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WO2006005290A1 - Elektrohydraulisches steuerventil - Google Patents

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WO2006005290A1
WO2006005290A1 PCT/DE2005/001125 DE2005001125W WO2006005290A1 WO 2006005290 A1 WO2006005290 A1 WO 2006005290A1 DE 2005001125 W DE2005001125 W DE 2005001125W WO 2006005290 A1 WO2006005290 A1 WO 2006005290A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
control
piston
valve
chamber
grooves
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/DE2005/001125
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Werner Kosean
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Freudenberg KG
Original Assignee
Carl Freudenberg KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE102004033514A external-priority patent/DE102004033514B3/de
Application filed by Carl Freudenberg KG filed Critical Carl Freudenberg KG
Publication of WO2006005290A1 publication Critical patent/WO2006005290A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F16K39/00—Devices for relieving the pressure on the sealing faces
    • F16K39/02—Devices for relieving the pressure on the sealing faces for lift valves
    • F16K39/022—Devices for relieving the pressure on the sealing faces for lift valves using balancing surfaces
    • 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
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/006—Hydraulic "Wheatstone bridge" circuits, i.e. with four nodes, P-A-T-B, and on-off or proportional valves in each link
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
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    • F16K1/44—Details of seats or valve members of double-seat valves
    • F16K1/443—Details of seats or valve members of double-seat valves the seats being in series
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16K3/00—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing
    • F16K3/22—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with sealing faces shaped as surfaces of solids of revolution
    • F16K3/24—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with sealing faces shaped as surfaces of solids of revolution with cylindrical valve members
    • F16K3/246—Combination of a sliding valve and a lift valve
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    • F15B2211/30565—Assemblies of multiple valves having multiple valves for a single output member, e.g. for creating higher valve function by use of multiple valves like two 2/2-valves replacing a 5/3-valve
    • F15B2211/30575—Assemblies of multiple valves having multiple valves for a single output member, e.g. for creating higher valve function by use of multiple valves like two 2/2-valves replacing a 5/3-valve in a Wheatstone Bridge arrangement (also half bridges)
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    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/705—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor characterised by the type of output members or actuators
    • F15B2211/7051—Linear output members
    • F15B2211/7053—Double-acting output members

Definitions

  • the invention relates to an electro-hydraulic control valve for continuous control of a hydraulic resistance between zero and infinity, wherein an electrically controllable piston of the valve is adjustable against a control spring.
  • Valves of this type are known in many designs. In this case, two chambers are usually connected or disconnected via the valve as a function of an electrical connection. It is customary here to form arrangements with longitudinal slide valves or poppet valves. In longitudinal slide valves, a control piston is displaced in the longitudinal direction. The separation between the chambers is effected by appropriate overlaps. The switching times depend on the stroke and the overlaps. Due to the principle, these systems have leak oil, ie oil flows from the high to the low pressure side. The amount of leakage oil depends on the pressure difference and the overlap. The advantage of this system is the sensitive control of the amount of oil during the stroke by so-called fine control grooves. For seat valves is a Control piston moved in the longitudinal direction. The separation between the channels of the chambers is achieved by a metallic seal on the valve seat and an elastic seal on the piston. These valves have no leak oil. A fine control is not provided. The switching times are very short, as no overlaps need to be run over.
  • the object of the invention is to provide a generic valve for an electrically dependent fine control, which ensures a leaking oil-free training and allows different controls and can be formed and adapted for the different applications.
  • valve is designed as a seat valve and a flow between an inlet, a chamber and a drain of a controlled chamber via a valve seat by means of a piston with a valve plug is controllable, both sides of the piston are formed with the same acted upon cross-sectional area and over a connection in the piston both sides are connected to the chamber for force equalization and in the controlled chamber a control edge is arranged, which has a control ridge of the adjustable piston and having grooves for passage control.
  • this design as a seat valve, in addition to the continuous control of a hydraulic resistance between zero and infinity is additionally achieved that the valve in the closed state is leak-free.
  • this control simultaneously fulfills a second important function. It can be used as a security element to prevent the unwanted lowering of loads or other safety-critical movements of the movements controlled by this valve.
  • slide valves are usually used for the control of hydraulic linear and rotary motors, which can not be designed leak-free due to the principle and therefore make additional components necessary to solve safety-critical tasks systemically.
  • Another advantage is the very simple and cost-effective from a systemic point of view realization of a wide variety of control and regulation concepts by combining several of these valves.
  • the grooves arranged on the control bar of the piston as in triangular form, release larger or smaller passage cross-sections depending on the position of the piston position.
  • the grooves form a connection between the controlled chamber and the drain.
  • the adjusting movement of the piston is associated with a displacement sensor.
  • the chamber and the outlet of the valve each have pressure sensors.
  • the signals of the pressure sensors and / or the displacement sensor can be fed to a control unit and an electrical control for adjusting the piston can be carried out via predetermined control and regulation programs.
  • the chambers are connected to a pressure compensator.
  • valve housing and drive a receiving space for electrical control with control program is formed.
  • control valve is designed as a cartridge valve.
  • FIG. 1 An embodiment of the invention with different embodiments for arrangement is shown schematically. Show it:
  • FIG. 1 shows a .Schnittdargna a valve with a control via a proportional solenoid and a displacement sensor
  • FIG. 3 is a reduced view, as and 4 Fig. 2 in a fine control position and an open position,
  • FIG. 5 shows a circuit arrangement with a plurality of valves for pressure-dependent control of a cylinder with changing load
  • FIG. 6 shows a valve arrangement with a control via an on-off magnet
  • FIG. 8 shows a valve arrangement with a control via a proportional magnet and a displacement sensor and an associated control unit
  • FIG. 9 shows a valve arrangement as in FIG. 8 with additional pressure sensors
  • FIG. Fig. 10 shows an arrangement with an associated pressure compensator and a receiving space for an electrical control.
  • the illustrated valve with its housing 1 has an inlet 2 with a chamber 3 and a drain 4 with a controlled chamber 5.
  • the chambers 3.5 are connected via a valve seat 6 which is controllable via a piston 7 with a valve cone 24, connectable.
  • the piston 7 is acted upon by a control spring 8 and on the other hand by an actuating element 9 via an electrically controllable drive 10, such as a proportional solenoid, against the pressure of the control spring 8 adjustable.
  • an electrically controllable drive 10 such as a proportional solenoid
  • a displacement sensor is assigned to the drive 10.
  • the piston 7 is provided on both sides for force equalization with the same acted upon cross-sectional area and acted upon by a connection 11 in the piston 7 on both sides with the present pressure of the chamber 3.
  • the piston 7 is inserted in this case via elastic seals 12 in the housing 1.
  • the piston 7 is provided with a control bar 13, which corresponds in the controlled chamber 5 with a housing-side control edge 14.
  • This control bar 13 has peripheral grooves 15 as Fein Kunststoffnuten on the pressure oil can be supplied.
  • these grooves 15 are released only verstellpin, where also the Released cross-section can change depending on the height. This is achieved as in the embodiment by triangular grooves 15.
  • the chamber 3 and the drain 4 are provided in this case with corresponding pressure sensors 17, 18 to perform a pressure-independent control.
  • the displacement sensor 16 By the displacement sensor 16, the influence of the flow force is eliminated when using an associated control unit 19. In this scheme, the amount depends on the pressure difference in the chambers 3, 5.
  • FIG. 5 a basic circuit arrangement with a plurality of 2/2 directional seat valves 20 with proportional magnet 10 and displacement sensors 16 is shown, wherein control is effected via a control device 19 and corresponding pressure sensors 21 are assigned. This arrangement is used for pressure-dependent control of a cylinder 22 with changing load.
  • the seat valve 6 is opened via the piston 7 against the control spring 8 via on-off magnets 10.
  • the flow rate is dependent on the opening cut on the control bar 13 of the piston 7, thus thus the stroke of the piston 7 and the pressure drop at the control edge.
  • the two-sided coextensive and pressure balanced piston design allows oil flow in both directions. This system eliminates unwanted closing or opening forces.
  • a seal 12 seals the piston guide and the valve is leak-free due to a metallic sealing seat.
  • an on-off magnet is arranged as the drive 10 and opens the seat valve via the piston 7 against the control spring 8.
  • the seat-piston construction which is coextensive and pressure-equalized on both sides, allows the oil flow in both directions. As a result, unwanted closing or opening forces are eliminated.
  • a seal 12 seals the piston guide and through the metallic sealing seat, the valve is leak-free. By a damping nozzle 23, a switching shock can be prevented.
  • the seat valve is opened via a proportional magnet 10.
  • the current intensity and thus the stroke of the piston 7 is calculated by a control unit 20 on the basis of the specifications, wherein via a displacement sensor 17 is controlled.
  • the stroke of the piston 7 is calculated by the control unit 19.
  • the measured by the pressure sensors 17,18 upstream and downstream of the throttle flow resistance and the determined by the displacement sensor 16 position of the piston 7 is compared with a predetermined characteristic field.
  • a change in the flow resistance due to pressure or quantity changes is detected and the control unit specifies the corrected adjustment over the current to keep a flow constant.
  • the displacement sensor 16 in this case allows a very fast control speed and higher accuracy in the low flow range.
  • the two-sided coextensive and pressure balanced seat-piston construction allows the oil flow in both directions. This system eliminates unwanted closing or opening forces.
  • a receiving space 26 for an electrical control with control and computer program between the actual valve housing 1 and the drive 10 is additionally provided.

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Abstract

Es wird vorgeschlagen, ein elektrohydraulisches Steuerventil für eine kontinuierliche Steuerung zu schaffen. Hierbei ist ein elektrisch steuerbarer Kolben des Ventils gegen eine Regelfeder einstellbar. Das Ventil ist als Sitzventil ausgebildet, das zwischen der Zuführung und der Abführung angeordnet ist. Hierbei sind beide Seiten des Kolbens zur Druckentlastung mit gleicher beaufschlagter Querschnittsfläche ausgebildet sind und über eine Verbindung im Kolben beide Seiten mit der Zuführung verbunden. Dem Ventilsitz mit einer gesteuerten Kammer ist eine Steuerkante zugeordnet, die mit einem Steuersteg des Kolbens korrespondiert und Nuten zur Feinsteuerung aufweist, die höhenabhängig von der Kolbenverstellung einstellbar sind.

Description

Elektrohydraulisches Steuerventil
Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrohydraulisches Steuerventil für eine kontinuierliche Steuerung eines hydraulischen Widerstandes zwischen Null und Unendlich, wobei ein elektrisch steuerbarer Kolben des Ventils gegen eine Regelfeder einstellbar ist.
Ventile dieser Art sind in vielen Ausführungen bekannt. Hierbei werden üblicherweise zwei Kammern über das Ventil in Abhängigkeit einer elektrischen Anschaltung verbunden oder getrennt. Es ist hierbei üblich, Anordnungen mit Längsschieberventilen oder Sitzventilen auszubilden. Bei Längsschieberventilen wird ein Steuerkolben in Längsrichtung verschoben. Die Trennung zwischen den Kammern wird durch entsprechende Überdeckungen bewirkt . Die Schaltzeiten sind abhängig vom Hub und den Überdeckungen. Prinzipbedingt haben diese Systeme Lecköl, d.h. es fließt Öl von der Hoch- zur Niederdruckseite. Die Leckölmenge ist abhängig vom Druckunterschied und von der Überdeckung. Der Vorteil dieses Systems ist die feinfühlige Regelung der Ölmenge während des Hubes durch sogenannte Feinsteuernuten. Bei Sitzventilen wird ein Steuerkolben in Längsrichtung verschoben. Die Trennung zwischen den Kanälen der Kammern wird durch eine metallische Dichtung am Ventilsitz und eine elastische Dichtung am Kolben erzielt. Diese Ventile haben kein Lecköl. Eine Feinsteuerung ist nicht vorgesehen. Die Schaltzeiten sind sehr kurz, da keine Überdeckungen überfahren werden müssen.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Ventil für eine elektrisch abhängige Feinsteuerung zu schaffen, das eine leckölfreie Ausbildung gewährleistet und unterschiedliche Ansteuerungen ermöglicht sowie für die unterschiedlichen Einsatzbereiche ausbildbar und anpaßbar ist.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt . erfindungsgemäß dadurch, daß das Ventil als Sitzventil ausgebildet ist und ein Durchfluß zwischen einem Zufluß, einer Kammer und einem Abfluß einer gesteuerten Kammer über einen Ventilsitz mittels eines Kolbens mit einem Ventilkegel steuerbar ist, wobei beide Seiten des Kolbens mit gleicher beaufschlagter Querschnittsfläche ausgebildet sind und über eine Verbindung im Kolben beide Seiten mit der Kammer zum Kraftausgleich verbunden sind sowie in der gesteuerten Kammer eine Steuerkante angeordnet ist, der ein Steuersteg des verstellbaren Kolbens zugeordnet und Nuten zur DurchtrittSteuerung aufweist .
Durch diese Ausführung als Sitzventil wird neben der kontinuierlichen Steuerung eines hydraulischen Widerstands zwischen Null und Unendlich zusätzlich erreicht, daß das Ventil im geschlossenen Zustand leckagefrei ist. Dadurch erfüllt dieses Steuerelement gleichzeitig eine zweite wichtige Funktion. Es kann als Sicherungselement zum Verhindern des ungewollten Absenkens von Lasten oder anderen sicherheitskritischen Bewegungen der mit diesem Ventil gesteuerten Bewegungen verwendet werden. Gegenwärtig werden für die Steuerung von hydraulischen Linear- und Rotationsmotoren meist Schieberventile eingesetzt, die prinzipbedingt nicht leckagefrei ausgeführt werden können und deshalb zusätzliche Bauelemente notwendig machen, um sicherheitskritische Aufgaben systemtechnisch zu lösen.
Ein weiterer Vorteil ist die sehr einfache und aus systemtechnischer Sicht kostengünstige Realisierung unterschiedlichster Steuer- und Regelungskonzepte durch Kombination mehrerer dieser Ventile.
Zur Feinsteuerung wird vorgeschlagen, daß die am Steuersteg des Kolbens angeordneten Nuten, wie in Dreiecksform, positionsabhängig von der Kolbenstellung größere bzw. kleinere Durchtrittsquerschnitte freigeben.
Ferner ist zur Vorsteuerung vorgesehen, daß in der Sperrstellung des Ventils die Nuten eine Verbindung zwischen der gesteuerten Kammer und dem Abfluß bilden.
In Anpassung an unterschiedliche Bedarfsfälle ist vorgesehen, daß die Verstellung des Kolbens über elektrisch steuerbare Antriebe, wie On-Off-Magnete, Proportionalmagnete oder Stellmotoren, mit einem Betätigungselement zur Einwirkung auf den Kolben durchführbar ist.
Zum Einsatz für Regelungskonzepte ist vorgesehen, daß der Stellbewegung des Kolbens ein Wegsensor zugeordnet ist.
Weiterhin wird zur Realisierung für unterschiedliche Systemsteuer- und Regelungskonzepte vorgeschlagen, daß die Kammer und der Abfluß des Ventils jeweils Drucksensoren aufweisen.
Zur Verwirklichung eines universellen Steuerelementes für hochpräzise Steuerungsaufgaben wird vorgeschlagen, daß die Signale der Drucksensoren und/oder des Wegsensors einer Steuereinheit zuführbar sind und über vorgegebene Steuer- und Regelprogramme eine elektrische Ansteuerung zur Einstellung des Kolbens durchführbar ist.
Ferner wird vorgeschlagen, daß die Kammern mit einer Druckwaage verbunden sind.
Eine vorteilhafte Ausbildung wird dadurch geschaffen, daß zwischen Ventilgehäuse und Antrieb ein Aufnahmeraum für eine elektrische Ansteuerung mit Steuer- und Regelprogramm ausgebildet ist.
Für den Einsatz als universelles Steuerelement ist vorgesehen, daß das Steuerventil als Cartridgeventil ausgebildet ist. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit unterschiedlichen Ausführungen zur Anordnung schematisch dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine .Schnittdarstellung eines Ventils mit einer Ansteuerung über einen Proportionalmagneten und einen Wegsensor,
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Ventils in einer Schließposition,
Fig. 3 eine verkleinerte Darstellung, wie und 4 Fig. 2 in einer Feinsteuerstellung und einer offenen Stellung,
Fig. 5 eine Schaltungsanordnung mit mehreren Ventilen zur druckabhängigen Steuerung eines Zylinders mit wechselnder Last,
Fig. 6 eine Ventilanordnung mit einer Ansteuerung über einen On-Off- Magneten,
Fig. 7 eine Ventilanordnung mit einer Ansteuerung über einen Proportionaϊmagneten,
Fig. 8 eine Ventilanordnung mit einer Ansteuerung über ein Proportionalmagneten und einem Wegsensor sowie eine zugeordnete Steuereinheit,
Fig. 9 eine Ventilanordnung wie Fig. 8 mit zusätzlichen Drucksensoren, Fig. 10 eine Anordnung mit einer zugeordneten Druckwaage und einem Aufnahmeraum für eine elektrische Ansteuerung.
Das dargestellte Ventil mit seinem Gehäuse 1 besitzt einen Zufluß 2 mit einer Kammer 3 sowie einen Abfluß 4 mit einer gesteuerten Kammer 5. Die Kammern 3,5 sind über einen Ventilsitz 6, der über einen Kolben 7 mit einem Ventilkegel 24 steuerbar ist, verbindbar.
Der Kolben 7 ist über eine Regelfeder 8 beaufschlagt und andererseits durch ein Betätigungselement 9 über einen elektrisch steuerbaren Antrieb 10, wie einen Proportionalmagneten, gegen den Druck der Regelfeder 8 verstellbar. In diesem Fall ist ein Wegsensor dem Antrieb 10 zugeordnet.
Der Kolben 7 ist dabei an beiden Seiten zum Kraftausgleich mit gleicher beaufschlagter Querschnittsfläche versehen und über eine Verbindung 11 im Kolben 7 beiderseits mit dem vorliegenden Druck der Kammer 3 beaufschlagt. Der Kolben 7 ist in diesem Fall über elastische Dichtungen 12 im Gehäuse 1 eingesetzt .
Zusätzlich ist der Kolben 7 mit einem Steuersteg 13 versehen, der in der gesteuerten Kammer 5 mit einer gehäuseseitigen Steuerkante 14 korrespondiert. Dieser Steuersteg 13 besitzt umfangseitige Nuten 15 als Feinsteuernuten über die Drucköl zuführbar ist. Gegebenenfalls werden diese Nuten 15 erst verstellabhängig freigegeben, wobei auch der freigegebene Querschnitt sich höhenabhängig verändern kann. Dieses wird wie beim Ausführungsbeispiel durch dreiecksförmige Nuten 15 erreicht.
Die Kammer 3 und der Abfluß 4 sind in diesem Fall mit entsprechenden Drucksensoren 17, 18 versehen, um eine druckunabhängige Regelung durchzuführen.
Durch die Bestromung des Proportionalmagneten 10 als Antrieb wird der Kolben 7 über das Betätigungselement 9 gegen die Kraft der Regelfeder 8 in die einzustellende Position verschoben, so daß das Druckmedium über den Ventilsitz 6 geführt wird. Hierbei wird über die Nuten 15 als Feinsteuernuten im Steuersteg 13 ein Querschnitt freigegeben, der bei dem vorliegenden Druckunterschied eine definierte Menge übertreten läßt.
Durch den Wegsensor 16 wird bei Einsatz einer zugeordneten Steuereinheit 19 der Einfluß der Strömungskraft eliminiert. Bei dieser Regelung ist die Menge abhängig vom Druckunterschied in den Kammern 3, 5.
Durch die jeweils zugeordneten Drucksensoren 17,18 ist es möglich, über die Steuereinheit 19 die Regelung druckunabhängig einzustellen, indem der Druckunterschied die Durchflußmenge bestimmt. Steigt die Menge über einen vorgegebenen Wert, erhöht sich die Druckdifferenz und der Kolben 7 wird verschoben, um einen Druckflußquerschnitt zu verringern. Eine weitere Möglichkeit ist der Einsatz als proportional angesteuerter Mengenregler mit elektronischer Druckwaage 25, wie sie in Fig. 10 integriert ist. Hierbei wird mittels der Drucksensoren 17,18 im Vor- und Rücklauf die Druckdifferenz über die Drosselkante gemessen. Eine Steuereinheit 19 wertet die Meßwerte aus, vergleicht die Soll- und Istwerte und regelt den Strom für den Proportionalmagneten 10 oder Stellmotoren so, daß die Druckdifferenz und damit die Durchflußmenge den Vorgaben entspricht.
Gemäß Fig. 5 ist eine prinzipielle Schaltungsanordnung mit mehreren 2/2 Wegesitzventilen 20 mit Proportionalmagnet 10 und Wegsensoren 16 dargestellt, wobei eine Ansteuerung über eine Steuereinrichtung 19 erfolgt sowie entsprechende Drucksensoren 21 zugeordnet sind. Diese Anordnung dient zur druckabhängigen Steuerung eines Zylinders 22 mit wechselnder Last.
Zu den einzelnen Schaltungsanordnungen gemäß Fig. 6 bis Fig. 9 ist folgendes zu bemerken: Gemäß Fig. 6 wird über On-Off-Magneten 10 das Sitzventil 6 über den Kolben 7 gegen die Regelfeder 8 geöffnet . Die Durchflußmenge ist abhängig von dem Öffnungsverschnitt am Steuersteg 13 des Kolbens 7, damit also vom Hub des Kolbens 7 und vom Druckgefälle an der Steuerkante. Die beidseitig flächengleiche und druckausgeglichene Kolbenkonstruktion ermöglicht Öldurchfluß in beiden Richtungen. Durch dieses System werden unerwünschte Schließ- oder Öffnungskräfte eliminiert . Eine Dichtung 12 dichtet die Kolbenführung ab und das Ventil ist durch einen metallisch dichtenden Sitz leckölfrei.
Gemäß Fig. 7 ist als Antrieb 10 ein On-Off-Magnet angeordnet und öffnet das Sitzventil über den Kolben 7 gegen die Regelfeder 8. Die beidseitig flächengleiche und druckausgeglichene Sitz- Kolbenkonstruktion ermöglicht den Öldurchfluß in beiden Richtungen. Hierdurch werden unerwünschte Schließ- oder Öffnungskräfte eliminiert.
Eine Dichtung 12 dichtet die Kolbenführung ab und durch den metallisch dichtenden Sitz ist das Ventil leckölfrei. Durch eine Dämpfungsdüse 23 kann ein Schaltschlag verhindert werden.
Gemäß Fig. 8 wird über einen Proportionalmagneten 10 das Sitzventil geöffnet. Die Stromstärke und damit der Hub des Kolbens 7 wird über eine Steuereinheit 20 aufgrund der Vorgaben errechnet, wobei über einen Wegsensor 17 eine Kontrolle erfolgt .
Gemäß Fig. 9 erfolgt wie in anderen Fällen die Öffnung des Sitzventils über einen Proportionalmagneten 10. Der Hub des Kolbens 7 wird durch die Steuereinheit 19 errechnet. Hierbei wird der durch die Drucksensoren 17,18 vor und hinter der Drosselstelle gemessene Durchflußwiderstand sowie die durch den Wegsensor 16 ermittelte Position des Kolbens 7 mit einem vorgegebenen Kennlinienfeld verglichen. Eine Änderung des Durchflußwiderstandes durch Druck- oder Mengenänderungen wird erfaßt und die Steuereinheit gibt die korrigierte Verstellung über die Stromstärke vor, um eine Durchflußmenge konstant zu halten.
Der Wegsensor 16 ermöglicht hierbei eine sehr schnelle Regelgeschwindigkeit und eine höhere Genauigkeit im niedrigen Durchflußbereich. Die beidseitig flächengleiche und druckausgeglichene Sitz-Kolben-Konstruktion ermöglicht den Öldurchfluß in beiden Richtungen. Durch dieses System werden unerwünschte Schließ- oder Öffnungskräfte eliminiert.
Gemäß Fig. 10 ist zusätzlich ein Aufnahmeraum 26 für eine elektrische Ansteuerung mit Steuer- und Rechenprogramm zwischen dem eigentlichen Ventilgehäuse 1 und dem Antrieb 10 vorgesehen.

Claims

Patentansprüche
1. Elektrohydraulisches Steuerventil für eine kontinuierliche Steuerung eines hydraulischen Widerstandes zwischen Null und Unendlich, wobei ein elektrisch steuerbarer Kolben des Ventils gegen eine Regelfeder einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil als Sitzventil ausgebildet ist und ein Durchfluß zwischen einem Zufluß (2) , einer Kammer (3) und einem Abfluß (4) einer gesteuerten Kammer (5) über einen Ventilsitz (6) mittels eines Kolbens (7) mit einem Ventilkegel (24) steuerbar ist, wobei beide Seiten des Kolbens (7) mit gleicher beaufschlagter Querschnittsfläche ausgebildet sind und über eine Verbindung (11) im Kolben (7) beide Seiten mit der Kammer (3) zum Kraftausgleich verbunden sind sowie in der gesteuerten Kammer (5) eine Steuerkante (14) angeordnet ist, der ein Steuersteg (13) des verstellbaren Kolbens (7) zugeordnet und Nuten (15) zur Durchtrittsteuerung aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die am Steuersteg (13) des Kolbens (7) angeordneten Nuten (15) , wie in Dreiecksform, positionsabhängig von der Kolbenstellung größere bzw. kleinere Durchtrittsquerschnitte freigeben.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Sperrstellung des Ventils die Nuten (1.5) eine Verbindung zwischen der gesteuerten Kammer (5) und dem Abfluß (4) bilden.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung des Kolbens (7) über elektrisch steuerbare Antriebe (10) , wie On-Off-Magnete, Proportionalmagnete oder Stellmotoren, mit einem Betätigungselement (9) zur Einwirkung auf den Kolben (7) durchführbar ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellbewegung des Kolbens (7) ein Wegsensor (16) zugeordnet ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (3,5) des Ventils jeweils Drucksensoren (17,18) aufweisen.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale der Drucksensoren (17,18) und/oder des Wegsensors (16) einer Steuereinheit (19) zuführbar sind und über vorgegebene Steuer- und Regelrogramme eine elektrische Ansteuerung zur Einstellung des Kolbens (7) durchführbar ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die 'Kammern (3, 5) mit einer Druckwaage (25) verbunden sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Ventilgehäuse (1) und Antrieb (10) ein Aufnahmeraum (26) für eine elektrische Ansteuerung mit Steuer- und Regelprogramm ausgebildet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil als Cartridgeventil ausgebildet ist.
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