DE2949922A1

DE2949922A1 - Vorgesteuertes druckminderventil

Info

Publication number: DE2949922A1
Application number: DE19792949922
Authority: DE
Inventors: Karlheinz 8772 Martkheidenfeld Hunschede; Helmut 8780 Gemünden Krebs
Original assignee: GL Rexroth GmbH
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1979-12-12
Filing date: 1979-12-12
Publication date: 1981-06-19
Also published as: IT1130546B; IT8068841A0; JPS5697111A; GB2065928A; US4321941A; GB2065928B; DE2949922C2

Description

DIPL.-ING. H.FINK PATENTANWALT . D 7300 ESSLINGEN BEI STUTTGART ■ HINDENBURGSTRASSE Petentonwoll flNK - D 7300 f»l ngtn (Ntdiprj, HlndenburgstrjBf 44

27. November 1979 By P 6573

G. L. Rexroth GmbH, Jahr.straße, 877O Lohr/Main
"Vorgesteuertes Druckminderventil"

Die Erfindung bezieht sich auf ein vorgesteuertes
Druckminderventil entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1 .

Bei einem bekannten Druckminderventil der vorgenannten Art
ist in der Verbindung zwischen dem Verbraucher und dem einen Steuerraum eine Drosselstelle voroesehen. Eine Drosselstelle befindet auch in der Verbindung zwischen dem anderen Steuerraum und dem Vorsteuerventil. Zwischen dem Druckminderventil und seinem Vorsteuerventil besteht eine unmittelbare, an
die Druckmittelquelle angeschlossene verbindung. Eine unmittelbare Verbindung zwischen dem Verbraucher und dem Vorsteuerventil ist jedoch nicht voroesehen.

Der vorliegenden Erfindung lieot die Aufgabe zugrunde, unter Herstellung einer unmittelbaren Verbindung zwischen dem verbraucher und dem Vorsteuerventil das Ansprechverhalten zu
verbessern und die Abhänoigkeit zwischen dem Druck und der
Menge des in der Zeiteinheit hindurchfließenden Druckmittels zu verringern. Diese Aufaabe wird durch das Merkmal im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 erfindungsaemSfl gelöst. Versuche mit einer Bauform des erfindungsaemäßen Ventils haben

-A-

130025/0172

- 4 - 27. November 1979 By P 6573

ergeben, daP sich die Abh^HnoigVeit des DrucVes des nruckmittels von der durch das Druckminderventil hirdurchfÜePender Mence wesentlich, insbesondere un etwa die HMlfte, verringert. Auch wurden im Verlaufe des Betriebes auftretende Druckspitzen bei Vervendung des erfindunosnenäßen Druckminderventils wesentlich, insbesondere un etwa die Hälfte, reduziert. Wegen des Druckoefnlies zwischen den beiden Steuerräumen des Druckminderventils wird das Ansprechverhalten des Hauptregelkolbens bei auftretenden Druckschwankungen verbessert. Aufgrund der unmittelbaren Verbindung zwischen dem verbraucher und dem Vorsteuerventil spricht dieses unmittelbar auf Druckschwankunoen am v_erbraucherausrana des Druckminderventiles an. Diese Verbindung kann außerhalb des Haup'tregelkolbens angeordnet sein oder diesen entsprechend dem Merkmal des Anspruches 2 in vorteilhafter Weise im wesentlichen in seiner Achsrichtuna durchsetzen.

Bei einer bevorzuaten Weiterbildung entsprechend dem Anspruch 3 wird das Ansprechverhalten des Haurtregelkolbens erhöht und zugleich dessen Dämpfung verbessert.

Weitere Vorteile der Erfindung eraeben sich aus der Beschreibunn und der Zeichnuna. In dieser ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung im Längsschnitt schematisch dargestellt.

Ein HauPtregelkolben 1 eines 3-^I>Tege-Druckrr.ir.derventil2 und ein Regelkolben 2 eines Vorsteuerventils 3 sind der besseren Deutlichtkeit halber jeweils auch

im Schnitt, d. h. schraffiert, gezeichnet. Der Hauptregelkolben 1 ist in einer L^ngsbohruna 4 eines nicht näher dargestellten Gehäuses 5 geführt und arbeitet mit seinen Steuerkanten 6, 7 mit Steuerkanten 8, 9 eines Steuerraumes A zusammen. Je nach der axialen Lage des Hauptregelkolbens 1 im Gehäuse 5 ist der Steuerraum A entweder mit einem Steuerraum. T oder mit einem Steuerraum P verbunden oder in der

130025/0172

- 5 - 27. Movenber 1979 Bv

P 6573

gezeigten Mittelstelluna des Hauntreaelkolbers ist der Steuerraum A von den Steuerraunen T und P getrennt.

Der Steuerraum A ist über eine Arbeitslei tunn 10 r.it einen als Drossel dargestellten Verbraucher 11 verbunden. Der Steuerraum T ist über eine Tanklei tuna 12 mit einem ^ank T2 und der Steuerraum P über eine Druckleitung 13 mit einer Pumpe P2 verbunden. Von der Arbeitslei tuna 10 zweigt eine Steuerleitung 15 zu einem vom in der Zeichnung linken Ende 16 des HauDtregelkolbens 1 benrenzten Steuerraum 17 ab.

Das dem linken Ende 16 des Hauotreoelkolbens 1 geoenüberliegende rechte Ende 18 ist stufenförmia ausgebildet, wobei eine Stufenfläche 20 einen Steuerraum 21 begrenzt, der über eine Steuerleitung 22 mit einer. Steuerflüssigkeitsanschluß 23 des Vorsteuerventils 3 verbunden ist. Ein von der Stufenflache 25 begrenzter Steuerraum 26 steht über im Hauntreaelkolben 1 verlaufende Radialbohrungen 27 und eine axial verlaufende Sackkbohrung 28, die eine RückkonDlunasdüse 29 aufweist, mit dem Steuerraum 17 in Verbindung, mit dem auch der Verbraucher 11 verbunden ist.

Der Pegelkolben 2 des ^T7orsteuerventi Is 3 hat ebenfalls Steuerkanten 32, 33, die mit einen Steuerraum A1 bearenzenden Steuerkanten 34, 35 zusammenwirken. Die Steuerkanten 32, 33 des Regelkolbens 2 liegen näher beieinander als die Steuerkanten 34, 35 des Steuerraumes A1, d. h. die Steuerkanten 32, 33 weisen geaenüber den Steuerkanten 34, 35 eine Unterdeckung auf. Ein Steuerraum P1 des Vorsteuerventils 3 ist über eine Leitung 36 mit dem Steuerraum P des Druckminderventils verbunden und damit zugleich über die Leitung 13 an die Pumpe P2 angeschlossen. Wegen der Unterdeckung in der gezeigten Mittellaoe des Reaelkolbens 2 ist der Steuerraum A1 mit dem Steuerraum P1 verbunden und es besteht auch eine Verbindung zwischen dem Steuerraum A1 und einem Steuer-

1 3002S/0 1 72

- 6 - 27. November 19 79 By P 6573

raur T1, der über eine Leitung 37 mit einen "^anV T3 verbunden ist. In der ^ittelstelluno des Reaelkolbens 2, die mit der Ausgangsregelstellung übereinstimmt, tritt somit ein dauernder geringer Steuerclverlust auf, was jedoch in Kauf genommen wird, um Totzeiten der Regelstelluno zu vermeiden, so daß der Hauptregelkolben schnell ansDricht und der Steuerdruck vom Vorsteuerventil rasch nachoereoelt wird.

Der Steuerdruck im Vorsteuertentil 3 wird durch eine Federkraft eingestellt, die auf den Recelkolben 2 in Richtung eines Steuerraumes 40 wirkt. Der Steuerraum 4<"> ist über eine Kopplungsdi'se 42 mit der Steuerleituncr 22 und damit auch.rr.it dem Steuerraum A1 verbunden.

Der Steuerraum 2f ist über eine Steuerleituno 45 mit der Steuerleitung 22 verbunden, in die eine dämnfende Drosselstelle 46 eingeschaltet ist.

Der Verbraucher 11 ist über die Leitung 15, den Steuerraum 17, die Sackbohrung 28, die Rückkonnlungsdüse 29, die Radialbohrungen 27, den Steuerraun 26, die Steuerlei tuna 45, die Drosselstelle 46, die Steuerleitungen 22, 41 und die Kopplungsdüse 42 mit dem Steuerraum 40 des Vorsteuerventils 3 verbunden. Weicht der Steuerdruck in der Steuerleitung 22 und damit auch im Steuerraum 40 von dem Druck ab, der durch die auf den Regelkolben 2 in Richtung des Steuerraums 40 wirkende Feder- oder Magnetkraft voraeoeben ist, führt der Regelkolben 2 eine Reoelbeweoung zur Angleichung des Steuerdruckes an den vorgegebenen Wert aus. Ist beispielsweise der Steuerdruck kleiner als der durch die Federkraft vorgegebene Viert, verschiebt sich der Regelkolben 2 durch die an diesem wirkende Kraftdifferenz in Richtuno des Steuerraumes 40. Dadurch wird der Abstand zwischen den Steuerkanten 32, 34 des Re^elkolbens 2 bzw. des Steuerraums A1 kleiner und der Abstand der Steuerkanten 33, 35 des Reoel-

13002B/0172

- 7 - 27. Ncvenher 1979 By

P 6573

kolbens 2 bzw. des Steuerraunes & größer. Weoen der größeren DrosselwirkuncT der miteinander zusammenwirkenden Steuerkanten 32, 34 steint der Druck ir Steuerraum A1 an und damit über die Leitung 41 und die Drosselstelle 42 auch der Druck im Steuerraun 40. Sobald der Druck den durch die Feder- oder Magnetkraft vorgegebenen Wert erreicht hat, wird der Regelkolben 2 wieder in seine Ausgangs lage zurückgebracht. Die Regelbewegung des "enelkolbens 2 wird durch die Kopplunosdi'se 4 2 gedämüft.

Zugleich wirkt der ir Steuerraur A1 erhöhte Druck über die Steuerleitung 22 auf den Steuerraun 21 und über die Drosselstelle 46 und die Steuerleitung 45 auf den Steuerraun 26. Der "in den Steuerr^'umen 16 und 21 aufnebaute Druck steht dem im Steuerraum 17 vorhandenen Druck entceoen, wodurch evtl. der HauDtregelkolben 1 verschoben wird bis die beiderseits wirkenden Kräfte ausoeglichen sind. Herrscht in Steuerraum 26 ein größerer Druck als in steuerraun 17 fließt Steueröl über die RacUalbohrungen 27, die Sackbohrung 28 und die Pückkopplungsdüse 29 in den Steuerraum 17, in den der am Verbraucher 11 herrschende Druckvorhanden ist.

Wegen der Verbindung des Verbrauchers 11 ir.it den Steuerraun. 40 des VorSteuerventils ist dieses unmittelbar von augenblicklichen Druck des Verbrauchers beeinflußt, wodurch eine entsprechende Beeinflussung des den Sollwert bildenden, über die Leitung 22 dem Steuerraun 21 des Hauptregelkolbens 1 zugeführten Steuerdruckes vorhanden ist.

Aufgrund der Verbinduno der Steuerreume 17 und 26 tritt zwischen diesen ein Druckausrleich auf. Demgemäß entsnricht die wirksame Druckfläche an der Stirnseite 30 des Hauptregelkolbens der Stufenfläche 20 auf der gegenüberliegenden Seite des Hauptreoelkolbens 1. Zu einer "e^elbewegung des Hauptreoelkolbens 1 ist deshalb eine entsnrechend geringere

130025/0172

- 8 - 7. Dezember 1979 Bv

P 6573

aus der Voluren£nderunc des Steuerrauries 21 sich ernebende 5teuerflüssickeitsnenqe erforderlich. Dadurch soricht der Hauptregelkolben 1 leicht an.

Bei der Auslenkuno des Hauntrerelkolbens 1 aus der laae wird die Rückkopnlunosdüse 29 von Steueröl durchflossen, wodurch sich eine nute O^nnfungswirkuno der ^Dnckkonnlungsdüse 29 erribt. Die auf den Hauptreoelkolben 1 wirkenden Schließkr?fte verden durch das Druckerei 211e an der ^Dückkopplungsdüse 29, das stets in Pffnunasrichtuno des Druckminderventils wirkt, ganz oder teilweise kompensiert.

Bei einen anderen nicht dargestellter Ausführunasbeispiel liegen die Stufenflächen 20 und 25 in einer Ebene, so daß anstelle der beiden Steuerräune 21, 26 nur ein einzioer Steuerraun vorhanden ist, in den die dann als Durchgancrsbohrunn ausgebildete Sackbohrung 28 mündet. Es entfallt danr der Abschnitt der Steuerleitung 22 zwischen dem Steuerraur. 21 und der Steuerleitung 45. Auch kann in die Steuerleitung 15 eine Drosselstelle eingefügt sein. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird auf den durch die beiden getrennten Steuerräume 21 und 26 vorhandenen Vorteil verzichtet, der darin besteht, daß der Steuerraun 26 über eine Drosselstelle 46 mit dem Steuerraun A1 des Vorsteuerventils 3 und der Steuerraum 21 unmittelbar mit diesem Steuerraum verbunden ist.

Als Vorsteuerventil kann auch ein Stromventil zusammen mit einem durch Feder- oder Magnetkraft betätigbaren kleineren Druckbegrenzungsventil verwendet werden. Das Druckbegrenzungsventil ist mit seiner Auslaßseite an den Tank angeschlossen und mit seiner Einlaßseite mit den Steuerräumen 21 und 26 sowie mit dem Ausgang des Stromventils verbunden. In die Verbindung zum Steuerraum ist die Drosselstelle 46 eingeschaltet. Am Stromventil, das mit seiner Einlaßseite am Steuerraum P angeschlossen ist, wird ein geringer Steuerflüssigkeitsstrom und am Druckbegrenzungsventil

1 30026/0172

- 9 - 7. Dezember 197 9 By

P 6573

der erforderliche Steuerdruck eingestellt. Wegen der kleinen Bauart des Druckbegrenzungsventils braucht dieses eine nur kleine Feder- oder Magnetkraft.

Das Hauptsteuerventil kann auch als 2-Wege-Druckminderventil ausgebildet sein.

130026/0172

40-

L e e r s e i t e

Claims

DlPL.-ING. H. FINK PATENTANWALT · D 7300 ESSLINGEN BEI STUTTGART · HINDENBURGSTRASSE

Potenton-oll FINK-D 7300 Eislngtn (NtdtQfj, Hlndenbufgitrae« U

7. Dezember 19 79 Bv P 6573

G. L. Rexroth GmbH, Jahnstraße, 8770 Lohr/Main

Ansprüche

Vorgesteuertes Druckminderventil mit einen Hauptreaelkolben, der auf seinen beiden Stirnseiten Steuerräume begrenzt, von denen ein Steuerraum mit einem Verbraucher verbunden ist und der andere Steuerraum von einem Steuerdruck beaufschlagbar ist, der von einem Vorsteuerventil bestimmbar ist, wobei der vom Vorsteuerventil bestimmte Steuerdruck den Hauptregelkolben in Richtung zur Herstellung einer Verbindung des Verbrauchers mit der Pumpe zu bewegen sucht und wobei der Verbraucherdruck auf den Hauptregelkolben in Gegenrichtung wirksam ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden SteuerrSumen (17, 26) eine eine Düse (29) aufweisende Verbindung (27, 28) vorhanden ist.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich, net, daß die die Düse (29) aufweisende Verbindung (27, 28) den Hauptregelkolben (1) im wesentlichen in Längsrichtung durchsetzt.

130025/0172

- 2 - 27. November 19 79 Bv P 6573

Ventil nach Ansnruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , da/⁵ der von von Vorsteuerventil (3) bestirnten Steuerdruck beaufschlagte andere Steuerraum in zwei einzelne Steuerrrune (21, 26) unterteilt ist, von denen ein Steuerraun (21 ) mit dem vom v_Orsteuerventil bestimmbaren Druck unmittelbar und der andere Steuerrauir (26) von diesem nruck über eine Drossel (46) beaufschlagbar ist und nur dieser andere Steuerraum mit der die Düse (29) aufweisenden Verbindung (27, 28) verbunden ist.

130026/0172