DE10330738B4 - Electrohydraulic control device - Google Patents
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Abstract
Elektrohydraulische Stelleinrichtung zum Betätigen eines in einer Gehäusebohrung verschiebbaren und unter der Kraft einer in Mittelstellung zentrierenden Rückführfeder stehenden kolbenartigen Teiles, insbesondere des Kolbenschiebers eines Wegeventiles, bei der das antreibende Teil als Differentialkolben ein Flächenverhältnis von etwa 1 : 2 aufweist und die Ansteuerung des Differentialkolbens als mechanische Lageregelung über senkrecht zur Schieberachse stehende, magnetbetätigte Regelventile mit Kraftvergleich über Schrägen am Stellkolben und Messfedern erfolgt und jeder Bewegungsrichtung ein Regelventil zugeordnet ist dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetkraft von Magnet (6.1; 6.2) über den Ankerstößel (17; 17') direkt auf den Vorsteuer-Regelschieber (22; 22') wirkt der zwischen zwei gegenläufig wirkende Federn (23, 24; 23', 24') eingespannt ist und die zwei Regelventile (20; 20') nur den Steuerdruck auf der Stellkolben-Bodenseite (57) mindern oder erhöhen und der Steuerdruck auf der Stellkoben-Ringseite (58) unverändert mit seinem Maximalwert ansteht.Battery powered Actuating device for actuating one in a housing bore slidable and under the power of a centering centering Return spring standing piston-like part, in particular of the piston valve a directional valve, in which the driving part as a differential piston an area ratio of about 1: 2 and the control of the differential piston as mechanical position control via perpendicular to the slide axis standing, solenoid-operated control valves with force comparison on slopes on the actuator piston and Measuring springs takes place and associated with each direction of movement a control valve is characterized in that the magnetic force of magnet (6.1; 6.2) the armature tappet (17; 17 ') directly on the pilot control slide (22; 22') acts the between two in opposite directions acting springs (23, 24, 23 ', 24') is clamped and the two Control valves (20; 20 ') only the control pressure on the actuator piston bottom side (57) reduce or increase and the control pressure on the Stellkoben ring side (58) unchanged with pending its maximum value.
Description
Die Erfindung betrifft eine elektrohydraulische Stelleinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to an electro-hydraulic adjusting device according to the preamble of claim 1
Eine
derartige Stelleinrichtung ist aus der
Zur elektrischen Fernbetätigung z.B. von Steuerschiebern in Hydraulikwegeventilen sind verschiedene Lösungsvorschläge bekannt und teilweise realisiert worden. Da rein elektromechanische Antriebe, z.B. Proportionalmagnete, für längere Hübe und die auftretenden höheren Kräfte nicht geeignet sind, werden elektrohydraulische Kombinationen, bestehend aus Stellzylinder und Vorsteuermagnetventilen eingesetzt. Der Stand der Technik ist in der Veröffentlichung von Dipl.-Ing. W. Kötter: „Proportionale elektrohydraulische Ansteuerung von Mobilwegeventilen" (>> Ölhydraulik und Pneumatik << 33 (1989) Nr. 11; S. 862 bis 867) umfassend dargestellt.to electric remote control e.g. of spools in hydraulic valves are different Proposed solutions and partially realized. Because purely electromechanical drives, e.g. Proportional magnets, for longer Strokes and the occurring higher personnel are not suitable, electro-hydraulic combinations consisting used from adjusting cylinder and pilot solenoid valves. The stand the technique is in the publication by Dipl.-Ing. W. Kötter: "Proportionale Electrohydraulic control of mobile travel valves "(>> Oil hydraulics and Pneumatics << 33 (1989) No. 11; Pp. 862-867).
Erstes Beispiel:First example:
Elektrisch betätigte Druckminderventile steuern einen Betätigungsdruck entweder direkt auf jeder Stirnseite des Steuerschiebers oder die zwei Räume eines mit dem Steuerschieber mech. gekoppelten Differentialzylinders. Normalerweise haben die Steuerschieber drei Stellungen, wobei die Mittelstellung durch Federkraft geschaltet bzw. gehalten wird. Zur Erreichung von Zwischen- oder den beiden Endstellungen wird das entsprechend wirksame Druckminderventil mit dem dafür erforderlichen el. Strom beaufschlagt und damit der dementsprechende Steuerdruck gebildet. Der Steuerschieber bewegt sich solange in der gewählten Richtung bis die Kraft aus Steuerdruck x beaufschlagter Fläche gleich der Federkraft ist.electrical actuated Pressure reducing valves control an actuating pressure either directly on each end face of the spool or the two spaces one with the spool mech. coupled differential cylinder. Normally, the spools have three positions, with the Middle position is switched or held by spring force. To achieve from intermediate or the two end positions that is accordingly effective pressure reducing valve with the necessary el. Electricity acted upon and thus formed the corresponding control pressure. The spool moves in the selected direction until the force of control pressure x acted upon surface equal the spring force is.
Proportionalsteuerungen dieser Bauart sind sehr ungenau da Reibungs- und Strömungskräfte keine reproduzierbaren Schieberstellungen zulassen, sowie Toleranz- und Temperatureinflüsse sich ebenfalls negativ auswirken. Weiterhin ist die Bereitstellung des Steueröls mit dem notwendigen Druck sehr aufwendig, ganz besonders bei der stirnseitigen Ansteuerung.proportional controls This type are very inaccurate because friction and flow forces no allow reproducible slider positions, as well as tolerance and temperature influences also have a negative impact. Furthermore, the provision is of the tax oil with the necessary pressure very expensive, especially in the frontal control.
Zweites Beispiel:Second example:
Anstelle der el. angesteuerten Druckminderventile werden je Vorsteuerraum je ein 3/2-Proportional-Vorsteuerventil zur Steuerdruckbe- oder -entlastung so angeordnet, dass über eine Kraftmessfeder zwischen Vorsteuerschieber und Wegeventilschieber ein Kraftvergleich zwischen gewählter Magnetkraft und Wegeventilschieber stattfindet und die eingeleitete Schieberbewegung bis zum Kraftgleichgewicht anhält. Die Rückstellung zur Mittelstellung ist dabei immer noch von der, zur Mitte hin abnehmenden, Federkraft abhängig und dadurch immer noch teilweise von Strömungskräften abhängig. Die Federtoleranzen der Messfeder erfordern aufwendige Justierverfahren oder/und aufwendige Ausgleichseinrichtungen.Instead of the el. controlled pressure reducing valves are each pilot chamber one each 3/2 proportional pilot valve for Steuerdruckbe- or relief arranged so that over a Force measuring spring between pilot spool and directional valve spool Force comparison between selected Magnetic force and directional valve spool takes place and the initiated Slider movement continues until the balance of power. The provision for the middle position is still from the, decreasing towards the middle, spring force dependent and thereby still partially dependent on flow forces. The spring tolerances of Measuring spring require complex adjustment process and / or consuming Equalizers.
Drittes Beispiel:Third example:
Grundsätzliche Anordnung wie vorstehend beschrieben, jedoch mit elektrischer Wegrückführung des Wegeventilschiebers anstelle der Messfeder. Dies erfordert eine zusätzliche Regelelektronik direkt am Wegeventil mit angebaut, einschl. der erforderlichen Stromversorgung. Die Aufwendungen für die Steuerdruckversorgung unterscheiden sich dabei nicht von den der anderen Lösungen. Diese Lösung beansprucht noch mehr Bauraum und die spezifischen Anforderungen der Elektronik müssen noch zusätzlich berücksichtigt werden.basic Arrangement as described above, but with electrical path feedback of the Directional valve spool instead of the measuring spring. This requires a additional Control electronics directly attached to the directional valve with, including required power supply. The expenses for the tax pressure supply do not differ from those of the other solutions. This solution claims even more space and the specific requirements of electronics have to Additionally considered become.
Alle geschilderten Bauarten sind immer noch sehr aufwendig, beanspruchen viel Einbauraum und sind entsprechend teuer.All described designs are still very expensive, claim a lot of installation space and are correspondingly expensive.
Aufgabe der Erfindung ist, unter Vermeidung der genannten Nachteile, eine sehr kompakte und kostengünstige elektrohydraulische Stelleinrichtung mit sicherer Funktion in jedem Betriebszustand zu schaffen.task The invention is, while avoiding the disadvantages mentioned, a very compact and inexpensive electrohydraulic actuator with safe function in each To create operating state.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Magnetkraft direkt auf einen Vorsteuer-Regelschieber wirk, der zwischen zwei gegenläufig wirkende Federn eingespannt ist und die zwei Regelventile nur den Steuerdruck auf der Stellkolben-Bodenseite mindern oder erhöhen und der Steuerdruck auf der Stellkoben-Ringseite unverändert mit seinem Maximalwert ansteht.These Task is inventively characterized solved, that the magnetic force acts directly on a pilot control slide, the two in between acting springs is clamped and the two control valves only the Reduce or increase the control pressure on the actuator piston bottom side and the control pressure on the Stellkoben ring side unchanged with pending its maximum value.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen elektrohydraulischen Stelleinrichtung besteht darin, dass die Vorsteuer-Regelhülsen der Vorsteuer-Regelschieber von außen über Drückschrauben in ihrer Längsrichtung gegen ein elastisches Element verschiebbar sind.A further advantageous embodiment of the electro-hydraulic according to the invention Setting device is that the pilot control sleeves of Pilot control slide from outside via push-in screws in their longitudinal direction are displaceable against an elastic element.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Steuerdruck aus der Hochdruckzuleitung im Wegeventilschieber über ein im Wegeventilschieber bzw. im oder am Stellkolben integriertes Druckminderventil unmittelbar vor Eintritt in den ersten Steuerraum gebildet.In Another advantageous embodiment of the invention is the control pressure from the high pressure supply line in the directional valve spool over in the directional valve spool or in or on the actuator piston integrated pressure reducing valve formed immediately before entry into the first control room.
Mit dieser Erfindung wird eine proportionale, elektrohydraulische Stelleinrichtung geschaffen mit geringsten Einbaumaßen und geringstem Aufwand. Die negativen Einflüsse der Strömungs- und Reibungskräfte sind weitestgehend ausgeschaltet. Ein Hauptanteil der Federtoleranzen sind unwirksam, die restlichen Toleranzen können in einfachster Weise ausgeglichen werden. Der Lageregelvorgang wird mechanisch zwangsläufig realisiert, was zu einer hohen Betriebssicherheit führt. Eine zusätzliche Regelelektronik ist deshalb nicht erforderlich, was zu einer äußerst kostengünstigen Lösung führt.With this invention, a proportional, Electro-hydraulic adjusting device created with minimal installation dimensions and minimal effort. The negative influences of the flow and friction forces are largely eliminated. A major portion of the spring tolerances are ineffective, the remaining tolerances can be compensated in the simplest way. The position control process is mechanically inevitably realized, resulting in a high reliability. An additional control electronics is therefore not required, resulting in a very cost-effective solution.
Weitere Vorteile und Ausführungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den Zeichnungen. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.Further Advantages and designs The invention will become apparent from the description and the drawings. Likewise the above-mentioned and the features further listed according to the invention in each case individually for to use one or more in any combination. The embodiments shown and described are not as final enumeration but rather have exemplary character for the description the invention.
Es zeigt:It shows:
In
Weiterhin, nicht dargestellt, da allgemein bekannt, hat das Wegeventil mindestens einen Druckmittelzufluss, üblicherweise von einer Hydraulikpumpe und einen Rücklaufanschluss zur Rückführung des Hydrauliköls in einen Tank aus dem wiederum die angesprochene Pumpe ansaugt.Farther, not shown, as well known, the directional control valve has at least a pressure medium inflow, usually from a hydraulic pump and a return port for returning the hydraulic oil in a tank from which in turn sucks the mentioned pump.
In
Weiterhin
befinden sich im Gehäuse
Die
Stelleinrichtung
Die
Magnete
Im
Regelventilteil
Das
Regelventil
Im
Regelventilgehäuse
Der
Stellkolben
Das
Druckminderventil
Der
Raum der Feder
In
Anhand
der
Aus
dem Druckkanal
Das
erste Regelventil
Soll
der Wegeventilschieber
In
Mittelstellung genügt,
aufgrund des Flächenverhältnisses
1 : 2, auf der Kolbenbodenseite im Raum
Aus Gründen der Vereinfachung ist nur ein Einfachventil dargestellt, die Erfindung ist natürlich auch zur Anwendung bei Mehrfachblöcken geeignet, ebenso ist es möglich nur eine Schaltrichtung proportional und die andere ein/aus anzusteuern.Out establish the simplification is shown only a single valve, the invention Of course, too for use with multiple blocks suitable, as it is possible only one switching direction proportional and the other on / off to control.
Die
Linearverstelleinheit nach
Claims (7)
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DE2003130738 DE10330738B4 (en) | 2003-07-07 | 2003-07-07 | Electrohydraulic control device |
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---|---|
DE10330738A1 DE10330738A1 (en) | 2005-02-10 |
DE10330738B4 true DE10330738B4 (en) | 2007-03-22 |
Family
ID=34041673
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2003130738 Withdrawn - After Issue DE10330738B4 (en) | 2003-07-07 | 2003-07-07 | Electrohydraulic control device |
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Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10330738B4 (en) |
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-
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- 2003-07-07 DE DE2003130738 patent/DE10330738B4/en not_active Withdrawn - After Issue
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Title |
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"Ölhydraulik und Pneumatik", 33 (1989), Nr. 11, S. 862 bis 867 * |
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DE10330738A1 (en) | 2005-02-10 |
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