WO1998021511A1 - Elektro-hydraulisches steuerventil - Google Patents

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WO1998021511A1
WO1998021511A1 PCT/DE1997/002630 DE9702630W WO9821511A1 WO 1998021511 A1 WO1998021511 A1 WO 1998021511A1 DE 9702630 W DE9702630 W DE 9702630W WO 9821511 A1 WO9821511 A1 WO 9821511A1
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valve
electromagnet
switching
spring
electro
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PCT/DE1997/002630
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Inventor
Wolfgang Kobow
Werner Reinelt
Original Assignee
Dbt Automation Gmbh
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F16K31/10—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid with additional mechanism between armature and closure member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/04—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
    • F15B13/044—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by electrically-controlled means, e.g. solenoids, torque-motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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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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    • F15B2013/041—Valve members; Fluid interconnections therefor with two positions
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    • Y10T137/87169—Supply and exhaust
    • Y10T137/87217—Motor

Definitions

  • the invention relates to an electro-hydraulic control device for hydraulic walking expansion with a 3/2-way valve that can be connected to a high-pressure line and an electromagnet that can be connected to an intrinsically safe power supply for actuating a closing body held in the closed position by a closing spring and by the pressure fluid present on a sealing seat, which is adjustable into the open position by the switching plunger of the electromagnet, a spring buffer with a pressure body preloaded by spring force being arranged between the switching plunger and the closing body.
  • a switching device for a hydraulic directional control valve which can be set precisely to predetermined switching forces and switching paths.
  • This switching device is used with good success in underground mining to control hydraulic walking extension units.
  • the operation of these support devices requires high support forces which are generated by the stamps of the expansion at high pressures.
  • the control valves are switched by electromagnets that are connected to intrinsically safe power supplies for safety reasons.
  • the implementation of the switching forces, which can be achieved with the electromagnets in the intrinsically safe area, against the high pressure of the high-pressure liquid present in the valves makes it necessary for the valves to respond and be switched very precisely under the specified conditions.
  • This switching device uses a balance beam-like, two-armed lever with lever arms of equal length on both sides to transmit the switching force generated by the pulse generator (electromagnet) to the hydraulic directional valve.
  • a spring buffer is inserted into the lever arm with a pressure body that is resiliently preloaded against the direction of actuation and that is guided axially displaceably in a bushing that is adjustable in the direction of actuation. With the spring buffer, a predetermined switching force is transferred to the switching pin of the directional control valve, the size of which can be changed by the preload of the spring.
  • the spring buffer is inserted with the bushing into a threaded bore of the lever and can be adjusted in the actuating direction with respect to the directional valve arranged in the valve housing so that the required switching path can be precisely determined.
  • Careful adjustment in the direction of actuation is urgently required, because the switching behavior of the valve is considerably influenced by the tolerance-dependent play of the individual components of the valve on the one hand and by the existing play within the electromagnet on the other hand.
  • the switching force of the electromagnet increases disproportionately with the distance traveled. Consequently, the valve should be switched in the increasing range of the switching force. If the switching travel is too tight with too little play, the force to open the valve is missing because the full switching force has not yet been reached. If there is too much play, the switching plunger of the electromagnet connected to the armature moves into the end position without switching the valve.
  • the aforementioned circuit arrangement needs improvement.
  • the structural effort for transmitting the switching forces and for accommodating an adjustable spring buffer in a two-armed lever is considerable and consequently expensive. Adjusting and replacing the components are time-consuming.
  • DE 41 22 982 C2 describes a switching device in which an electromagnet and a 2/2-way spool directional valve are arranged directly behind one another, the switching piston of the valve abutting the switching plunger of the magnet.
  • the valve body is screwed to the housing of the electromagnet so that the distance between the switching piston and a control bore in the valve body can be changed, and thus the flow cross section can be adjusted for pressure regulation. This change has no influence on the switching force exerted by the electromagnet on the valve.
  • the object of the present invention is to design an electro-hydraulic control device of the type mentioned at the outset in such a way that precise switching behavior is ensured at high working pressures and small valve dimensions.
  • the 3/2-way valve and the spring buffer are arranged in a valve cartridge one behind the other with the electromagnet on a force flow line of action, the valve cartridge being inserted in the valve housing so as to be adjustable with respect to the stationary electromagnet.
  • the components of the 3/2-way valve arranged in the valve cartridge are combined with the spring buffer to form a compact unit that can be adjusted in the valve housing and can be brought into the optimum switching position from the outside with a fine thread.
  • the spring buffer is a prefabricated, pre-stressed component with a compact design, which is inserted in a pot-shaped receptacle open to the switching plunger of the electromagnet on the head-side face of the valve cartridge and therefore requires no subsequent adjustment.
  • the switching force is transferred from the switching plunger of the electromagnet via the spring buffer to the switching pin of the 3/2-way valve.
  • the distance between the switching plunger and the spring buffer causes an idle stroke in the pull-in phase of the magnet, in which the switching force is built up.
  • the valve is only pushed open against the pressure and the valve spring when the switching force has reached a predetermined level.
  • the preloaded spring buffer behaves like a rigid body that doses the switching force on the switching pin of the valve, so that even with small dimensions of the valve under high pressure, a precise switching behavior is guaranteed.
  • the solenoid After opening the valve, the solenoid executes a residual stroke when the switching force increases, which is transferred to the spring buffer and absorbed and stored by the spring.
  • the excess switching force stored in the spring buffer is used when the valve is switched back to cancel a remanence force generated by the armature resting on the iron core of the magnet.
  • the frustoconical pressure body of the spring buffer centers itself on the centering slopes of the insert sleeve itself in the starting position.
  • control unit is also used advantageously in such a way that the power supply for two control valves, which are housed next to each other in a valve housing, takes place via a circuit board equipped with diodes and a socket, which is housed in a space-saving manner in a housing cover that closes the valve housing on the head side is.
  • the drawing shows an electro-hydraulic control unit, the left half of which is shown in longitudinal section.
  • two 3/2-way valves 2 and their electromagnets 3 are arranged side by side, a spring buffer 4 being located between an electromagnet 3 and a 3/2 way valve 2.
  • the two electromagnets 3 of the control unit are connected with a socket 5 to an intrinsically safe power supply (not shown).
  • the socket 5 is inserted into a printed circuit board 6 equipped with diodes, which covers both magnets 3 in a horizontal position and is accommodated in a housing cover 7 which flatly closes the valve housing 1 on the head side.
  • the jacket of an electromagnet 3 is referred to, the egg NEN iron core 9, a cylindrical bobbin 10 and an internal armature 11 comprises. Due to the excitation of the electromagnet 3 when the voltage is applied, the armature 11 is moved in the axial direction towards the 3/2-way valve 2. With the armature 11, a switching plunger 12 is connected, which transmits the switching force of the electromagnet 3 to the spring buffer 4 and with this further to the 3/2-way valve 2. The switching plunger 12 is passed through the electromagnet 3 and the circuit board 6 on gan zer length. The head end of the switching plunger 12, which emerges from the housing cover 7 and is covered by an elastic hood 13, can, if necessary, be operated by hand to open the 3/2-way valve 2.
  • the components of the 3/2-way valve 2 are integrated in a valve cartridge 18, which is provided with a fine thread 19 on the cartridge casing and is screwed into a valve bore 20 of the valve housing 1.
  • the 3/2-way valve 2 is essentially identical in construction to the subject of DE 32 06 555 C2.
  • the connections P for a high-pressure line, A from a consumer and T for the return to the tank open into an unspecified inner stepped bore of the valve cartridge 18, in which the valve components are arranged.
  • Si on the cartridge casing and in the stepped bore Seals are provided between the connections, which are also not designated.
  • the drawing shows the 3/2-way valve 2 in the closed position, in which the consumer connection A is open for the return to the tank T and is closed with respect to the high-pressure connection P.
  • the spring buffer 4 is a prefabricated component with a compression spring 14 which is enclosed in an insert sleeve 15 and is biased to a predetermined force by a threaded washer 16 screwed in at the head.
  • the compression spring 14 acts on a truncated cone-shaped pressure body 17 towards the 3/2-way valve 2, which rests against a correspondingly designed centering slope on the edge of the valve-side opening of the insert sleeve 15.
  • the spring buffer 4 is a pot-shaped receptacle 21, which is open toward the switching plunger 12 of the electromagnet 3 and is screwed into the valve cartridge 18 at the end.
  • the switching force from the electromagnet 3 is transmitted with the switching plunger 12 via the spring buffer 4 to a switching pin 22 which is guided in a guide disk 23.
  • the switching pin 22 stands on a cylindrical closing body 24 which is inserted into an insert disk 25. In the open position of the 3/2-way valve 2, the closing body 24 is brought into contact with a plug-shaped sealing element 26 on the underside on a collar-shaped sealing seat 27 of a distributor disk 28 arranged below it, so that the passage to the tank connection T is closed.
  • the closing body 24 In the closed position of the 3/2-way valve 2 shown, the closing body 24 is located at a short distance above the sealing seat 27. However, this short switching path can hardly be seen in the drawing.
  • lateral recesses in the outer surface of the closing body 24 and transverse bores 29 in the insert disk 25 are provided below the distributor disk 28 .
  • the stepped bore in the valve cartridge 18 is closed to the outside by an end plug 33 screwed into the lower end face, which also forms the abutment for a valve spring 34 acting in the closing direction.
  • the high-pressure connection P opens via a radial tap hole 35 into an intermediate space formed between the end plug 33 and the sealing element 31. Lateral recesses for the passage of the pressure fluid are also provided in the lateral surface of the closing body 30.
  • An axial bore 36 running centrally in the distributor disk 28 leads from the sealing seat 32 on the high-pressure side to the sealing seat 27 on the tank side, the sealing seats 32 and 27 being alternately closed in a pressure-tight manner by the sealing elements 31 and 26 of the closing bodies 30 and 24.
  • At least one radial bore 37 branches off from the axial bore 36 and opens into an annular channel 38 which runs in the circumferential surface of the distributor disk 28 and which in turn is connected to the consumer connection A.
  • a pressure pin 39 is inserted in an eccentric parallel bore and is guided in a sealed manner.
  • This pressure pin 39 is dimensioned in length so that the closing body 24 is lifted on the tank side with the pressure pin 39 from the sealing seat 27 when the sealing element 31 in the closing body 30 under the pressure of the valve spring 34 and by the pressure of the high-pressure liquid present at P. the valve seat 32 is pressed.
  • the switching pin 22 holds the spring buffer 4 in the receptacle 21 at such a distance from the ground that, in addition to the switching path, there is a safety distance which prevents blocking.
  • a distance between the switching plunger 12 of the electromagnet 3 and the spring buffer 4 is provided in order to ensure that the 3/2-way valve is only switched when the switching force has increased and has reached the predetermined size.
  • the setting of the force stored in the prestressed spring buffer 4 to the predetermined value is already carried out during assembly, that is to say outside the control unit.
  • the 3/2-way valve 2 composed of different components has different length tolerances from case to case, which influence the switching behavior. Via the fine thread 19, the valve cartridge 18 in the valve bore 20 can be adjusted and changed at a distance from the switching plunger 12 in such a way that the switching path and thus also the switching force can be optimally set within predetermined upper and lower limits.
  • the setting is carried out with a hexagon tool, which comes into engagement in a corresponding recess 40 on the outer end face of the valve cartridge 18.
  • the prestressed spring buffer 4 behaves like a rigid body when switching to the open position and transmits the switching force with a precisely specified size.
  • the switching force is transmitted directly from the spring buffer 4 to the switching pin 22, which presses the closing body 24 with the sealing element 26 onto the sealing seat 27, as a result of which the passage from the consumer connection A to the tank connection T is closed.
  • the pressure pin 39 transmits the switching force further to the closing body 30 and the sealing element 31, which lifts off the sealing seat 32.
  • the hydraulic fluid flowing in from the high-pressure connection P passes via the axial bore 36 and the radial bore 37 to the annular channel 38 and further to the consumer connection A. Under the action of the valve spring 34 and the pressure fluid present, the 3/2-way valve 2 switches back to the starting or closing position as soon as the switching force emanating from the electromagnet 3 drops.
  • Valve cartridge 18 ring channel 38

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Abstract

Das elektro-hydraulische Steuergerät enthält mindestens ein 3/2-Wegeventil (2), das von einem an eine eigensichere Stromversorgung angeschlossenen Elektromagneten (3) geschaltet wird. Die Bauteile des 3/2-Wegeventils (2) sind in einer Ventilpatrone (18) angeordnet, die achsgleich und im Abstand zum Elektromagneten (3) justierbar in das Ventilgehäuse (1) eingesetzt ist. Der Schaltstößel (12) des Elektromagneten (3) überträgt die Schaltkraft über einen vorgespannten Federpuffer (4) auf die Schließkörper (24, 30) des 3/2-Wegeventils (2).

Description

Elektro-hydraulisches Steuerventil
B E S C H RE I B U N G
Die Erfindung betriff ein elektro-hydraulisches Steuergerät für hydraulischen Schreitausbau mit einem an eine Hochdruckleitung anschließbaren 3/2-Wegeventil und einem an eine eigensichere Stromversorgung anschließbaren Elektromagneten zur Betätigung eines von einer Schließfeder und durch die anstehende Druckflüssigkeit auf einem Dichtsitz in der Schließstellung gehaltenen Schließkörpers, der von dem Schaltstößel des Elektromagneten in die Öffnungsstellung verstellbar ist, wobei zwischen dem Schaltstößel und dem Schließkörper ein Federpuffer mit einem durch Federkraft vorgespannten Durckkörper angeordnet sind.
Aus der DE 37 17 403 Cl ist eine Schaltvorrichtung für ein hydraulisches Wegeventil bekannt, das auf vorgegebene Schaltkräfte und Schaltwege genau eingestellt werden kann. Diese Schaltvorrichtung wird mit gutem Erfolg im untertägigen Bergbau zur Steuerung von hydraulischen Schreitausbaueinheiten eingesetzt. Der Betrieb dieser Abstützvorrichtungen erfordert hohe Stützkräfte, die von den Stempeln des Ausbaus bei hohen Drücken erzeugt werden. Die Steuerventile werden von Elektromagneten geschaltet, die aus Sicherheitsgründen an eigensichere Stromversorgungen angeschlossen sind. Die Umsetzung der mit den Elektromagneten im eigensicheren Bereich erzielbaren, an sich geringen Schaltkräfte gegen den in den Ventilen anstehenden hohen Druck der Hochdruckflüssigkeit macht es erforderlich, daß die Ventile unter den vorgegebenen Bedingungen sehr genau ansprechen und geschaltet werden. Diese Schaltvorrichtung verwendet zur Übertragung der von dem Impulsgeber (Elektromagneten) erzeugten Schaltkraft auf das hydraulische Wegeventil einen waagebalkenartig gelagerten, zweiarmigen Hebel mit gleichlangen Hebelarmen an beiden Seiten. Auf der Seite des Wegeventils ist in den Hebelarm ein Federpuffer mit einem entgegen der Betätigungsrichtung federnd vorgespannten Druckkörper eingesetzt, der in einer in Betätigungsrichtung verstellbaren Buchse axial verschiebbar geführt ist. Mit dem Federpuffer wird eine vorgegebene Schaltkraft auf den Schaltstift des Wegeventils übertragen, deren Größe durch die Vorspannung der Feder veränderbar ist. Der Federpuffer ist mit der Buchse in eine Gewindebohrung des Hebels eingesetzt und gegenüber dem ortsfest in dem Ventilgehäuse angeordneten Wegeventil in Betätigungsrichtung einstellbar, so daß der erforderliche Schaltweg genau bestimmt werden kann. Eine sorgfältige Justierung in der Betätigungsrichtung ist dringlich geboten, weil das Schaltverhalten des Ventils durch das toleranzbedingte Spiel der einzelnen Bauteile des Ventils zueinander einerseits und durch das vorhandene Spiel innerhalb des Elektromagneten andererseits erheblich beinflußt wird. Die Schaltkraft des Elektromagneten nimmt mit dem zurückgelegten Schaltweg überproportional zu. Folglich soll das Ventil im ansteigenden Bereich der Schaltkraft geschaltet werden. Wenn der Schaltweg bei zu engem Spiel zu knapp bemessen ist, fehlt die Kraft zum Öffnen des Ventils , weil die volle Schaltkraft noch nicht erreicht ist. Bei zu großem Spiel fährt der mit dem Anker verbundene Schaltstößel des Elektromagneten in die Endstellung ohne das Ventil zu schalten.
Die vorgenannte Schaltungsanordnung bedarf der Verbesserung. Der bauliche Aufwand zur Übertragung der Schaltkräfte und zur Unterbringung eines justierbaren Federpuffers in einem zweiarmigen Hebel ist erheblich und demzufolge teuer. Die Justierung und der Austausch der Bauteile sind zeitaufwendig.
Die DE 41 22 982 C2 beschreibt eine Schaltvorrichtung, bei der ein Elektromagnet und ein 2/2-Schieberkolben-Wegeventil achs- gleich hintereinaner angeordnet sind, wobei der Schaltkolben des Ventils am Schaltstößel des Magneten anliegt. Der Ventilkörper ist mit dem Gehäuse des Elektromagneten abstandsverändlich verschraubt, damit der Überdeckungsgrad zwischen dem Schaltkolben und einer Steuerbohrung im Ventilkörper verändert und somit der Durchflußquerschnitt zur Druckregulierung eingestellt werden kann. Diese Veränderung hat keinen Einfluß auf die Schaltkraft, die vom Elektromagneten auf das Ventil ausgeübt wird.
Der vorliegenden Erfindung ist die Aufgabe gestellt, ein elek- trohydraulisches Steuergerät der eingangs genannten Art in der Weise auszubilden, daß ein präzises Schaltverhalten bei hohen Arbeitsdrücken und kleinen Abmessungen des Ventils gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird mit den im Kennzeichen des Hauptanspruches genannten Merkmalen gelöst. Die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist Gegenstand der Unteransprüche.
In dem erfindungsgemäßen Steuergerät sind das 3/2-Wegeventil und der Federpuffer in einer Ventilpatrone achsgleich mit dem Elektromagneten auf einer Kraftfluß-Wirklinie hintereinander angeordnet, wobei die Ventilpatrone gegenüber dem ortsfesten Elektromagneten im Abstand justierbar in das Ventilgehäuse eingesetzt ist.
Die in der Ventilpatrone angeordneten Bauteile des 3/2-Wegeven- tils sind mit dem Federpuffer zu einer kompakten, im Ventilgehäuse verstellbaren Baueinheit zusammengefaßt, die mit einem Feingewinde von außen in die optimale Schaltposition gebracht werden kann.
Der Federpuffer ist ein vorgefertigtes, in sich vorgespanntes Bauteil mit einer gedrungenen Bauform, das in einer zum Schaltstößel des Elektromagneten offenen, topfför igen Aufnahme an der kopfseitigen Stirnseite der Ventilpatrone eingelegt ist und somit keiner nachträglichen Justierung bedarf. Die Schaltkraft wird vom Schaltstößel des Elektromagneten über den Federpuffer auf den Schaltstift des 3/2-Wegenventils übertragen. Der Abstand zwischen dem Schaltstößel und dem Federpuffer bewirkt einen Leerhub in der Anzugsphase des Magneten, in der die Schaltkraft aufgebaut wird.
Das Ventil wird erst dann mit dem Schaltstift gegen den anstehenden Druck und die Ventilfeder aufgestoßen, wenn die Schaltkraft eine vorgegebene Stärke erreicht hat. Dabei verhält sich der vorgespannte Federpuffer wie ein starrer Körper, der die Schaltkraft dosiert auf dem Schaltstift des Ventils weiterleitet, so daß auch bei kleinen Abmessungen des Ventils unter hohe Druck ein präzises Schaltverhalten gewährleistet ist.
Nach dem Öffnen des Ventils führt der Magnet bei weiter ansteigender Schaltkraft einen Resthub aus, der auf den Federpuffer übertragen und von dessen Feder aufgenommen und gespeichert wird. Die im Federpuffer gespeicherte überschüssige Schaltkraft wird beim Zurückschalten des Ventils dazu genutzt, eine durch Anlage des Ankers am Eisenkern des Magneten erzeugte Remanenzkraft wieder aufzuheben. Der kegelstumpfförmig ausgebildete Druckkörper des Federpuffers zentriert sich an den Zentrierschrägen der Einsatzhülse selbst in die Ausgangslage zurück.
Die kompakte Bauweise des Steuergeräts wird auch in der Weise vorteilhaft genutzt, daß die Stromzuführung für zwei Steuerventile, die nebeneinander in einem Ventilgehäuse untergebracht sind, über eine mit Dioden und mit einer Steckbuchse bestückte Leiterplatte erfolgt, die raumsparend in einem das Ventilgehäus kopfseitig abschließenden Gehäusedeckel untergebracht ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Auführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnun zeigt ein elektro-hydraulisches Steuergerät, dessen linke Hälft im Längsschnitt dargestellt ist. In dem Ventilgehäuse 1 des Steuergerätes sind zwei 3/2-Wegeven- tile 2 und deren Elektromagnete 3 nebeneinander angeordnet, wobei sich zwischen einem Elektromagneten 3 und einem 3/2 Wegeven til 2 jeweils ein Federpuffer 4 befindet. Die beiden Elektromagnete 3 des Steuergerätes sind mit einer Steckbuchse 5 an eine nicht dargestellte, eigensichere Stromversorgung angeschlossen. Die Steckbuchse 5 ist in eine mit Dioden bestückte Leiterplatte 6 eingesetzt, die in horizontaler Lage beide Magnete 3 überdeck und in einem das Ventilgehäuse 1 kopfseitig flach abschließende Gehäusedeckel 7 untergebracht ist.
Mit 8 ist der Mantel eines Elektromagneten 3 bezeichnet, der ei nen Eisenkern 9, einen zylindrischen Spulenkörper 10 sowie eine innenliegenden Anker 11 umfaßt. Durch die Erregung des Elektromagneten 3 bei angelegter Spannung wird der Anker 11 in axialer Richtung auf das 3/2-Wegeventil 2 zu bewegt. Mit dem Anker 11 ist ein Schaltstößel 12 verbunden, der die Schaltkraft des Elek tromagneten 3 auf den Federpuffer 4 und mit diesem weiter auf das 3/2-Wegeventil 2 überträgt. Der Schaltstößel 12 ist auf gan zer Länge durch den Elektromagneten 3 und die Leiterplatte 6 hindurchgeführt. Das kopfseitige Ende des Schaltstößels 12, das aus dem Gehäusedeckel 7 autritt und durch eine elastische Haube 13 abgedeckt ist, kann notfalls von Hand zum Öffnen des 3/2-We- geventils 2 betätigt werden.
Die Bauteile des 3/2-Wegeventils 2 sind in einer Ventilpatrone 18 integriert, die mit einem Feingewinde 19 am Patronenmantel versehen und in eine Ventilbohrung 20 des Ventilgehäuses 1 eingeschraubt ist. Das 3/2-Wegeventil 2 ist im wesentlichen baugleich mit dem Gegenstand der DE 32 06 555 C2. Die Anschlüsse P für eine Hochdruckleitung, A von einem Verbraucher und T für de Rücklauf zum Tank münden in eine nicht bezeichnete innere Stufenbohrung der Ventilpatrone 18 ein, in der die Ventilbauteile angeordnet sind. Am Patronenmantel und in der Stufenbohrung si Dichtungen zwischen den Anschlüssen vorgesehen, die ebenfalls nicht bezeichnet sind.
Die Zeichnung zeigt das 3/2-Wegenventil 2 in der Schließstellung, in der der Verbraucheranschluß A für den Rücklauf zum Tank T geöffnet und gegenüber dem Hochdruckanschluß P geschlossen ist.
Der Federpuffer 4 ist ein vorgefertigtes Bauteil mit einer Druckfeder 14, die in einer Einsatzhülse 15 eingeschlossen und durch eine kopfseitig eingeschraubte Gewindescheibe 16 auf eine vorgegebene Kraft vorgespannt ist. Die Druckfeder 14 wirkt auf einen zum 3/2-Wegeventil 2 hin kegelstumpfförmig abgeschrägten Druckkörper 17, der gegen eine korrespondierend dazu ausgebildete Zentrierschräge am Rand der ventilseitigen Öffnung der Einsatzhülse 15 anliegt.
Der Federpuffer 4 ist eine topfförmige, zum Schaltstößel 12 des Elektromagneten 3 hin offene Aufnahme 21 eingelegt, die stirnseitig in die Ventilpatrone 18 eingeschraubt ist. Die Schaltkraft vom Elektromagneten 3 wird mit dem Schaltstößel 12 über den Federpuffer 4 auf einen Schaltstift 22 übertragen, der in einer Führungsscheibe 23 geführt ist. Der Schaltstift 22 steht auf einem zylindrischen Schließkörper 24, der in eine Einsatzscheibe 25 eingesetzt ist. In der Öffnungsstellung des 3/2-Wege- ventils 2 wird der Schließkörper 24 mit einem pfropfenförmigen Dichtelement 26 an der Unterseite auf einem bundringförmigen Dichtsitz 27 einer darunter angeordneten Verteilerscheibe 28 zur Anlage gebracht, so daß der Durchgang zum Tankanschluß T verschlossen wird. In der gezeigten Schließstellung des 3/2-Wege- ventils 2 befindet sich der Schließkörper 24 mit geringem Abstand über dem Dichtsitz 27. Dieser kurze Schaltweg ist jedoch in der Zeichnung kaum erkennbar. Für den Durchlauf der Druckflüssigkeit sind nicht bezeichnete seitliche Ausnehmungen in der Mantelfläche des Schließkörpers 24 sowie Querbohrungen 29 in der Einsatzscheibe 25 vorgesehen. Unterhalb der Verteilerscheibe 28 befindet sich ein weiterer Schließkörper 30 mit einem Dichtelement 31, der auf einem ebenfalls bundringförmig ausgebildeten Dichtsitz 32 an der Unterseite der Verteilerscheibe 28 zur Anlage gebracht wird und in der Schließstellung des 3/2-Wegeven- tils 2 den Hochdruckanschluß P gegenüber dem Verbraucheranschluß A abdichtet. Die Stufenbohrung in der Ventilpatrone 18 ist nach außen durch einen an der unteren Stirnseite eingeschraubten Endstopfen 33 verschlossen, der auch das Widerlager für eine in Schließrichtung wirkende Ventilfeder 34 bildet.
Der Hochdruckanschluß P mündet über eine radiale Stichbohrung 35 in einen zwischen dem Endstopfen 33 und dem Dichtelement 31 gebildeten Zwischenraum ein. In der Mantelfläche des Schließkörpers 30 sind ebenfalls seitliche Ausnehmungen für den Durchlauf der Druckflüssigkeit vorgesehen.
Eine in der Verteilerscheibe 28 zentrisch verlaufende Axialbohrung 36 führt von dem Dichtsitz 32 auf der Hochdruckseite zu dem Dichtsitz 27 auf der Tankseite, wobei die Dichtsitze 32 und 27 jeweils wechselweise durch die Dichtelemente 31 bzw. 26 der Schließkörper 30 bzw. 24 druckdicht verschlossen sind. Von der Axialbohrung 36 zweigt mindestens eine Radialbohrung 37 ab, die in einen in der Mantelfläche der Verteilerscheibe 28 umlaufenden Ringkanal 38 einmündet, der wiederum mit dem Verbraucheranschluß A in Verbindung steht.
Neben der zentrisch verlaufenden Axialbohrung 35 ist in einer exzentrisch dazu verlaufenden Parallelbohrung ein Druckstift 39 eingesetzt und abgedichtet geführt. Dieser Druckstift 39 ist in seiner Länge so bemessen, daß der Schließkörper 24 auf der Tankseite mit dem Druckstift 39 vom Dichtsitz 27 abgehoben ist, wenn das Dichtelement 31 im Schließkörper 30 unter dem Andruck der Ventilfeder 34 und durch den Druck der bei P anstehenden Hochdruckflüssigkeit auf den Ventilsitz 32 gepreßt wird. Der Schaltstift 22 hält den Federpuffer 4 in der Aufnahme 21 in einem solchen Abstand zum Boden, daß außer dem Schaltweg noch ein Sicherheitsabstand gegeben ist, der ein Blockieren ausschließt. Desweiteren ist ein Abstand zwischen dem Schaltstößel 12 des Elektromagneten 3 und dem Federpuffer 4 vorgesehen, um zu erreichen, daß das 3/2-Wegeventil erst dann geschaltet wird, wenn die Schaltkraft angestiegen ist und die vorgegebene Größe erreicht hat.
Die Einstellung des im vorgespannten Federpuffer 4 gespeicherten Kraft auf den vorgegebenen Wert erfolgt bereits beim Zusammenbau, also außerhalb des Steuergeräts. Das aus verschiedenen Bauteilen zusammengesetzte 3/2-Wegeventil 2 weist von Fall zu Fall unterschiedliche Längentoleranzen auf, die das Schaltverhalten beeinflussen. Über das Feingewinde 19 kann die Ventilpatrone 18 in der Ventilbohrung 20 so verstellt und im Abstand zum Schaltstößel 12 verändert werden, daß der Schaltweg und somit auch die Schaltkraft innerhalb vorgegebener Ober- und Untergrenzen optimal eingestellt werden kann.
Die Einstellung wird mit einem Sechskant-Werkzeug vorgenommen, das in eine entsprechende Ausnehmung 40 an der außenliegenden Stirnseite der Ventilpatrone 18 zum Eingriff kommt.
Der vorgespannte Federpuffer 4 verhält sich beim Schalten in die Öffnungsstellung wie ein starrer Körper und überträgt die Schaltkraft mit genau vorgegebener Größe. Die Schaltkraft wird auf direktem Weg vom Federpuffer 4 auf den Schaltstift 22 übertragen, der den Schließkörper 24 mit dem Dichtelement 26 auf den Dichtsitz 27 andrückt, wodurch der Durchgang vom Verbraucheranschluß A zum Tankanschluß T verschlossen wird. Der Druckstift 39 überträgt die Schaltkraft weiter auf den Schließköper 30 und das Dichtelement 31, das vom Dichtsitz 32 abhebt. Die vom Hochdruckanschluß P einströmende Druckflüssigkeit gelangt über die Axialbohrung 36 und die Radialbohrung 37 zum Ringkanal 38 und weiter zum Verbraucheranschluß A. Unter der Wirkung der Ventilfeder 34 und der anstehenden Druckflüssigkeit schaltet das 3/2-Wegeventil 2 in die Ausgangs- bzw. Schließstellung zurück, sobald die vom Elektromagneten 3 ausgehende Schaltkraft abfällt.
Bezugszeiσhen
Ventilgehäuse 1 Aufnahme 21
3/2-Wegeventile 2 Schalstift 22
Elektromagnete 3 FührungsScheibe 23
Federpuffer 4 Schließkörper 24
Steckbuchse 5 Einsatzscheibe 25
Leiterplatte 6 Dichtelement 26
Gehäusedeckel 7 Dichtsitz 27
Mantel 8 VerteilerScheibe 28
Eisenkern 9 Querbohrung 29
Spulenkörper 10 Schließkörper 30
Anker 11 Dichtelement 31
Schaltstößel 12 Dichtsitz 32
Haube 13 Endstopfen 33
Druckfeder 14 Ventilfeder 34
Einsatzhülse 15 Stichbohrung 35
Gewindescheibe 16 Axialbohrung 36
Druckkörper 17 Radialbohrung 37
Ventilpatrone 18 Ringkanal 38
Feingewinde 19 Druckstift 39
Ventilbohrung 20 Ausnehmung 40

Claims

PA T E N T AN S P RÜ C H E
1. Elektro-hydraulisches Steuergerät für hydraulischen Schreitausbau mit einem an eine Hochdruckleitung anschließbaren 3/2-Wegenventil und einem an eine eigensichere Stromversorgung anschließbaren Elektromagneten zur Betätigung eines von einer Ventilfeder und durch die anstehende Druckflüssigkeit auf einem Dichtsitz in der Schließstellung gehaltenen Schließkörpers, der von dem Schaltstößel des Elektromagneten in die Öffnungsstellung verstellbar ist, wobei zwischen dem Schaltstößel 1 und dem Schließkörper ein Federpuffer mit einem durch Federkraft vorgespannten Druckkörper angeordnet ist, dadurch ge ennzeichnet, daß daß das 3/2-Wegeventil (2) und der Federpuffer (4) in einer Ventilpatrone (18) integriert sind, die achsgleich und im Abstand zu dem Elektromagneten (3) justierbar in das Ventilgehäuse (1) eingesetzt sind.
2. Elektro-hydraulisches Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Federpuffer (4) als vorgefertigtes Bauteil ausgebildet und in eine zum Schaltstößel (12) des Elektromagneten (3) offene, topfförmige Aufnahme (21) an der kopfseitigen Stirnseite der Ventilpatrone (18) eingelegt ist.
3. Elektro-hydraulisches Steuergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Federpuffer (4) einen federbelasteten, in Druckrichtung kegelstumpfförmig abgeschrägten Druckkörper (17) und eine Einsatzhülse (15) mit entsprechend ausgebildeten Zentrierschrägen am Rand der ventilseitigen Öffnung aufweist.
4. Elektro-hydraulisches Steuergerät nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Federpuffer (4) auf dem Schaltstift (22) des 3/2-Wegenventils (2) mit Abstand zur topfförmigen Aufnahme (21) der Ventilpatrone (18) abgestützt und mit Abstand zum Schaltstößel (12) des Elektromagneten (3) gehalten ist.
5. Elektro-hydraulisches Steuergerät nach den Ansprüchen 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilpatrone (18) it einem Feingewinde (19) am Patronenmantel in einer Ventilbohrung (20) des Ventilgehäuses (1) verstellbar ist.
6. Elektro-hydraulisches Steuergerät nach den Ansprüchen 1 bis
5, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit Dioden und mit einer Steckbuchse (5) bestückte horizontale Leiterplatte (6) für die Stromzuführung zu den Elektromagneten (3) von zwei nebeneinander in dem Ventilgehäuse (1) angeordneten 3/2-Wegeventi- len (2) in einem das Ventilgehäuse (1) kopfseitig abschließenden Gehäusedeckel (7) untergebracht ist.
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