DE3146322C2 - - Google Patents
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- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
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- F15B13/0416—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor with means or adapted for load sensing
- F15B13/0417—Load sensing elements; Internal fluid connections therefor; Anti-saturation or pressure-compensation valves
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerventileinrich tung für einen hydraulischen Verbraucher nach dem Oberbe griff des Anspruchs 1.The invention relates to a control valve device device for a hydraulic consumer according to the Oberbe handle of claim 1.
Bei einer bekannten Steuerventileinrichtung dieser Art (DE-AS 23 20 935) bewirkt das Nebenschlußventil infolge der Abhängigkeit vom Lastdruck, daß jedem gewählten Zu fluß-Drosselquerschnitt eine bestimmte Zuflußmenge des Druckmittels unabhängig von der Belastung des Verbrauchers zugeordnet ist. In der Neutralstellung des Steuerventils soll das Nebenschlußventil möglichst weit öffnen, damit die Pumpe leistungsarm arbeitet. Zu diesem Zweck wird die das Lastdrucksignal führende Leitung auf den Behäl terdruck geschaltet und außerdem die Vorspannung der Feder des Nebenschlußventils herabgesetzt. Dies geschieht dadurch, daß das Widerlager dieser Feder an einem beid seitig vom Lastdruck beaufschlagten Stufenkolben ausge bildet ist, der sich beim Absenken dieses Drucks im Sinne einer Herabsetzung der Federvorspannung verschiebt.In a known control valve device of this type (DE-AS 23 20 935) causes the shunt valve as a result the dependence on the load pressure that each selected Zu flow throttle cross-section a certain inflow of the Pressure medium regardless of the load on the consumer assigned. In the neutral position of the control valve should open the shunt valve as wide as possible, so the pump works with little power. For this purpose the line carrying the load pressure signal on the container terdruck switched and also the bias of the Shunt valve spring lowered. this happens in that the abutment of this spring on both stepped piston acted on by the load pressure forms, which is in the sense of lowering this pressure a reduction in spring preload moves.
Bei einer anderen bekannten Steuerventileinrichtung (DE-OS 29 08 018) ist wiederum eine vorgespannte Feder in einem unter Lastdruck stehenden Druckraum zwischen zwei Kolben teilen angeordnet. In der Neutralstellung wird der Last druck im Druckraum auf den Behälterdruck abgebaut. Es genügt dann schon ein geringer Pumpendruck, um das Neben schlußventil zu öffnen. In den Arbeitsstellungen des Steu erventils dagegen wird die Vorspannung der Feder durch die Wirkung des Lastdrucks erhöht. In einer alternativen Konstruktion der gleichen Entgegenhaltung wird zwar mit gleichbleibender Federvorspannung gearbeitet. Der absin kende Lastdruck steuert aber ein Umschaltventil, mit dessen Hilfe ein zusätzlicher Stufenkolben über eine größere Druckfläche mit Pumpendruck belastet wird, so daß das Nebenschlußventil in der Neutralstellung des Steuerventils vollständig öffnet. Im Normalbetrieb dagegen sorgt das Umschaltventil dafür, daß der Pumpendruck den Stufenkolben in eine Stellung schiebt, in der das Neben schlußventil geschlossen ist.In another known control valve device (DE-OS 29 08 018) is a preloaded spring in one pressure chamber between two pistons under load pressure share arranged. In the neutral position, the load pressure in the pressure chamber reduced to the tank pressure. It A low pump pressure is then sufficient to control the secondary opening valve. In the tax work positions on the other hand, the preload of the spring the effect of the load pressure increases. In an alternative Construction of the same citation is done with constant spring preload worked. The absin kend load pressure controls a changeover valve, with whose help an additional step piston over a larger pressure area is loaded with pump pressure, so that the shunt valve in the neutral position of the Control valve opens completely. In contrast, in normal operation the changeover valve ensures that the pump pressure Steps piston pushes into a position in which the secondary closing valve is closed.
Bei einer weiteren bekannten Steuerventileinrichtung (DE-AS 25 06 923) sind zwei parallel arbeitende Ventile im Nebenschluß vorgesehen, die nebeneinander oder auch konzentrisch ineinander angeordnet sein können. Hierbei wird in der Neutralstellung eines Steuerventils der Druck in dem Lastdruckraum auf den Behälterdruck abgesenkt.In another known control valve device (DE-AS 25 06 923) are two valves working in parallel provided in the bypass, side by side or also can be arranged concentrically one inside the other. Here the pressure is in the neutral position of a control valve lowered to the tank pressure in the load pressure chamber.
Bei allen betrachteten Steuerventileinrichtungen geht daher das Nebenschlußventil nur dann in die die Pumpe entlastende Öffnungsstellung, wenn das Steuerventil die Neutralstellung einnimmt.With all considered control valve devices goes hence the bypass valve only in the the pump Relief open position when the control valve Neutral position.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Steuerventileinrichtung der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei der ein vollständiges Öffnen des Neben schlußventils auch möglich ist, ohne daß das diesem Ven til zugeführte Lastdrucksignal auf den Behälterdruck abgesenkt ist. In contrast, the invention is based on the object a control valve device described above Specify the way in which the sub closing valve is also possible without this Ven til supplied load pressure signal to the tank pressure is lowered.
Die Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. The task is characterized by the Features of claim 1 solved.
Bei dieser Konstruktion nimmt der Ventilkolben des Neben schlußventils in Abhängigkeit von der Stellung des Hilfs ventils zwei unterschiedliche Längen ein. Die bei ge schlossenem Hilfsventil auftretende größere Länge läßt das Nebenschlußventil in üblicher Weise als belastungsun abhängiger Mengenregler arbeiten. Die bei geöffnetem Hilfsventil auftretende kleinere Länge ergibt ein voll ständiges Öffnen des Nebenschlußventils und damit eine Entlastung der Pumpe. Durch Betätigen des Hilfsventils ist es daher möglich, eine Pumpenentlastung auch dann durchzuführen, wenn sich das Steuerventil in einer Ar beitsstellung befindet. Dies erlaubt somit eine Sicher heitsentlastung. Darüber hinaus kann in vielen Fällen darauf verzichtet werden, daß in der Neutralstellung des Steuerventils die das Lastdrucksignal führende Leitung auf den Behälterdruck umgeschaltet wird. Auf diese Weise lassen sich einfachere Steuerventile verwenden.With this construction, the valve piston of the slave takes closing valve depending on the position of the auxiliary valve two different lengths. The at ge closed auxiliary valve can occur greater length the shunt valve in the usual way as pollution dependent flow regulator work. The one with the open Auxiliary valve occurring smaller length results in a full constant opening of the shunt valve and thus one Relief of the pump. By operating the auxiliary valve it is therefore possible to discharge the pump even then perform when the control valve is in an ar position is located. This therefore allows security relief. In addition, in many cases be dispensed with that in the neutral position of the control valve the line carrying the load pressure signal is switched to the tank pressure. In this way simpler control valves can be used.
Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 2 ist sowohl die Endlage des einen Kolbenteils als auch der Verschiebeweg genau definiert. Daher wird das Ziel, das Nebenschlußven til voll zu öffnen, mit großer Sicherheit erreicht.In the embodiment according to claim 2, both End position of a piston part as well as the displacement precisely defined. Hence the goal, the bypass til fully open, achieved with great certainty.
Damit der Ventilkolben beim Schließen des Hilfsventils wieder die größere Länge einnimmt, kann der das Verschluß stück steuernde Kolbenteil als Stufenkolben ausgebildet sein. Die Weiterbildung nach Anspruch 3 ergibt aber einen einfacheren Aufbau. So that the valve piston when the auxiliary valve closes again taking the greater length, the closure can piece controlling piston part designed as a stepped piston be. The training according to claim 3 results in one simpler structure.
Für die Ausbildung des Hilfsventils stehen vielerlei Möglichkeiten zur Verfügung. Ein manuell betätigbares Ventil nach Anspruch 4 eignet sich insbesondere für Notab schaltung, um den Pumpendruck rasch herabzusetzen.There are many things for the formation of the auxiliary valve Options available. A manually operated Valve according to claim 4 is particularly suitable for Notab circuit to quickly reduce the pump pressure.
Ein Magnetventil nach Anspruch 5 kann ebenfalls willkür lich und/oder in vorgegebener Steuerungsabhängigkeit betätigt werden, beispielsweise jeweils dann, wenn das Steuerventil die Neutralstellung einnimmt.A solenoid valve according to claim 5 can also be arbitrary Lich and / or in a predetermined control dependency are actuated, for example, each time that Control valve assumes the neutral position.
In manchen Fällen ist auch die Lastdruckabhängigkeit
gemäß Anspruch 6 günstig. Sobald der Lastdruck einen
vorgegebenen Wert unterschreitet, öffnet das Hilfsventil
mit der Folge, daß auch das Nebenschlußventil vollständig
öffnet.
In some cases, the load pressure dependency is favorable. As soon as the load pressure falls below a predetermined value, the auxiliary valve opens, with the result that the shunt valve also opens completely.
Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter, bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigtThe invention is illustrated below in the drawing illustrated, preferred embodiments explained. It shows
Fig. 1 in schematischer Darstellung eine hydraulische Anlage mit der erfindungsgemäßen Steuerventil einrichtung, Fig. 1 shows a schematic representation of a hydraulic system according to the invention with the control valve means,
Fig. 2 die Steuerventileinrichtung der Fig. 1 in einer anderen Arbeitsstellung, Fig. 2, the control valve means of FIG. 1 in a different working position,
Fig. 3 ein abgewandeltes Hilfsventil und Fig. 3 shows a modified auxiliary valve and
Fig. 4 ein weiteres abgewandeltes Hilfsventil. Fig. 4 shows another modified auxiliary valve.
Bei der Ausführungsform der Fig. 1 und 2 gibt es einen als Verbraucher dienenden Servomotor 1, eine Pumpe 2, einen Behälter 3, ein Steuerventil 4, ein Nebenschluß ventil 5 und ein Hilfsventil 6. Das Steuerventil 4 hat eine Neutralstellung a und zwei Arbeitsstellungen b und c. In der in Fig. 1 veranschaulichten Arbeitsstel lung b strömt Druckflüssigkeit von der Pumpe 2 über einen Zulauf-Drosselquerschnitt 7, dessen Größe ver änderbar ist, zum Zylinderraum 8 des Servomotors 1. Der infolgedessen nach rechts verschobene Kolben 9 verdrängt Flüssigkeit aus dem Zylinderraum 10 über einen ebenfalls veränderbaren Ablauf-Drosselquerschnitt 11 zum Behälter 3. In der Neutralstellung a sind die Drosselquerschnitte 7 und 11 vollständig geschlossen. In der anderen Arbeitsstellung c wird der Servomotor 1 in umgekehrter Richtung betätigt.In the embodiment of FIGS. 1 and 2, there is a servomotor 1 serving as a consumer, a pump 2 , a container 3 , a control valve 4 , a shunt valve 5 and an auxiliary valve 6 . The control valve 4 has a neutral position a and two working positions b and c . In the working position b illustrated in FIG. 1, pressure fluid flows from the pump 2 via an inlet throttle cross section 7 , the size of which can be changed, to the cylinder space 8 of the servo motor 1 . The piston 9 which is consequently displaced to the right displaces liquid from the cylinder space 10 to the container 3 via a flow throttle cross section 11 which can also be changed. In the neutral position a , the throttle cross sections 7 and 11 are completely closed. In the other working position c , the servo motor 1 is actuated in the opposite direction.
Das Nebenschlußventil 5 steuert einen zweiten, von der Pumpe 2 zum Behälter 3 führenden Strömungspfad 12. Als Verschlußstück dient ein Kolbenteil 13, der eine mit dem Ausgang 14 verbundene Ringnut 15 übersteuert. In derselben Bohrung 16 des Nebenschlußventils 5 ist ein zweiter Kolbenteil 17 geführt, der durch eine Feder 18 und durch den Druck p L im Raum 19 belastet ist. Der Druck p L wird über eine Signalleitung 20 zugeführt und an einem Punkt 21 hinter dem Zufluß-Drosselquerschnitt 7 abgegriffen. Auf den Kolbenteil 13 wirkt von der ent gegengesetzten Seite der Pumpendruck p p im Eingangsraum 22.The shunt valve 5 controls a second flow path 12 leading from the pump 2 to the container 3 . A piston part 13 , which overrides an annular groove 15 connected to the outlet 14 , serves as the closure piece. In the same bore 16 of the shunt valve 5 , a second piston part 17 is guided, which is loaded by a spring 18 and by the pressure p L in the space 19 . The pressure p L is supplied via a signal line 20 and tapped at a point 21 behind the inflow throttle cross section 7 . On the piston part 13, the pump pressure p p acts in the input space 22 from the opposite side.
Zwischen den beiden Kolbenteilen 13 und 17 befindet sich ein Raum 23, der über eine Drossel 24 und einen Kanal 25 mit dem Eintrittsraum 22 verbunden ist und der über eine Ablaufleitung 26 und das Hilfsventil 6 mit dem Behälter 3 verbunden werden kann. Wenn diese Ver bindung, wie in Fig. 1 dargestellt, unterbrochen ist, herrscht im Raum 23 ebenfalls der Pumpendruck p p , so daß die beiden Kolbenteile 13 und 17 unter dem Einfluß einer Zusatzfeder 27 soweit auseinander geschoben werden, bis ein Bund 28 am Kolbenteil 13 an einem durch einen Sprengring gebildeten Anschlag 29 am Kolbenteil 17 an liegt. Der Kolben hat daher eine Gesamtlänge L 1, in der das Nebenschlußventil 5 in Abhängigkeit vom Druckab fall am Zufluß-Drosselquerschnitt gesteuert wird und daher die diesem Querschnitt zugeordnete Durchflußmenge konstant hält.Between the two piston parts 13 and 17 there is a space 23 which is connected to the inlet space 22 via a throttle 24 and a channel 25 and which can be connected to the container 3 via a discharge line 26 and the auxiliary valve 6 . If this connection, as shown in Fig. 1, is interrupted, there is also pump pressure p p in space 23 , so that the two piston parts 13 and 17 are pushed apart so far under the influence of an additional spring 27 until a collar 28 on the piston part 13 lies on a stop 29 formed by a snap ring on the piston part 17 . The piston therefore has a total length L 1 in which the shunt valve 5 is controlled as a function of the pressure drop at the inflow throttle cross section and therefore keeps the flow rate assigned to this cross section constant.
Das Hilfsventil 6 ist ein Magnetventil mit einer Magnet wicklung 30 und einem Anker 31, einem Verschlußkolben 32 zum wahlweisen Freigeben der Verbindung zwischen Eingang 33 und Ausgang 34, und einer Rückstellfeder 35. Wird die in Fig. 1 erregte Magnetspule 30 entregt, nimmt das Hilfsventil 6 die in Fig. 2 veranschaulichte Stel lung ein, in der der Raum 23 zwischen den Kolbenteilen 13 und 17 mit dem Behälter 3 verbunden ist. Aufgrund des Druckabfalls an der Drossel 24 sinkt der Druck im Raum 23 bis auf den Behälterdruck, so daß die beiden Teile 13 und 17 bis auf die Gesamtlänge L 2 unter Zusammenpressen der Zusatzfeder 27 um den Weg h gegeneinander bewegt werden, bis der Bund 28 am Kolbenteil 17 zur Anlage kommt. In dieser Stellung wird der Kolbenteil 17 mit einem Anschlagflansch 36 gegen eine Schulter 37 des Gehäuses des Nebenschluß ventils 5 gedrückt. Die Abmessungen sind so gewählt, daß in dieser Stellung der Kolbenteil 13 den Ausgang 14 im wesentlichen vollständig freigibt.The auxiliary valve 6 is a solenoid valve with a magnetic winding 30 and an armature 31 , a locking piston 32 for selectively releasing the connection between the inlet 33 and outlet 34 , and a return spring 35th If the magnet coil 30 excited in FIG. 1 is de-energized, the auxiliary valve 6 takes the position illustrated in FIG. 2, in which the space 23 between the piston parts 13 and 17 is connected to the container 3 . Due to the pressure drop at the throttle 24 , the pressure in the space 23 drops to the container pressure, so that the two parts 13 and 17 are moved together by the distance h to the total length L 2 by compressing the additional spring 27 until the collar 28 on Piston part 17 comes to rest. In this position, the piston part 17 is pressed with a stop flange 36 against a shoulder 37 of the housing of the shunt valve 5 . The dimensions are chosen so that in this position the piston part 13 essentially completely releases the outlet 14 .
In Fig. 2 ist veranschaulicht, daß das Steuerventil 4 die Neutralstellung a angenommen hat. Es ist nicht er forderlich, die Lastdrucksignalleitung 20 mit dem Be hälter zu verbinden. Vielmehr genügt es, das Hilfs ventil 6 zu öffnen, um das Nebenschlußventil 5 in die Offen-Stellung zu bringen. Diese Tatsache gilt auch, wenn das Steuerventil 4 eine der Arbeitsstellungen b oder c eingenommen haben sollte. Denn für die Erzielung der Offen-Stellung nach Fig. 2 ist es ohne Bedeutung, welche Größe der Druck p L im Raum 19 hat. Das Magnet ventil 6 kann daher sowohl in der Neutralstellung a als auch zu Sicherheitszwecken elektrisch angesteuert werden. In Fig. 2 it is illustrated that the control valve 4 has assumed the neutral position a . It is not necessary to connect the load pressure signal line 20 to the container. Rather, it is sufficient to open the auxiliary valve 6 in order to bring the shunt valve 5 into the open position. This fact also applies if the control valve 4 should have assumed one of the working positions b or c . For the achievement of the open position according to FIG. 2, it is irrelevant what size the pressure p L in space 19 has. The solenoid valve 6 can therefore be controlled electrically both in the neutral position a and for safety purposes.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist als Hilfsventil ein manuell betätigbares Ventil 106 verwendet worden. Der Ventilkolben 132 kann mit Hilfe eines Handbetätigungs knopfes 131 gegen die Kraft einer Feder 135 in die Offen- Stellung gebracht werden, in der der mit der Leitung 126 verbundene Eingang 133 mit dem mit dem Behälter 3 verbundenen Ausgang 134 in Verbindung gebracht wird. Dieses manuell betätigbare Ventil 106 kann sowohl in der Nähe des Nebenschlußventils 5 als auch in größerer Entfernung untergebracht sein.In the embodiment according to FIG. 3, a manually operable valve 106 has been used as the auxiliary valve. The valve piston 132 may be a manual actuation button 131 by means against the force of a spring in the line 126 connected to the input 133 is brought to the connected to the container 3 in output 134 compound are brought into the open position 135,. This manually operable valve 106 can be accommodated both in the vicinity of the shunt valve 5 and at a greater distance.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist ein Hilfsventil 206 veranschaulicht, dessen Ventilkolben 232 durch eine Feder 235 normalerweise in die veranschaulichte Offen- Stellung gedrängt wird, in der der mit der Leitung 226 verbundene Eingang 233 mit dem mit dem Tank 3 in Ver bindung stehenden Ausgang 234 verbunden ist. Über einen zusätzlichen Eingang 38 ist eine Leitung 39 angeschlos sen, die mit der Signalleitung 20 in Verbindung steht. Sobald daher das Lastdrucksignal einen vorgegebenen Wert übersteigt, schließt das Hilfsventil 206.In the embodiment of FIG. 4 an auxiliary valve 206 is illustrated, the valve piston is normally urged 232 by a spring 235 in the illustrated disclosure position in which the connected to the line 226 input 233 binding with the to the tank 3 in Ver standing Output 234 is connected. A line 39 is connected via an additional input 38 and is connected to the signal line 20 . Therefore, as soon as the load pressure signal exceeds a predetermined value, the auxiliary valve 206 closes.
Abwandlungen von den beschriebenen Ausführungsbeispielen sind in vielfacher Hinsicht möglich, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise können auch mehrere Hilfsventile parallel an die Leitung 26 ange schlossen sein, beispielsweise wenn von verschiedenen Stellen aus eine Sicherheitsentlastung ausgelöst werden soll. Man kann auch verschiedenartige Hilfsventile an eine Leitung 26 anschließen. Wenn die erfindungsgemäße Konstruktion nur zur Sicherheitsentlastung dienen soll, kann die Signalleitung 20 in bekannter Weise in der Neutralstellung a des Steuerventils 4 an den Behälter 3 angeschlossen werden. Das Steuerventil kann in jeder beliebigen Weise betätigt werden, beispielsweise direkt manuell oder hydraulisch oder elektrisch. Es eignet sich auch im Rahmen einer Lenkeinrichtung.Modifications from the described exemplary embodiments are possible in many respects without departing from the basic idea of the invention. For example, several auxiliary valves can also be connected in parallel to line 26 , for example if a safety relief is to be triggered from different locations. Various types of auxiliary valves can also be connected to a line 26 . If the construction according to the invention is only intended to relieve safety, the signal line 20 can be connected to the container 3 in a known manner in the neutral position a of the control valve 4 . The control valve can be operated in any manner, for example directly manually or hydraulically or electrically. It is also suitable as part of a steering device.
Claims (6)
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