DE3020152C2 - Ventil zum Steuern von Druckmitteln - Google Patents

Description

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

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von dem Ventil nach dem Hauptpatent P 29 14 196 ein Ventil zu schaffen, mit dem unabhängig vom herrschenden Druckmitteldruck, insbesondere beim Verbinden der von der Durchflußbohrung abgewandten Seite mit dem Vorratsbehälter, eine weitgehend konstante Verstellgeschwindigkeit des Steuerkolbens erreicht wird.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale im Anspruch 1 erfindungsgemäß gelöst.
Der sich vor der Drosselstelle einstellende und dem

ίο Signalwandler entgegenwirkende Druck hängt \on dem Druckmittelstrom ab, der von der dem Betriebsdruck abgewandten Seite des Steuerkolbens über die Drosselstelle in den Vorratsbehälter fließt Dieser Drackmittelstrom ist vom Betriebsdruck beeinflußt, so daß der dem Signalwandler entgegenwirkende Druck vom herrschenden Betriebsdruck abhängt, wodurch die gewünschte Stromregelfunktion entsteht

Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.

In dieser ist ein Ventil als Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt Es zeigt

Fig. 1 ein Schaltbild,
Fig.2 einen Längsschnitt durch das als Schaltbild dargestellte Ausführungsbeispiel,

F i g. 3 einen Ausschnitt aus F i g. 2 mit zusätzlichem Längsschnitt in größerem Maßstab.

Eine Druckmittelqdelle 1 (Gas- oder Flüssigkeitsquelle) ist über eine Leitung 2 an ein Steuerventil 3 und an ein Vorsteuerventil 4 angeschlossen.

Das Steuerventil 3 hat einen Steuerkolben 5, der in einem Steuergehäuse 6 axial verschiebbar gelagert ist und zwei einander gegenüberliegende, in seiner Schließlage im Bereich seines Mantels liegende und das Steuergehäuse 6 durchsetzende Durchflußbohrungen 7 überwacht. Die Leitung 2 ist an die Stirnseite des Steuergehäuses 6 angeschlossen. Auf der von seiner mit der Leitung 2 verbundenen Seite des Steuerkolbens 5 abgewandten Seite ist eine Steuerfeder 8 angeordnet, die sich am Steuergehäuse 6 und auf c^rn Steuerkolben 5 abstützt. Der Steuerkolben 5 hat an seinem federseitigen Ende einen mit einer Schulter im Steuergehäuse 6 zusammenwirkenden Anschlagbund 9. An die Durchflußbohrung 7 ist ein Verbraucher 10, z. B. ein Hydromotor, ein Arbeitszylinder oder dgl. angeschlossen.

Das Vorsteuerventil 4 hat ein Vorsteuergehäuse 11, in dem ein Vorsteuerschieber axial verschiebbar ist, der zwei durch eine Verbindungsstange 12 miteinander verbundene Vorsteuerkolben 13,14 hat. Der Vorsteuerkolben 14 dient zum Steuern von im Vorsteuergehäuse 11 angeordneten Vorsteuerbohrungen 24 und der Vorsteuerkotben 13 zum Steuern von im Vorsteuergehäuse 11 angeordneten Vorsteuerbohrungen 37. Auf den Vorsteuerschieber 12 bis 14 wirkt auf der einen Stirnseite eine Vorsteuerfeder 16 und auf der anderen Stirnseite ein Proportionalmagnet 17 als Signalwandler. An die Stelle eines Proportionalmagneten kann ein anderes Betätigungsorgan, z. B. ein hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagter Arbeitszylinder, eine in ihrer Kraft veränderbare Druckfeder oder dgl. treten.

Ein die Steuerfeder 8 des Steuerventils 3 aufnehmender Steuer- oder Federraum 18 ist über eine Leitung 19 mit Vorsteuerbohrungen 15 im Vorsteuergehäuse 11 verbunden. Eine Leitung 21 verbindet den Innenraum des Proportionalmagneten 17 mit einem Vorratsbehälter 22. An diesen Vorratsbehälter sind über eine Drosselstelle 50 die Vorsteuerbohrungen 24 sowie der die Vorsteuerfeder 16 aufnehmende Raum angeschlossen.

: Der Steuerkolben 5 ist mit einem induktiven Weggeber 23 mechanisch verbunden, der über einen Verstärker

: mit dem Proportionalmagneten 17 elektrisch verbunden ist, so daß die Lage des Steuerkolbens 5 mit ein Maß für die an den Proportionalmagneten 17 angelegte Spannung ist

An den Proportionalmagneten 17 wird während des Betriebes eine Spannung angelegt, die einer gewünschten Durchflußmenge entspricht, welche in der Zeitein-

^: ■■; heit durch die Durchflußbohl ung 7 im Steuerventil 3 hindurchtreten sclL Durch den Druck in der Druekmittelquelle 1 wird die von der Seite der Steuerfeder 8 abgewandte Stirnseite des Steuerkolbens 5 beaufschlagt Hierbei wird der Steuerkolben 5 entgegen der Kraft der Steuerfeder 8 und dem vom Vorsteuerschieber 12 bis 14 gesteuerten Druck im Federraura 18 verschoben, wodurch die Durchflußbohrung 7 für den Durchfluß von Druckmittel freigegeben wird.

In der in F i g. 1 dargestellten geschlossenen Lage des Steuerkolbens 5 ist der Proportionalmagnet 17 ohne Spannung. Die Vorsteuerfeder 16 stellt dann sicher, daß

ν der Vorsteuerschieber 12 bis 14 und der Anker des Pro-

h portionaimagneten 17 so weit verschoben werden, daß der druckausgeglichene Steuerkolben 5 durch liie Steuerfeder 8 in seine Schließlage bewegt wird.

Im Vorsteuerventil 4 wirkt die Vorsteuerfeder 16 im Sinne einer Verbindung der Leitung 2 mit der an die • Leitung 19 angeschlossenen Vorsteuerbohrung 15 (wie in F i g. 1 dargestellt) und die Kraft im Proportionalmagneten 17 wirkt im Sinne der Verbindung der Leitung 19 mit der zum Vorratsbehälter führenden Leitung 21 über die Drosselstelle 50.

Wenn die Vorsteuerbohrung 24 über die Leitung 19 mit dem Federraum 18 verbunden ist, fließt aus dem Federraum 18 Druckmittel über die Drosselstelle 50 in den Vorratsbehälter 22. Die sich in der Drosselstelle 50 ; einstellende Druckdifferenz hängt von dem durch das Vorsteuerventil 17 über die Vorsteuerbohrung 24 aus dem Federraum 18 abfließenden Druckmittelstrom ab. Dieser Druckmittelstrom ist vom Druck der Druckmittelquelle 1 und damit während des Betriebes vom Betriebsdruck beeinflußt Der vor der Drosselstelle 50 in Schließrichtung des Vorsteuerschiebers 12 bis 14 im Sinne des Trennens der Vorsteuerbohrung 24 von der Leitung 19 herrschende Druck hängt also vom Betriebsdruck ab, wodurch die gewünschte Stromregelfunktion entsteht

Eine das vorbeschriebene Schaltbild nach F i g. 1 verwirklichende Bauform ist in den F i g. 2 und 3 dargestellt. Der Steuerkolben 5 ist in dem hohlzylinderartigen Gehäuse 6 axial verschiebbar, das an einen Deckel 31 angeschraubt ist. Die Steuerfeder 8 stützt sich auf den Steu- : erkolben 5 und eine Stützscheibe 32 ab, die am Deckel 31 anliegt. Der Kolben 5 ist mittels einer Stange 33 mit dem nicht dargestellten Kern des induktiven Weggebers 23 mechanisch verbunden.

In den in ein nicht dargestelltes Gehäuse eines Druckmittelgeräts einsetzbaren und mittels Schrauben befestigbaren Deckel ist eine an ihrem Außenumfang abgestufte Buchse 34 eingeschraubt. Der Spalt /wischen dem Deckel 31 und jeder der drei Stufen der Buchse 34 ist durch je einen Dichtring abgedichtet. Die Buchse 34 hat eine Längsbohrung, in welcher der im Längsschnitt im wesentlichen H-förmig ausgebildete Vorsteuerschieber 12 bis 14 axial verschiebbar ist (F i g. 3). In den Vorsteuerschieber 12 bis 14 ist auf seiner dem Proportionalmagneten 17 zugewandten Seite ein Stützkörper 35 eingeschraubt, der eine innerhalb des Vorsteuerschiebers 12 bis 14 mündende Sackbohrung und eine mit dieser verbundene außerhalb des Vorsteuerschiebers mündende Querbohrung aufweist so daß sich der Anker des Proportionalmagneten auf die Stirnseite des Stüizkörpen. 35 abstützen kann. Auf der vom Stützkörper 35 abgewandten Seite des Vorsteuerschiebers 12 bis 14 ist in diesen ein rohrstückartiges Drosselglied 50a eingesetzt. Das Drosselglied hat einen Außenflansch. der zwischen dem Vorsteuerschieber 12 bis 14 und der Vorsteuerfe- !0 der 16 angeordnet ist, die sich auf der vom Vorsteuerschieber 12 bis 14 abgewandten Seite auf einem in die Buchse 34 eingesetzten Drosselgegenglied 50b abstützt Das Drosselgegenglied 506 ist hülsenförmig ausgebildet und hat in seinem Boden ein Loch, durch welches späteis stens beim Aufsteuern der Vorsteuerbohrungen 24 durch den Vorsteuerschieber 12 bis 14 der rohrstückartige Teil des Drosselgliedes 50a hindurchtreten kann. Zwischen der äußerer. Drosselmantelfläche des Drosselgliedes 50a und der Wand des Loches im Boden des Drosselgegengliedes 506 wird eine drosselnde Engstelle gebildet die wirksam ist, so lange der die Feder J6 aufnehmende Steuerraum mit der Bohrr.r# 15 verbunden ist

Die Buchse 34 hat im Bereich des Stützkörpers 35 eine Verbindungsbohrung 37. die über den in Fig.2 zum Teil gestrichelt eingezeichneten Kanal 38 mit der Leitung 2 verbunden ist. Die Leitung 21 ist über einen Kanal 39 im Deckel 31 mit dem die Vorsteuerfeder 16 aufnehmenden Raum verbunden.

Das Drosselglied 50a und/oder das Drosselgegenglied 50£> kann mit einem nicht dargestellten Drosselteil, z. B. einer achsparallelen Steuerleiste, versehen sein, der so ausgebildet ist, daß bei unterschiedlichen gegenseitigen Lagen zwischen den beiden Drosselgliedern 50a und 506 unterschiedliche Drosselquerschnitte vorhanden sind. Auf diese Weise ist eine einfache Änderung des Drosselquerschnittes abhängig von der Lage des Vorsteuerschiebers 12 bis 14 möglich.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Ventil zum Steuern von Druckmittel, das von einer Druckmittelquelle zu einem Verbraucher fließt, mit einem Steuerventil (3), das einen eine Durchflußbohrung (7) steuernden, unter der Krafteinwirkung einer Steuerfeder (8) stehenden Steuerkolben (5) aufweist, der auf seiner von der Steuerfeder abgewandten und die Durchflußbohrung aufweisenden Seite mit der Eingangsdruckseite verbunden ist, und mit einem Vorsteuerventil (4), dessen Vorsteuerschieber (12 bis 14) unter den an gegenüberliegenden Stirnflächen angreifenden Wirkungen einer Vorsteuerfeder (16) und eines nach Belieben von ferne einstellbaren, kraftausübbaren Signalwandlers (17) steht, auf beiden Stirnseiten von Druckmittel beaufschlagbar ist und eine Verbindung zwischen der Eingangsdruckseite oder einem Vorratsbehälter (22) auf der einen Seite und einem Steuerraum (18) auf der andeien Seite steuert, wobei der Steuerraum der die Steueneder aufnehmende und vom Steuerkolben begrenzte Raum ist und die beiden Stirnseiten des Vorsteuerschiebers (12 bis 14) mindestens zeitweise unter gleichem Druck stehen, nach Patent 29 14 196, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Vorsteuerfeder (}5) abgewandte Seite des Vorsteuerschiebers (12 bis 14) mit dem Vorratsbehälter (22) verbunden ist. daß in die Verbindung zwischen dem Vorratsbehälter und der mit diesem verbundenen und vom Vorsteuerschieber zu steuernden Bohrung (24) eine- Drosselstelle (50) eingeschaltet ist und daß die der Vorsteuerfeder (16) zugewandte Seite des Vorsteuerschiebers mit der Drosselstelle auf der vorr: Vorratsbehälter abgewandten Seite verbunden ist.

2. VenEü nach Anspruch !. dadurch gekennzeichnet, daß als Drosselstelle an der der Vorsteuerfeder (16) zugewandten Seite des hohl ausgebildeten Vorsteuerschiebers (12 bis 14) ein Drosselglied (50a) und ein Drosselgegenglied (50Z^ angeordnet sind.

3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselglied [SOa) eine äußere zylindrische Drosselfläche hat, die mit dem ortsfesten ringförmigen Gegendrosselglied {50b) zusammenwirkt, sobald und solange vom Vorsteuerschieber (12 bis 14) die Verbindung zwischen der der Steuerfeder (8) zugewandten Seite des Steuerkolbens (5) und dem Vorratsbehälter (22) aufgesteuert ist.

4. Ventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselglied (50a,) in den Vorsteuerschieber (12 bis 14) eingesetzt ist und mit seinem Flansch zwischen der Vorsteuerfeder (16) und dem Vorsteuerschieber eingespannt ist.

5. Ventil nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Drosselglieder (50a, 50£>; der Drosselstelle (50) einen Drosselteil aufweist, der abhängig von der Lage der beiden Drosselglieder unterschiedliche Drosselquerschnitie begrenzt.