DE3005755C2

DE3005755C2 - Drosselventil-Einrichtung

Info

Publication number: DE3005755C2
Application number: DE3005755A
Authority: DE
Inventors: Norbert Dipl.-Ing. 8771 Rechtenbach Mucheyer; Heinz 8772 Marktheidenfeld Schulte
Original assignee: Mannesmann Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1980-02-15
Filing date: 1980-02-15
Publication date: 1986-12-11
Also published as: IT1210986B; IT8119729A0; FR2476245A1; FR2476245B1; DE3005755A1; US4421012A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drosselventil-Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Drosselventil-Einrichtung muß zwei Aufgaben erfüllen:

Zum einen muß der Druckmittel-Volumenstrom in Abhängigkeit von der Stellung eines Hubaggregats gedrosselt werden und zum anderen muß die Drosselstellung auf dem Regelkreis abstimmbar, d. h. justierbar sein.

In der DE-OS 29 40 403.3, die nicht vorveröffentlicht ist, ist eine Drosselventil-Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen. Zur Steuerung des hydraulisch betätigten Stellglieds, beispielsweise des Hubwerks eines Schleppers, bedient man sich vorwiegend eines Drosselventils aus dem Regelkreis, um eine auf das Stellglied einwirkenden Kraft über eine Wegumwandlung in hydraulischen Druck umzusetzen, der dann auf den Regelkreis einwirken kann. Beim Gegenstand der DE-OS 29 40 403.3 erfüllen die Drosselventile 24 bzw. 33 diese Funktion.

Weil eine derartige Regelungsvorrichtung ein dyna-

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re dessen Ansprech- und Übergangsverhalten, davon abhängt, in welchem Verhältnis die Regelgröße zu den Stellfunktionen der anderen Regelkreisglieder steht, ist es wünschenswert, eine Möglichkeit vorzusehen, das Verhalten des Drosselventils auf den Regelkreis abzustimmen.

In der älteren Patentanmeldung P 29 40 403.3 erfolgt dies derart, daß zusätzliche Stelldrosseln vorgesehen werden, mit denen der vom Drosselventil gelieferte Stelldruck auf das Gesamt-Regelsystem abgestimmt wird.

Der Erfindung liegt die Autgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen, mit der es auf konstruktiv einfachere Weise gelingt, eine Abstimmung des Drosselventils auf den Regelkreis zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Erfindungsgemäß werden mittels eines einzigen Drosselkörpers zwei Funktionen erfüllt: Zum einen weiterhin eine Regelgrößen-Aufnehmerfunktion unter Heranziehung eines ersten Bewegungs-Freiheitsgrades;

is zum anderen jedoch eine Einstellfunktion unter Heranziehung eines zusätzlichen Bewegungs-Freiheitsgrades des Drosselkörpers.

Die Lösung beruht im Prinzip auf den Gedanken, daß es mit einem einzigen Drosselkörper gelingen kann, das Stellglied in einer auf den Regelkreis abgestimmten Weise zu regeln, wenn eine Trennung und Entkoppelung der nunmehr von einem Teil vorzunehmenden Aufnehmer- und Einstellfunktion vorgenommen wird. Weil erfindungsgemäß lediglich noch ein einziger Drosselkörper vorgesehen werden muß, ergeben sich erhebliche Vorteile in konstruktionstechnischer "Hinsicht. Die gegenseitige Entkoppelung der Justier- und der Aufnehmerfunktion hat den Vorteil, daß sich die Drosselkörperbewegungen nicht überlagern und die Qualität der Aufnehmerfunktion in allen Betriebszuständen unabhängig von der Grundjustierung gleich gehalten werden kann. Der Kolben schafft für diese Funktion bei einfacher Gestaltung die notwendigen Voraussetzungen.
Zwar ist aus der US-PS 31 46 795 ein Ventilkörper bekannt, der in einem hydraulischen System vorgesehen ist und zwei Bewegungs-Freiheitsgrade besitzt. Dieser Ventilkörper ist jedoch nicht Bestandteil eines Drosselventils, sondern eines zeitgesteuerten Wege- und Stromteüerventils, das im Gegensatz zur Funktion des erfindungsgemäßen Drosselventils dafür sorgen soll, daß ein ankommender Fluidstrom in vorbestimmten und einstellbaren Quoten auf zwei Ausgangsleitungen aufgeteilt wird. Dieses Ventil hat damit aber mit dem Erfindungsgegenstand lediglich die Justierbarkeit gemeinsam, eine Regelgrößen-Aufnehmerfunktion ist bei diesem Gegenstand ohne Bedeutung.

Nachstehend wird anhand schematischer Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Hydraulik-Schaltschema eines Regelkreises für ein hydraulisches Stellglied mit einer darin integrierten Drosselventil-Einrichtung,

Fig.2 einen Axialschnitt durch eine Ausführungsform der Drosselventil-Einrichtung gemäß F i g. 1, und

F i g. 3 einen Schnitt durch die Drosselventil-Einrichtung entlang der Linie IH-III in F i g. 2.

F i g. 1 zeigt ein durch einen aus den Elementen 1 bis 9 bestehenden ArbeitskreislO betätigtes Stellglied 1. das als einfach wirkender Arbeitszylinder ausgebildet und

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durch Druck betätigbares ^-Wegeventil 3 verbunden ist. An das Wegeventil 3 ist über eine Leitung 4 eine Pumpe 5 angeschlossen, deren Saugleitung 6 bis zu einem Vorratsbehälter 7 reicht, und über eine Leitung 8 der Vorratsbehälter 7. Die Leitung 4 ist mit einem Druckbegrenzungsventil 9 verbunden, dessen Auslaßseite an den Vorratsbehälter 7 angeschlossen ist.

Das Wegeventil 3 hat zum Betätigen seines nicht dar-

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gestellten Schiebers beidseitig angeordnete Steuereinrichtungen 11 und IZ die bei Beaufschlagung durch ein Druckmittel (Flüssigkeit oder Gas) den Schieber entgegen der Wirkung einer der Steuerfedern i3,14 in Richtung des in dem die Steuereinrichtung 11 bzw. 12 vorhandenen Pfeiles 15, 15a zu verschieben suchen. Die beiden Steuerfedern 13, 14 suchen bei nicht beaufschlagten Steuereinrichtungen 11, 12 den Schieber in seiner Mittenlage zu halten. An die Steuereinrichtung 11 ist eine Steigleitung 16 und an die Steuereinrichtung 12 eine Steuerieitung 17 angeschlossen. Die Steuerleitung 16 steht mit einer Steuerleitung 18 in Verbindung, die an die Druckseite einer Steuerpumpe 19 angeschlossen ist, deren Saugleitung 20 mit dem Vorratsbehälter 7 verbunden ist Ein Druckbegrenzungsventil 18a ist mit der Steuerleitung 18 verbunden. An die Steuerleitung 18 ist eine Steuerleitung 21 angeschlossen, die zu einer Stelldrossel 22 führt Von dieser führt eine Steuerleitung 23 zu einer Drosselventil-Einrichtung 24, die In einen Steuerkreis integriert ist und über eine Leitung 25 mit dem Vorratsbehälter 7 verbunden ist Die Steuerieitung 23 ist mit der· Steuerieitung 17 verbunden. Der Steuerkreis ist mit 29 bezeichnet Die Drosselventil-Einrichtung 24 dient zur Regelung des Stellglieds 1.

Die Stelldrossel 22 ist als Sollwertgeber und die Drosselvcntil-Einrichtung in Gestalt des Drosselventils 24 als mit dem bewegten Teil des Stellglieds 1 über eine mechanische Kopplung 30 verbundener Regelgrößenaufnehnier ausgebildet.

Ein sich durch Verstellung der Stelldrossel 22 ?wisehen beiden Seiten des Wegeventils 3 aufbauender Differenzdruck bewirkt eine Verschiebung des Wegeventils 3, wodurch das Stellglied 1 unter Anschluß an den Arbeitskreis 10 verschoben wird. Die mechanische Kopplung 30 führt die Verschiebung auf die Drosselveniil-Einrichtung 24 zurück, wodurch sich der Differenzdruck zwischen beiden Seiten des Wegeventils 3 verändert, und das Stellglied 1 nach wiederholter Verschiebung des Wegeventils 3 vom Arbeitskreis 10 getrennt und in einer bestimmten eingeregelten Lage gehalten wird.

Die Fig.2 und 3 zeigen eine Ausführungsform der Drosselventil-Einrichtung 24 gemäß Fig. 1. Die Drosselventil-Einrichtung 24 — im folgenden kurz Drosselventil genannt — besitzt ein Gehäuse 40 mit einer Gehäusebohrung 41, in der ein Drosselkörper, im gezeigten Fall ein Kolben 42 abdichtend geführt ist. Das Gehäuse 40 besitzt — wie aus F i g. 1 ersichtlich — einen Steueranschluß 43 für die Steuerleitung 23 und einen Ablaufanschluß 44 zur Leitung 25 und zum Vorratsbehälter 7. Sowohl der Steueranschluß 43 als auch der Ablaufanschluß 44 sind als radial zur Gehäusebohrung 41 verlaufende Bohrungen ausgebildet, die zueinander unter einem Winkel von 90° stehen.

Im Bereich des Steuer- und des Ablaufanschlusses weist der Kolben 42 eine Ausnehmung 45 auf, die so ausgebildet ist, daß sie eine innere Steuerfläche 46 besitzt, die zur Längsachse 47 des Kolbens 42 unter einem gewissen Winkel χ verläuft. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel befindet sich der Kolben 42 in einer Drossel-Mittelstellung. Die Steuerfläche 46 ist dabei parallel zur Achse des Steueranschlusses 43 und sie verdeckt dessen Durchtrittsfläche 48 zur Hälfte.

Die Breite B der Ausnehmung 45 ist in dem gezeigten Fall so groß, daß die Durchtrittsfläche 48 in der gezeigten Stellung bei axialer Verschiebung des Kolbens 42 stufenlos vom geschlossenen Zustand in den gänzlich offenen Zustand gebracht werden kann.

Am Kolben 42 greift eine mechanische Kopplung 30 (vgL Fig. 1) an, die den Kolben 42 in Abhängigkeit von der Stellung des Stellglieds 1 entweder verdrehen oder verschieben kann. Gleichzeitig wird dem Kolben durch eine Justiereinrichtung (nicht gezeigt) der Bewegungs-Freiheitsgrad genommen, den die mechanische Kopplung 30 nicht in Anspruch nimmt.

Unter der Annahme, daß die mechanische Kopplung 30 eine Translationsbewegung auf den Kolben 42 überträgt wird der Kolben 42 durch eine Justiereinrichtung, die rotatorisch wirkt in eine gewisse Abgleichstellung gebracht und in dieser Stellung gegen weiteres Verdrehen gesichert Damit wird der größte mögliche Öffnungsgrad der Durchtrittsfläche 48 und der zum verändern der Durchtrittsfläche 48 erforderliche Translationshub des Kolbens festgelegt In analoger Weise kann man vorgehen, wenn die mechanische Kopplung 30 eine Rotationsbewegung auf den Kolben überträgt

Der zum Verschließen der Durchtrittsöffnung 48 erforderliche Hub (Translations- bzw. Rotationshub) kann bei vorgegebenem Durchmesser der Durchtrittsöffnung 48 durch die Wahl des Neigungswinkels λ der Steuerfläche 46 frei gewählt werden, wodurch die Empfindlichkeit der Justier- bzw. der Steuerfunktion der Drosselventil-Einrichtung einstellbar wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Drosselventil-Einrichtung in einem hydraulischen Regelkreis zur Regelung eines über ein Wegeventil angesteuerten Stellglieds, insbesondere eines Hubwerks eines Traktors, mit einem in einem Gehäuse aufgenommenen Drosselkörper, der als Regelgrößenaufnehmer arbeitet, indem er zur Veränderung eines das Wegeventil beaufschlagenden Steuerdrucks unter mechanischer Kopplung mit einem bewegten Teil des Stellglieds einen Drosselquerschnitt im Gehäuse verändert, und mit einer Justiereinrichtung zur Abstimmung der Drosselventil-Einrichtung auf den Regelkreis, gekennzeichnet durch einen einzigen, innerhalb des Drosselgehäuses (40) verschiebbar und drehbar aufgenommenen Drosselkörper (42), der unter gegenseitiger Entkoppelung der Justier- und Regelgrößen-Aufnehmerfunktion beide Funktionen gleichzeitig erfüllt, indem er mit einer Kante (46) einer Drosselkörperausnehmung (45) eine Durchtrittsfläche (48) eines Steueranschlusses (43) zu einem Ablaufanschluß (44) definiert

2. Drosselventil-Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselkörper (42) von einem Kolben gebildet ist, der eine unter einem bestimmten Winkel (λ) zu seiner Längsachse (47) geneigte Steuerfläche (46) besitzt, durch die die Durchtrittsfläche (48) des Steueranschlusses (43) unter Veränderung der axialen Stellung und/oder des Drehwinkels des Kolbens (42) zu- bzw. aufsteuerbar ist.