DE2835771A1

DE2835771A1 - Anordnung zur aussteuerung eines cartridgeelementes

Info

Publication number: DE2835771A1
Application number: DE19782835771
Authority: DE
Inventors: Willi Brettschneider; Gerd Dr Scheffel
Original assignee: Schwelm & Towler Hydraulics; Schwelm & Towler Hydraulics GmbH
Current assignee: Parker Hannfin NMF GmbH
Priority date: 1978-08-16
Filing date: 1978-08-16
Publication date: 1980-02-28
Also published as: GB2031616B; IT7924463A0; US4311296A; GB2031616A; IT1212366B; DE2835771C2; NL7905359A

Description

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Patentanmeldung

1 h. Aug. 1978 2835771

Schwelm & Towler Hydraulics GmbH Gutenbergstraße 36 - kO
Kaarst

Anordnung zur Aussteuerung eines Cartridgeelementes

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Aussteuerung eines Cartridgeelementes zum Zwecke der Durchflußstrom-Beeinflussung, beispielsweise durch den Einsatz als Drossel.

Bei Wegeventilen mit Steuerschiebern ist es bekannt, daß Proportionalität zwischen Schieberweg und einem eingeleiteten Signal dadurch hergestellt werden kann, daß die Schieberstellung dem Kräftegleichgewicht der an ihm angreifenden Kräfte zugeordnet wird, das heißt, durch Verändern des Kräfteverhältnisses verändert man den Schieberweg, da nach den Grundgesetzen der Physik die Lage des Schiebers sich zwangsläufig immer so verändert, daß die angreifenden Kräfte wieder ins Gleichgewicht kommen.

Auf diese Weise ist eine genaue, feinfühlige Positionierung des angetriebenen Organes möglich,

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wie dies zum Beispiel bei den verschiedenartigen Transport- und Arbeitsmaschinen erforderlich ist. Bei einem Cartridgeventil, das heißt, einem Zweiwege-Einbauventil mit nur einer Steuerkante war es bisher nur sehr schwer möglich, eine direkte Relation zwischen einem eingeleiteten Signal und dem dadurch freigegebenen Durchflußquerschnitt zu schaffen.

Im Gegensatz zu Schieberventilen besitzen Cartridgeventile nur einen Steuerölanschluß, so daß es erforderlich ist, nun in der Schiebertechnik gebräuchliche Verfahren in der Cartridgetechnik anzuwenden, nämlich einen der beiden Hauptstromanschlüsse mit der dazugehörigen Kolbenfläche bzw. -Ringfläche mit dem erforderlichen zweiten Steuerölanschluß zusammenzulegen.

Durch diese Zusammenlegung ist diese Fläche allen Druckschwankungen des Hauptanschlusses ausgesetzt, was bedingt, daß diese Schwankungen auf der Seite des gegenüberliegenden Steuerölanschlusses ausgeregelt werden müssen, um den Cartridgekolben in der gewünschten Lage zu halten.

Diese Art der Regelung stellt sehr hohe Ansprüche an die Qualität des Regelsystems.

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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Cartridgeventil mit einfachen Mitteln um einen bestimmten Betrag zu verfahren, um damit einen ganz bestimmten Durchflußquerschnitt freizugeben, der proportional einem eingeleiteten Signal ist, so wie dies zur Aussteuerung eines Schiebers bereits Stand der Technik ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Cartridgeelement mit einem hydraulischen Folgesystem vorgesteuert wird, welches die Anpassung des Druckes des mit dem Hauptstromanschluß zusammengelegten Steuerölanschlusses an die jeweiligenDruckverhätnisse in Form einer selbsttätigen Regelung vornimmt, wobei das Vorsteuersystem zwei Steuerölanschlüsse und zwei Stirnflächen besitzt. Auf diese Weise kann dieses Element mit bekannten Verfahren der Schiebertechnik, zum Beispiel mit den im Folgenden beschriebenen Verfahren der Druckminderung, dem mechanischen Folgesystem oder der elektrischen Lageregelung in seiner Stellung proportional einem eingeleiteten Eingangssignal verändert werden.

Drei erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung dargestellt.
Darin zeigt:

Fig. 1 eine Anordnung zur Vorsteuerung nach dem Verfahren der Druckminderung,

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Fig. 2 eine Anordnung mit einem mechanischen Folgesystem, und

Fig. 3 eine Anordnung mit einer elektrischen Lageregelung.

In allen Abbildungen besitzt ein Cartridgeventil 1 einen Hauptstromanschluß 2 und einen Abfluß 3· In dem Ventil 1 befindet sich ein Cartridgeelement k, das über ein Gestänge 5 hydraulisch mit einer Verstellbaren Drossel 6 eines Vorsteuerkolbens 7 eines Vorsteuerventiles 8 verbunden ist. Der Kolben ist durch eine Fesselfeder 9 belastet. Zwischen der federbelasteten Oberseite 10 des Kolbens 7 und dessen Unterseite 11 ist ein selbsttätiges Regelsystem 13» 1^·" oder 15 eingeschaltet. Die Unterseite 11 ist außerdem über das Regelsystem 13» 1^ oder durch eine Leitung 12 mit dem Hauptstromanschluß verbunden.

Die Einstellung der Druckdifferenz an dem Regelsystem 13» 1^ oder 15 erfolgt durch einen Proportionalmagneten 16. Je nach der Einstellung der Druckdifferenz am Regelsystem durch den Proportionalmagneten 16 wird der Druck auf der Kolbenunter— seite je nach der gewünschten Stellung des Vorsteuerkolben 7 erhöht oder vermindert.

Die Regelsysteme bestehen aus einem Magnetschalter 17 mit einem Kolbenschieber 18 bekannter Bauart, der einerseits durch Rohrleitungen 19» 20 mit den Räumen über der Oberseite 10 des Vor-

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steuerkolbens 7 und unter dessen Unterseite 11 verbunden ist, sowie andererseits Rohrleitungen zum Reservoir 22 und die Leitung 12 als Verbindung mit dem Hauptstromanschluß 2 besitzt. Bei der Ausführung nach Fig. 3 sind außerdem noch ein Regler und ein Wegaufnehmer 2h vorgesehen, wobei der Regler 23 direkt die elektronische Steuerung des Magnetschalters 17 beeinflußt.

Da die Regelsysteme 13» 1h und 15 an sich bekannt sind, braucht ihre Wirkungsweise hier nur kurz erläutert zu werden, soweit dies zum Verständnis der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Verbindung mit einem Cartridgeventil erforderlich ist.

Das Regelsystem 13 der Druckminderung arbeitet so, daß über die Stirnflächen des Kolbenschiebers 18 der Differenzdruck am Vorsteuerkolben 7 mit der Magnetkraft verglichen wird. Es ergibt sich ein stabiles Gleichgewicht, wenn die Kraft der Feder 9» unter Berücksichtigung der Flächenverhältnisse, der Magnetkraft entspricht.

Die Arbeitsweise des Folgesystems/besteht darin,

I.

daß der Kräftevergleich direkt über die Feder 9 erfolgt.

Das Regelsystem 15 mit seiner elektrischen Lageregelung arbeitet derart, daß mit Hilfe des Reglers 9 und des Wegaufnehmers 2h ein ständiger Soll-Ist-Wert - Vergleich der Lage des Vorsteuer-

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kotbens 7 erfolgt.

Der Nachsteuervorgang wird über die elektrische Steuerung des Kolbenschiebers Ik im Vorsteuerventil 1 durchgeführt.

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-P-

Leerseite

Claims

Patentansprüche

1. Anordnung zur Aussteuerung eines Cartridgeelementes zum Zwecke der Durchflußstrombeeinflussung, dadurch gekennzeichnet, daß das Cartridgeelement (i) mit einem hydraulischen Folgesystem (13# 14 oder 15) vorgesteuert wird, welches die Anpassung des Drukkes des mit dem Hauptstromanschluß 2 zusammengelegten Steuerülanschlusses 12 an die jeweiligen Druckverhältnisse in Form einer selbsttätigen Regelung vornimmt, wobei.das Vorsteuersystem zwei Steuerölanschlüsse (19, 20) und zwei Stirnflächen (1O, 11) besitzt, und wobei die selbsttätige Regelung nach einem in der Schiebertechnik bekannten Verfahren erfolgt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß das in der Schiebertechnik bekannte Verfahren der Druckminderung zur Regelung angewandt wird.

3· Anordnung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß das in der Schiebertechnik bekannte Verfahren nach dem mechanischen Folgesystem zur Regelung angewandt wird.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren der elektrischen Lageregelung zur Regelung angewandt wird.

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ORIGINAL INSPECTED