at most.
  • the pin 50 is retracted from the spring chamber 25.
  • the closing member 18 can perform a larger stroke.
  • a limitation of the flow cross-section at the valve seat is much lower, or is not given. This is especially true when the pin 50 protrudes in concern of the piston 40 on the stop 64 only so far in the spring chamber 25 that the stroke of the closing cone 18 is limited by the surface facing him the control cover 30 instead of the pin 50. This can be ensured structurally by a correspondingly long stroke of the piston 40.
  • the position of the pin 50 and the corresponding maximum achievable stroke of the closing cone 18 is thus arbitrarily adjustable by the control of the annular space 44 with control fluid.
  • the annulus 42 is connected by channels 58 and 28 to a control fluid return line. However, it could also be the annular space 42 pressurized with control fluid.
  • the piston 40 may be e.g. be biased hydraulically in the direction of the stop 64 by a pressure continuously applied in the annular space 42.
  • the control surface 65 on the piston 40 is greater than the sum of the control surfaces 23 and 24 on the closing cone 18. This ensures that the piston 40 by hydraulic pressurization of the annular space 44 can be held securely against the stop 62, even if the closing cone 18 on the pin 50th is applied and transmits a force acting on the control surfaces 23 and / or 24 hydrostatic counterforce on the piston 40.
  • the arrangement of the piston 40 and the pin 50 can also be used to assist in closing the closing cone 18.
  • the speed of the closing movement can be increased. If the piston 40 is moved from the stop 64 to the stop 62 and is the closing cone 18 while the pin 50, so he is taken by the extension movement of the pin 50 until the piston 40 abuts against the stop 62. A remaining stroke of the closing cone 18 is usually very small. This is due to the inertia of the moving in the closing direction closing cone 18 and by the action of the spring 19 quickly closed.
  • the pin 50 can be adjusted so that it is closed with closed closing cone 18 and directed in the direction of the closing cone 18 pressurization of the piston 40 on the closing cone 18 before or just when the piston 40 reaches its stop 62.
  • a force acting in the closing direction of the closing cone 18 force is amplified by the pressurization of the control surface 65 of the piston 40.
  • the force with which the closing cone 18 rests on the seat surface 20 can be increased.
  • the sealing properties in the closed valve position can be improved.
  • the valve 10 can be reliably kept closed against a pressure in the connection 21 or 22, which exceeds the available control pressure for acting on the spring chamber 19.
  • the position switch 60 mechanically detects the position of the pin 50.
  • the position switch 60 is shown only schematically.
  • a suitable embodiment is e.g. a microswitch which is actuated by a plate attached to the pin 50.
  • the position of the pin 50 can also be detected and possibly additionally with a displacement sensor. On the one hand, the reliable operation of the valve 10 can be checked. On the other hand, the position of the pin 50 can be subjected to a position control.
  • the corresponding control loop includes the displacement sensor of the pin, a controller, a proportional valve that controls the control pressure chamber 44 and possibly 42, and the piston 40. This allows any stop positions for the closing cone 18 specify with high accuracy.
  • the abutment positions are no longer limited by the position of the two stops 62 and 64 of the Pistons 40 are given. Instead, arbitrary positions within the range of motion of the piston 40 can be specified.
  • the adjustment can also be done purely electronically by means of the setpoint specification. An adjustment of the pin 50 within the bore 48 is eliminated.
  • FIG. 1 Another, second embodiment of the present invention is shown in FIG.
  • the 2/2-way cartridge valve 10 shown in Figure 2 largely corresponds to the 2/2-way cartridge valve shown in Figure 1. It will therefore be used for matching components the same reference numerals and omitted a repetition of the corresponding description.
  • the 2/2-way cartridge valve 10 shown in Figure 2 is opened in the neutral position in contrast to the previous embodiment.
  • a plate 70 is provided on the pin 50, on which a spring 74 is supported.
  • the spring 74 bears against a ring 72 fastened to the closing cone 18.
  • the type of attachment of the ring 72 on the closing cone 18 is not shown in detail. It can be e.g. to act a screw, a press-fit, an adhesive bond or a welded joint.
  • the voltage applied to the ring 72 spring 74 acts on the closing cone 18 with a force acting in the opening direction. If the spring chamber 25 is depressurized, the closing cone 18 moves in the opening direction until it comes to rest on the pin 50 or the plate 70. As in the first embodiment, the maximum achievable opening stroke of the closing cone 18 can be adjusted by the length with which the pin 50 protrudes into the spring chamber 25.
  • FIG. 3 shows an application of the described in the first and second embodiment 2/2-way cartridge valves using the example of a simple press control 80.
  • the press control 80 is a press cylinder 81st driven.
  • the press cylinder 81 has a piston provided with a piston rod, which divides the cylinder interior into an annular space 82 and a cylinder space 83.
  • the cylinder chamber 83 is connected to a tank 84 via a suction valve 85.
  • the basic function of a press control is described in the already mentioned data sheet RD 63147 / 01.94 of the company Bosch Rexroth AG.
  • the special features that result when using the valves according to the invention according to the first and second embodiments will be described in more detail.
  • the press controller 80 includes a main pressure supply port 86 and a pilot pressure supply port 87. About tank connections 88 pressure medium is discharged. From the pump port 86, a first branch leads to a first valve assembly 101. Die- valve assembly 101 consists of a kit 102 and a control cover 103. In the control cover 103, a pressure relief valve is provided with which the pressure in the spring chamber of the kit 102 is limited. In addition, via a switching valve 104, the spring chamber can be relieved to the tank. Accordingly, the valve assembly 101 has the function of a pilot-operated pressure relief valve to protect the pump port 86 and the function of a switching valve for switching a non-pressurized circulation.
  • a further branch leads from the pump port 86 to a 4/3-way valve 105.
  • This valve is used to control the direction of the press cylinder 81.
  • a fluid path 106 extends to the cylinder chamber 83 of the press cylinder 81.
  • From the fluid path 106 leads a branch 107 via another valve assembly 108 to the tank.
  • the valve arrangement 108 corresponds with respect to its installation kit 109 and its control cover 110 to the 2/2-way cartridge valve 10 according to the second embodiment (see Fig. 2).
  • two pilot valves 11 1 and 112 are connected.
  • a shuttle valve 113 selects to supply the pilot valve 112 between an internal control fluid tap 114 from the fluid path 106 and an external pilot pressure supply.
  • the spring chamber 25 (see FIG. 2) of the installation kit 109 is optionally provided with control pressure or with a tank connected. Accordingly, the kit 109 switches upon actuation of the pilot valve 112 from an open normal position to a closed position.
  • the pilot valve 111 is acted upon by a spring in the direction of a first switching position, in which it relieves the pressure chamber 44 (see FIG. 2) of the piston 40 arranged in the control cover 110 from the tank. In this switching position, the piston 40 (see Fig. 2) abuts against the stop 64.
  • a pressure present in the control fluid tap 114 acts on the pilot valve 111 in the direction of a second switching position, in which the pressure chamber 44 (see FIG. 2) is supplied with control fluid from the control fluid tap 114. In this second switching position of the pilot valve 111, the piston 40 (see FIG.
  • the decompression of the cylinder space 83 is controlled after a pressing operation.
  • the pilot valve 112 is actuated, and the kit 109 is in the closed valve position.
  • the closing cone of the kit 109 may open and the decompression operation commences.
  • the pilot valve 1 11 controls the process of decompression automatically.
  • the full pressing pressure is at the Steuerfluidabgriff 1 14. Accordingly, the pilot valve 111 is in the second switching position.
  • the piston 40 see Fig. 2) abuts against the stop 62.
  • the pin 50 see Fig.
  • the rate of flow of the pressure medium out of the cylinder space 83 can be determined by adjusting the screw-in depth of the pin 50 (see Fig. 2) in the bore 48.
  • the pilot valve 111 switches to the first switching position and relieves the pressure chamber 44 (see FIG. Thereafter, the pin 50 (see Fig. 2) according to the movement of the piston 40 is withdrawn from the spring chamber 25 and the Valve 108 releases a large flow cross-section for the rapid reduction of the residual pressure present in the cylinder chamber 83.
  • valve assembly 108 serves as a safety valve.
  • a pressure in the cylinder chamber 83 of the press cylinder 81 can only be constructed if, on the one hand by actuation of the pilot valve 1 12, the valve assembly 108 is closed and on the other hand by actuation of the switching valve 104, the valve assembly 101 prevents the non-pressurized circulation.
  • the pin 50 (see Fig. 2) of the valve arrangement 108 limits the opening of the closing cone only during the decompression phase and possibly the pressing phase.
  • a limit switch see Fig. 60 in Fig. 2 is provided which detects a retracted position of the pin 50 (see Fig. 2).
  • the annular space 82 of the press cylinder 81 is connected to the second consumer port of the directional control valve 105 through a fluid path 116 which extends in series via the valve assemblies 120 and 130.
  • the valve assembly 120 has the function of a pilot-operated check valve. The unlocking takes place by actuation of the pilot valve 121.
  • the valve arrangement 130 corresponds with its installation kit 131 and its control cover 132 to the valve 10 according to FIG. 1.
  • a 4/3-way pilot valve 134 is connected to the control cover 132. This can be electrically operated.
  • the pressure chamber 44 see Fig. 1
  • the spring chamber 25 is connected to the Steuerfluidabgriff 135 of the valve assembly 130. Accordingly, the valve assembly 130 acts as a check valve.
  • a Druckstofff flow in the direction of the pressure chamber 82 is not provided and could possibly be throttled.
  • the spring chamber 25 (see Fig. 1) is connected to the control fluid tap 135 and at the same time the pressure chamber 44 (see Fig. 1) is connected to the tank.
  • the valve assembly 130 acts as a check valve.
  • the piston 40 (see Fig. 1) is located at its stop 64.
  • the closing cone 18 (see Fig. 1) can release a large flow cross-section.
  • This valve position of the pilot valve 134th is switched during a retraction phase of the piston rod of the press cylinder 81. Via the valve arrangements 130 and 120, a low-loss supply of fluid into the annular space 82 takes place.
  • the series connection of the two valve arrangements 120 and 130 ensures that a technical defect in a valve arrangement does not lead to an uncontrolled lowering of the press cylinder piston.
  • the position of the closing cone of the valve assembly 120 is additionally monitored by a limit switch.
  • the valve arrangement 130 embodies the function of a pilot-operated check valve, with a flow restriction switched on in the unlocked state.
  • a 2/2-way cartridge valve 10 is shown in FIG.
  • the 2/2-way cartridge valve 10 according to the third embodiment has a closing cone 18 in the form of a stepped piston.
  • This closing cone 18 controls the connection between the terminal 22 and the terminal 21.
  • three control surfaces A1, A2 and A3 are present.
  • the control surfaces A1 and A3 are formed by the respective end faces of the closing cone.
  • the control surface A2 is the annular surface formed at a piston stage.
  • the Control surface A1 is facing the connection 21, the control surface A3 limits the spring chamber 25.
  • the control surface A2 limits an independently controllable control chamber 160, which can be acted upon by a switching valve 151 with a control pressure.
  • an adjustable stop is provided in the control cover 30 of the 2/2-way cartridge valve.
  • This consists essentially of a piston-cylinder arrangement of the piston 40, which is movably guided in a cylindrical installation space 161. Starting from the piston 40 in the manner of a piston rod, the pin 50 protrudes into the spring chamber 25. The piston 40 can be acted on at a circular surface 65 and at an annular surface 66 with a control pressure.
  • the position of the piston 40 can be detected by a position sensor 157.
  • the position value is fed to an electronic control unit 155.
  • a proportional valve 153 By means of a proportional valve 153, the control surfaces 65 and 66 of the piston 40 can be controlled.
  • the proportional valve 153 in turn is controlled by the control electronics 155.
  • the regulating circuit 155 formed by the control electronics 155, the proportional valve 153, the piston 40 and the position sensor 157 the pin 50 can be adjusted in a position-controlled manner.
  • switching valve 151 can be a connection between the terminal 22 and the control pressure chamber 160 to pressurize the control surface A2 produced. In the unactuated position of the switching valve 151, the control pressure chamber 160 is depressurized.
  • the 2/2-way cartridge valve 10 shown in Figure 4 can be very quickly - within a few milliseconds - open to a predetermined by the adjustable stop 40, 50 opening cross-section.
  • a preferred application is the control of the feed to a casting cylinder of a die-casting machine (Hot chamber die casting machine, cold chamber die casting machine), a Tixomouldingmaschine, a plastic injection molding machine or similar machines in which liquid molding material must be introduced into a mold.
  • the connection 22 is connected as an input connection to a low-pressure accumulator.
  • the terminal 21 is connected as an output to the casting cylinder.
  • the use of a similarly constructed 2/2-way cartridge valve, but without an adjustable stop 40, 50 is described in the patent application DE 10 2005 035 170.0. With regard to the sequence of the casting process and the non-return function of the 2/2-way cartridge valve 10, reference is made to the aforementioned application.
  • a critical phase in the die casting process is the acceleration of the casting cylinder to a predetermined speed at the beginning of the firing phase.
  • the adjustable stop 40, 50 can advance -. before the shooting phase - a maximum opening cross-section of the valve 10 can be adjusted.
  • To initiate the firing phase of the closing cone 18 is then opened by pressing the switching valve 151 very quickly to the predetermined position by the pin 50.
  • the acceleration time is in the range of about 10-20 milliseconds.
  • controlled die casting machines in which the speed of the casting cylinder is controlled via the inlet, can be realized simply, cost-effectively and with high accuracy.
  • the hydraulic, position-controlled adjustment of the stop allows a reliable adjustment of the opening degree with a high repeatability.
  • the adjustment can be carried out efficiently from a control panel.
  • the damping properties can be influenced by the control parameters in the control electronics 155.
  • the damping can be improved by means of a hydraulic stop damping between the closing cone 18 and the Pen 50 is effective. For this purpose, for example, find a known damping mechanism based on a hydraulic displacement use.
  • the valve 10 can also be operated as a proportionally adjustable 2-way diaphragm.
  • the space 160 is subjected to a control pressure, so that the closing cone 18 bears against the pin 50.
  • the opening degree can now be set arbitrarily and continuously.
  • the valve 10 possibly in a small nominal size - also suitable to control the Vorhellphase a die-casting machine on the inlet side.
  • a 2/2-way cartridge valve 10 with an adjustable stop pin 50 is shown in FIG.
  • the 2/2-way cartridge valve 10 according to the fourth embodiment differs mainly by the type of the adjustable stop of the cartridge valves according to the first or second embodiment. Therefore, only the stop will be described below.
  • the adjustable stop according to this embodiment can also be used without difficulty in the 2/2-way cartridge valve 10 according to the third embodiment.
  • the maximum opening stroke of the closing cone 18 is predetermined by the stop pin 50.
  • the pin 50 is designed as a piston rod and connects to the piston 40.
  • the piston 40 is movably guided in a control cover 30 in a cylinder space and divides the cylinder space into the two pressure chambers 177 and 179.
  • the piston 40 is provided with a central, blind hole-like bore 180.
  • In the bore 180 is a pilot piston 175 before.
  • the pilot piston 175 is mounted on a screw thread 173.
  • the pilot piston 175 can rotate and thus adjust axially.
  • a longitudinal toothing (not shown), the motor shaft 183 and the pilot piston 175 are axially decoupled.
  • the pilot piston 175 has a plurality of elevations, through which the bore 180 is divided into a plurality of chambers.
  • One of the chambers is about one Radial bore in the piston 40 connected to a control pressure port 174.
  • a further chamber Separated from this chamber by the elevation 184, there is a further chamber, which is connected via a further bore in the piston 40 to the pressure chamber 179.
  • the pressure chamber 179 is connected to a discharge port
  • the elevation 184 forms two control edges 181 and 182.
  • the radial bore 186 is connected via an axial bore 187 with the pressure chamber 177.
  • the piston 40 is coupled to the pilot spool 175 in the manner of a hydraulic sequencer.
  • About the control edges 181 and 182 can be the pressure chamber 177 supply pressure medium or remove pressure medium therefrom. As long as either the control edge 181 or the control edge 182 is opened, the piston 40 follows the pilot piston because of the pressurization or the discharge of the pressure chamber 177. Upon reaching the preset by the pilot piston 175 control position of the piston 40 is in the pressure chamber
  • the control surface with which the piston 40 limits the pressure chamber 177 is greater than the total effective in the opening direction surface of the closing cone 18.
  • the electric motor 171 and the thread 173 are exposed to only a small load in the axial direction, which is caused mainly by flow forces at the control edges 181 and 182. Therefore, the electric drive can be dimensioned comparatively weak.
  • the position of the pin 50 or of the piston 40 can be detected, for example, directly by a position sensor coupled to the piston 40. Alternatively, it can be closed by a rotation angle sensor on the engine to the position of the pin 50.
  • Another design of an adjustable by means of an electric drive stop for a directional control valve according to a fifth embodiment is shown below with reference to FIG 6.
  • the adjustable stop according to this embodiment can be readily used in the 2/2-way cartridge valves 10 according to the preceding embodiments.
  • the 2/2-way cartridge valve 10 has a closing cone 18 which controls the fluidic connection between the ports 21 and 22.
  • a closing cone 18 which controls the fluidic connection between the ports 21 and 22.
  • the spring chamber 25 of the pin 50 is available. This is designed as a piston rod and is applied to a piston 194, which is movably guided in a cylinder space of the control cover 30.
  • a piston 194 which is movably guided in a cylinder space of the control cover 30.
  • the pin 208 is movably guided.
  • the pin 208 goes over at its end facing the closing cone 18 in a plate portion 210 on.
  • the plate portion 210 is brought to the closing cone 18 by the action of the spring 19 which is clamped between the plate portion 210 and a support ring 204.
  • the spring 19 acts on the closing cone 18 in the closing direction.
  • the pin 208 serves to couple the closing cone 18 with a position sensor 212.
  • the position sensor 212 is arranged coaxially in extension of the stop pin 50 on the side of the control cover 30 facing away from the closing element 18.
  • the pin 50 is adjustable by a thread 173 of a screw drive in the axial direction. Via a transmission gear with two gears 191 and 192, the pin 50 is coupled to an electric motor 171.
  • the transmission gear allows a laterally offset arrangement of the electric motor 171 with respect to the axis of the pin 50 and thus a simple coupling of the position sensor 212 to the closing cone 18th
  • the piston located at the pin 50 194 limited in the control cover 30 an annular space 206.
  • the annular space 206 is connected via a channel 198 to the terminal 21 of the valve 10 is connected.
  • On the annular surface 196 of the piston 194 thus prevails the same pressure as in the terminal 21st
  • An annular space 202 formed on the annular surface 197 of the piston 194 facing the closing cone 18 is in fluid communication with the spring chamber 25 via the central opening of the support ring 204.
  • the spring chamber 25 can be acted upon either the pressure in the terminal 21 or relieved.
  • the closing cone 18 opens under the action of pressure on its control surfaces 23 or 24, until it rests against the stop pin 50.
  • the applied to the control surfaces 23 and 24 by the hydrostatic pressure on the pin forces are at least partially compensated by the pressure applied to the annular surface 196.
  • the annular surface 196 corresponds to the control surface 23. This compensates for the substantial contribution of the forces acting axially on the pin 50, which is due to the pressure in the connection 21.
  • the closing cone 18 closes under the action of the spring 19 and due to the excess area of the spring chamber 25 facing control surface of the closing cone 18.
  • the total of sides of the spring chamber 25 on the pin 50 and the piston 40 acting compressive forces are compensated in part by the pressurization of the annular surface 196 of the piston 40.

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Abstract

Ein Ventil ist mit zwei Fluidanschlüssen und mit einem beweglich geführten Schließglied ausgestattet, das zwischen einer ersten Stellung, in der es einen Durchflussquerschnitt zwischen den zwei Fluidanschlüssen freigibt, und einer zweiten Stellung, in der es eine fluidische Verbindung zwischen den zwei Fluidanschlüssen sperrt, schaltbar ist. Durch ein Anschlagsglied ist der durch das Schließglied höchstens freigebbare Durchflussquerschnitt begrenzbar. Das Anschlagsglied ist durch eine fernbetätigbare Stellvorrichtung zwischen verschiedenen Anschlagspositionen verstellbar.

Description

Beschreibung
Ventil und hydraulische Steueranordnung
Die Erfindung betrifft ein Ventil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des Weiteren bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine hydraulische Steueranordnung.
Ventile, welche vorwiegend einen Durchflussquerschnitt zwischen zwei Fluidanschlüssen steuern, können sehr einfach aufgebaut sein und werden meist zur Ansteuerung hydraulischer Verbraucher mit großem Volumenstrombedarf eingesetzt. Ein Beispiel für solche Ventile stellen die 2/2-Wege- Einbauventile - auch als Logikventile bezeichnet - der Firma Bosch Rexroth AG dar, die im Datenblatt RD 21010/03.05 hinsichtlich der Realisierung von Wegeventilfunktionen und im Datenblatt RD 21050/02.03 hinsichtlich der Realisierung von Druckfunktionen beschrieben sind.
Oft ist es wünschenswert, mit einem solchen Ventil eine Drosselung des Volumenstroms zu bewerkstelligen, z.B. bei der Dekompression eines Pressenzylinders oder zum Einstellen einer Geschwindigkeit eines hydraulischen Verbrauchers, z.B. eines Gießzylinders einer Druckgussmaschine. Dazu ist in einen Steuerdeckel des Einbauventils, der die Einbauöffnung abdeckt, ein Anschlagsstift eingesetzt, der in einen Federraum des Einbauventils vorsteht und so den Hub des Schließgliedes begrenzt. Die Eintauchtiefe des Anschlagsstifts in den Federraum und somit der maximale Hub des Schließglieds lässt sich über ein Schraubgewinde manuell justieren. Der prinzipielle Aufbau eines solchen Ventils mit Hubbegrenzung ist auf Seite 103 des Lehrbuches „Der Hydrauliktrainer Band 4, Technik der 2-Wege-Einbauventile", 1989, Mannesmann Rexroth GmbH, Lohr a. Main, ISBN 3-8023-0291 -5, beschrieben. Gemäß dem Datenblatt RD 63147/01.94 „Pressenmodule Typ P" der Firma Bosch Rexroth AG wird ein solches Ventil (vgl. Positionen (.150) und (.151) auf Seite 8a und 9) zur Dekompression des Pressenzylinders eingesetzt. Den Einsatz zur Begrenzung der Geschwindigkeit des Pressenzylinders machen die Positionen (.520) und (.521 ) oder (.510) und (.511) ersichtlich.
Nachteilig an den herkömmlichen Steueranordnungen ist, dass für eine Drosselfunktion jeweils ein eigenes, separates Ventil benötigt wird. So wird das Ventil (.150)/(.151) z.B. zusätzlich zu dem Einlassventil (.110)/(.111) benötigt, obwohl beide Ventile mit demselben Abschluss des Zylinders verbunden sind. Die Ventile (.520)/(.521 ) oder (.510)/(.511) sind zusätzlich zu dem Einlassventil (.120)/(.121) vorhanden.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Ventil anzugeben bzw. einen effizienteren Aufbau einer hydraulische Steueranordnung zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch ein Ventil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Das erfindungsgemäße Ventil ist mit zwei Fluidanschlüssen und mit einem beweglich geführten Schließglied ausgestattet, das zwischen einer ersten Stellung, in der es einen Durchflussquerschnitt zwischen den zwei Fluidanschlüssen freigibt, und einer zweiten Stellung, in der es eine fluidische Verbindung zwischen den zwei Fluidanschlüssen sperrt, schaltbar ist. Durch ein Anschlagsglied ist der durch das Schließglied höchstens freigebbare Durchflussquerschnitt begrenzbar.
Die Besonderheit der vorliegenden Erfindung ist es, dass das Anschlagsglied durch eine fernbetätigbare Stellvorrichtung zwischen verschiedenen Anschlagspositionen verstellbar ist. Auf diese Weise kann eine Begrenzung des Durchflussquerschnittes des Ventils und somit eine Drosselung des Volumenstroms willkürlich und insbesondere auch automatisch über eine Steuerung zugeschaltet werden. Die Begrenzung des Durchflussquerschnittes kann in jedem Betriebszyklus einer hydraulischen Steuerung, ggf. auch mehrmals, verstellt werden. Daneben kann das Ventil weitere Funktionen ausüben, beispielsweise die Funktion eines Rückschlagventils oder die Funktion eines einen großen Durchflussquerschnitt steuernden Schalt-Wegeventils. Durch das erfindungsgemäße Ventil mit seiner verstellbaren Begrenzung des Durchflussquerschnittes lassen sich mehrere Einzelventile einer herkömmlichen hydraulischen Steueranordnung ersetzen. Dies ermöglicht einen einfachen effizienten und robusten Aufbau einer hydraulischen Steueranordnung. Dadurch, dass das Ventil selbst auf dem Aufbau eines Schaltventils beruht, ist es einfach und kostengünstig darstellbar und zeichnet sich durch einen zuverlässigen Betrieb aus.
Die Aufgabe wird des Weiteren durch eine hydraulische Steueranordnung gelöst, bei der das erfindungsgemäße Ventil zum Einsatz kommt. Dadurch, dass das Ventil neben seiner Wege- oder ggf. Druck-Schaltfunktion noch eine per Fernbetätigung verstellbare Begrenzung des Durchflussquerschnittes besitzt, können herkömmlicher Weise zusätzlich vorhandene Stromventile bzw. Drosselventile entfallen. Insbesondere lassen sich eine Dekompressionsfunkti- on oder eine Geschwindigkeitssteuerung in ohnehin benötigte Ventile, z.B. in Ventile zur Richtungssteuerung oder in Absicherungsventile, integrieren.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist die Stellvorrichtung ein mit dem Anschlagsglied gekoppeltes Stellglied auf, welches zwischen vorgegebenen Stellpositionen verfahrbar ist. Die Festlegung vorgegebener Stellpositionen, die von dem Stellglied angefahren werden, ermöglicht die reproduzierbare Vorgabe von freigebbaren Durchflussquerschnitten. Dadurch kann beispielsweise, unter Annahme von bekannten Druckvorgaben bzw. Kraftvorgaben, eine Dekompressionsdauer oder eine Geschwindigkeit eines Verbrauchers einfach und präzise eingestellt werden. Eine besonders einfache Ausführung der Stellvorrichtung erlaubt ein Schalten des Stellgliedes zwischen zwei vorgegebenen Stellpositionen.
Wenn der bei einer vorgegebenen Stellposition höchstens freigebbare Durchflussquerschnitt justierbar ist, kann die vorgegebenen Stellposition vorab im Rahmen der Fertigung einheitlich und ungeachtet der späteren Anwendung festgelegt werden. Ein dazu korrespondierender Durchflussquerschnitt kann dann bei der Inbetriebnahme entsprechend der gewünschten Anwendung festgelegt werden. Vorzugsweise ist dazu eine bei der vorgegebenen Stellposition eingenommene Anschlagsposition des Anschlagsglieds justierbar. Dies ermöglicht eine besonders einfache Einstellung von Betriebsparametern einer hydraulischen Steueranordnung, z.B. einer Geschwindigkeit, direkt am dafür maßgeblichen Ventil.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das Anschlagsglied durch einen hydraulisch beaufschlagbaren Kolben verstellbar. Der hydraulisch ansteuerbare Kolben ist ein sehr einfaches Stellglied, dass insbesondere mit den Kolbenanschlägen über zwei mechanisch vorgegebene Stellpositionen verfügt. Außerdem gewährleistet die hydraulische Betätigung der Stellvorrichtung eine zuverlässige Ansteuerung der verschiedenen Stellpositionen. Die Ansteuerung kann unmittelbar aus der Hydraulikschaltung, insbesondere mit Hilfe von Vorsteuerventilen erfolgen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist am Schließglied eine Steuerfläche vorhanden, an der ein in einem der Fluidanschlüsse anstehender Druck das Schließglied im Sinne einer Vergrößerung des Durchflussquerschnitts beaufschlagt. Eine Steuerfläche des Kolbens, an der dieser im Sinne einer stärkeren Begrenzung des Durchflussquerschnitts beaufschlagbar ist, ist größer als die besagte Steuerfläche des Schließglieds. Dadurch lässt sich ein sicheres Halten der Anschlagsposition auch bei Entgegenwirken hoher Drücke aus den Fluidanschlüssen gewährleisten.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Ventil einen das Schließglied umfassenden Einbausatz und einen Steuerdeckel auf, welcher eine den Einbausatz aufnehmende Einbaubohrung abdeckt. Zwischen dem Schließglied und dem Steuerdeckel ist ein Federraum gebildet, der Kolben ist in einem zylindrischen Hohlraum im Steuerdeckel beweglich geführt, und das Anschlagsglied steht vom Kolben ausgehend in den Federraum vor. Solche Einbauventile mit Steuerdeckel lassen sich für eine Vielzahl verschiedener Ventilanwendungen konfigurieren. Die Stellvorrichtung für den Anschlag - d.h. der zylindrische Hohlraum und der Kolben - im Steuerdeckel erweitert das Anwendungsspektrum solcher Einbauventile nochmals im Sinne einer Kombination verschiedener Ventilfunktionen in einem Ventil. So ist, wie schon gesagt, eine willkürlich veränderbare, insbesondere schaltbare Begrenzung des Durchflussquerschnittes zusätzlich zur vorgegebenen Ventilfunktion vorhanden. Zusätzlich kann durch das Verstellen das Anschlags auch ein Schließvorgang des Ventils beschleunigt werden. Lässt sich der Anschlag weit genug in Richtung des Schließgliedes verstellen, so kann das Schließglied auch gegen einen in Öffnungsrichtung wirkenden Druck geschlossen gehalten werden. Ebenso könnte bei einem Sitzventil auf diese Weise eine Abdichtung am Ventilsitz verstärkt werden.
Ein besonders einfacher und effizienter Aufbau des Steuerdeckels, der zudem eine Justierung der Anschlagsposition erlaubt, sieht vor, dass am Kolben eine Kolbenstange vorgesehen ist, welche an einer der Einbaubohrung abgewandten Seite des Steuerdeckels nach außen geführt ist, dass der Kolben und die Kolbenstange mit einer durchgängigen Axialbohrung versehen sind, und dass ein Stift in die Axialbohrung eingeschraubt ist, der in den Federraum vorsteht.
Ein in Normalstellung offenes Ventil lässt sich mit einem geringen Aufwand realisieren, wenn an dem Anschlagsglied ein Teller vorgesehen, an dem sich eine das Schließglied im Sinne einer Vergrößerung des Durchflussquerschnitts beaufschlagende Feder abstützt.
Vorzugsweise ist das Ventil in Sitzventilbauweise ausgeführt. Dies erlaubt eine einfache Herstellung und eine leckölfreie Absperrung eines der Fluidanschlüs- se.
Eine weitere Ausgestaltung sieht eine Messvorrichtung vor, mit der eine Position des Anschlagsglieds erfassbar ist, insbesondere ein Wegsensor oder ein Endschalter. Durch den Endschalter ist z.B. eine Anschlagsposition erfassbar, bei der ein vorgegebener Mindestwert des höchstens freigebbaren Durchflussquerschnitts gewährleistet ist. Mit einer solchen Messvorrichtung lassen sich Sicherheitsvorschriften Rechnung tragen, die z.B. bei bestimmten Betriebszuständen eine uneingeschränkte Ventilöffnung fordern. Außerdem lässt sich mittels eines Wegmesssystems die Anschlagsposition im Rahmen einer Positionsregelung sehr genau und flexibel festlegen.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist eine Vorsteueranordnung vorgesehen, durch die eine vorgegebene Anschlagsposition des Anschlagsglieds in Abhängigkeit von einem Druck in einem der Fluidanschlüsse ansteuerbar ist. Ein solches Ventil ist dazu nutzbar, Dekompressionsschläge zu vermeiden. Dazu wird z.B. der Durchflussquerschnitt durch den Anschlag auf -einen geringen Wert begrenzt, solange der Druck im Verbraucheranschluss hoch ist. Sobald der Druck genügend gefallen ist, kann über den Anschlag ein größerer freigebbarer Durchflussquerschnitt eingestellt werden, um den verbleibenden Restdruck schnell abzubauen.
Vorzugsweise ist dazu ein Vorsteuerventil vorgesehen, dass in Abhängigkeit von einem Druck in einem der Fluidanschlüsse eine Verbindung zwischen dem besagten Fluidanschluss und einem vom Kolben begrenzten Steuerdruckraum steuert. Dadurch kann der Ablauf eines Dekompressionsvorgangs automatisch, auf einfache Weise und ausschließlich hydraulisch gesteuert werden.
Ein Vorsteuerventil, durch welches ein vom Kolben begrenzter Steuerdruckraum und/oder der Federraum des Schließglieds jeweils mit Steuerfluid beaufschlagbar sind, erlaubt eine effiziente Ansteuerung des Ventils. Wenn sowohl der vom Kolben begrenzte Steuerdruckraum als auch der Federraum über das gleiche Ventil angesteuert werden, verringert sich der Bauteileaufwand.
Das erfindungsgemäße Ventil lässt sich innerhalb kurzer Zeit auf einen beliebig vorgegebenen, zuverlässig einstellbaren Durchflussquerschnitt öffnen, wenn das Anschlagsglied als hydraulisches Stellglied ausgebildet ist und unter Verwendung eines Wegsensor zur Erfassung seiner Position einer Positionsregelung unterworfen ist. Der bei Öffnung des Ventils verfügbare Durchflussquerschnitt kann effizient und unkompliziert durch ein Sollsignal vorgegeben werden. Beim Auftreffen des Schließglieds auf den Anschlag dämpft das an das Stellglied angrenzende Ölvolumen etwaige Schwingungen. Ebenso kann das Dämpfungsverhalten über den Positionsregelkreis beeinflusst werden. Ein solches Ventil ist sehr vorteilhaft bei der Ansteuerung des Gießzylinders einer Druckgussmaschine, insbesondere der Schussphase, bei der der Gießzylinder innerhalb kürzester Zeit auf eine vorgegebene Geschwindigkeit beschleunigt werden soll.
Eine besonders kurze Öffnungszeit des Ventils lässt sich durch die so genannte Aktivlogik-Bauweise erzielen. Dabei ist das Schließglied als Stufenkolben ausgebildet, der Stufenkolben begrenzt mit einer Ringfläche einen Ringraum und ist an der Ringfläche in Öffnungsrichtung mit einem Steuerdruck beaufschlagbar. Weiterhin kann durch Ansteuerung des Ringraums das Schließglied am Anschlagsglied zur Anlage gebracht werden und über das Anschlagsglied positionsgeregelt verstellt werden.
Des Weiteren kann das Ventil zusätzlich zu der willkürlich vorgebbaren Begrenzung des Öffnungsgrades als sperrbares Rückschlagventil konfiguriert sein. Dazu sind am Stufenkolben zwei weitere Steuerflächen an gegenüberliegenden Stirnseiten gebildet, beide Steuerflächen sind von einem Druck in einem Ausgangsanschluss beaufschlagt und besitzen insgesamt einen Flächenüberschuss im Sinne eines Sperrens der fluidischen Verbindung. Eine vorteilhafte, einfache Bauweise und eine schnelle Schließreaktion erzielt man durch Vorsehen einer axialen Durchgangsbohrung am Stufenkolben.
Vorzugsweise ist zwischen dem Anschlagsglied und dem Schließglied eine hydromechanische Anschlagsdämpfung vorgesehen. Auf diese Weise wird insbesondere beim schnellen Öffnen des Schließglieds ein Einschwingvorgang verkürzt und eine Belastung des Anschlagsglieds reduziert.
Anstelle eines hydraulischen Stellglieds kann das Anschlagsglied auch durch einen elektrischen Stellantrieb, insbesondere durch einen Elektromotor in Verbindung mit einem Gewindetrieb, verstellt werden. Hydraulische Kräfte, insbesondere auf Lager und Übersetzungstriebe einwirkende Axialkräfte lassen sich minimieren, wenn das Anschlagsglied mittels einer hydraulischen Folgesteuerung an den elektrischen Stellantrieb gekoppelt ist. In diesem Fall muss der elektrische Antrieb nur noch geringe Stell- und Haltekräfte entsprechend der an der Folgesteuerung auftretenden Strömungskräfte aufbringen. Es kann ein elektrischer Antrieb mit geringer Leistung und kleiner Baugröße eingesetzt werden. Die Lager und Übersetzungstriebe können schwächer dimensioniert werden.
Am Anschlagsglied auftretende hydraulische Kräfte können auch dadurch verringert werden, dass das Anschlagsglied mit einem in einem der Fluid- anschlüsse herrschenden Druck in Richtung einer Begrenzung des freigebbaren Durchflussquerschnitts beaufschlagt ist. Dadurch können sowohl die in einem Federraum des Schließglieds auf das Anschlagsglied wirkenden Druckkräfte als auch die von einem Ausgangsanschluss bei am Anschlagsglied anliegenden Schließglied auf das Anschlagsglied einwirkenden hydrostatischen Kräfte zumindest teilweise kompensiert werden.
Eine kompakte Bauform erzielt man dadurch, dass der Elektromotor seitlich des Anschlagsglieds angeordnet ist, und dass das Schließglied über einen durch eine Längsbohrung im Anschlagsglied geführten Stift mit einem Positionssensor verbunden ist.
Durch die (Teil-)Kompensation der auf das Anschlagsglied wirkenden hydrostatischen Kräfte, entweder durch eine Folgesteuerung oder durch eine Beaufschlagung des Anschlagsglieds mit Hydraulikfluid im Sinne einer Entlastung des Übersetzungsgetriebes, lässt sich ein elektrischer Antrieb überhaupt erst sinnvoll für eine Verstellung des Anschlagsglieds einsetzen. Ohne eine Kompensation der hydrostatischen Kräfte müsste der Antrieb und dass Übersetzungsgetriebe so groß dimensioniert werden, dass ein Einsatz für diesen Zweck wegen der hohen Kosten, der Baugröße und des hohen Gewichts nicht akzeptabel wäre.
Nachfolgend werden die vorliegende Erfindung und deren Vorteile unter Bezugnahme auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Figur 1 zeigt einen Schnitt durch ein in Normalstellung geschlossenes
Einbauventil mit Steuerdeckel gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, Figur 2 zeigt einen Schnitt durch ein in Normalstellung geöffnetes
Einbauventil mit Steuerdeckel gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Figur 3 zeigt ein schematisches Schaltbild eines Pressensteuermoduls unter Verwendung der in Figur 1 und Figur 2 dargestellten Ventile, in
Figur 4 ist ein Einbauventil mit einer separat ansteuerbaren Steuerfläche und mit einem lagegeregelt verstellbaren Anschlag dargestellt,
Figur 5 zeigt ein Einbauventil mit einer hydraulischen Folgesteuerung zur
Kopplung des Anschlagsglieds und eines elektrischen Antriebs und
Figur 6 zeigt ein Einbauventil, bei dem das Anschlagsglied über einen seitlich angeordneten Elektromotor verstellbar ist und über eine Steuerfläche zur Kraftentlastung des Gewindetriebs verfügt.
Nach Figur 1 umfasst ein so genanntes Logikventil, also ein 2/2-Wege- Einbauventil 10, einen Einbausatz 12, welcher in eine Einbaubohrung 14 eines Ventilblocks 1 1 eingesetzt ist, und einen Steuerdeckel 30, welcher die Einbaubohrung 14 und den darin eingesetzten Einbausatz 12 abdeckt. Ein Fluidkanal 26 im Ventilblock 11 mündet seitlich in die Einbaubohrung 1*4. Ein weiterer Fluidkanal (nicht dargestellt) im Ventilblock 11 mündet in einen Bodenbereich der Einbaubohrung 14.
Der Einbausatz 12 umfasst eine Hülse 16. In der Hülse 16 ist ein Schließkegel 18 beweglich geführt. Der Schließkegel 18 besitzt eine sacklochartige Vertiefung 17. Darin ist eine Feder 19 eingesetzt. Die Feder 19 stützt sich weiterhin am Steuerdeckel 30 ab und beaufschlagt den Schließkegel 18 in Richtung einer in der Hülse 16 gebildeten Sitzfläche 20. Mit dem Schließkegel 18 ist eine fluidische Verbindung zwischen der stirnseitigen Öffnung 21 und den radialen Bohrungen 22 der Hülse 16 steuerbar. Eine Steuerfläche 23 am Schließkegel 18 ist durch den Druck in der Öffnung 21 mit einer Kraft in Öffnungsrichtung des Schließkegels 18 beaufschlagt. Eine weitere Steuerfläche 24 ist durch den in den Bohrungen 22 anstehenden Druck mit einer Kraft in Öffnungsrichtung beaufschlagt. Abseitig der Stirnöffnung 21 begrenzen die Hülse 16, der Schließkegel 18 und der Steuerdeckel 30 einen Federraum 25. Durch einen in dem Federraum 25 anstehenden Steuerdruck ist der Schließkegel 18 an seiner der Öffnung der Einbaubohrung 14 zugewandten Rückenfläche in Schließrichtung beaufschlagbar.
In dem Steuerdeckel 30 ist ein Steuerfluidkanal 32 vorgesehen, der von einer Anschlussfläche 31 des Steuerdeckels 30 in den Federraum 25 führt. Weiterhin verläuft ein Steuerfluidentnahmekanal mit den Kanalabschnitten 27 und 34 aus dem Fluidkanal 26 an die Anschlussfläche 31. Im Steuerdeckel 30 ist des Weiteren ein zylinderförmiger Hohlraum gebildet. Dieser wird durch einen Kolben 40 in einen dem Ventilblock 11 zugewandten Ringraum 42 und einen dem Ventilblock 11 abgewandten Ringraum 44 unterteilt. Den Ringraum 44 begrenzt der Kolben mit einer Steuerfläche 65. Im Ringraum 44 bildet eine kreisringförmige Erhebung 64 einen oberen Anschlag des Kolbens 40. Die Bodenfläche 62 des Ringraums 42 bildet einen unteren Anschlag des Kolbens 40. Der Kolben 40 setzt sich in eine Kolbenstange 46 fort, die an der dem Ventilblock 11 abgewandten Außenfläche 35 aus dem Steuerdeckel herausgeführt ist. Über der Durchführung der Kolbenstange 46 ist die abnehmbare Abdeckkappe 36 angeordnet.
Durch die. Kolbenstange 46 und den Kolben 40 verläuft eine axiale Bohrung 48. Die Bohrung 48 ist mit einem Gewinde versehen. In die Bohrung 48 ist ein Stift 50 eingeschraubt. Der Stift 50 ist an einem dem Ventilblock 11 abgewandten Abschnitt mit einem Gewinde versehen, durch das er in der Bohrung 48 befestigt ist. Eine Sicherungsmutter 52 sichert die Einschraubposition des Stifts 50. Der Stift 50 ist durch eine Bohrung 38 im dem Ventilblock 11 zugewandten Abschnitt des Steuerdeckels 30 in den Federraum 25 geführt. Die Durchführung des Stifts 50 vom Ringraum 42 in den Federraum 25 ist durch eine Dichtung 54 gegen ein Überströmen von Druckmittel gesichert. Mit einem Positionsschalter 60 ist die Position des Stifts 50 erfassbar. Vom Ringraum 44 führt der Steuerfluidkanal 56 zur Anschlussfläche 31. Der Ringraum 42 ist an den Steuerfluidkanal 58 angeschlossen. Dieser ist im Ventilblock 11 durch den Steuerfluidkanal 28 fortgeführt. Im Ringraum 42 ist eine Feder 43 angeordnet, die den Kolben 40 mit einer vom Ventilblock 11 weg gerichteten Kraft beaufschlagt.
Im Folgenden soll die Funktion des erfindungsgemäßen Ventils 10 dargestellt werden. Mit dem Schließkegel 18 wird die fluidische Verbindung zwischen der Öffnung 21 und den radialen Bohrungen 22 in der Hülse 16 gesteuert. Der Durchflussquerschnitt, der vom Schließkegel 18 freigegeben wird, hängt vom Hub des Schließkegels 18 gegenüber der Sitzfläche 20 ab. Durch Beaufschlagung des Federraums 25 mit einem Steuerdruck wird der Schließkegel 18 in an sich bekannter Weise gesteuert. Dazu wird auf das bereits genannte Lehrbuch „Der Hydrauliktrainer Band 4, Technik der 2-Wege-Einbauventile" verwiesen. Durch die Anordnung der Feder 19 ist das dargestellte Ventil 10 in der unbetä- tigten Normalstellung geschlossen.
Der Kolben 40 lässt sich im Steuerdeckel 30 zwischen seinen zwei durch das Steuerdeckelgehäuse gebildeten Endanschlägen 62 und 64 verfahren. Die Feder 43 verschiebt den Kolben 40 bei entlasteten Ringraum 44 an den Endanschlag 64. Durch eine Druckbeaufschlagung des Ringraums 44 lässt sich der Kolben 40 gegen die Wirkung der Feder 43 an den Endanschlag 62 verschieben.
Der Hub des Schließkegels 18 wird dadurch begrenzt, dass die Bodenfläche der Sacklochvertiefung 17 am Stift 50 zum Anschlag kommt. Durch die Position des Kolbens 40 ist vorgegeben, wie weit der Stift 50 in den Federraum 25 vorsteht. Liegt der Kolben 40 an dem Endanschlag 62 an, ist der Hub, den der Schließkegel 18 ausführen kann, minimal. Die Begrenzung des Hubs resultiert in einer Begrenzung des Durchflussquerschnitts, den der Schließkegel 18 höchstens freigeben kann. Durch Verstellen des Stifts 50 in der Bohrung 48 lässt sich der Hub, den der Schließkegel 18 bei dieser Position des Kolbens 40 maximal ausführen kann und somit der höchstens über den Ventilsitz erzielbare Durchflussquerschnitt einjustieren. Wird der Steuerdruckraum 44 druckentlastet, so kehrt der Kolben 40 unter der Wirkung der Feder 43 an seinen dem Einbausatz 12 abgewandten Anschlag 64 zurück. Dementsprechend wird der Stift 50 aus dem Federraum 25 zurückgezogen. Bei dieser Position des Kolbens 40 bzw. des Stifts 50 kann das Schließglied 18 einen größeren Hub ausführen. Eine Begrenzung des Durchflussquerschnitts am Ventilsitz fällt wesentlich geringer aus, bzw. ist nicht gegeben. Dies trifft insbesondere dann zu, wenn der Stift 50 bei Anliegen des Kolbens 40 am Anschlag 64 nur soweit in den Federraum 25 vorsteht, dass der Hub des Schließkegels 18 durch die ihm zugewandte Fläche des Steuerdeckels 30 anstatt durch den Stift 50 begrenzt ist. Dies kann konstruktiv durch einen entsprechend langen Hub des Kolbens 40 gewährleistet werden.
Die Position des Stifts 50 und der entsprechende, höchstens erzielbare Hub des Schließkegels 18 ist also willkürlich durch die Ansteuerung des Ringraums 44 mit Steuerfluid verstellbar. Der Ringraum 42 ist durch die Kanäle 58 und 28 mit einer Steuerfluidrücklaufleitung verbunden. Es könnte jedoch auch der Ringraum 42 mit Steuerfluid druckbeaufschlagt werden. Der Kolben 40 kann z.B. durch einen im Ringraum 42 kontinuierlich anstehenden Druck hydraulisch in Richtung des Anschlags 64 vorgespannt sein.
Die Steuerfläche 65 am Kolben 40 ist größer als die Summe der Steuerflächen 23 und 24 am Schließkegel 18. So ist gewährleistet, dass der Kolben 40 durch hydraulische Druckbeaufschlagung des Ringraums 44 sicher am Anschlag 62 gehalten werden kann, auch wenn der Schließkegel 18 am Stift 50 anliegt und eine auf die Steuerflächen 23 und/oder 24 einwirkende hydrostatische Gegenkraft auf den Kolben 40 überträgt.
Die Anordnung aus dem Kolben 40 und dem Stift 50 lässt sich auch dazu verwenden, um ein Schließen des-Schließkegels 18 zu unterstützen. Insbesondere kann die Geschwindigkeit der Schließbewegung gesteigert werden. Wird der Kolben 40 vom Anschlag 64 an den Anschlag 62 gefahren und liegt der Schließkegel 18 dabei am Stift 50 an, so wird er von der Ausfahrbewegung des Stifts 50 mitgenommen, bis der Kolben 40 am Anschlag 62 anliegt. Ein verbleibender Hub des Schließkegels 18 ist üblicherweise sehr gering. Dieser wird aufgrund der Massenträgheit des sich in Schließrichtung bewegenden Schließkegels 18 und durch die Wirkung der Feder 19 schnell geschlossen. Des Weiteren kann der Stift 50 so eingestellt werden, dass er bei geschlossenen Schließkegel 18 und einer in Richtung des Schließkegels 18 gerichteten Druckbeaufschlagung des Kolbens 40 am Schließkegel 18 anliegt, bevor oder gerade wenn der Kolben 40 seinen Anschlag 62 erreicht. Auf diese Weise wird durch die Druckbeaufschlagung der Steuerfläche 65 des Kolbens 40 eine in Schließrichtung des Schließkegels 18 wirkende Kraft verstärkt. Insbesondere kann die Kraft, mit der der Schließkegel 18 auf der Sitzfläche 20 aufliegt, erhöht werden. Dadurch können die Abdichtungseigenschaften in der geschlossenen Ventilstellung verbessert werden. Außerdem kann das Ventil 10 auch gegen einen Druck im Anschluss 21 oder 22 zuverlässig geschlossen gehalten werden, der den zur Verfügung stehenden Steuerdruck zur Beaufschlagung des Federraums 19 übersteigt.
Durch den Positionsschalter 60 wird die Position des Stifts 50 mechanisch erfasst. Der Positionsschalter 60 ist nur schematisch dargestellt. Eine geeignete Ausgestaltung ist z.B. ein Mikroschalter, der durch einen am Stift 50 befestigten Teller betätigt wird. So kann z.B. erfasst werden, ob der Stift 50 weit genug aus dem Federraum 19, zurückgezogen ist, um einen Durchflussquerschnitt des Ventils 10 nicht nennenswert zu beschränken. Es kann also überprüft werden, ob eine volle Öffnung des Ventils 10 zur Verfügung steht. Ein Klemmen des Stifts 50 wird sicher erkannt. Dadurch lassen sich Anforderungen aus Unfallverhütungsvorschriften erfüllen.
Die Position des Stifts 50 kann ebenfalls und ggf. zusätzlich mit einem Wegsensor erfasst werden. Zum Einen kann dadurch die zuverlässige Funktion des Ventils 10 überprüft werden. Zum Anderen kann die Lage des Stifts 50 einer Positionsregelung unterworfen werden. Die entsprechende Regelschleife umfasst den Wegsensor des Stifts, einen Regler, ein Proportionalventil, das den Steuerdruckraum 44 und ggf. 42 ansteuert, und den Kolben 40. Dadurch lassen sich beliebige Anschlagspositionen für den Schließkegel 18 mit hoher Genauigkeit vorgeben. Insbesondere sind die Anschlagspositionen nicht mehr dadurch beschränkt, dass sie durch die Lage der zwei Anschläge 62 und 64 des Kolbens 40 vorgegeben sind. Es können stattdessen beliebige Positionen innerhalb des Bewegungsspielraums des Kolbens 40 vorgegeben werden. Die Justierung kann außerdem rein elektronisch mittels der Sollwertvorgabe erfolgen. Ein Verstellen des Stifts 50 innerhalb des Bohrung 48 entfällt. Durch eine solche Ansteuerung lässt sich im Übrigen mit dem 2/2-Wege-Einbauventil 10 ein Ventilverhalten realisieren, das dem eines vorgesteuerten Proportionalventils entspricht, da sich die Ventilöffnung willkürlich und stetig steuern lässt.
Eine weitere, zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in Figur 2 dargestellt. Das in Figur 2 dargestellte 2/2-Wege-Einbauventil 10 entspricht weitestgehend dem in Figur 1 dargestellten 2/2-Wege-Einbauventil. Es werden daher für übereinstimmende Bestandteile gleiche Bezugszeichen verwendet und auf eine Wiederholung der entsprechenden Beschreibung verzichtet.
Das in Figur 2 dargestellte 2/2-Wege-Einbauventil 10 ist im Gegensatz zum vorangehenden Ausführungsbeispiel in der Neutralstellung geöffnet. Dazu ist am Stift 50 ein Teller 70 vorgesehen, an dem sich eine Feder 74 abstützt. Die Feder 74 liegt an einem am Schließkegel 18 befestigten Ring 72 an. Die Art der Befestigung des Rings 72 am Schließkegel 18 ist nicht näher dargestellt. Es kann sich z.B. um eine Schraubverbindung, ein Einpressen, eine Klebeverbindung oder eine Schweißverbindung handeln.
Die am Ring 72 anliegende Feder 74 beaufschlagt den Schließkegel 18 mit einer in Öffnungsrichtung wirkenden Kraft. Falls der Federraum 25 druckentlastet ist, bewegt sich der Schließkegel 18 in Öffnungsrichtung, bis er am Stift 50 bzw. dem Teller 70 zur Anlage kommt. Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel lässt sich der höchstens erzielbare Öffnungshub des Schließkegels 18 durch die Länge, mit der der Stift 50 in den Federraum 25 vorsteht einstellen. Die diesbezüglich in Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel beschriebenen Merkmale und Wirkungen treffen unverändert auf das zweite Ausführungsbeispiel zu.
Die Figur 3 zeigt eine Anwendung der in der ersten und zweiten Ausführungsform beschriebenen 2/2-Wege-Einbauventile am Beispiel einer einfachen Pressensteuerung 80. Mit der Pressensteuerung 80 wird ein Pressenzylinder 81 angesteuert. Der Pressenzylinder 81 besitzt einen mit einer Kolbenstange versehenen Kolben, der den Zylinderinnenraum in einen Ringraum 82 und einen Zylinderraum 83 unterteilt. Der Zylinderraum 83 ist über ein Nachsaug- ventil 85 mit einem Tank 84 verbunden. Die grundsätzliche Funktion einer Pressensteuerung ist im bereits erwähnten Datenblatt RD 63147/01.94 der Firma Bosch Rexroth AG beschrieben. Im Folgenden werden vor allem die Besonderheiten, die sich bei Einsatz der erfindungsgemäßen Ventile nach dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel ergeben, näher beschrieben.
Die Pressensteuerung 80 umfasst einen Anschluss 86 für die Hauptdruckversorgung sowie einen Anschluss 87 für die Steuerdruckversorgung. Über Tankanschlüsse 88 ist Druckmittel abführbar. Vom Pumpenanschluss 86 führt ein erster Abzweig zu einer ersten Ventilanordnung 101. Die- Ventilanordnung 101 besteht aus einem Einbausatz 102 und einem Steuerdeckel 103. Im Steuerdeckel 103 ist ein Druckbegrenzungsventil vorgesehen, mit dem der Druck im Federraum des Einbausatzes 102 begrenzt wird. Außerdem kann über- ein Schaltventil 104 der Federraum zum Tank entlastet werden. Die Ventilanordnung 101 besitzt dementsprechend die Funktion eines vorgesteuerten Druckbegrenzungsventils zur Absicherung des Pumpenanschlusses 86 sowie die Funktion eines Schaltventils zum Schalten eines drucklosen Umlaufs.
Ein weiterer Abzweig führt vom Pumpenanschluss 86 zu einem 4/3-Wegeventil 105. Dieses Ventil dient zur Richtungssteuerung des Pressenzylinders 81. Von einem ersten Verbraucheranschluss des Ventils 105 verläuft ein Fluidpfad 106 zum Zylinderraum 83 des Pressenzylinders 81. Von dem Fluidpfad 106 führt ein Abzweig 107 über eine weitere Ventilanordnung 108 zum Tank. Die Ventilanordnung 108 entspricht hinsichtlich ihres Einbausatzes 109 und ihres Steuerdeckels 110 dem 2/2-Wege-Einbauventil 10 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel (vgl. Fig. 2). Am Steuerdeckel 110 sind zwei Vorsteuerventile 11 1 und 112 angeschlossen. Ein Wechselventil 113 wählt für die Versorgung des Vorsteuerventils 112 zwischen einem internen Steuerflui- dabgriff 114 aus den Fluidpfad 106 und einer externen Steuerdruckversorgung. Über das elektrisch betätigbare Vorsteuerventil 112 wird der Federraum 25 (vgl. Fig. 2) des Einbausatzes 109 wahlweise mit Steuerdruck oder mit Tank verbunden. Dementsprechend schaltet der Einbausatz 109 bei Betätigung des Vorsteuerventils 112 von einer geöffneten Normalstellung in eine geschlossene Stellung. Das Vorsteuerventil 111 ist von einer Feder in Richtung einer ersten Schaltstellung beaufschlagt, in der es den Druckraum 44 (vgl. Fig. 2) des im Steuerdeckel 110 angeordneten Kolbens 40 zum Tank entlastet. In dieser Schaltstellung liegt der Kolben 40 (vgl. Fig. 2) am Anschlag 64 an. Ein im Steuerfluidabgriff 114 anstehender Druck beaufschlagt das Vorsteuerventil 111 in Richtung einer zweiten Schaltstellung, in der der Druckraum 44 (vgl. Fig. 2) mit Steuerfluid aus dem Steuerfluidabgriff 114 beaufschlagt ist. In dieser zweiten Schaltstellung des Vorsteuerventils 111 liegt der Kolben 40 (vgl. Fig. 2) am Anschlag 62 an.
Über die Vorsteuerventile 112 und 1 11 wird die Dekompression des Zylinderraums 83 nach einem Pressvorgang gesteuert. Während des Pressvorgangs ist das Vorsteuerventil 112 betätigt, und der Einbausatz 109 befindet sich in der geschlossenen Ventilstellung. Wird die Betätigung des Vorsteuerventils 112 beendet, kann der Schließkegel des Einbausatzes 109 (vgl. 18 in Fig. 2) öffnen und der Dekompressionsvorgang setzt ein. Das Vorsteuerventil 1 11 steuert den Ablauf der Dekompression automatisch. Zunächst steht der volle Pressdruck am Steuerfluidabgriff 1 14 an. Dementsprechend befindet sich das Vorsteuerventil 111 in der zweiten Schaltstellung. Der Kolben 40 (vgl. Fig. 2) liegt am Anschlag 62 an. Der Stift 50 (vgl. Fig. 2) steht weit in den Federraum 25 vor und begrenzt die Öffnung des Schließkegels 18 auf einen geringen Durchflussquerschnitt. Über den geringen Durchflussquerschnitt dekomprimiert das im Zylinderraum 83 vorhandene Fluid langsam. Dekompressionsschläge werden verhindert. Die Ablaufgeschwindigkeit des Druckmittels aus dem Zylinderraum 83 lässt sich durch Justieren der Einschraubtiefe des Stifts 50 (vgl. Fig. 2) in der Bohrung 48 festgelegen.
Sobald der Druck im Fluidpfad 106 unter einen Wert gefallen ist, der dem Druckäquivalent der Feder des Vorsteuerventils 111 entspricht - z.B. 50 bar -, schaltet das Vorsteuerventil 111 in die erste Schaltstellung und entlastet den Druckraum 44 (vgl. Fig. 2). Daraufhin wird der Stift 50 (vgl. Fig. 2) entsprechend der Bewegung des Kolbens 40 aus dem Federraum 25 zurückgezogen und das Ventil 108 gibt eine großen Durchflussquerschnitt zum schnellen Abbau des im Zylinderraum 83 vorhandenen Restdrucks frei.
Gleichzeitig dient die Ventilanordnung 108 als Sicherheitsventil. Ein Druck im Zylinderraum 83 des Pressenzylinders 81 kann nur aufgebaut werden, wenn zum Einen durch Betätigung des Vorsteuerventils 1 12 die Ventilanordnung 108 geschlossen ist und zum Anderen durch Betätigung des Schaltventils 104 die Ventilanordnung 101 den drucklosen Umlauf unterbindet. Während des Betriebs wird zudem überwacht, dass der Stift 50 (vgl. Fig. 2) der Ventilanordnung 108 die Öffnung des Schließkegels nur während der Dekompressions- phase und ggf. der Pressphase begrenzt. Dazu ist ein Endschalter (vgl. 60 in Fig. 2) vorhanden, der eine zurückgezogene Stellung des Stifts 50 (vgl. Fig. 2) erfasst.
Der Ringraum 82 des Pressenzylinders 81 ist durch einen Fluidpfad 116, der in Reihe über die Ventilanordnungen 120 und 130 verläuft, mit dem zweiten Verbraucheranschluss des Wegeventils 105 verbunden. Die Ventilanordnung 120 hat die Funktion eines entsperrbaren Rückschlagventils. Die Entsperrung erfolgt durch Betätigung des Vorsteuerventils 121.
Die Ventilanordnung 130 entspricht mit ihrem Einbausatz 131 und ihrem Steuerdeckel 132 dem Ventil 10 gemäß Figur 1. An den Steuerdeckel 132 ist ein 4/3-Wege-Vorsteuerventil 134 angeschlossen. Dieses lässt sich elektrisch betätigen. In der Neutralstellung des Vorsteuerventils 134 ist der Druckraum 44 (vgl. Fig. 1) und der Federraum 25 mit dem Steuerfluidabgriff 135 der Ventilanordnung 130 verbunden. Dementsprechend wirkt die Ventilanordnung 130 als Rückschlagventil. Ein Druckmittelf luss in Richtung des Druckraums 82 ist nicht vorgesehen und könnte allenfalls gedrosselt erfolgen.
In einer ersten betätigten Stellung (links) des Vorsteuerventils 134 ist der Federraum 25 (vgl. Fig. 1 ) mit dem Steuerfluidabgriff 135 und gleichzeitig der Druckraum 44 (vgl. Fig. 1) mit dem Tank verbunden. Dabei wirkt die Ventilanordnung 130 als Rückschlagventil. Der Kolben 40 (vgl. Fig. 1 ) befindet sich an seinem Anschlag 64. Der Schließkegel 18 (vgl. Fig. 1) kann einen großen Durchflussquerschnitt freigeben. Diese Ventilstellung des Vorsteuerventils 134 ist während einer Rückzugsphase der Kolbenstange des Pressenzylinders 81 geschaltet. Über die Ventilanordnungen 130 und 120 erfolgt eine verlustarme Zufuhr von Fluid in den Ringraum 82.
In der zweiten betätigten Stellung (rechts) des Vorsteuerventils 134 ist bei der Ventilanordnung 130 der Federraum 25 (vgl. Fig. 1 ) mit dem Tank und gleichzeitig der Druckraum 44 (vgl. Fig. 1) mit dem Steuerfluidabgriff 135 verbunden. Der Schließkegel 18 (vgl. Fig. 1 ) ist somit entsperrt und öffnet bei Druckbeaufschlagung an beiden Anschlüssen des Einbausatzes 131 (vgl. 21 und 26 in Fig. 1). Der freigebbare Durchflussquerschnitt ist allerdings in Folge der Druckbeaufschlagung des Druckraums 44 (vgl. Fig. 1) eingeschränkt. Diese zweite Stellung des Vorsteuerventils 134 wird betätigt, wenn der Kolben des Pressenzylinders 81 im Eilgang unter Eigengewicht abgesenkt werden soll. Gleichzeitig ist durch Betätigung des Vorsteuerventils 121 die Ventilanordnung 120 zu entsperren. Die Absenkgeschwindigkeit des Pressenzylinderkolbens kann durch Justieren der Einschraubtiefe des Stifts 50 (vgl. Fig. 1) in der Bohrung 48 festgelegt werden.
Durch das Hintereinanderschalten der zwei Ventilanordnungen 120 und 130 ist gewährleistet, dass ein technischer Defekt einer Ventilanordnungen nicht zu einem unkontrollierten Absenken des Pressenzylinderkolbens führt. Die Stellung des Schließkegels der Ventilanordnung 120 wird zusätzlich durch einen Endschalter überwacht. Die Ventilanordnung 130 verkörpert die Funktion eines entsperrbaren Rückschlagventils, mit einer im entsperrten Zustand zugeschalteten Durchflussbegrenzung.
Gemäß einem weiteren, dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in Figur 4 ein 2/2-Wege-Einbauventil 10 dargestellt. Das 2/2-Wege- Einbauventil 10 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel besitzt einen Schließkegel 18 in Form eines gestuften Kolbens. Dieser Schließkegel 18 steuert die Verbindung zwischen dem Anschluss 22 und dem Anschluss 21. Am Schließkegel 18 sind drei Steuerflächen A1 , A2 und A3 vorhanden. Die Steuerflächen A1 und A3 sind durch die jeweiligen Stirnflächen des Schließkegels gebildet. Die Steuerfläche A2 ist die an einer Kolbenstufe gebildete Ringfläche. Die Steuerfläche A1 ist dem Anschluss 21 zugewandt, die Steuerfläche A3 begrenzt den Federraum 25. Die Steuerfläche A2 begrenzt einen unabhängig ansteuerbaren Steuerraum 160, der durch ein Schaltventil 151 mit einem Steuerdruck beaufschlagbar ist.
Durch den Schließkegel 18 führen Kanäle 159, die die beiden an die Stirnflächen A1 und A3 angrenzenden Räume verbinden. Im Federraum 25 herrscht somit der Druck der auch im Anschluss 21 ansteht. Die Feder 19 beaufschlagt den Schließkegel 18 in Schließrichtung. Die Summe der Flächen A1 und A2 entspricht der Fläche A3.
Im Steuerdeckel 30 des 2/2-Wege-Einbauventils ist ein verstellbarer Anschlag vorgesehen. Dieser besteht im wesentlichen aus einer Kolben- Zylinderanordnung des Kolbens 40, der in einem zylindrischen Einbauraum 161 beweglich geführt ist. Von dem Kolben 40 nach Art einer Kolbenstange ausgehend steht der Stift 50 in den Federraum 25 vor. Der Kolben 40 ist an einer Kreisfläche 65 und an einer Ringfläche 66 mit einem Steuerdruck beaufschlagbar.
Die Position des Kolbens 40 lässt sich durch einen Positionssensor 157 erfassen. Der Positionswert ist einer Regelelektronik 155 zugeführt. Mittels eines Proportionalventils 153 lassen sich die Steuerflächen 65 und 66 des Kolbens 40 ansteuern. Das Proportionalventil 153 wird seinerseits von der Regelelektronik 155 angesteuert. Mittels des durch die Regelelektronik 155, das Proportionalventil 153, den Kolben 40 und den Positionssensor 157 gebildeten Regelkreis lässt sich der Stift 50 lagegeregelt verstellen.
Mit dem Schaltventil 151 lässt sich eine Verbindung zwischen dem Anschluss 22 und dem Steuerdruckraum 160 zur Beaufschlagung der Steuerfläche A2 herstellen. In der unbetätigten Stellung des Schaltventils 151 ist der Steuerdruckraum 160 druckentlastet.
Das in Figur 4 dargestellte 2/2-Wege-Einbauventil 10 lässt sich sehr schnell - innerhalb weniger Millisekunden - auf einen durch den verstellbaren Anschlag 40, 50 vorgegebenen Öffnungsquerschnitt öffnen. Eine bevorzugte Anwendung ist die Steuerung des Zulaufs zu einem Gießzylinder einer Druckgussmaschine (Warmkammerdruckgussmaschine, Kaltkammerdruckgussmaschine), einer Tixomouldingmaschine, einer Kunststoffspritzgießmaschine oder ähnlichen Maschinen, bei denen flüssiges Formmaterial in eine Form eingebracht werden muss. Dabei ist der Anschluss 22 als Eingangsanschluss an einen Niederdruckspeicher angeschlossen. Der Anschluss 21 ist als Ausgang mit dem Gießzylinder verbunden. Der Einsatz eines ähnlich aufgebauten 2/2-Wege- Einbauventils, jedoch ohne einen verstellbaren Anschlag 40, 50 ist in der Patentanmeldung DE 10 2005 035 170.0 beschrieben. Hinsichtlich des Ablauf des Gießvorgangs und der Rückschlagfunktion des 2/2-Wege-Einbauventils 10 wird auf die genannte Anmeldung verwiesen.
Eine kritische Phase beim Druckgussvorgang ist die Beschleunigung des Gießzylinders auf eine vorgegebene Geschwindigkeit zu Beginn der Schussphase. Durch den verstellbaren Anschlag 40, 50 kann vorab - d.h. vor der Schussphase - ein maximaler Öffnungsquerschnitt des Ventils 10 eingestellt werden. Zur Einleitung der Schussphase wird dann durch Betätigung des Schaltventils 151 der Schließkegel 18 sehr schnell auf die durch den Stift 50 vorgegebene Position geöffnet. Dadurch lässt sich der Gießzylinder innerhalb sehr kurzer Zeit auf eine genau vorgegebene Geschwindigkeit beschleunigen. Die Beschleunigungszeit liegt im Bereich von etwa 10-20 Millisekunden.
Dadurch lassen sich so genannte gesteuerte Druckgussmaschinen, bei denen die Geschwindigkeit des Gießzylinders über den Zulauf gesteuert wird, einfach, kostengünstig und mit hoher Genauigkeit realisieren. Die hydraulische, lagegeregelte Verstellung des Anschlags erlaubt eine zuverlässige Einstellung des Öffnungsgrades mit einer hohen Wiederholgenauigkeit. Die Verstellung lässt sich effizient von einem Bedienpult aus durchführen.
Schon durch die hydraulischen Einspannung des Kolbens 40 ergibt sich eine Dämpfung, wenn der Schließkegel 18 am Stift 50 anschlägt. Die Dämpfungseigenschaften lassen sich durch die Regelparameter in der Regelelektronik 155 beeinflussen. Zusätzlich lässt sich die Dämpfung mittels einer hydraulischen Anschlagsdämpfung verbessern, die zwischen dem Schließkegel 18 und dem Stift 50 wirksam ist. Dazu kann z.B. ein an sich bekannter Dämpfungsmechanismus auf Grundlage einer hydraulischen Verdrängung Verwendung finden.
Das Ventil 10 kann auch als proportional verstellbare 2-Wege-Blende betrieben werden. Dazu wird der Raum 160 mit einem Steuerdruck beaufschlagt, so dass der Schließkegel 18 am Stift 50 anliegt. Über die lagegeregelte Verstellung des Stifts 50 mittels des Kolbens 40 kann nun der Öffnungsgrad beliebig und kontinuierlich eingestellt werden. Dadurch ist das Ventil 10 - ggf. in einer kleinen Nenngröße - auch geeignet, die Vorfüllphase einer Druckgussmaschine zulaufseitig zu steuern.
Gemäß einem weiteren, vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in Figur 5 ein 2/2-Wege-Einbauventil 10 mit einem verstellbaren Anschlagsstift 50 dargestellt. Das 2/2-Wege-Einbauventil 10 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel unterscheidet vor allem durch die Bauart des verstellbaren Anschlags von den Einbauventilen gemäß dem ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel. Daher wird im Folgenden lediglich der Anschlag beschrieben. Der verstellbare Anschlag gemäß diesem Ausführungsbeispiel lässt sich auch ohne Weiteres bei dem 2/2-Wege-Einbauventil 10 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel einsetzen.
Gemäß Figur 5 ist der maximale Öffnungshub des Schließkegels 18 durch den Anschlagsstift 50 vorgegeben. Der Stift 50 ist als Kolbenstange ausgeführt und schließt sich an den Kolben 40 an. Der Kolben 40 ist in einem Steuerdeckel 30 in einem Zylinderraum beweglich geführt und unterteilt den Zylinderraum in die beiden Druckräume 177 und 179. Der Kolben 40 ist mit einer zentralen, sacklochartigen Bohrung 180 versehen. In die Bohrung 180 steht ein Vorsteuerkolben 175 vor. Der Vorsteuerkolben 175 ist an einem Schraubgewinde 173 gelagert. Durch einen Elektromotor 171 lässt sich der Vorsteuerkolben 175 verdrehen und somit axial verstellen. Durch eine Längsverzahnung (nicht dargestellt) sind die Motorwelle 183 und der Vorsteuerkolben 175 axial entkoppelt.
Der Vorsteuerkolben 175 weist mehrere Erhebungen auf, durch die die Bohrung 180 in mehrere Kammern unterteilt ist. Eine der Kammern ist über eine Radialbohrung im Kolben 40 mit einem Steuerdruckanschluss 174 verbunden. Von dieser Kammer durch die Erhebung 184 getrennt, besteht eine weitere Kammer, welche über eine weitere Bohrung im Kolben 40 mit dem Druckraum 179 verbunden ist. Der Druckraum 179 steht mit einem Entlastungsanschluss
176 in Verbindung und nimmt außerdem die Stellfeder 185 auf. Zusammen mit einer Radialbohrung 186 im Kolben 40 bildet die Erhebung 184 zwei Steuerkanten 181 und 182 aus. Die Radialbohrung 186 ist über eine Axialbohrung 187 mit dem Druckraum 177 verbunden.
Der Kolben 40 ist mit dem Vorsteuerkolben 175 nach Art einer hydraulischen Folgesteuerung gekoppelt. Über die Steuerkanten 181 und 182 lässt sich dem Druckraum 177 Druckmittel zuführen oder Druckmittel daraus abführen. Solange entweder die Steuerkante 181 oder die Steuerkante 182 geöffnet ist, folgt der Kolben 40 dem Vorsteuerkolben wegen der Druckbeaufschlagung bzw. der Entlastung des Druckraums 177. Bei Erreichen der durch den Vorsteuerkolben 175 vorgegebenen Stellposition des Kolbens 40 stellt sich im Druckraum
177 bei weitgehend geschlossenen Steuerkanten 181 und 182 ein Druck ein, der die Kraft der Stellfeder 185 und gegebenenfalls eine durch den Schließkegel 18 auf den Stift 50 einwirkende Kraft kompensiert.
Die Steuerfläche, mit der der Kolben 40 den Druckraum 177 begrenzt, ist größer als die insgesamt in Öffnungsrichtung wirksame Fläche des Schließkegels 18. Dadurch kann auch bei einem hohen Druck in den Anschlüssen 21 und 22 des 2/2-Wege-Einbauventils 10 der Stift 50 in einer vorgegeben Position gehalten werden.
Der Elektromotor 171 und das Gewinde 173 sind nur einer geringen Belastung in axialer Richtung ausgesetzt, die vor allem durch Strömungskräfte an den Steuerkanten 181 und 182 hervorgerufen wird. Daher kann der elektrische Antrieb vergleichsweise schwach dimensioniert werden.
Die Lage des Stifts 50 bzw. des Kolbens 40 kann z.B. direkt durch einen am Kolben 40 angekoppelten Positionssensor erfasst werden. Alternativ kann durch einen Drehwinkelsensor am Motor auf die Lage des Stifts 50 geschlossen werden. Eine weitere Bauform eines mit Hilfe eines elektrischen Antriebs verstellbaren Anschlags für ein Wegeventil gemäß eines fünften Ausführungsbeispiels ist im Folgenden anhand Figur 6 dargestellt. Der verstellbare Anschlag gemäß diesem Ausführungsbeispiel lässt sich ohne Weiteres bei den 2/2-Wege- Einbauventilen 10 gemäß den vorangehenden Ausführungsbeispielen einsetzen.
Das.2/2-Wege-Einbauventil 10 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel vefügt über einen Schließkegel 18, der die fluidische Verbindung zwischen den Anschlüssen 21 und 22 steuert. In den Federraum 25 steht der Stift 50 vor. Dieser ist als Kolbenstange ausgeführt und setzt an einen Kolben 194 an, welcher in einem Zylinderraum des Steuerdeckels 30 beweglich geführt ist. Entlang der Mittelachse des Stifts 50 verläuft eine axiale Bohrung. In der axialen Bohrung ist ein weiterer Stift 208 beweglich geführt. Der Stift 208 geht an seinem dem Schließkegel 18 zugewandten Ende in einen Tellerabschnitt 210 über. Der Tellerabschnitt 210 wird durch die Wirkung der Feder 19, die zwischen dem Tellerabschnitt 210 und einem Stützring 204 eingespannt ist, am Schließkegel 18 zur Anlage gebracht. Zusätzlich beaufschlagt die Feder 19 den Schließkegel 18 in Schließrichtung.
Der Stift 208 dient zur Kopplung des Schließkegels 18 mit einem Positionssensor 212. Der Positionssensor 212 ist koaxial in Verlängerung des Anschlagsstifts 50 an der dem Schließglied 18 abgewandten Seite des Steuerdeckels 30 angeordnet.
Der Stift 50 ist durch ein Gewinde 173 eines Gewindetriebs in axialer Richtung verstellbar. Über eine Übersetzungsgetriebe mit zwei Zahnrädern 191 und 192 ist der Stift 50 mit einem Elektromotor 171 gekoppelt. Das Übersetzungsgetriebe erlaubt eine seitlich versetzte Anordnung des Elektromotors 171 hinsichtlich der Achse des Stifts 50 und somit eine einfache Ankopplung des Positionssensors 212 an den Schließkegel 18.
Der am Stift 50 befindliche Kolben 194 begrenzt im Steuerdeckel 30 einen Ringraum 206. Der Ringraum 206 ist über einen Kanal 198 mit dem Anschluss 21 des Ventils 10 verbunden. Auf der Ringfläche 196 des Kolbens 194 herrscht somit der gleiche Druck wie im Anschluss 21.
Ein an der dem Schließkegel 18 zugewandten Ringfläche 197 des Kolbens 194 gebildeter Ringraum 202 steht über die zentrale Öffnung des Stützrings 204 mit dem Federraum 25 in fluidischer Verbindung. Über das Schaltventil 200 kann der Federraum 25 entweder mit dem Druck im Anschluss 21 beaufschlagt werden oder entlastet werden.
Ist der Federraum 25 druckentlastet, so öffnet der Schließkegel 18 unter Einwirkung eines Drucks auf seine Steuerflächen 23 oder 24, bis er am Anschlagsstift 50 anliegt. Die an den Steuerflächen 23 und 24 durch den hydrostatischen Druck auf den Stift aufgebrachten Kräfte werden durch den an der Ringfläche 196 anstehenden Druck zumindest teilweise kompensiert. Vorzugsweise entspricht die Ringfläche 196 der Steuerfläche 23. Dadurch wird der wesentliche Beitrag der axial auf den Stift 50 einwirkenden Kräfte, welcher vom Druck im Anschluss 21 her rührt, kompensiert.
Ist der Federrraum 25 über das Ventil 200 mit dem Druck im Anschluss 21 beaufschlagt, so schließt der Schließkegel 18 unter Einwirkung der Feder 19 und aufgrund des Flächenüberschusses der dem Federraum 25 zugewandten Steuerfläche des Schließkegels 18. Die insgesamt von Seiten des Federraums 25 auf den Stift 50 und den Kolben 40 einwirkenden Druckkräfte werden zu einem Teil durch die Druckbeaufschlagung der Ringfläche 196 des Kolbens 40 kompensiert.
Durch die Kompensation der in Richtung des Gewindes 173 auf den Stift 50 einwirkenden Axialkräfte, unterliegen das Gewinde 173, die Lager des Übersetzungsgetriebes 191 und 192 und der Elektromotor 171 einer verringerten Belastung und können vergleichsweise schwach und somit kostengünstig ausgelegt werden. Bezuqszeichenliste
10 2/2-Wege-Einbauventil
11 Ventilblock
12 Einbausatz
14 Einbaubohrung
16 Hülse
17 Sacklochartige Vertiefung 8 Schließkegel 9 Feder 0 Sitzfläche 1 Stirnseitige Öffnung 2 Radialbohrung 3 Steuerfläche 4 Steuerfläche 5 Federraum 6 Fluidkanal 7 Kanalabschnitt 8 Steuerfluidkanal 0 Steuerdeckel 1 Anschlussfläche 2 Steuerfluidkarial 4 Kanalabschnitt 5 Außenfläche 6 Abdeckkappe 8 Bohrung 0 Kolben 2 Ringraum 3 Feder 4 Ringraum 6 Kolbenstange 8 Axiale Bohrung 0 Stift 2 Sicherungsmutter Ql
Dichtung
Steuerfluidkanal
Steuerfluidkanal
Positionsschalter
Endanschlag
Endanschlag
Steuerfläche
Steuerfläche
Teller
Ring
Feder
Pressensteuerung
Pressenzylinder
Ringraum
Zylinderraum
Tank
Nachsaugventil
Anschluss Hauptdruckversorgung
Anschluss Steuerdruckversorgung
Tankanschlüsse
Ventilanordnung
Einbausatz
Steuerdeckel
Schaltventil
4/3-Wegeventil
Fluidpfad
Abzweig
Ventilanordnung
Einbausatz
Steuerdeckel
Vorsteuerventil
Vorsteuerventil
Wechselventil
Steuerfluidabgriff 116 Fluidpfad
120 Ventilanordnung
121 Vorsteuerventil
130 Ventilanordnung
131 Einbausatz
132 Steuerdeckel
134 4/3-Wege-Vorsteuerventil
135 Steuerfluidabgriff
151 Schaltventil
153 Proportionalventil
155 Regelelektronik
157 Positionssensor
159 Kanal
160 Steuerraum
161 Einbauraum
171 Elektromotor
173 Schraubgewinde
174 Steuerdruckanschluss
175 Vorsteuerkolben
176 Entlastungsanschluss
177 Druckraum
179 Druckraum
180 Bohrung
181 Steuerkante
182 Steuerkante
183 Motorwelle
184 Erhebung
185 Stellfeder
186 Radialbohrung
187 Axialbohrung
191 Zahnrad
192 Zahnrad
194 Kolben
196 Ringfläche 197 Ringfläche
198 Kanal
200 Schaltventil
202 Offener Ringraum
204 Stützring
206 Ringraum
208 Stift
210 Tellerabschnitt
212 Positionssensor

Claims

Patentansprüche
1. Ventil mit zwei Fluidanschlüssen (21 , 22) und mit einem beweglich geführten Schließglied (18), das zwischen einer ersten Stellung, in der es einen Durchflussquerschnitt zwischen den zwei Fluidanschlüssen (21 , 22) freigibt, und einer zweiten Stellung, in der es eine fluidische Verbindung zwischen den zwei Fluidanschlüssen (21 , 22) sperrt, schaltbar ist, und mit einem Anschlagsglied (50), durch das der durch das Schließglied (18) höchstens freigebbare Durchflussquerschnitt begrenzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagsglied (50) durch eine fernbetätigbare Stellvorrichtung (30, 40) zwischen verschiedenen Anschlagspositionen verstellbar ist.
2. Ventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stellvorrichtung (30, 40) ein mit dem Anschlagsglied (50) gekoppeltes Stellglied (40) aufweist, welches zwischen vorgegebenen Stellpositionen (62, 64) ver- fahrbar ist.
3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der bei einer vorgegebenen Stellposition (62) höchstens freigebbare Durchflussquerschnitt justierbar ist.
4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine bei der vorgegebenen Stellposition (62) eingenommene Anschlagsposition des Anschlagsglieds (50) justierbar ist.
5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagsglied (50) durch einen hydraulisch beaufschlagbaren Kolben (40) verstellbar ist.
6. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Schließglied (18) eine Steuerfläche (23, 24) vorhanden ist, an der ein in einem der FIu- idanschlüsse (21 , 22) anstehender Druck das Schließglied (18) im Sinne einer Vergrößerung des Durchflussquerschnitts beaufschlagt, und dass eine Steuerfläche (65) des Kolbens (40), an der dieser im Sinne einer stärkeren Begrenzung des Durchflussquerschnitts beaufschlagbar ist, größer ist als die besagte Steuerfläche (23, 24) des Schließglieds (18).
7. Ventil nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil einen das Schließglied (18) umfassenden Einbausatz (12) und einen Steuerdeckel (30) aufweist, welcher eine den Einbausatz (12) aufnehmende Einbaubohrung (14) abdeckt, dass zwischen dem Schließglied (18) und dem Steuerdeckel (30) ein Federraum (25) gebildet ist, dass der Kolben (40) in einem zylindrischen Hohlraum (42, 44) im Steuerdeckel (30) beweglich geführt ist und dass das Anschlagsglied (50) vom Kolben (40) ausgehend in den Federraum (25) vorsteht.
8. Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass am Kolben (40) eine Kolbenstange (46) vorgesehen ist, welche an einer der Einbaubohrung (14) abgewandten Seite (35) des Steuerdeckels (30) nach außen geführt ist, dass der Kolben (40) und die Kolbenstange (46) mit einer durchgängigen Axialbohrung (48) versehen sind, und dass ein Stift (50) in die Axialbohrung (48) eingeschraubt ist und in den Federraum (25) vorsteht.
9. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Anschlagsglied (50) ein Teller (70) vorgesehen ist, an dem sich eine das Schließglied (18) im Sinne einer Vergrößerung des Durchflussquerschnitts beaufschlagende Feder (74) abstützt.
10. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es in Sitzventilbauweise ausgeführt ist.
11. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Messvorrichtung vorgesehen ist, mit' der eine Position des Anschlagsglieds (50) erfassbar ist, insbesondere ein Wegsensor oder ein Endschalter (60).
12. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorsteueranordnung (111 in Fig. 3) vorgesehen ist, durch die eine vorgegebene Anschlagsposition des Anschlagsglieds (50) in Abhängigkeit von einem Druck in einem der Fluidanschlüsse (107 in Fig. 3) ansteuerbar ist.
13. Ventil nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Vorsteuerventil (111 in Fig. 3) vorgesehen ist, dass in Abhängigkeit von einem Druck in einem der Fluidanschlüsse (107 in Fig. 3) eine Verbindung zwischen dem besagten Fluidanschluss (107) und einem vom Kolben (40) begrenzten Steuerdruckraum (44) steuert.
14. Ventil nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Vorsteuerventil (134) vorgesehen ist, durch welches ein vom Kolben (40) begrenzter Steuerdruckraum (44) und/oder der Federraum (25) des Schließglieds (18) jeweils mit Steuerfluid beaufschlagbar sind.
15. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagsglied (50) als hydraulisches Stellglied ausgebildet ist, dass ein Wegsensor (157) zur Erfassung der Position des Anschlagglieds (50) vorhanden ist und dass das Anschlagsglied (50) einer Positionsregelung unterworfen ist.
16. Ventil nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließglied (18) als Stufenkolben ausgebildet ist, dass der Stufenkolben mit einer Ringfläche (A2) einen Ringraum begrenzt, und dass der Stufenkolben an der Ringfläche (Ä2) in Öffnungsrichtung mit einem Steuerdruck beaufschlagbar ist.
17. Ventil nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass am Stufenkolben zwei weitere Steuerflächen (A1 , A3) an gegenüberliegenden Stirnseiten gebildet sind, dass beide Steuerflächen (A1 , A3) von einem Druck in einem Ausgangsanschluss (21) beaufschlagt sind, und dass beide Steuerflächen (A1 und A3) insgesamt einen Flächenüberschuss im Sinne eines Sperrens der fluidischen Verbindung aufweisen.
18. Ventil nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Stufenkolben eine axiale Durchgangsbohrung (159) aufweist.
19. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Anschlagsglied (50) und dem Schließglied (18) eine hydro- mechanische Anschlagsdämpfung vorgesehen ist.
20. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagsglied (50) an einen elektrischen Stellantrieb, insbesondere über einen Gewindetrieb (173) an einen Elektromotor (171), gekoppelt ist.
21. Ventil nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagsglied (50) mittels einer hydraulischen Folgesteuerung (40, 175, 181 , 182) an den elektrischen Stellantrieb gekoppelt ist.
22. Ventil nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass am Anschlagsglied (50) eine Steuerfläche (196) vorhanden ist, an welcher das Anschlagsglied (18) mit einem in einem der Fluidanschlüsse (21 ) herrschenden Druck in Richtung einer Begrenzung des freigebbaren Durchflussquerschnitts beaufschlagt ist.
23. Ventil nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (171) seitlich des Anschlagsglieds (50) angeordnet ist, und dass das Schließglied (18) über einen durch eine Längsbohrung im Anschlagsglied geführten Stift (208) mit einem Positionssensor (212) verbunden ist.
24. Hydraulische Steueranordnung zur Ansteuerung eines hydraulischen Verbrauchers mit einem Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 23.
25. Hydraulische Steueranordnung nach Anspruch 24, zur Steuerung einer fluidischen Verbindung zwischen einem Gießzylinder einer Kaltkammer- druckgussmaschine und einem Fluidspeicher unter Verwendung eines Ventils nach einem der Ansprüche 15 bis 23.
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