DE102013101460B3 - Agricultural spraying valve unit for controlled spraying of agricultural fluid, has main valve arranged in conduction path, and 2/2 way-valve arranged in another conduction path, where pressure chamber runs through latter conduction path - Google Patents

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Abstract

The valve unit (1) has a conduction path and another conduction path (71) arranged between a primary conduit (2) and a secondary conduit (3). A main valve (4) is arranged in the former conduction path, and a pilot valve i.e. 2/2 way-valve (60) is arranged in the latter conduction path. A pressure chamber (62) runs through the latter conduction path, where the pressure chamber is limited by a piston surface of a valve body (6) of the main valve. A channel (56) passes between the 2/2 way-valve and the secondary conduit, where the channel extends through the valve body.

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

Die Erfindung betrifft eine Agrarspritzen-Ventileinheit gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Derartige Agrarspritzen-Ventileinheiten dienen der Steuerung oder Regelung (im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch unter "Steuerung" subsumiert) der Ausbringung einer Agrarspritze beliebigen Einsatzzweckes und beliebiger Bauart. Beispielsweise dient eine derartige Agrarspritze dem Ausbringen eines Fluids in der Landwirtschaft oder dem Obst- oder Gemüseanbau, wobei es sich bei dem Fluid beispielsweise um Wasser, Dünger, ein Insektizid oder ein beliebiges anderes Fluid oder Fluidgemisch handeln kann. The invention relates to an agricultural injection valve unit according to the preamble of claim 1. Such agricultural injection valve units serve the control or regulation (in the context of the present invention also subsumed under "control") the application of an agricultural sprayer of any purpose and any type. For example, such an agricultural syringe is used to dispense a fluid in agriculture or fruit or vegetable cultivation, wherein the fluid may be, for example, water, fertilizer, an insecticide or any other fluid or fluid mixture.

STAND DER TECHNIK STATE OF THE ART

Agrarspritzen finden Einsatz einzeln zur Ausbringung eines agraren Fluids auf eine begrenzte Fläche oder mit einer Vielzahl von Agrarspritzen, die beispielsweise an einem oder mehreren Sprühbalken gehalten sein können. Insbesondere aus Kostengründen sowie ökologischen Gründen soll das Ausbringen des agraren Fluids nur in den tatsächlich relevanten agraren Flächen und auch hier nur mit einem erforderlichen Volumenstrom erfolgen. Um lediglich ein Beispiel zu nennen, soll bei einem Sprühfahrzeug, welches sich mäanderförmig über ein Feld bewegt, die Aufbringung des Fluids in den Randbereichen des Felds, beispielsweise bei der Kurvenfahrt, unterbrochen werden. Möglich ist auch, dass in Teilbreiten des Sprühbalkens, die keine Pflanzen überfahren, die diesen Teilbreiten zugeordneten Agrarspritzen temporär abgeschaltet werden sollen. Während für die vollständige Abschaltung in dem Randbereich eines Feldes eine zentrale Agrarspritzen-Ventileinheit in einer Zuführleitung zu sämtlichen Agrarspritzen in eine Sperrstellung verbracht werden kann, erfordert die Deaktivierung von Teilbreiten eines Sprühbalkens, dass eine Zentralleitung des Sprühbalkens, an welche die Agrarspritzen angeschlossen sind, segmentiert ausgebildet ist mit parallelen Segmenten, die separat über den jeweiligen Segmenten zugeordnete Agrarspritzen-Ventileinheiten absperrbar sind. Nachteilig hieran ist, dass zusätzlich zu den ohnehin an den Agrarspritzen vorgesehenen Agrarspritzen-Ventileinheiten zusätzliche Leitungssegmente und/oder Agrarspritzen-Ventileinheiten für das temporäre Absperren des fluidischen Flusses vorzusehen sind, wodurch die Kosten und der Bauraum sowie das Gewicht erhöht werden. Agricultural sprayers are used individually for the application of an agricultural fluid to a limited area or with a plurality of agricultural sprayers, which may be held on one or more spray bars, for example. Especially for reasons of cost and ecological reasons, the application of the agricultural fluid should only take place in the actually relevant agricultural areas and also here only with a required volume flow. To name just one example, in a spray vehicle that moves meandering over a field, the application of the fluid in the edge regions of the field, for example when cornering, to be interrupted. It is also possible that in sections of the spray bar that run over no plants, the agricultural spraying assigned to these sections are to be temporarily switched off. While for the complete shutdown in the edge area of a field, a central agricultural syringe valve unit in a supply line to all agricultural sprayers can be brought into a blocking position, the deactivation of sections of a spray bar that a central line of the spray bar, to which the agricultural sprayers are connected segmented is formed with parallel segments which are separately shut off over the respective segments associated agricultural spray valve units. This has the disadvantage that, in addition to the agricultural syringe valve units already provided on the agricultural syringes, additional line segments and / or agricultural syringe valve units are to be provided for the temporary shut-off of the fluidic flow, whereby the costs and installation space as well as the weight are increased.

Weitere Problemstellungen moderner Agrarspritzen mit Lösungsvorschlägen sind der Patentanmeldung DE 10 2009 001 532 A1 sowie dem Patent DE 696 25 914 T2 zu entnehmen. Demgemäß kann auch für den Fall, dass ein Ausbringen von Fluid aus einer Agrarspritze gewünscht ist, der Wunsch bestehen, eine Ausbringrate zu beeinflussen. Beispielsweise kann je nach agrarem Einsatzzweck, einer erwarteten Drift von Sprühtropfen in Folge eines Windes, der Geschwindigkeit des Sprühfahrzeugs, der gewünschten Größe des Sprühbereichs der Agrarspritze, der Höhe eines Sprühbalkens über dem Boden, einer gewünschten Tropfengröße oder eines gewünschten Spektrums der Tropfengrößen, dem gewünschten fluidischen Fluss, eines gewünschten Winkels eines Sprühkegels eine Veränderung der Ausbringrate wünschenswert sein. Ebenfalls möglich ist, dass eine Steuerung der Ausbringrate auf Grundlage von Informationen eines Global-Positioning-Systems erfolgen soll, indem beispielsweise je nach Position auf dem Feld der erforderliche Ausbringvolumenstrom vorgegeben ist, beispielsweise auf Grundlage von zurückliegenden positionsbezogenen Erntedaten. Further problems of modern agricultural sprayers with proposed solutions are the patent application DE 10 2009 001 532 A1 as well as the patent DE 696 25 914 T2 refer to. Accordingly, even in the event that it is desired to dispense fluid from an agricultural spray, there may be a desire to influence a rate of application. For example, depending on the agronomic application, an expected drift of spray droplets due to a wind, the speed of the sprayer, the desired size of the spraying area of the agricultural sprayer, the height of a spray bar above the ground, a desired droplet size, or a desired spectrum of droplet sizes fluidic flow, a desired angle of a spray cone, a change in the delivery rate may be desirable. It is also possible that a control of the application rate should be based on information from a global positioning system by, for example, depending on the position on the field, the required application volume flow is predetermined, for example, based on previous positional harvest data.

Bekannt ist auch eine Beeinflussung eines Volumenstroms für die Ausbringung des agraren Fluids über eine Steuerung der Förderleistung einer Pumpe für die Zuführung des Fluids, eine Steuerung des Druckes in einer Zuführleitung, eine Beeinflussung eines Öffnungs-Querschnitts einer Agrarspritzen-Ventileinheit oder über den Einsatz einer Agrarspritzen-Ventileinheit in Ausbildung als pulsmoduliertes System (vgl. DE 10 2009 001 532.9–23 und DE 696 25 914 T2 ), wobei im letztgenannten Fall über den sogenannten "Duty Cycle" und das Verhältnis der kurzfristigen Öffnungszeiten des Ventils zu Schließzeiten des Ventils der zeitlich gemittelte Volumenfluss variiert werden kann. Andererseits kann das Ausbringverhalten wie beispielsweise ein Sprühkegel und eine Tröpfchengröße beeinflusst werden durch eine einer Agrarspritzen-Ventileinheit nachgeschaltete Spritz- oder Düseneinheit. Es versteht sich, dass eine Wechselwirkung zwischen der Spritzen- oder Düseneinheit einerseits und der zuvor erläuterten Agrarspritzen-Ventileinheit andererseits gegeben ist, so dass der Druck und der Volumenfluss nicht nur durch die Agrarspritzen-Ventileinheit allein, sondern auch durch die einen Strömungswiderstand bildende Spritzen- oder Düseneinheit beeinflusst ist und andererseits die Agrarspritzen-Ventileinheit, beispielsweise in Folge des pulsierenden Betriebs für die pulsweitenmodulierte Agrarspritzen-Ventileinheit, das Ausbringverhalten der Spritzen- oder Düseneinheit beeinflusst. Möglich ist, dass eine Regelung der Betriebsparameter der Agrarspritzen-Ventileinheit und/oder der Spritzen- oder Düseneinheit einzeln oder gemeinsam erfolgt. Ebenfalls bekannt ist, dass die Spritzen- oder Düseneinheit und die Agrarspritzen-Ventileinheit zu einer Baueinheit kombiniert sind, wobei die Agrarspritzen-Ventileinheit auch unmittelbar als Düseneinheit ohne separate Bauelemente der genannten Einheiten ausgebildet sein kann. Also known is an influencing of a volume flow for the application of the agricultural fluid via a control of the delivery rate of a pump for the supply of fluid, a control of the pressure in a supply line, influencing an opening cross-section of an agricultural spray valve unit or via the use of an agricultural sprayer Valve unit in training as a pulse-modulated system (cf. DE 10 2009 001 532.9-23 and DE 696 25 914 T2 ), wherein in the latter case can be varied over the so-called "duty cycle" and the ratio of the short-term opening times of the valve to closing times of the valve, the time-averaged volume flow. On the other hand, the application behavior, such as, for example, a spray cone and a droplet size, can be influenced by a spray or nozzle unit connected downstream of an agricultural spray valve unit. It is understood that there is an interaction between the syringe or nozzle unit on the one hand and the previously explained agitating valve unit on the other hand, so that the pressure and the volume flow not only through the agro-syringe valve unit alone, but also through the flow resistance forming syringe On the other hand, the agricultural syringe valve unit, for example, as a result of the pulsating operation for the pulse width modulated agro-syringe valve unit, influences the dispensing behavior of the syringe or nozzle unit. It is possible that a regulation of the operating parameters of the agricultural spray valve unit and / or the syringe or nozzle unit takes place individually or jointly. It is also known that the syringe or nozzle unit and the agricultural syringe valve unit are combined to form a structural unit, wherein the agricultural syringe valve unit can also be formed directly as a nozzle unit without separate components of said units.

Weiterer Stand der Technik bezüglich einer agraren Ausbringeinrichtung oder einer "landwirtschaftlichen Feldspritze" ist beispielsweise aus DE 10 2006 008 612 A1 bekannt. Further prior art relating to an agricultural application device or an "agricultural field sprayer" is, for example DE 10 2006 008 612 A1 known.

Agrarspritzen-Ventileinheiten zur Steuerung einer Ausbringung, insbesondere zur Steuerung des auszubringenden Volumenstroms und/oder der Druckverhältnisse, beispielsweise Agrarspritzen-Ventileinheiten mit einer Öffnungs- und einer Sperrstellung für das Fluid, können als direkt gesteuerte Magnetventile ausgebildet sein, bei welchen beispielsweise ein als Ventilteller ausgebildeter Ventilkörper, der in einer Schließstellung zur Anlage an einen Ventilsitz kommt, mit einem elektromagnetischen Aktuator direkt mechanisch verbunden ist. Hierbei muss der elektromagnetische Aktuator eine Öffnungskraft erzeugen, die abhängig ist von der Größe des Ventiltellers sowie der Druckdifferenz zwischen einer Primärleitung und einer Sekundärleitung der Agrarspritzen-Ventileinheit. In Folge einer Mindestgröße des Ventiltellers zur Schaffung ausreichender Öffnungsquerschnitte der Agrarspritzen-Ventileinheit und den in Agrarspritzen wirkenden Druckdifferenzen zwischen der Primärleitung und der Sekundärleitung bauen Agrarspritzen-Ventileinheit mit einer Direktsteuerung verhältnismäßig groß. Agricultural injection valve units for controlling an application, in particular for controlling the volume flow and / or the pressure conditions, for example agricultural injection valve units with an opening and a blocking position for the fluid, can be designed as directly controlled solenoid valves, in which, for example, a valve disk designed as a valve Valve body, which comes in a closed position to rest on a valve seat, is mechanically connected directly to an electromagnetic actuator. In this case, the electromagnetic actuator must generate an opening force that is dependent on the size of the valve disk and the pressure difference between a primary line and a secondary line of the agricultural spray valve unit. As a result of a minimum size of the valve disk to provide sufficient opening cross-sections of the agricultural spray valve unit and acting in agricultural spraying pressure differences between the primary line and the secondary line build agricultural syringe valve unit with a direct control relatively large.

In Folge der genannten Nachteile direkt gesteuerter Agrarspritzen-Ventileinheiten finden in modernen Agrarspritzen-Ventileinheiten vorzugweise vorgesteuerte Agrarspritzen-Ventileinheiten Einsatz, wie diese beispielhaft in den 1 und 2 dargestellt sind:
Die den nächstliegenden Stand der Technik bildende Agrarspritzen-Ventileinheit 1 (vgl. auch den in DE 10 2010 001 881 A1 beschriebenen Stand der Technik) besitzt eine Primärleitung 2, die aus einer Druckmittelquelle, insbesondere einer Pumpe und/oder einer zentralen oder segmentierten Zuführleitung zu mehreren Agrarspritzen, mit dem Fluid mit einem vorgegebenen oder regelbaren Druck versorgt wird. Über eine Sekundärleitung 3 erfolgt in geöffnetem Schaltzustand der Agrarspritzen-Ventileinheit 1 die Abgabe des Fluids, beispielsweise auf das Feld, wobei die Sekundärleitung 3 mit einer Düsen- oder Spritzeneinheit gekoppelt sein kann. Die Agrarspritzen-Ventileinheit 1 ist grundsätzlich mit einem Hauptventil 4 sowie einem Vorsteuerventil 5 gebildet. Das Hauptventil 5 besitzt einen Ventilkörper 6, der in dem in 1 dargestellten geschlossenen Schaltzustand gegen einen von einem Gehäuse 7 ausgebildeten Ventilsitz 8 gepresst wird. Hingegen ist in dem geöffneten Schaltzustand des Hauptventils 4 gemäß 2 der Ventilkörper 6 beabstandet von dem Ventilsitz 8 angeordnet, wodurch ein Öffnungs- oder Übertrittsquerschnitt 9 gebildet ist, der die Primärleitung 2 mit der Sekundärleitung 3 fluidisch verbindet, und womit letztendlich Fluid aus der Primärleitung 2 zu der Sekundärleitung 3 übertreten kann und auf das Feld ausgebracht werden kann. As a result of the above-mentioned disadvantages of directly controlled agricultural injection valve units, pilot-operated agricultural injection valve units are preferably used in modern agricultural injection valve units, as exemplified in US Pat 1 and 2 are shown:
The closest prior art forming agricultural syringe valve unit 1 (See also the in DE 10 2010 001 881 A1 described prior art) has a primary line 2 , which is supplied from a pressure medium source, in particular a pump and / or a central or segmented supply line to several agricultural sprayers, with the fluid at a predetermined or controllable pressure. Via a secondary line 3 takes place in the open switching state of the agricultural spray valve unit 1 the delivery of the fluid, for example to the field, the secondary line 3 can be coupled with a nozzle or syringe unit. The agricultural spray valve unit 1 is basically with a main valve 4 and a pilot valve 5 educated. The main valve 5 has a valve body 6 who lives in the 1 shown closed switching state against one of a housing 7 trained valve seat 8th is pressed. By contrast, in the open switching state of the main valve 4 according to 2 the valve body 6 spaced from the valve seat 8th arranged, whereby an opening or crossover cross section 9 which is the primary line 2 with the secondary line 3 Fluidically connects, and ultimately with what fluid from the primary line 2 to the secondary line 3 can transgress and be applied to the field.

Zur Gewährleistung der Vorsteuerung ist der Ventilkörper 6 unter Abdichtung (in den 1 und 2 nicht im Detail dargestellt) in dem Gehäuse 7 geführt. Der Ventilkörper 6 bildet auf der dem Ventilsitz 8 abgewandten Seite eine einen Druckraum 10 begrenzende Kolbenfläche 11. Der Druckraum 10 ist über eine Zuführleitung 12 mit der Primärleitung 2 verbunden, in der eine Drossel 20 angeordnet sein kann. Weiterhin ist für das in 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel der Druckraum 10 über eine Abführleitung 13 mit der Sekundärleitung 3 verbindbar, wobei zwischen Abführleitung 13 und Druckraum 10 allerdings das Vorsteuerventil 5 angeordnet ist. Das Vorsteuerventil 5 ist ein 2/2-Wegeventil in Ausbildung als Sitzventil sowie Magnetventil. Dieses befindet sich stromlos in einer gesperrten Schaltstellung, während für die Bestromung einer Spule 14 ein Anker 15 gegen die Beaufschlagung durch eine Feder 16 nach oben gezogen wird, wodurch das Vorsteuerventil 5 in seine Öffnungsstellung überführt wird. To ensure the pilot control is the valve body 6 under seal (in the 1 and 2 not shown in detail) in the housing 7 guided. The valve body 6 forms on the valve seat 8th side facing away from a pressure chamber 10 limiting piston area 11 , The pressure room 10 is via a supply line 12 with the primary line 2 connected, in which a throttle 20 can be arranged. Furthermore, for the in 1 and 2 illustrated embodiment of the pressure chamber 10 via a discharge line 13 with the secondary line 3 connectable, being between discharge line 13 and pressure room 10 however, the pilot valve 5 is arranged. The pilot valve 5 is a 2/2-way valve in training as a seat valve and solenoid valve. This is de-energized in a locked switching position, while for the energization of a coil 14 an anchor 15 against the application of a spring 16 is pulled up, causing the pilot valve 5 is transferred to its open position.

Eine Verbindung der Primärleitung 2 mit der Sekundärleitung 3 erfolgt über zwei parallele fluidische Leitungspfade 21, 22. Der erste Leitungspfade 21 verläuft in der Öffnungsstellung des Hauptventils 4 über den Übertrittsquerschnitt 9. Der zweite Leitungspfad 22 verläuft von der Primärleitung 2 über die Zuführleitung 12, die Drossel 20, den Druckraum 10, das Vorsteuerventil 5 in seiner Öffnungsstellung und die Abführleitung 13 zu der Sekundärleitung 3. A connection of the primary line 2 with the secondary line 3 occurs via two parallel fluidic pathways 21 . 22 , The first management path 21 runs in the open position of the main valve 4 over the crossover cross section 9 , The second line path 22 runs from the primary line 2 over the supply line 12 , the throttle 20 , the pressure room 10 , the pilot valve 5 in its open position and the discharge line 13 to the secondary line 3 ,

Die Funktionsweise einer derart vorgesteuerten Agrarspritzen-Ventileinheit 1 ist wie folgt:
Für unbestromte Spule 14 ergibt sich der geschlossene Schaltzustand des Hauptventils 4 sowie die gesperrte Schaltstellung des Vorsteuerventils 5 gemäß 1. Im Druckraum 10 herrscht ein Druck, welcher (unter Berücksichtigung der etwaigen Drosselwirkung der Drossel 20 in der Zuführleitung 12, welche ein zeitliche Verzögerung zur Folge hat) dem Druck in der Primärleitung 2 entspricht. Dieser verhältnismäßig hohe Druck wirkt auf die Kolbenfläche 11, so dass die an der Kolbenfläche 11 wirkende fluidische Kraft und eine den Ventilkörper 6 am Gehäuse 7 abstützende Feder 17 den Ventilkörper 6 gegen den Ventilsitz 8 pressen. Eine fluidische Kraft, welche in Öffnungsrichtung des Ventilkörpers 6 wirkt und entsteht in Folge des Drucks in der Primärleitung 2, welcher radial außenliegend von dem Ventilsitz auf eine Ringfläche 18 des Ventilkörpers 6 wirkt, ist nicht groß genug, um den Ventilkörper 6 von dem Ventilsitz 8 weg zu bewegen. The operation of such a pilot-controlled agricultural injection valve unit 1 is as follows:
For energized coil 14 results in the closed switching state of the main valve 4 and the locked switching position of the pilot valve 5 according to 1 , In the pressure room 10 there is a pressure which (taking into account the possible throttling effect of the throttle 20 in the supply line 12 , which results in a time delay) the pressure in the primary line 2 equivalent. This relatively high pressure acts on the piston surface 11 , so that the on the piston surface 11 acting fluidic force and the valve body 6 on the housing 7 supporting spring 17 the valve body 6 against the valve seat 8th press. A fluidic force, which in the opening direction of the valve body 6 acts and arises as a result of the pressure in the primary line 2 , which radially outwardly from the valve seat to an annular surface 18 of the valve body 6 is not big enough to the valve body 6 from the valve seat 8th to move away.

Wird hingegen die Spule 14 bestromt, wird das Vorsteuerventil in die geöffnete Schaltstellung und als Folge hiervon das Hauptventil 4 in den geöffneten Schaltzustand überführt: Die Bestromung der Spule 14 hat unmittelbar die Öffnung des Vorsteuerventils 5 zur Folge. Demgemäß wird der Druckraum 10 über das geöffnete Vorsteuerventil 5 mit der Sekundärleitung 3 verbunden, in welcher ein kleinerer Druck wirkt als in der über die Drossel 20 mit dem Druckraum 10 verbundenen Primärleitung 2. Demgemäß fällt der Druck in dem Druckraum 10 ab mit damit einhergehender Verringerung der fluidisch verursachten Kraft, die auf die Kolbenfläche 11 wirkt. Mit derartigem Druckabfall kann bei geeigneter Dimensionierung der Kolbenfläche 11, der Ringfläche 18 sowie der Feder 17 die an der Ringfläche 18 erzeugte Kraft in Folge des Drucks in der Primärleitung 2 ausreichend sein, um den Ventilkörper 6 von dem Ventilsitz 8 abzuheben. Auf diese Weise wird das Hauptventil 4 in den geöffneten Schaltzustand überführt. In diesem Schaltzustand wirkt dann der sich ausgleichende Druck in der Primär- und Sekundärleitung 2, 3 nicht nur auf die Ringfläche 18, sondern auf die gesamte der Kolbenfläche 11 gegenüberliegende Kolbenfläche 19. Will, however, the coil 14 energized, the pilot valve in the open switching position and as a result, the main valve 4 in the opened switching state: The energization of the coil 14 has immediately the opening of the pilot valve 5 result. Accordingly, the pressure space 10 over the open pilot valve 5 with the secondary line 3 connected, in which a smaller pressure acts as in the on the throttle 20 with the pressure room 10 connected primary line 2 , Accordingly, the pressure falls in the pressure space 10 with concomitant reduction of the fluidically caused force acting on the piston surface 11 acts. With such a pressure drop can with appropriate dimensioning of the piston surface 11 , the ring surface 18 as well as the spring 17 the on the ring surface 18 generated force as a result of the pressure in the primary line 2 be sufficient to the valve body 6 from the valve seat 8th withdraw. In this way, the main valve 4 transferred to the open switching state. In this switching state then the compensating pressure in the primary and secondary line acts 2 . 3 not just on the ring surface 18 but on the whole of the piston surface 11 opposite piston surface 19 ,

Ist eine Schließung des Hauptventils 4, also eine Rückführung der Agrarspritzen-Ventileinheit 1 in den Betriebszustand gemäß 1 erwünscht, kann durch Überführung der Spule 14 in den stromlosen Zustand das Vorsteuerventil 5 wieder in seine gesperrte Schaltstellung überführt werden, womit der Druck im Druckraum 10 (allmählich infolge der Verbindung über die Drossel 20 mit der Primärleitung 2) wieder ansteigt und in Folge fuidisch erzeugter Kraft auf die Kolbenfläche 11 das Hauptventil 4 in seinen geschlossenen Schaltzustand überführt wird. Derartige vorgesteuerte Agrarspritzen-Ventileinheiten 1 haben den Vorteil, dass mit relativ kleinen Spulen 14 und Ankern 15 und/oder kleinen steuernden Strömen hohe Drücke des Fluids und große Übertrittsquerschnitte 9 bei kleiner elektrischer Leistungsaufnahme gesteuert werden können. Gleichzeitig kann automatisch durch Vorgabe insbesondere der Größe der Kolbenflächen 11, 18, 19 sowie der Feder 17 vorgegeben werden, dass selbst bei Bestromung der Spule 14 erst eine Überführung des Hauptventils 4 in den geöffneten Schaltzustand erfolgt, wenn in der Primärleitung 2 ein Mindestdruck vorliegt. Is a closure of the main valve 4 So a return of the agricultural spray valve unit 1 in the operating state according to 1 desired, by transferring the coil 14 in the de-energized state, the pilot valve 5 be transferred back to its locked position, bringing the pressure in the pressure chamber 10 (gradually due to the connection via the throttle 20 with the primary line 2 ) increases again and as a result of Fuidisch generated force on the piston surface 11 the main valve 4 is converted into its closed switching state. Such pilot-operated agricultural injection valve units 1 have the advantage of having relatively small coils 14 and anchoring 15 and / or small controlling flows high pressures of the fluid and large crossover cross sections 9 can be controlled at low electrical power consumption. At the same time can automatically by default in particular the size of the piston surfaces 11 . 18 . 19 as well as the spring 17 be specified that even when energizing the coil 14 only a transfer of the main valve 4 in the open switching state occurs when in the primary line 2 a minimum pressure is present.

Nachteilig ist bei der bekannten Ausbildung der Agrarspritzen-Ventileinheit 1 gemäß 1 und 2 für einen Einsatz derselben für eine Agrarspritze, dass sich in dem zweiten Leitungspfad mit kleinen Leitungsquerschnitten und mit dem Vorsteuerventil 5 mit gewünschter kleiner Bauweise Verunreinigungen, Partikel oder ähnliches ablagern können, die schlimmstenfalls zu Verstopfungen der Leitungen und Ventilquerschnitte und/oder Beeinträchtigungen der Bewegungsfreiheitsgrade der Ventilglieder führen können, die letztendlich zu Funktionsstörungen und Einschränkungen der Lebensdauer führen. A disadvantage of the known design of the agricultural injection valve unit 1 according to 1 and 2 for use of same for an agricultural sprayer located in the second conduit path with small conduit cross-sections and with the pilot valve 5 With the desired small design contaminants, particles or the like can accumulate, which can lead in the worst case to blockages of the lines and valve cross sections and / or impairments of the degrees of freedom of movement of the valve members, which ultimately lead to malfunction and life limitations.

Zur Abhilfe hinsichtlich dieser Nachteile schlägt DE 10 2010 001 881 A1 eine Agrarspritzen-Ventileinheit vor, bei welcher kein zweiter Leitungspfad vorhanden ist, welcher die Primärleitung mit der Sekundärleitung verbindet. Vielmehr ist hier mittels eines elektromagnetisch gesteuerten Vorsteuerventils in Ausbildung als 3/2-Wegeventil der Druckraum, welcher den Ventilkörper in Schließrichtung beaufschlagt, wahlweise (unter Zwischenschaltung einer Drossel) mit der Primärleitung oder mit einer Entlüftung verbindbar. Auf diese Weise kann eine Art "Durchspülung" des Druckraums und der Leitungskanäle erfolgen mit einer sukzessiven Bewegung von Fluid und etwaigen Verunreinigungen in die Umgebung. Diese gewollte "Leckage" der Agrarspritzen-Ventileinheit ist aber unter Umständen unerwünscht. Möglich ist auch, dass diese gewollte Leckage fälschlicherweise als Fehlfunktion der Agrarspritzen-Ventileinheit angesehen wird. As a remedy for these disadvantages suggests DE 10 2010 001 881 A1 an agricultural syringe valve unit in which there is no second conduction path connecting the primary conduit to the secondary conduit. Rather, here by means of an electromagnetically controlled pilot valve in training as a 3/2-way valve, the pressure chamber, which acts on the valve body in the closing direction, optionally (with the interposition of a throttle) connected to the primary line or with a vent. In this way, a kind of "flushing" of the pressure chamber and the ducts can be carried out with a successive movement of fluid and any contaminants into the environment. This intentional "leakage" of agro-syringe valve unit but may be undesirable. It is also possible that this intentional leakage is mistakenly considered a malfunction of the agricultural injection valve unit.

AUFGABE DER ERFINDUNG OBJECT OF THE INVENTION

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Agrarspritzen-Ventileinheit vorzuschlagen, welche

  • – den Einsatz eines einfachen Vorsteuerventils ermöglicht,
  • – vereinfacht herzustellen ist,
  • – eine Durchspülung zur Vermeidung einer Funktionsstörung durch Verunreinigungen und/oder
  • – eine Stabilisierung einer angesteuerten Betriebsstellung des Hauptventils unabhängig von dem Volumenstrom und/oder den Drücken an der Primärleitung und der Sekundärleitung gewährleistet.
The invention has for its object to propose an agricultural injection valve unit, which
  • - allows the use of a simple pilot valve,
  • - is easier to manufacture,
  • - A flushing to prevent malfunction by impurities and / or
  • - Ensures a stabilization of a controlled operating position of the main valve regardless of the volume flow and / or the pressures on the primary line and the secondary line.

LÖSUNG SOLUTION

Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Weitere bevorzugte erfindungsgemäße Ausgestaltungen sind den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen. The object of the invention is achieved with the features of the independent claim. Further preferred embodiments according to the invention can be found in the dependent claims.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG DESCRIPTION OF THE INVENTION

Die Erfindung betrifft eine Agrarspritzen-Ventileinheit für eine Steuerung (womit auch eine Regelung umfasst sein kann). Der Ausbringrate, insbesondere dem Ermöglichen oder Sperren der Ausbringung eines Fluids, des Drucks und/oder des Volumenstroms eines durchgeleiteten Fluids o. ä., eines agraren Fluids. Eine mit einer Druckwelle des agraren Fluids verbundene Primärleitung ist sowohl über einen ersten Leitungspfad als auch über einen zweiten Leitungspfad mit einer Sekundärleitung, über welche die Ausbringung des Fluids erfolgt, verbindbar. In dem ersten Leitungspfad ist ein Hauptventil angeordnet, während in dem zweiten Leitungspfad ein Vorsteuerventil angeordnet ist. Der zweite Leitungspfad verläuft über einen Druckraum, welcher von einer Kolbenfläche des Ventilkörpers des Hauptventils begrenzt ist und dessen Druck den Ventilkörper des Hauptventils (vorzugsweise in Schließrichtung) beaufschlagt. The invention relates to an agricultural syringe valve unit for a controller (which may also include a control). The rate of application, in particular the enabling or blocking of the discharge of a fluid, the pressure and / or the volume flow of a fluid or the like passed through, of an agricultural fluid. A primary line connected to a pressure wave of the agricultural fluid can be connected via a first line path as well as via a second line path to a secondary line, via which the discharge of the fluid takes place. In the first conduction path a main valve is arranged, while in the second conduction path a pilot valve is arranged. The second Conduction path extends via a pressure chamber which is delimited by a piston surface of the valve body of the main valve and whose pressure acts on the valve body of the main valve (preferably in the closing direction).

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis auf, dass bei der bekannten Agrarspritzen-Ventileinheit 1 gemäß 2 der zweite, der Vorsteuerung des Hauptventils 4 dienende Leitungspfad zwischen dem Vorsteuerventil und der Sekundärleitung über eine Abführleitung 13 verläuft, welche an dem Ventilkörper 6 des Hauptventils 4 seitlich vorbeigeführt ist und sich somit durch das Gehäuse 7 der Agrarspritzen-Ventileinheit 1 erstrecken muss. Die Herstellung dieser unter Umständen filigranen Abführleitung 13 ist aufwendig. Des Weiteren führt eine derartige Ausgestaltung unter Umständen zu einem vergrößerten Bauraum zumindest seitlich des Ventilkörpers 6 des Hauptventils 4 und/oder zu einer vergrößerten Wandstärke des Gehäuses 7 in diesem Bereich mit einem erhöhtem Gewicht und Materialaufwand. Auch kann die Strömungsführung im Bereich einer gemäß 1 und 2 abgewinkelten Abführleitung 13 verschlechtert sein. The invention is based on the finding that in the known agricultural injection valve unit 1 according to 2 the second, the pilot control of the main valve 4 serving conduction path between the pilot valve and the secondary line via a discharge line 13 runs, which on the valve body 6 of the main valve 4 is passed laterally and thus through the housing 7 the agricultural injection valve unit 1 must extend. The production of this possibly filigree discharge line 13 is expensive. Furthermore, such a configuration may lead to an increased space at least laterally of the valve body 6 of the main valve 4 and / or to an increased wall thickness of the housing 7 in this area with an increased weight and material costs. Also, the flow guide in the region of a 1 and 2 Angled discharge line 13 be worse.

Zur Beseitigung dieser oder anderer Nachteile wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass der zweite Leitungspfad zwischen dem Vorsteuerventil und der Sekundärleitung über einen Kanal verläuft, welcher sich durch den Ventilkörper erstreckt. Auf diese Weise kann eine besonders kompakte Bauweise herbeigeführt werden, wobei zumindest Teile des zweiten Leitungspfads aus dem Gehäuse in den Ventilkörper verlagert sein können. Unter Umständen ergibt sich hierdurch auch eine verbesserte Strömungsführung. Der Kanal kann beliebig ausgebildet sein, beispielsweise als einfache geradlinige Bohrung, als abgewinkelter oder kurvenförmiger Kanal, als Kanal mit veränderlichem und oder beliebigem Querschnitt o. ä. Im Rahmen der Erfindung kann des Weiteren der Kanal den Ventilkörper an einer beliebigen Stelle durchsetzen, so lange der Ventilkörper von dem Fluid durchströmt werden kann. Ist das Vorsteuerventil geöffnet, strömt Fluid von der Primärleitung durch den zweiten Leitungspfad, durch vorhandene Druckräume und durch das Vorsteuerventil sowie durch den Kanal des Ventilkörpers. Somit erfolgt die Durchspülung zur Vermeidung der Ablagerung von Verunreinigungen im Rahmen der Erfindung durch den sich durch den Ventilkörper erstreckenden Kanal. To eliminate these or other disadvantages, the invention proposes that the second conduction path between the pilot valve and the secondary line extends via a channel which extends through the valve body. In this way, a particularly compact design can be brought about, wherein at least parts of the second conduction path can be displaced out of the housing into the valve body. Under certain circumstances, this results in an improved flow guidance. The channel may be of any desired design, for example as a simple straight-line bore, as an angled or curved channel, as a channel with variable and / or any cross-section or the like. In the context of the invention, furthermore, the channel can penetrate the valve body at any point, as long as possible the valve body can be traversed by the fluid. If the pilot valve is open, fluid flows from the primary line through the second line path, through existing pressure chambers and through the pilot valve and through the channel of the valve body. Thus, the flushing to avoid the deposition of impurities in the invention by the extending through the valve body channel.

Möglich ist, dass die Agrarspritzen-Ventileinheit lediglich den zuvor erläuterten Druckraum besitzt. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ein weiterer Druckraum vorhanden. Dieser weitere Druckraum ist von einer weiteren Kolbenfläche des Ventilkörpers des Hauptventils begrenzt. In diesen Druckraum mündet (vorzugsweise unmittelbar) der den Ventilkörper durchsetzende Kanal, so dass in diesem Druckraum der sekundärseitige Druck wirkt. Über diesen zusätzlichen Druckraum kann eine zusätzliche Beeinflussung der Kraftverhältnisse an dem Ventilkörper erfolgen, womit der konstruktive Spielraum und der Auslegungsspielraum für die erfindungsgemäße Agrarspritzen-Ventileinheit erweitert werden kann. Für die Anordnung und Ausgestaltung des weiteren Druckraums und der weiteren Kolbenfläche gibt es vielfältige Möglichkeiten. It is possible that the agricultural syringe valve unit has only the previously described pressure chamber. In a further embodiment of the invention, a further pressure chamber is present. This additional pressure chamber is limited by a further piston surface of the valve body of the main valve. In this pressure chamber opens (preferably immediately) of the valve body passing through channel, so that acts in this pressure chamber of the secondary-side pressure. Over this additional pressure chamber, an additional influence on the force relationships can be made on the valve body, whereby the constructional scope and the design margin for the agricultural injection valve unit according to the invention can be extended. For the arrangement and design of the other pressure chamber and the other piston surface there are many possibilities.

Für eine besondere Weiterbildung dieser Ausgestaltung besitzt die weitere Kolbenfläche des Ventilkörpers des Hauptventils eine Fläche, die im Wesentlichen so groß ist wie eine entgegengesetzt wirkende Kolbenfläche, auf die in einer Schließstellung des Hauptventils der Druck der Sekundärleitung wirkt. Dieser Ausgestaltung liegt insbesondere die Erkenntnis zugrunde, dass gemäß der aus dem Stand der Technik bekannten Agrarspritzen-Ventileinheit die Kraftverhältnisse an dem Ventilkörper in der Schließstellung des Vorsteuerventils abhängig sind von dem Druck in der Sekundärleitung. Durch die erläuterte Bemessung der Flächen der entgegengesetzt zueinander wirkenden Kolbenflächen kann teilweiser oder vollständiger Druckausgleich erfolgen, welcher in der Schließstellung des Vorsteuerventils den Einfluss des Drucks in der Sekundärleitung beeinflusst, mindert oder vollständig beseitigt. Hierbei wird im Rahmen der Erfindung noch von einer Flächengleichheit dieser entgegengesetzt wirkenden Flächen ausgegangen, wenn die erläuterte Ausgleichsfunktion gewährleistet werden kann und beispielsweise die genannten Flächen nicht mehr als 5 %, 10 % oder 20 % voneinander abweichen. For a particular development of this embodiment, the further piston surface of the valve body of the main valve has a surface which is substantially as large as an oppositely acting piston surface on which acts in a closed position of the main valve, the pressure of the secondary line. This refinement is based in particular on the knowledge that, according to the agricultural injection valve unit known from the prior art, the force relationships on the valve body in the closed position of the pilot valve are dependent on the pressure in the secondary line. By the explained dimensioning of the surfaces of the oppositely acting piston surfaces, partial or complete pressure equalization can take place, which in the closed position of the pilot valve influences, reduces or completely eliminates the influence of the pressure in the secondary line. In this case, in the context of the invention, a surface equality of these oppositely acting surfaces is still assumed if the explained compensation function can be ensured and, for example, the areas mentioned do not differ from each other by more than 5%, 10% or 20%.

Die Erfindung umfasst eine beliebige Leitungsführung in dem zweiten Leitungspfad zwischen der Primärleitung und dem Vorsteuerventil. Für eine erfindungsgemäße Ausgestaltung verläuft der zweite Leitungspfad zwischen der Primärleitung und dem Vorsteuerventil über einen Kanal oder eine Drosselbohrung, welcher oder welche sich durch den Ventilkörper erstreckt. Somit kann der Ventilkörper eine weitere Funktion übernehmen mit der einer Herbeiführung einer kompakten Bauweise und unter Umständen einer Einsparung zusätzlicher Kanäle in einem Gehäuse. The invention includes any routing in the second conduction path between the primary line and the pilot valve. For an embodiment according to the invention, the second conduction path extends between the primary line and the pilot valve via a channel or throttle bore which extends through the valve body. Thus, the valve body can take on a further function with the one bringing about a compact design and possibly a saving of additional channels in a housing.

Während grundsätzlich beliebige Dimensionierungen der Leitungsquerschnitte, Drosselcharakteristika u. ä. im Bereich des zweiten Leitungspfads im Rahmen der Erfindung möglich sind, schlägt die Erfindung für eine weitere Ausgestaltung vor, dass der Kanal oder die Drosselbohrung, der oder die sich durch den Ventilkörper erstreckt und in dem zweiten Leitungspfad zwischen der Primärleitung und dem Vorsteuerventil angeordnet ist, einen größeren Strömungswiderstand oder einen kleineren Strömungsquerschnitt besitzt als der Kanal, der den Ventilkörper durchsetzt und in dem zweiten Leitungspfad zwischen dem Vorsteuerventil und der Sekundärleitung angeordnet ist. Für diese Ausgestaltung kann gewährleistet werden, dass in dem Druckraum des zweiten Leitungspfads, welcher an der Öffnung und Schließung des Hauptventils beteiligt ist, angesichts der unterschiedlichen Strömungswiderstände oder Strömungsquerschnitte in der Öffnungsstellung des Vorsteuerventils der sekundärseitige Druck überwiegt, während in der Schließstellung des Vorsteuerventils der primärseitige Druck vorherrscht. (Für den Fall, dass mehrere Kanäle oder Drosselbohrungen vorhanden sind, gilt das Entsprechende für die Gesamtwirkung der mehreren Kanäle oder Drosselbohrungen.) While basically any dimensions of the cable cross-sections, throttle characteristics u. Ä. In the region of the second line path in the invention are possible, the invention proposes for a further embodiment, that the channel or the throttle bore extending through the valve body and arranged in the second conduction path between the primary line and the pilot valve is, has a larger flow resistance or a smaller flow cross section than the channel which passes through the valve body and in the second Line path between the pilot valve and the secondary line is arranged. For this embodiment, it can be ensured that in the pressure space of the second line path, which is involved in the opening and closing of the main valve, in view of the different flow resistance or flow cross sections in the open position of the pilot valve, the secondary side pressure prevails, while in the closed position of the pilot valve, the primary side Pressure prevails. (In the event that there are multiple channels or throttle holes, the same applies to the overall effect of the multiple channels or throttle holes.)

Auch für die konstruktive Ausgestaltung des Ventilkörpers gibt es im Rahmen der Erfindung vielfältige Möglichkeiten, beispielsweise mit einstückiger oder mehrstückiger Ausgestaltung und/oder hinsichtlich der Geometrie und der eingesetzten Materialien u. ä. In besonderer Ausgestaltung der Erfindung ist der Ventilkörper mit einer elastischen Membran und einem starren Ventilkörperteil gebildet. Hierbei können die elastische Membran einerseits und der starre Ventilkörperteil andererseits entsprechend ihren unterschiedlichen elastischen Eigenschaften unterschiedliche Funktionen übernehmen. Beispielsweise kann die elastische Membran je nach Durchbiegung eine Umlenkung des Fluids ermöglichen, zwischen einzelnen Gehäuseteilen unter Abdichtung verspannt sein und/oder an einen Ventilsitz unter Abdichtung in der Schließstellung des Hauptventils zur Anlage kommen. Hingegen kann das starre Ventilkörperteil zur Abstützung einer die Kraftverhältnisse des Ventilkörpers beeinflussenden Feder, der Führung der Öffnungs- und Schließbewegung des Ventilkörpers und/oder einer Aufnahme eines Dichtelements wie eines Dichtrings und/oder der Ausbildung mehrerer, insbesondere abgestufter Kolbenflächen dienen. Also for the structural design of the valve body, there are many possibilities within the scope of the invention, for example, with one-piece or multi-piece design and / or with respect to the geometry and the materials used u. Ä. In a particular embodiment of the invention, the valve body is formed with an elastic membrane and a rigid valve body part. In this case, the elastic membrane on the one hand and the rigid valve body part on the other hand can assume different functions in accordance with their different elastic properties. For example, depending on the deflection, the elastic membrane may permit a deflection of the fluid, be clamped between individual housing parts under sealing and / or come to rest against a valve seat with a seal in the closed position of the main valve. By contrast, the rigid valve body part can serve to support a spring influencing the force relationships of the valve body, to guide the opening and closing movement of the valve body and / or to receive a sealing element such as a sealing ring and / or to form several, in particular graduated, piston surfaces.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung durchsetzt der Kanal oder die Drosselbohrung, der oder die sich durch den Ventilkörper erstreckt und in dem zweiten Leitungspfad zwischen der Primärleitung und dem Vorsteuerventil angeordnet ist, die Membran. Eine derartige Drosselbohrung oder ein derartiger Kanal kann auf einfache Weise hergestellt werden, wobei in diesem Fall die Membran auch multifunktional gebildet ist, in dem diese beispielsweise den Drosselquerschnitt einer Drosselbohrung begrenzen kann. In a preferred embodiment of the invention passes through the channel or the throttle bore which extends through the valve body and is arranged in the second conduction path between the primary line and the pilot valve, the membrane. Such a throttle bore or such a channel can be prepared in a simple manner, in which case the membrane is also formed multifunctional, in which this can limit, for example, the throttle cross-section of a throttle bore.

Möglich ist im Rahmen der Erfindung auch, dass sich der Kanal, welcher sich durch den Ventilkörper erstreckt und in dem zweiten Leitungspfad zwischen dem Vorsteuerventil und der Sekundärleitung angeordnet ist, durch das starre Ventilkörperteil erstreckt. It is also possible within the scope of the invention that the channel, which extends through the valve body and is arranged in the second conduction path between the pilot valve and the secondary line, extends through the rigid valve body part.

Im Rahmen der Erfindung kann ein beliebiges, an sich bekanntes Vorsteuerventil, beispielsweise ein elektromagnetisch betätigtes Ventil mit einer beliebigen Zahl von Anschlüssen und/oder Stellungen in Ausgestaltung als Sitzventil oder als Schieberventil, eingesetzt werden. Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung schlägt den Einsatz eines elektromagnetischen 2/2-Wegeventils als Vorsteuerventil vor, welches über ein Minimum an Schaltstellungen mit einer Sperrstellung und einer Durchlassstellung und ein Minimum an Anschlüssen verfügt. Ein derartiges Vorsteuerventil ist kostengünstig herzustellen bzw. zu beziehen und erfüllt dennoch die erforderliche Steuerungsfunktion. In the context of the invention may be any, known per se pilot valve, for example, an electromagnetically operated valve with any number of terminals and / or positions in design as a seat valve or as a slide valve used. A preferred embodiment of the invention proposes the use of an electromagnetic 2/2-way valve as a pilot valve, which has a minimum of switching positions with a blocking position and a passage position and a minimum of connections. Such a pilot valve is inexpensive to manufacture or purchase and yet meets the required control function.

Möglich ist, dass die Kraftverhältnisse an dem Ventilkörper ausschließlich durch fluidische Kräfte, die Elastizität der Membran und/oder beliebige zusätzliche Federelemente beeinflusst sind. Für eine besondere erfindungsgemäße Agrarspritzen-Ventileinheit ist das Hauptventil über eine Druckfeder in Schließrichtung beaufschlagt, wobei sich diese Druckfeder an dem starren Ventilkörperteil abstützen kann. It is possible that the force relationships are influenced on the valve body exclusively by fluidic forces, the elasticity of the membrane and / or any additional spring elements. For a particular agricultural injection valve unit according to the invention, the main valve is acted upon by a compression spring in the closing direction, said pressure spring can be supported on the rigid valve body part.

Eine besondere erfindungsgemäße Ausgestaltung widmet sich dem Einfluss der Druckverhältnisse in der Primärleitung und der Sekundärleitung sowie den Strömungsverhältnissen, insbesondere den Strömungsgeschwindigkeiten und sich entlang der Strömung des Fluids ergebenden Drücken. Für diese Ausgestaltung der Erfindung bildet das starre Ventilkörperteil eine Führungsfläche für das Fluid aus. Diese Führungsfläche erstreckt sich benachbart eines Ventilsitzes des Hauptventils in einen Kanal der Sekundärleitung, so dass das Fluid nach Passieren des Ventilsitzes durch die Führungsfläche auf dem Weg in die Sekundärleitung geführt werden kann. Zwischen der von dem starren Ventilkörperteil ausgebildeten Führungsfläche und dem Kanal der Sekundärleitung ist in Strömungsrichtung des Fluids eine Erweiterung des Strömungsquerschnitts gebildet. Vorzugsweise bildet diese Erweiterung eine Art sich öffnende Düse, die zur Folge hat, dass sich entlang der Erweiterung eine Verringerung des Drucks ergibt, wobei das Ausmaß der Verringerung des Drucks von den Strömungsverhältnissen, insbesondere der Strömungsgeschwindigkeit, abhängig ist. Kommt es im Betrieb zu Schwankungen der Drücke in der Primärleitung, insbesondere angesichts einer schwankenden Druckbereitstellung durch eine fluidische Quelle oder eine Pumpe, und/oder in der Sekundärleitung, insbesondere durch ein unregelmäßiges Abnahmeverhalten des Fluids durch die Agrarspritze, kann durch diese strömungsabhängige Druckänderung an der Führungsfläche eine Selbstregulierung des Übertrittsquerschnitts des Hauptventils erfolgen. Beispielsweise kann hierdurch automatisiert eine gewünschte Stellung des Hauptventils und damit Größe des Übertrittsquerschnitts stabilisiert werden. Möglich ist je nach Auslegung aber auch, dass Schwankungen der Druckverhältnisse in der Primärleitung und/oder der Sekundärleitung oder Schwankungen des Strömungsverhaltens automatisch durch ein automatisch herbeigeführtes Vergrößern oder Verkleinern des Übertrittsquerschnitts des Hauptventils infolge der Druckänderungen im Bereich der Erweiterung des Strömungsquerschnitts und entsprechend veränderten auf den Ventilkörper wirkenden Kräften entgegengewirkt werden kann. A particular embodiment of the invention is devoted to the influence of the pressure conditions in the primary line and the secondary line and the flow conditions, in particular the flow rates and along the flow of the fluid resulting pressures. For this embodiment of the invention, the rigid valve body part forms a guide surface for the fluid. This guide surface extends adjacent to a valve seat of the main valve in a channel of the secondary line, so that the fluid can be passed after passing the valve seat by the guide surface on the way to the secondary line. Between the guide surface formed by the rigid valve body part and the channel of the secondary line, an enlargement of the flow cross section is formed in the flow direction of the fluid. Preferably, this extension forms a type of opening nozzle which results in a reduction in pressure along the extension, the extent of the reduction in pressure depending on the flow conditions, in particular the flow rate. If, during operation, fluctuations of the pressures in the primary line occur, in particular in view of fluctuating pressure supply by a fluidic source or a pump, and / or in the secondary line, in particular by an irregular decrease of the fluid through the agricultural syringe, this flow-dependent pressure change at the Guide surface carried out a self-regulation of the cross-section of the cross-section of the main valve. For example, this can be used to automatically stabilize a desired position of the main valve and thus size of the crossover cross section. It is also possible depending on the design, however, that fluctuations in the pressure conditions in the primary line and / or the secondary line or fluctuations in flow behavior automatically by an automatically induced enlargement or reduction of the crossover cross section of the main valve as a result of pressure changes in the extension of the flow cross section and changed accordingly to the Valve body acting forces can be counteracted.

Grundsätzlich kann die Erweiterung des Strömungsquerschnitts eine beliebige Kontur und Geometrie besitzen. Eine besonders einfache Ausgestaltung ergibt sich, wenn die Führungsfläche für das Fluid von einem konusförmigen Fortsatz des starren Ventilkörperteils ausgebildet ist, welcher sich in der Öffnungsstellung des Hauptventils in einen insbesondere zylindrischen sekundärseitigen Kanal erstreckt, womit die Erweiterung des Strömungsquerschnitts ringförmig ist mit einer sukzessiven Verringerung des Innendurchmessers des Rings in Strömungsrichtung von der Primärleitung zu der Sekundärleitung. In principle, the widening of the flow cross-section can have any contour and geometry. A particularly simple embodiment results when the guide surface for the fluid is formed by a conical extension of the rigid valve body part, which extends in the open position of the main valve in a particular cylindrical secondary-side channel, whereby the extension of the flow cross-section is annular with a successive reduction of Inside diameter of the ring in the flow direction from the primary line to the secondary line.

Einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein Nachteil der aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungsform der Agrarspritzen-Ventileinheit gemäß 1 und 2 ist, dass hier das Fluid nicht vorrangig axial von einer primärseitigen Einführöffnung zu dem Ventilsitz des Vorsteuerventils durch den Druckraum strömt, sondern der Druckraum nur über eine Art Abzweigung mit dem Fluid versorgt wird. Dies hat unter Umständen zur Folge, dass keine "vollständige Durchströmung" des Druckraums erzielt werden kann, sondern vielmehr zumindest nicht durchströmte Teilbereiche des Druckraums, insbesondere im Bereich von Hinterschneidungen, vorhanden sind, die unzureichend durchströmt sind und in denen sich Verunreinigungen ablagern können. Dieser Erkenntnis trägt die Erfindung dadurch Rechnung, dass vorgeschlagen wird, dass sich der Druckraum, welcher zwischen der Primärleitung und dem Vorsteuerventil in dem zweiten Leitungspfad angeordnet ist, zwischen einem primärseitigen Einlass des Druckraums und einem sekundärseitigem Auslass des Druckraums erstreckt (als auf der Verbindungsgerade der beiden Einlässe und nicht seitlich hiervon). Another embodiment of the invention is based on the finding that a disadvantage of the known from the prior art embodiment of the agricultural spray valve unit according to 1 and 2 is that here the fluid does not flow primarily from a primary-side inlet opening to the valve seat of the pilot valve through the pressure chamber, but the pressure chamber is supplied only via a kind of diversion with the fluid. This may have the consequence that no "full flow" of the pressure chamber can be achieved, but rather at least not flowed through portions of the pressure chamber, in particular in the region of undercuts, are present, which are insufficiently flowed through and in which impurities can be deposited. This finding is taken into account by the invention in that it is proposed that the pressure chamber, which is arranged between the primary line and the pilot valve in the second line path, extends between a primary-side inlet of the pressure chamber and a secondary-side outlet of the pressure chamber (than on the connecting line of FIG both inlets and not sideways).

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Ohne dass hierdurch der Gegenstand der beigefügten Patentansprüche verändert wird, gilt hinsichtlich des Offenbarungsgehalts der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen und des Patents Folgendes: weitere Merkmale sind den Zeichnungen – insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung – zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen. Advantageous developments of the invention will become apparent from the claims, the description and the drawings. The advantages of features and of combinations of several features mentioned in the description are merely exemplary and can take effect alternatively or cumulatively, without the advantages having to be achieved by embodiments according to the invention. Without thereby altering the subject matter of the appended claims, as regards the disclosure of the original application documents and the patent, further features can be found in the drawings, in particular the illustrated geometries and the relative dimensions of several components and their relative arrangement and operative connection. The combination of features of different embodiments of the invention or of features of different claims is also possible deviating from the chosen relationships of the claims and is hereby stimulated. This also applies to those features which are shown in separate drawings or are mentioned in their description. These features can also be combined with features of different claims. Likewise, in the claims listed features for further embodiments of the invention can be omitted.

Die in den Patentansprüchen und der Beschreibung genannten Merkmale sind bezüglich ihrer Anzahl so zu verstehen, dass genau diese Anzahl oder eine größere Anzahl als die genannte Anzahl vorhanden ist, ohne dass es einer expliziten Verwendung des Adverbs "mindestens" bedarf. Wenn also beispielsweise von einem Kanal oder einer Drosselbohrung die Rede ist, ist dies so zu verstehen, dass genau ein Kanal oder genau eine Drosselbohrung, zwei Kanäle oder zwei Drosselbohrungen oder mehr Kanäle oder mehr Drosselbohrungen vorhanden sein können. Diese Merkmale können durch andere Merkmale ergänzt werden oder die einzigen Merkmale sein, aus denen das jeweilige Erzeugnis besteht. The features mentioned in the patent claims and the description are to be understood in terms of their number that exactly this number or a greater number than the said number is present, without requiring an explicit use of the adverb "at least". For example, if a channel or throttle bore is mentioned, it should be understood that there may be exactly one channel or throttle bore, two channels or two throttle holes or more channels or more throttle holes. These features may be supplemented by other features or be the only characteristics that make up the product in question.

Die in den Patentansprüchen enthaltenen Bezugszeichen stellen keine Beschränkung des Umfangs der durch die Patentansprüche geschützten Gegenstände dar. Sie dienen lediglich dem Zweck, die Patentansprüche leichter verständlich zu machen. The reference numerals contained in the claims do not limit the scope of the objects protected by the claims. They are for the sole purpose of making the claims easier to understand.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben. In the following the invention will be further explained and described with reference to preferred embodiments shown in the figures.

1 zeigt eine Prinzipskizze einer Agrarspritzen-Ventileinheit gemäß dem Stand der Technik, wobei sich ein Hauptventil in einem geschlossenen Schaltzustand und ein Vorsteuerventil in geschlossener Schaltstellung befindet. 1 shows a schematic diagram of an agricultural injection valve unit according to the prior art, wherein a main valve in a closed switching state and a pilot valve is in the closed switching position.

2 zeigt die Agrarspritzen-Ventileinheit gemäß 1, wobei sich hier das Hauptventil in einem geöffneten Schaltzustand sowie das Vorsteuerventil in einer durchlassenden Schaltstellung befindet. 2 shows the agricultural syringe valve unit according to 1 , Here, the main valve is in an open switching state and the pilot valve in a transmitting switching position.

3 zeigt in einem schematisierten Längsschnitt eine erfindungsgemäße Agrarspritzen-Ventileinheit mit einem Hauptventil in einem geschlossenen Schaltzustand sowie einem Vorsteuerventil in einer gesperrten Schaltstellung. 3 shows a schematic longitudinal section of an inventive agricultural spray valve unit with a main valve in a closed switching state and a pilot valve in a locked switching position.

4 zeigt die Agrarspritzen-Ventileinheit gemäß 3, wobei sich das Hauptventil in einem geöffneten Schaltzustand und das Vorsteuerventil in einer durchlassenden Schaltstellung befinden. 4 shows the agricultural syringe valve unit according to 3 , wherein the main valve in an open switching state and the pilot valve are in a passing switching position.

FIGURENBESCHREIBUNG DESCRIPTION OF THE FIGURES

Für das erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel, welches in den 3 und 4 dargestellt ist, werden teilweise für Bauelemente und Merkmale, die grundsätzlich Bauelementen und Merkmalen des Ausführungsbeispiels gemäß dem Stand der Technik, wie dieses in den 1 und 2 dargestellt und beschrieben ist, entsprechen, dieselben Bezugszeichen verwendet. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind einzelne Bezugszeichen lediglich in einer der dasselbe Ausführungsbeispiel in verschiedenen Schaltstellungen zeigenden 3 und 4 eingezeichnet. For the embodiment of the invention, which in the 3 and 4 are shown in part for components and features, in principle, components and features of the embodiment according to the prior art, as this in the 1 and 2 is shown and described correspond to the same reference numerals. For reasons of clarity, individual reference numerals are only shown in different switching positions in one of the same exemplary embodiment 3 and 4 located.

Grundsätzlich ist die Agrarspritzen-Ventileinheit 1 mit drei Komponenten oder Modulen gebildet, nämlich einem Anschlussmodul 23, einem Hauptventilmodul 24 und einem Vorsteuermodul 25. Basically, the agricultural syringe valve unit 1 formed with three components or modules, namely a connection module 23 , a main valve module 24 and a pilot module 25 ,

In dem Anschlussmodul 23 sind in einem Anschlussgehäuse 26 die Primärleitung 2 und die Sekundärleitung 3 gebildet. Für das dargestellte Ausführungsbeispiel durchsetzt die mit einer Axialbohrung gebildete Sekundärleitung 3 das Anschlussgehäuse 26 in dem dargestellten Teilbereich zentral und koaxial zu einer Längsachse 27. Die Primärleitung 2 ist mit einem die Sekundärleitung 3 unter Zwischenschaltung eines hülsenartigen Fortsatzes 28 koaxial umgebenden Ringkanal 29 gebildet, in welchen mindestens eine Stichleitung 30 einmündet. Die dem Hauptventilmodul 24 zugewandte kreisringförmige Stirnfläche des hülsenartigen Fortsatzes 28 bildet den Ventilsitz 8 aus. Zumindest in dem in den 3 und 4 dargestellten Teilbereich ist das Anschlussmodul 23 mit einer im wesentlichen zylindrischen Mantelfläche ausgebildet, welche in dem dem Hauptventilmodul 24 zugewandten Endbereich mit einem Außengewinde 31 ausgestattet ist. Die Stichleitung 30 kann einen Anschluss besitzen, über welchen der Agrarspritzen-Ventileinheit 1 Fluid von der Druckmittelquelle zugeführt wird (in den Fig. nicht dargestellt). Hingegeben kann die Sekundärleitung 3 unmittelbar oder mittelbar mit einer Düsen- oder Spritzeneinheit verbunden sein, die unmittelbar von dem Anschlussgehäuse 26 ausgebildet sein kann, in dieses integriert sein kann oder von diesem gehalten sein kann. In the connection module 23 are in a connection box 26 the primary line 2 and the secondary line 3 educated. For the illustrated embodiment, the secondary line formed with an axial bore passes through 3 the connection housing 26 in the illustrated subregion central and coaxial with a longitudinal axis 27 , The primary line 2 is the secondary line with one 3 with the interposition of a sleeve-like extension 28 coaxially surrounding annular channel 29 formed, in which at least one stub 30 opens. The main valve module 24 facing annular end face of the sleeve-like extension 28 forms the valve seat 8th out. At least in that in the 3 and 4 The partial area shown is the connection module 23 formed with a substantially cylindrical lateral surface, which in the main valve module 24 facing end region with an external thread 31 Is provided. The stub line 30 may have a port through which the agricultural syringe valve unit 1 Fluid is supplied from the pressure medium source (not shown in the figures). The secondary line can surrender 3 be directly or indirectly connected to a nozzle or syringe unit, directly from the terminal housing 26 may be formed, integrated in this or may be held by this.

Das Hauptventilmodul 24 verfügt über ein Hauptventilgehäuse 32. Das Hauptventilgehäuse 32 besitzt einen Aufnahmeraum 33 für den Ventilkörper 6. Der Aufnahmeraum 33 ist in Richtung des Anschlussmoduls 23 offen. Der Aufnahmeraum 33 besitzt in dem dem Anschlussmodul 23 zugewandten Endbereich eine erweiternde Fase 34, eine erste Zylinderfläche 35, die über einen Bund 36 übergeht in eine Zylinderfläche 37 mit verringertem Durchmesser, welche stufenlos übergeht in einen hohlzylindrischen Federraum 38 sowie einen hohlzylindrischen Druckraum 39. Der Federraum 38 und der Druckraum 39 sind durch einen hülsenartigen Gehäuseansatz 40 voneinander getrennt. Der Federraum 38 und der Druckraum 39 erstrecken sich ungefähr gleich weit in das Hauptventilmodul 24 hinein. In den Federraum 38 mündet ein Kanal 41, während in den Druckraum 39 ein Kanal 42 mündet. Die genannten Flächen, Räume und Kanäle sind einstückig von dem Hauptventilgehäuse 32 gebildet, wozu dieses beispielsweise als Gussteil, Spritzgussteil oder Frästeil ausgebildet sein kann. Das Hauptventilgehäuse 32 bildet auf der dem Anschlussgehäuse 26 zugewandten Seite einen Ringbund 43 aus. The main valve module 24 has a main valve body 32 , The main valve body 32 has a recording room 33 for the valve body 6 , The recording room 33 is in the direction of the connection module 23 open. The recording room 33 owns in the connection module 23 facing end a widening bevel 34 , a first cylindrical surface 35 that have a covenant 36 merges into a cylindrical surface 37 with reduced diameter, which passes smoothly into a hollow cylindrical spring space 38 and a hollow cylindrical pressure chamber 39 , The spring chamber 38 and the pressure room 39 are through a sleeve-like housing approach 40 separated from each other. The spring chamber 38 and the pressure room 39 extend approximately equally into the main valve module 24 into it. In the spring chamber 38 a canal opens 41 while in the pressure room 39 a channel 42 empties. Said surfaces, spaces and channels are integral with the main valve housing 32 formed, for which this may be formed, for example, as a casting, injection molded part or milled part. The main valve body 32 forms on the connection housing 26 facing side a collar 43 out.

Der Ventilkörper 6 ist gebildet mit einer elastischen Membran 44 und einem starren Ventilkörperteil 45, an welchem die Membran 44 gehalten ist. Die Membran 44 ist kreisringförmig ausgebildet mit grundsätzlich konstanter Dicke und einer umlaufenden Verdickung oder einem umlaufenden Wulst 46 am äußeren Rand. Das Ventilkörperteil 45 verfügt über einen konusförmigen Fortsatz 47, eine Ringnut 48, eine Verdickung 49, einen zylindrischen Bereich 50, dessen radiale Abmessung zumindest in einem Teilumfangsbereich kleiner ist als die der Verdickung 49, wobei die Verdickung 49 über eine Ringfläche 51 in den Bereich 50 übergeht, einen Überbrückungsbereich 52 sowie einen zylindrischen Führungs- und Dichtbereich 53 mit gegenüber dem Bereich 50 verringertem Durchmesser und integrierter umlaufender Nut 54 für ein Dichtelement 55, wobei die vorgenannten Komponenten in der genannten Reihenfolge in Richtung der Längsachse 27 hintereinander liegend angeordnet sind und durch eine koaxial zur Längsachse 27 orientierten durchgängigen Kanal 56, insbesondere eine Durchgangsbohrung, durchsetzt sind. In den Federraum 38 ist wie dargestellt koaxial zur Längsachse 27 eine Druckfeder 57 eingesetzt. Diese stützt sich mit einem Federfußpunkt ab an dem Boden des Federraums 38, während der andere Federfußpunkt abgestützt ist an der Ringfläche 51. Das Ventilkörperteil 54 ist derart in den Aufnahmeraum 33 eingesetzt, dass der Führungs- und Dichtbereich 53 mit dem in der Nut 54 angeordneten Dichtelement 55 in dem Druckraum 39 unter Abdichtung geführt ist. Eine ergänzende Führung kann optional erfolgen durch einen Gleitkontakt der Verdickung 49 mit der Zylinderfläche 35. In jedem Fall verbleibt aber ein Ringspalt oder ein sich lediglich über einen Teilumfang erstreckender Verbindungskanal für das Fluid zwischen der Verdickung 49 und der Zylinderfläche 35. Der innenliegende Rand der kreisringförmigen Membran 44 findet Aufnahme in der Ringnut 48 des Ventilkörperteils 45. Optional kann zusätzlich die Membran 44 stoffschlüssig an einer Stirnseite der Verdickung 49 und/oder der Ringnut 48 befestigt sein. The valve body 6 is formed with an elastic membrane 44 and a rigid valve body part 45 at which the membrane 44 is held. The membrane 44 is circular in shape with basically constant thickness and a circumferential thickening or a circumferential bead 46 on the outer edge. The valve body part 45 has a cone-shaped extension 47 , an annular groove 48 , a thickening 49 , a cylindrical area 50 , whose radial dimension is smaller than that of the thickening at least in a partial circumferential area 49 where the thickening 49 over a ring surface 51 in the area 50 goes over, a bridging area 52 and a cylindrical guide and sealing area 53 with respect to the area 50 reduced diameter and integrated circumferential groove 54 for a sealing element 55 , wherein the aforementioned components in the order mentioned in the direction of the longitudinal axis 27 are arranged one behind the other and by a coaxial with the longitudinal axis 27 oriented continuous channel 56 , in particular a through hole, are interspersed. In the spring chamber 38 is as shown coaxial with the longitudinal axis 27 a compression spring 57 used. This is supported by a spring base from the bottom of the spring chamber 38 while the other spring base is supported on the annular surface 51 , The valve body part 54 is so in the recording room 33 used that the guiding and sealing area 53 with the in the groove 54 arranged sealing element 55 in the pressure room 39 is guided under seal. An additional guide can optionally be made by a sliding contact of the thickening 49 with the cylindrical surface 35 , In any case, however, remains an annular gap or only over a partial circumference extending connecting channel for the fluid between the thickening 49 and the cylindrical surface 35 , The inner edge of the annular membrane 44 takes up admission in the ring groove 48 of the valve body part 45 , Optionally, in addition, the membrane 44 cohesively on one end face of the thickening 49 and / or the annular groove 48 be attached.

Die Befestigung des Hauptventilmoduls 24 an dem Anschlussmodul 23 erfolgt über eine Überwurfmutter 58, welche den Ringbund 43 des Hauptventilgehäuses 32 übergreift und ein Innengewinde 59 besitzt, mit welchem die Überwurfmutter 58 mit dem Außengewinde 31 des Anschlussgehäuses 26 verschraubt werden kann. Mit zunehmender Verschraubung presst die Überwurfmutter 58 über den Ringbund 43 das Hauptventilgehäuse 32 in Richtung des Anschlussgehäuses 26, womit, ggf. mit entsprechenden Nuten oder Ausnehmungen für den Wulst 46 der Membran 44, die Membran 44 randseitig zwischen Anschlussgehäuse 26 und Hauptventilgehäuse 32 mit der Erzielung einer Dichtwirkung verspannt wird. Die Membran 44 verfügt über eine oder mehrere über den Umfang verteilte Drosselbohrungen 61, welche in ständiger fluidischer Verbindung mit dem Ringkanal 29 und damit der Primärleitung 2 stehen. The attachment of the main valve module 24 on the connection module 23 via a union nut 58 which the ring collar 43 of the main valve housing 32 overlaps and an internal thread 59 owns, with which the union nut 58 with the external thread 31 of the connection housing 26 can be screwed. With increasing screwing presses the union nut 58 over the ring collar 43 the main valve body 32 in the direction of the connection housing 26 , with, if necessary, with corresponding grooves or recesses for the bead 46 the membrane 44 , the membrane 44 at the edge between connection housing 26 and main valve body 32 is braced with the achievement of a sealing effect. The membrane 44 has one or more circumferentially spaced throttle holes 61 , which in constant fluid communication with the annular channel 29 and thus the primary line 2 stand.

Das Vorsteuermodul 25 ist lediglich schematisch dargestellt. In diesem findet ein Vorsteuerventil 5 Einsatz, welches für das dargestellte Ausführungsbeispiel als elektromagnetisch von einer nicht dargestellten Steuereinheit angesteuertes 2/2-Wegeventil 60 ausgebildet ist. Ein Anschluss des 2/2-Wegeventils 60 ist permanent mit dem Kanal 41 des Hauptventilmoduls 24 verbunden, während der andere Anschluss des 2/2-Wegeventils 60 permanent mit dem anderen Kanal 42 des Hauptventilmoduls 24 verbunden ist. Infolge der Beaufschlagung durch eine Feder befindet sich ohne elektrische Ansteuerung des 2/2-Wegeventils 60 dieses wie in 3 dargestellt in einer Sperrstellung, während mit elektrischer Ansteuerung des 2/2-Wegeventils 60 dieses gemäß 4 seine Durchlassstellung einnimmt. The pilot control module 25 is shown only schematically. In this there is a pilot valve 5 Insert, which for the illustrated embodiment as electromagnetically driven by a control unit, not shown, 2/2-way valve 60 is trained. One connection of the 2/2-way valve 60 is permanent with the channel 41 of the main valve module 24 while the other port of the 2/2-way valve 60 permanently with the other channel 42 of the main valve module 24 connected is. As a result of the application of a spring is without electrical control of the 2/2-way valve 60 this as in 3 shown in a blocking position, while with electrical control of the 2/2-way valve 60 this according to 4 his passage position occupies.

Die Funktionsweise des dargestellten Ausführungsbeispiels der Agrarspritzen-Ventileinheit 1 ist wie folgt:
Für nicht bestromtes 2/2-Wegeventil 60 befindet sich dieses in der Sperrstellung, womit auch das Hauptventil 4 seine Sperrstellung einnimmt (3). Der höhere Druck der Primärleitung 2 gelangt (zeitverzögert) über die Drosselbohrung 61 auf die Rückseite der Membran 44, wo das Fluid über einen Zwischenraum oder Kanal oder mehrere Kanäle zwischen der Verdickung 49 des Ventilkörpers 6 und der Fase 34 und die Zylinderfläche 35 in einen Druckraum 62 gelangt. Dieser Druckraum 62 ist begrenzt mit einer Kolbenfläche 63 des Ventilkörpers 6, welche für das dargestellte Ausführungsbeispiel abgestuft ist und mit der Ringfläche 51 und einer weiteren Ringfläche 64 im Übergangsbereich von dem Bereich 50 zum Überbrückungsbereich 52 gebildet ist. Hierbei wird die wirksame Fläche der Kolbenfläche 63 bestimmt durch die Differenz der Fläche der äußeren Kontur der Verdickung 39 und der wirksamen Fläche des Dichtelements 55. In diesem Druckraum 62 und an der Kolbenfläche 63 steht für gesperrtes 2/2-Wegeventil der Druck der Primärleitung 2 an. Sowohl die Druckfeder 57 als auch der durch den Druck in dem Druckraum 62 an der Kolbenfläche 63 hervorgerufene Druck beaufschlagen den Ventilkörper 6 in Schließrichtung, womit die Membran 44 an den Ventilsitz 8 gepresst wird. Die Kraft, welche der Druck in dem primärseitigen Ringkanal 29 an einer Kolbenfläche der Membran 44 erzeugt, deren Fläche dem Kreisringquerschnitt des Ringkanals 29 entspricht, reicht nicht aus, um den Ventilkörper 6 entgegen der Beaufschlagung durch die Druckfeder 57 und durch den Druck an der Kolbenfläche 63 von dem Ventilsitz 8 abzuheben. The operation of the illustrated embodiment of the agricultural syringe valve unit 1 is as follows:
For non-energized 2/2-way valve 60 This is in the locked position, which also the main valve 4 assumes its blocking position ( 3 ). The higher pressure of the primary line 2 arrives (time delayed) via the throttle bore 61 on the back of the membrane 44 where the fluid passes through a gap or channel or multiple channels between the thickening 49 of the valve body 6 and the chamfer 34 and the cylindrical surface 35 in a pressure room 62 arrives. This pressure room 62 is limited with a piston surface 63 of the valve body 6 which is stepped for the illustrated embodiment and with the annular surface 51 and another ring surface 64 in the transition area of the area 50 to the bridging area 52 is formed. Here, the effective area of the piston surface 63 determined by the difference of the area of the outer contour of the thickening 39 and the effective area of the sealing element 55 , In this pressure room 62 and on the piston surface 63 stands for blocked 2/2-way valve, the pressure of the primary line 2 at. Both the compression spring 57 as well as by the pressure in the pressure chamber 62 on the piston surface 63 caused pressure act on the valve body 6 in the closing direction, bringing the membrane 44 to the valve seat 8th is pressed. The force which the pressure in the primary-side annular channel 29 on a piston surface of the membrane 44 generated, the surface of the circular ring cross-section of the annular channel 29 is not sufficient to the valve body 6 against the action of the compression spring 57 and by the pressure on the piston surface 63 from the valve seat 8th withdraw.

Wird durch elektrische Ansteuerung das 2/2-Wegeventil 60 in seine Durchlassstellung geschaltet, erfolgt ein Druckausgleich des Druckraums 62 mit der Sekundärleitung 3 über den Kanal 41, das 2/2-Wegeventil 60, den Kanal 42 und den Kanal 56, bis der Druck in dem Druckraum 62 auf den Druck in der Sekundärleitung 3 abgefallen ist. Der Drosselquerschnitt der mindestens einen Drosselbohrung 61 ist hierbei derart gewählt, dass die erläuterte Druckverringerung in dem Druckraum 62 nicht aufgehoben werden kann durch von der Primärleitung 2 durch die Drosselbohrung 61 nachströmendes Fluid. Entsprechend der Druckverringerung sinkt die den Ventilkörper 6 in Schließrichtung beaufschlagende fluidische Kraft. Der im Bereich des Ringkanals 29 auf die Membran 44 wirkende primärseitige Druck reicht nun aus, um den Ventilkörper 6 von dem Ventilsitz 8 weg zu bewegen, womit der Übertrittsquerschnitt 9 zwischen dem Ventilkörper 6 und dem Ventilsitz 8 geschaffen wird. Mit derartiger Öffnung des Hauptventils 4 steht der primärseitige Druck an einer vergrößerten wirksamen unteren Kolbenfläche der Membran 44 an, womit der Ventilkörper 6 zuverlässig in seine Durchlassstellung überführt und in dieser gehalten wird (4). Is by electrical control, the 2/2-way valve 60 switched into its passage position, there is a pressure equalization of the pressure chamber 62 with the secondary line 3 over the canal 41 , the 2/2-way valve 60 , the channel 42 and the channel 56 until the pressure in the pressure chamber 62 on the pressure in the secondary line 3 has fallen off. The throttle cross-section of the at least one throttle bore 61 is chosen such that the explained pressure reduction in the pressure chamber 62 can not be picked up by the primary line 2 through the throttle hole 61 inflowing fluid. According to the pressure reduction, the valve body sinks 6 in the closing direction acting fluidic force. The in the area of the ring channel 29 on the membrane 44 acting primary-side pressure is now enough to the valve body 6 from the valve seat 8th to move away, bringing the crossover cross section 9 between the valve body 6 and the valve seat 8th is created. With such opening of the main valve 4 is the primary-side pressure on an enlarged effective lower piston surface of the membrane 44 on, bringing the valve body 6 reliably transferred into its passage position and held in this ( 4 ).

Auf dem Strömungsweg des Fluids wird das Fluid ausgehend von der Primärleitung 2 durch die gemäß 4 durchgebogene oder gekrümmte Membran 44 sanft und möglichst ohne Verwirbelungen derart umgelenkt, dass das Fluid radial nach innen strömen kann und letztendlich U-förmig den Ventilsitz 8 umströmt in die Sekundärleitung 3. Die Sekundärleitung 3 ist hier in dem dem Ventilsitz 8 zugewandten Endbereich mit einer zylindrischen Führungsfläche 65 gebildet, die mit einer von dem konusförmigen Fortsatz 47 ausgebildeten Führungsfläche 66 des Ventilkörpers 6 wie folgt zusammenwirkt: In Strömungsrichtung ist zwischen den Führungsflächen 65, 66 eine Erweiterung 67 gebildet, die einen Druckabfall zur Folge hat, der abhängig ist von dem Volumenstrom des Fluids oder der Strömungsgeschwindigkeit des Fluids im Bereich der Erweiterung 67, so dass letztendlich auf den Ventilkörper 6 im Bereich des Fortsatzes 47 eine strömungsabhängige Kraft ausgeübt wird. Diese strömungsabhängige Kraft kann zur Stabilisierung einer Durchlassstellung des Hauptventils 4 oder einer gewünschten Arbeitsstellung, beispielsweise einer teilweisen Öffnungsstellung des Hauptventils 4, genutzt werden. Ebenfalls möglich ist, dass je nach Durchflussgeschwindigkeit eine Art Steuerung des Übertrittsquerschnitts durch diese strömungsabhängige Kraft im Bereich der Erweiterung 67 erfolgt. On the flow path of the fluid, the fluid is starting from the primary line 2 by according to 4 bent or curved membrane 44 gently and as far as possible without turbulence deflected in such a way that the fluid can flow radially inwards and ultimately U-shaped the valve seat 8th flows around in the secondary line 3 , The secondary line 3 is here in the valve seat 8th facing end region with a cylindrical guide surface 65 formed with one of the cone-shaped extension 47 trained guide surface 66 of the valve body 6 as follows: In the flow direction is between the guide surfaces 65 . 66 an extension 67 formed that results in a pressure drop, which is dependent on the volume flow of the fluid or the flow velocity of the fluid in the region of the extension 67 so that ultimately on the valve body 6 in the area of the extension 47 a flow-dependent force is exerted. This flow-dependent force can stabilize a passage position of the main valve 4 or a desired working position, for example, a partial opening position of the main valve 4 , be used. It is also possible that, depending on the flow rate, a kind of control of the crossover cross section through this flow-dependent force in the region of the extension 67 he follows.

Zwischen dem Zylinderbereich 39 des Hauptventilgehäuses 32 und dem Führungs- und Dichtbereich 53 ist ein weiterer Druckraum 68 gebildet, welcher durch eine von dem starren Ventilkörperteil 45 ausgebildeten Kolbenfläche 69 begrenzt ist. Ein gewisser Druckausgleich an dem Ventilkörper 6 hinsichtlich des sekundärseitigen Drucks erfolgt insbesondere in der Schließstellung gemäß 3, indem der sekundärseitige Druck sowohl an der Kolbenfläche 69 in Schließrichtung wirkt als auch zwischen dem Ventilsitz 8, insbesondere an dem Fortsatz 47 an einer Kolbenfläche 74 in Öffnungsrichtung wirkt. Between the cylinder area 39 of the main valve housing 32 and the guiding and sealing area 53 is another pressure room 68 formed by one of the rigid valve body part 45 trained piston surface 69 is limited. A certain pressure balance on the valve body 6 with respect to the secondary-side pressure, in particular in the closed position according to 3 by the secondary-side pressure both on the piston surface 69 in the closing direction acts as well as between the valve seat 8th , in particular on the extension 47 on a piston surface 74 acts in the opening direction.

Die Primärleitung 2 ist mit der Sekundärleitung 3 über zwei parallele Leitungspfade verbunden:

  • – Ein erster Leitungspfad 70 ist in der Öffnungsstellung des Hauptventils 4 mit dem Übertrittsquerschnitt 9 gebildet.
  • – Ein zweiter Leitungspfad 71 verläuft über die mindestens eine Drosselbohrung 61, den Zwischenraum zwischen Fase 34 und Zylinderfläche 35 des Hauptventilgehäuses 32 und der Verdickung 49 des Ventilkörperteils 45, den Druckraum 62, den Federraum 38, den Kanal 41, das Vorsteuerventil, hier das 2/2-Wegeventil 60, den Kanal 42, den Druckraum 68 und den Kanal 56, welcher den Ventil 6 durchsetzt. Für geöffnetes Vorsteuerventil durchströmt mit einem von dem Drosselquerschnitt der Drosselbohrung 61 abhängigen Volumenstrom Fluid den zweiten Leitungspfad 71, womit eine gute Durchspülung der beteiligten Kanäle und Druckräume gewährleistet ist und die Bildung von Ablagerungen durch Verunreinigungen reduziert oder vermieden ist. Von Vorteil ist hierbei, dass die Durchströmung des Druckraums 68 von dem Fluid geradlinig oder entlang einer schwach gekrümmten Kurve und ohne mehrfache Umlenkungen, Stichkanäle u. ä. zwischen einem Einlass 72 und einem Auslass 73 erfolgen kann.
The primary line 2 is with the secondary line 3 connected via two parallel conductive paths:
  • - A first conduction path 70 is in the opening position of the main valve 4 with the crossover cross section 9 educated.
  • - A second line path 71 runs over the at least one throttle bore 61 , the space between bevel 34 and cylindrical surface 35 of the main valve housing 32 and the thickening 49 of the valve body part 45 , the pressure room 62 , the spring chamber 38 , the channel 41 , the pilot valve, here the 2/2-way valve 60 , the channel 42 , the pressure room 68 and the channel 56 which the valve 6 interspersed. For open pilot valve flows through with one of the throttle cross section of the throttle bore 61 dependent volume flow fluid the second conduction path 71 , whereby a good flushing of the participating channels and pressure chambers is ensured and the formation of deposits by impurities is reduced or avoided. The advantage here is that the flow through the pressure chamber 68 from the fluid in a straight line or along a slightly curved curve and without multiple deflections, branch channels u. Ä. Between an inlet 72 and an outlet 73 can be done.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1
Agrarspritzen-Ventileinheit Agricultural spraying valve unit
2 2
Primärleitung primary line
3 3
Sekundärleitung secondary line
4 4
Hauptventil main valve
5 5
Vorsteuerventil pilot valve
6 6
Ventilkörper valve body
7 7
Gehäuse casing
8 8th
Ventilsitz valve seat
9 9
Übertrittsquerschnitt Transfer cross section
10 10
Druckraum pressure chamber
11 11
Kolbenfläche piston area
12 12
Zuführleitung feed
13 13
Abführleitung discharge
14 14
Spule Kitchen sink
15 15
Anker anchor
16 16
Feder feather
17 17
Feder feather
18 18
Ringfläche ring surface
19 19
Kolbenfläche piston area
20 20
Drossel throttle
21 21
Leitungspfad conduction path
22 22
Leitungspfad conduction path
23 23
Anschlussmodul connection module
24 24
Hauptventilmodul Main valve module
25 25
Vorsteuermodul pilot module
26 26
Anschlussgehäuse connection housing
27 27
Längsachse longitudinal axis
28 28
Fortsatz extension
29 29
Ringkanal annular channel
30 30
Stichleitung stub
31 31
Außengewinde external thread
32 32
Hauptventilgehäuse Main valve housing
33 33
Aufnahmeraum accommodation space
34 34
Fase chamfer
35 35
Zylinderfläche cylindrical surface
36 36
Bund Federation
37 37
Zylinderfläche cylindrical surface
38 38
Federraum spring chamber
39 39
Druckraum pressure chamber
40 40
Gehäuseansatz housing extension
41 41
Kanal channel
42 42
Kanal channel
43 43
Ringbund collar
44 44
Membran membrane
45 45
Ventilkörperteil Valve body part
46 46
Wulst bead
47 47
Fortsatz extension
48 48
Ringnut ring groove
49 49
Verdickung thickening
50 50
Bereich Area
51 51
Ringfläche ring surface
52 52
Überbrückungsbereich bridging region
53 53
Führungs- und Dichtbereich Guide and sealing area
54 54
Nut groove
55 55
Dichtelement sealing element
56 56
Kanal channel
57 57
Druckfeder compression spring
58 58
Überwurfmutter Nut
59 59
Innengewinde inner thread
60 60
2/2-Wegeventil 2/2 way valve
61 61
Drosselbohrung throttle bore
62 62
Druckraum pressure chamber
63 63
Kolbenfläche piston area
64 64
Ringfläche ring surface
65 65
Führungsfläche guide surface
66 66
Führungsfläche guide surface
67 67
Erweiterung extension
68 68
Druckraum pressure chamber
69 69
Kolbenfläche piston area
70 70
erster Leitungspfad first line path
71 71
zweiter Leitungspfad second line path
72 72
Einlass inlet
73 73
Auslass outlet
74 74
Kolbenfläche piston area

Claims (13)

Agrarspritzen-Ventileinheit (1) für eine Steuerung der Ausbringung eines agraren Fluids, bei welcher a) eine Primärleitung (2) sowohl über einen ersten Leitungspfad (70) als auch über einen zweiten Leitungspfad (71) mit einer Sekundärleitung (3) verbindbar ist, wobei b) in dem ersten Leitungspfad (70) ein Hauptventil (4) angeordnet ist, c) in dem zweiten Leitungspfad (71) ein Vorsteuerventil (5) angeordnet ist, d) der zweite Leitungspfad (71) über einen Druckraum (62) verläuft, welcher von einer Kolbenfläche (63) des Ventilkörpers (6) des Hauptventils (4) begrenzt ist und dessen Druck den Ventilkörper (6) des Hauptventils (4) beaufschlagt, dadurch gekennzeichnet, dass e) der zweite Leitungspfad (71) zwischen dem Vorsteuerventil (5) und der Sekundärleitung (3) über einen Kanal (56) verläuft, welcher sich durch den Ventilkörper (6) erstreckt. Agricultural syringe valve unit ( 1 ) for controlling the application of an agricultural fluid, in which a) a primary line ( 2 ) both via a first conduction path ( 70 ) as well as via a second conduction path ( 71 ) with a secondary line ( 3 ), wherein b) in the first conduction path ( 70 ) a main valve ( 4 ), c) in the second conduction path ( 71 ) a pilot valve ( 5 ), d) the second conduction path ( 71 ) via a pressure chamber ( 62 ) extending from a piston surface ( 63 ) of the valve body ( 6 ) of the main valve ( 4 ) is limited and the pressure of the valve body ( 6 ) of the main valve ( 4 ), characterized in that e) the second conduction path ( 71 ) between the pilot valve ( 5 ) and the secondary line ( 3 ) over a channel ( 56 ), which extends through the valve body ( 6 ). Agrarspritzen-Ventileinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Druckraum (68) vorhanden ist, welcher von einer weiteren Kolbenfläche (69) des Ventilkörpers (6) des Hauptventils (4) begrenzt ist und in welchen der sich durch den Ventilkörper (6) erstreckende Kanal (56) mündet. Agricultural syringe valve unit ( 1 ) according to claim 1, characterized in that a further pressure chamber ( 68 ), which of another piston surface ( 69 ) of the valve body ( 6 ) of the main valve ( 4 ) is limited and in which the through the valve body ( 6 ) extending channel ( 56 ) opens. Agrarspritzen-Ventileinheit (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Kolbenfläche (69) des Ventilkörpers (6) des Hauptventils (4) eine Fläche besitzt, die so groß ist wie eine Fläche einer entgegengesetzt wirkenden Kolbenfläche (74), auf die in einer Schließstellung des Hauptventils (4) der Druck der Sekundärleitung (3) wirkt. Agricultural syringe valve unit ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the further piston surface ( 69 ) of the valve body ( 6 ) of the main valve ( 4 ) has a surface which is as large as a surface of an oppositely acting piston surface ( 74 ), in which, in a closed position of the main valve ( 4 ) the pressure of the secondary line ( 3 ) acts. Agrarspritzen-Ventileinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Leitungspfad (71) zwischen der Primärleitung (2) und dem Vorsteuerventil (5) über einen Kanal oder eine Drosselbohrung (61) verläuft, welcher oder welche sich durch den Ventilkörper (6) erstreckt. Agricultural syringe valve unit ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the second conduction path ( 71 ) between the primary line ( 2 ) and the pilot valve ( 5 ) via a duct or throttle bore ( 61 ) which passes through the valve body ( 6 ). Agrarspritzen-Ventileinheit (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal oder die Drosselbohrung (61), der oder die sich durch den Ventilkörper (6) erstreckt und in dem zweiten Leitungspfad (71) zwischen der Primärleitung (2) und dem Vorsteuerventil (5) angeordnet ist, einen größeren Strömungswiderstand oder einen kleineren Strömungsquerschnitt besitzt als der Kanal (56), der den Ventilkörper (6) durchsetzt und in dem zweiten Leitungspfad (71) zwischen dem Vorsteuerventil (5) und der Sekundärleitung (3) angeordnet ist. Agricultural syringe valve unit ( 1 ) according to claim 4, characterized in that the channel or the throttle bore ( 61 ), which or through the valve body ( 6 ) and in the second conduction path ( 71 ) between the primary line ( 2 ) and the pilot valve ( 5 ), has a larger flow resistance or a smaller flow cross-section than the channel ( 56 ), the valve body ( 6 ) and in the second conduction path ( 71 ) between the pilot valve ( 5 ) and the secondary line ( 3 ) is arranged. Agrarspritzen-Ventileinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (6) mit einer elastischen Membran (44) und einem starren Ventilkörperteil (45) gebildet ist. Agricultural syringe valve unit ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the valve body ( 6 ) with an elastic membrane ( 44 ) and a rigid valve body part ( 45 ) is formed. Agrarspritzen-Ventileinheit (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Kanal oder die Drosselbohrung (61), der oder die sich durch den Ventilkörper (6) erstreckt und in dem zweiten Leitungspfad (71) zwischen der Primärleitung (2) und dem Vorsteuerventil (5) angeordnet ist, durch die Membran (44) erstreckt. Agricultural syringe valve unit ( 1 ) according to claim 6, characterized in that the channel or the throttle bore ( 61 ), which or through the valve body ( 6 ) and in the second conduction path ( 71 ) between the primary line ( 2 ) and the pilot valve ( 5 ) is arranged through the membrane ( 44 ). Agrarspritzen-Ventileinheit (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Kanal (56), der sich durch den Ventilkörper (6) erstreckt und in dem zweiten Leitungspfad (71) zwischen dem Vorsteuerventil (5) und der Sekundärleitung (3) angeordnet ist, durch das starre Ventilkörperteil (45) erstreckt. Agricultural syringe valve unit ( 1 ) according to claim 6 or 7, characterized in that the channel ( 56 ) extending through the valve body ( 6 ) and in the second conduction path ( 71 ) between the pilot valve ( 5 ) and the secondary line ( 3 ) is arranged through the rigid valve body part ( 45 ). Agrarspritzen-Ventileinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorsteuerventil (5) als elektromagnetisches 2/2-Wegeventil (60) ausgebildet ist. Agricultural syringe valve unit ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the pilot valve ( 5 ) as electromagnetic 2/2-way valve ( 60 ) is trained. Agrarspritzen-Ventileinheit (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptventil (4) über eine Druckfeder (57), welche sich an dem starren Ventilkörperteil (45) abstützt, in Schließrichtung beaufschlagt ist. Agricultural syringe valve unit ( 1 ) according to one of claims 6 to 9, characterized in that the main valve ( 4 ) via a compression spring ( 57 ) located on the rigid valve body part ( 45 ) is supported, is acted upon in the closing direction. Agrarspritzen-Ventileinheit (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das starre Ventilkörperteil (45) eine Führungsfläche (66) für das Fluid ausbildet, welche sich benachbart eines Ventilsitzes (8) des Hauptventils (4) in die Sekundärleitung (3) erstreckt, wobei zwischen der von dem starren Ventilkörperteil (45) ausgebildeten Führungsfläche (66) und einer von der Sekundärleitung (3) ausgebildeten Führungsfläche (65) in Strömungsrichtung des Fluids eine Erweiterung (67) des Strömungsquerschnitts gebildet ist. Agricultural syringe valve unit ( 1 ) according to one of claims 6 to 10, characterized in that the rigid valve body part ( 45 ) a guide surface ( 66 ) forms for the fluid, which adjacent to a valve seat ( 8th ) of the main valve ( 4 ) into the secondary line ( 3 ), between which of the rigid valve body part ( 45 ) formed guide surface ( 66 ) and one of the secondary line ( 3 ) formed guide surface ( 65 ) in the flow direction of the fluid an extension ( 67 ) of the flow cross-section is formed. Agrarspritzen-Ventileinheit (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsfläche (66) für das Fluid von einem konusförmigen Fortsatz (47) des starren Ventilkörperteils (45) ausgebildet ist. Agricultural syringe valve unit ( 1 ) according to claim 11, characterized in that the guide surface ( 66 ) for the fluid from a cone-shaped extension ( 47 ) of the rigid valve body part ( 45 ) is trained. Agrarspritzen-Ventileinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Druckraum (62), welcher zwischen der Primärleitung (2) und dem Vorsteuerventil (5) in dem zweiten Leitungspfad (71) angeordnet ist, zwischen einem Einlass (72) des Druckraums (62) und einem Auslass (73) des Druckraums (62) erstreckt. Agricultural syringe valve unit ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure chamber ( 62 ), which between the primary line ( 2 ) and the pilot valve ( 5 ) in the second conduction path ( 71 ) is arranged between an inlet ( 72 ) of the pressure chamber ( 62 ) and an outlet ( 73 ) of the pressure chamber ( 62 ).
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