DE1098309B

DE1098309B - Control spool

Info

Publication number: DE1098309B
Application number: DEE16559A
Authority: DE
Inventors: Hans-Wilhelm Kraus
Original assignee: Eisenwerk Weserhuette AG
Current assignee: Eisenwerk Weserhuette AG
Priority date: 1958-10-10
Filing date: 1958-10-10
Publication date: 1961-01-26

Description

Steuerschieber Die Erfindung bezieht sich auf .einen Steuerschieber, vorzugsweise für hydraulischeAnlagen, der durch das in zwei stirnseitigen Druckräumen auf verschieden große Stirnflächen wirkende Druckmittel dadurch bewegt wird, daß bei gleichbleibendem Druck auf die kleinere Stirnfläche der Druck auf die größere Stirnfläche verringert wird.Control slide The invention relates to .ein control slide, preferably for hydraulic systems, thanks to the two pressure chambers on the front Pressure medium acting on differently sized end faces is moved in that with constant pressure on the smaller face, the pressure on the larger Frontal area is reduced.

Es ist bei derartigen Steuerschiebern bereits bekannt, die Bewegung eines Hauptschiebers indirekt über einen Hilfsschieber zu steuern. So wird z. B. bei einer solchen Einrichtung ein Kolben indirekt durch ein elektromagnetisch betätigtes Verschlußstück gesteuert, wobei der Kolben seinerseits eine weitere Kolbenanordnung steuert.It is already known for such control spools, the movement of a main slide can be controlled indirectly via an auxiliary slide. So z. B. in such a device a piston indirectly through an electromagnetically actuated one Controlled closure piece, the piston in turn a further piston assembly controls.

Die bisher bekannten Steuerschieber dieser Art besitzen jedoch den Nachteil, nicht genügend feinfühlig zu regeln bzw. zu steuern.The previously known control slide of this type, however, have the Disadvantage of not regulating or controlling with sufficient sensitivity.

Dieser Nachteil wird bei dem erfindungsgemäßen Steuerschieber dadurch beseitigt, daß ein in bekannter Weise im Hauptschieber untergebrachter, an sich bekannter, durch das Druckmittel betätigter Hilfsschieber gegen die Kraft einer Feder bewegt werden kann und mit einer Steuerkante durch Öffnen einer am Hauptschieber vorgesehenen Bohrung den Druckraum mit der größeren Stirnfläche über eine Bohrung im Hauptschieber, einen Ringraum am Hilfsschieber, eine Bohrung im Hauptschieber und einen Ringraum im Schiebergehäuse in die Abflußleitung entsprechend dem beabsichtigten Steuervorgang stärker entleert, als dieser Druckraum durch eine Düse mit höherem Druck aus dem Druckraum mit der kleineren Stirnfläche wieder aufgefüllt wird, wobei durch eine als Hilfsventil dienende Düsennadel durch Verschließen oder Öffnen einer Bohrung in einer Düsenplatte der Druck in einem Druckraum für den Hilfsschieber erhöht oder erniedrigt wird.This disadvantage becomes in the control slide according to the invention eliminates that a housed in a known manner in the main slide, per se known, actuated by the pressure medium auxiliary slide against the force of a Spring can be moved and with a control edge by opening one on the main slide provided bore the pressure chamber with the larger end face via a bore in the main slide, an annular space on the auxiliary slide, a hole in the main slide and an annulus in the valve body into the drain line as intended Control process more emptied than this pressure chamber by a nozzle with a higher Pressure from the pressure chamber with the smaller face is refilled, whereby through a nozzle needle serving as an auxiliary valve by closing or opening one Bore in a nozzle plate the pressure in a pressure chamber for the auxiliary slide is increased or decreased.

Die Erfindung hat gegenüber den bekannten Steuerschiebern auch den Vorteil, daß der Steuerschieber im Aufbau einfach und billig ist. Dabei werden selbst höchste Drücke mit Sicherheit beherrscht. Ein Festkleben der Schieber ist nicht zu befürchten, da beliebig hohe Kräfte zur Bewegung der Schieber zur Verfügung stehen.The invention also has compared to the known control slide The advantage that the control slide is simple and cheap in construction. Doing this yourself highest pressures mastered with certainty. There is no sticking of the slider to be feared, since arbitrarily high forces are available to move the slide.

Die Zeichnung zeigt einen Schnitt eines erfindungsgemäßen Steuerschiebers.The drawing shows a section of a control slide according to the invention.

Ein Schiebergehäuse 1 ist mit einer Druckleitung 2, einer Anschlußleitung 3 für einen Arbeitskolben und einer Abflußleitung 4 versehen. Das Schiebergehäuse 1 ist in üblicher Weise mit Deckeln 5 und 6 verschlossen. Der Decke16 enthält eine Bohrung zur Durchführung einer Schieberstange 7, welche ihrerseits mit einem Hauptschieber 8 fest oder lösbar -verbunden ist. Sowohl die Schieberstange 7 als auch der Hauptschieber 8 können durch Dichtungen 9 und 10 abgedichtet werden. Eine Bohrung 11 verbindet die Druckleitung 2 mit einem Druckraum 12, welcher durch die Bohrung des Schiebergehäuses 1, die ringförmige Stirnfläche des Deckels 6, die gleichfalls ringförmige Stirnfläche des Hauptschiebers 8 und die Mantelfläche der Schieberstange 7 gebildet wird. Der Flächeninhalt der Ringfläche beträgt zweckmäßigerweise die Hälfte der Stirnfläche der Bohrung des Schiebergehäuses 1. Eine Bohrung 13 in dem Hauptschieber 8 verbindet den Druckraum 12 mit einem Druckraum 14. Der Druckraum 14 wird gebildet durch die Innenfläche der Bohrung im Schiebergehäuse 1, die Stirnfläche des Deckels 5 und die volle Stirnfläche des Hauptschiebers B. Die Bohrung 13 ist mit einer Düse 15 versehen. Die Mittelbohrung des Hauptschiebers 8 wird durch einen Hilfsschieber 16 ausgefüllt. Eine Bohrung 17 der Schieberstange 7 steht in Verbindung mit einem Druckraum 18 und ist durch eine Düsenplatte 19 verschlossen, welche durch eine Führungsschraube20 gehalten wird. Eine Bohrung 21 in der Düsenplatte 19 wird durch eine Düsennadel 22 im Sinne der zu steuernden Schieberbewegung geöffnet oder geschlossen. Das austretende Druckmittel, z. B. Öl, gelangt über einen Hohlraum 23 und mehrere Bohrungen 24 ins Freie und kann als Lecköl durch geeignete und bekannte Einrichtungen abgeführt werden. Der Druckraum 18 steht durch eine Bohrung 25 mit der Bohrung 13 in Verbindung. Die Querschnittsfläche der Bohrung 25 kann durch eine Drosselschraube 26 verändert werden. Der Hilfsschieber 16 enthält in einer Bohrung 27 eine Feder 28. Die Feder 28 stützt sich auf einem Gewindepfropfen 29 ab, welcher die Mittelbohrung des Hauptschiebers 8 verschließt und durch den die Vorspannung der Feder 28 verändert werden kann. Durch die Feder 28 wird der Hilfsschieber 16 gegen Anschläge 30 der Schieberstange 7 gedrückt. In dieser Stellung verschließt eine Steuerkante 31 eines Ringraumes 32 eine Bohrung 33, welche die Mittelbohrung des Hauptschiebers 8 mit der Bohrung 13 verbindet. Durch eine Drosselschraube 34 kann der Querschnitt dieser Bohrung verändert werden. Der Ringraum 32 des Hilfsschiebers 16 steht durch eine Bohrung 35 mit einem - Ringraum 36 im Schiebergehäuse 1 in Verbindung. Durch die Bohrung 35 kann das Druckmittel in die Abflußleitung 4 fließen. In den Ringraum 36 führt auch eine Bohrung 37, durch die das Entstehen eines nicht erwünschten Druckes in der Bohrung 27 verhindert wird.A valve housing 1 is provided with a pressure line 2, a connection line 3 for a working piston and a drain line 4 provided. The valve body 1 is closed with covers 5 and 6 in the usual way. The ceiling16 contains a Hole for carrying out a slide rod 7, which in turn with a main slide 8 is firmly or detachably connected. Both the slide rod 7 and the main slide 8 can be sealed by seals 9 and 10. A hole 11 connects the pressure line 2 with a pressure chamber 12, which through the bore of the valve body 1, the annular end face of the cover 6, the likewise annular end face of the main slide 8 and the outer surface of the slide rod 7 is formed. Of the The surface area of the ring surface is expediently half the face area the bore of the slide valve housing 1. A bore 13 in the main slide 8 connects the pressure chamber 12 with a pressure chamber 14. The pressure chamber 14 is formed by the Inner surface of the bore in the valve housing 1, the end face of the cover 5 and the full face of the main slide B. The bore 13 is provided with a nozzle 15 Mistake. The central bore of the main slide 8 is through an auxiliary slide 16 filled out. A bore 17 of the slide rod 7 is in communication with a Pressure chamber 18 and is closed by a nozzle plate 19, which is secured by a guide screw 20 is held. A bore 21 in the nozzle plate 19 is through a nozzle needle 22 opened or closed in the sense of the slide movement to be controlled. The exiting Pressure means, e.g. B. oil, passes through a cavity 23 and several holes 24 into the Free and can be drained off as leakage oil by suitable and known devices. The pressure chamber 18 is in communication with the bore 13 through a bore 25. the The cross-sectional area of the bore 25 can be changed by means of a throttle screw 26. The auxiliary slide 16 contains a spring 28 in a bore 27. The spring 28 supports on a threaded plug 29, which is the central bore of the main slide 8 closes and through which the bias of the spring 28 can be changed. By the spring 28, the auxiliary slide 16 is against stops 30 of the slide rod 7 pressed. In this position, a control edge 31 closes off an annular space 32 a bore 33 which is the central bore of the main slide 8 connects to the bore 13. By means of a throttle screw 34, the cross-section this hole can be changed. The annular space 32 of the auxiliary slide 16 stands through a bore 35 with an - annular space 36 in the valve housing 1 in connection. By the bore 35 allows the pressure medium to flow into the drain line 4. In the annulus 36 also leads a bore 37, through which the creation of an undesired pressure in the bore 27 is prevented.

Die Steuerung der Schieberanlage erfolgt folgendermaßen: Wird die Düsennade122 in Richtung des Pfeiles »Vorwärts« bewegt, so öffnet sich die Bohrung 21 der Düsenplatte 19_ Dadurch strömt Druckmittel durch die Bohrung 17 aus dem Druckraum 18 aus, welcher durch die Bohrung 25 laufend aufgefüllt wird. Ist durch die Drosselschraube26 der Strom durch die Bohrung 25 so gedrosselt, daß der Strom durch die geöffnete Bohrung 21 der Düsenplatte 19 nur einen geringfügigen Druckabfall verursacht, so verharrt der Hilfsschieber 16 unter dem Druck der Feder 28 in der Stellung an den Anschlägen 30. In dieser Stellung des Hilfsschiebers 16 ist die Bohrung 33 verschlossen. Es kann also kein Druckmittel in die Bohrung 35 eintreten. Durch die Düse 15 fließt ständig Druckmittel in die Bohrung 13 und damit in den Druckraum 14. Dieses Druckmittel übt einen Druck auf die Stirnfläche des Hauptschiebers 8 aus und bewegt diesen gegen den Druck im Druckraum 12 ent= sprechend der Bewegung der Düsennadel 22. Verringert die Düsennadel 22 ihre Bewegung bis zum Stillstand, so schließt sie die Öffnung 21 in der Düsenplatte 19. Das durch die Bohrung 25 nachströmende Druckmittel vergrößert den Druck im Druckraum 18, bis dieser den Hilfsschieber 16 bewegt, wobei die Steuerkante 31 die Bohrung 33 öffnet und somit einen Strom aus der Bohrung 13 durch die Bohrung 33, den Ringraum 32, die Bohrung 35, in den Ringraum 36 und damit in die Abflußleitung 4 den Weg freigibt. Da die Düse 15 einen etwa gleich großen -Strom durchläßt, kommt der Hauptschieber 8 in dieser Lage zum Stillstand.The valve system is controlled as follows: If the If the nozzle needle 122 is moved in the direction of the arrow »Forward«, the bore opens 21 of the nozzle plate 19_ As a result, pressure medium flows through the bore 17 out of the pressure chamber 18, which is continuously filled through the bore 25. Is through the throttle screw26 the flow through the bore 25 so throttled that the flow through the open Bore 21 of the nozzle plate 19 causes only a slight pressure drop, so the auxiliary slide 16 remains under the pressure of the spring 28 in the position on the Stops 30. In this position of the auxiliary slide 16, the bore 33 is closed. No pressure medium can therefore enter the bore 35. Flows through the nozzle 15 constantly pressure medium in the bore 13 and thus in the pressure chamber 14. This pressure medium exerts a pressure on the end face of the main slide 8 and moves it against it the pressure in the pressure chamber 12 corresponding to the movement of the nozzle needle 22 is reduced the nozzle needle 22 its movement to a standstill, so it closes the opening 21 in the nozzle plate 19. The pressure medium flowing in through the bore 25 is enlarged the pressure in the pressure chamber 18 until it moves the auxiliary slide 16, the control edge 31 the bore 33 opens and thus a flow from the bore 13 through the bore 33, the annular space 32, the bore 35, into the annular space 36 and thus into the drain line 4 clears the way. Since the nozzle 15 lets through a stream of approximately the same size, comes the main slide 8 comes to a standstill in this position.

Wird die Düsennade122 in Richtung des Pfeiles »Zurück« bewegt, steigert sich der Druck im Druckraum 18, so daß durch das Zurückweichen des Hilfsschiebers 16 die Bohrung 33 noch weiter geöffnet wird. Der Zustrom durch die Düse 15 reicht jetzt nicht aus, um den Druck im Druckraum 14 aufrechtzuerhalten. Der höhere Druck im Druckraum 12 bewegt den Hauptschieber8 in Richtung der Bewegung der Düsennadel 22. Dabei folgt der Hauptschieber 8 den Bewegungen der Düsennade122 stets mit großer Genauigkeit.If the nozzle needle 122 is moved in the direction of the arrow »Back«, it increases the pressure in the pressure chamber 18, so that by the retraction of the auxiliary slide 16 the bore 33 is opened even further. The inflow through the nozzle 15 is sufficient now not enough to maintain the pressure in the pressure chamber 14. The higher pressure in the pressure chamber 12 moves the main slide 8 in the direction of the movement of the nozzle needle 22. The main slide 8 always follows the movements of the nozzle needle 122 with a large amount of force Accuracy.

Die Präzision dieser Bewegung ist nur abhängig von dem relativen Abstand der Düsennade122 von der Düsenplatte 19. Da der Strom durch die Bohrung 21 der Düsenplatte 19 fast konstant auftritt, unterliegt dieser Abstand bei genügend kleiner Bohrung 21 nur mikroskopisch kleinen Änderungen, welche auf den Steuervorgang des gesamten Steuerschiebers nur unmerklichen Einfluß haben. Durch die Bohrung 21 in der Düsenplatte 19 und durch richtige Wahl des Druckes im Druckraum 18, welcher lediglich durch die Kraft der Feder 28 bestimmt wird, läßt sich der Strömungsdruck auf die Düsennadel 22, also die Kraft, mit weicher die Düsennadel 22 bewegt werden muß, beliebig verringern. Durch geeignete Wahl und Zuordnung der Form der Bohrung 21 in der Düsenplatte 19 (lang oder kurz, kegel- oder düsenförmig) zu der Form der Spitze der Düsennade122 (zylindrisch; kegelförmig od. dgl.) läßt sich noch ein Dämpfungseffekt erzielen, wenn eine unmittelbare Folgebewegung des Hauptschiebers 8 gegenüber der Düsennadel im Steuervorgang nicht erwünscht ist.The precision of this movement is only dependent on the relative distance the nozzle needle 122 from the nozzle plate 19. Since the flow through the bore 21 of the nozzle plate 19 occurs almost constantly, this distance is subject to a sufficiently small bore 21 only microscopic changes affecting the control process of the whole Control slide only have an imperceptible influence. Through the hole 21 in the nozzle plate 19 and by correct choice of the pressure in the pressure chamber 18, which is only through the force of the spring 28 is determined, the flow pressure on the nozzle needle 22, so the force with which the nozzle needle 22 must be moved, reduce as desired. By suitable selection and assignment of the shape of the bore 21 in the nozzle plate 19 (long or short, conical or nozzle-shaped) to the shape of the tip of the nozzle needle 122 (cylindrical; conical or the like) can still achieve a damping effect, if there is an immediate following movement of the main slide 8 with respect to the nozzle needle is not desired in the control process.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Control slide, preferably for hydraulic ones Systems that are created in two front pressure chambers on differently sized front surfaces acting pressure medium is moved in that at constant pressure on the smaller frontal area the pressure on the larger frontal area is reduced, with Control by an auxiliary valve, characterized in that a in a known manner in the main slide (8) housed, known per se, actuated by the pressure medium Auxiliary slide (16) can be moved against the force of a spring (28) and with a Control edge (31) by opening a hole (33) provided on the main slide (8) the pressure chamber (14) with the larger end face via a bore (13) in the main slide (8), an annular space (32) on the auxiliary slide (16), a bore (35) in the main slide (8) and an annular space (36) in the valve housing (1) in the drain line (4) accordingly the intended control process emptied more than this pressure chamber (14) a nozzle (15) with a higher pressure from the pressure chamber (12) with the smaller face is refilled, with a nozzle needle (22) serving as an auxiliary valve by closing or opening a bore (21) in a nozzle plate (19) of the Pressure in a pressure chamber (18) for the auxiliary slide (16) increased or decreased will.

2. Control slide according to claim 1, characterized in that the path of the auxiliary slide (16) is limited by stops (30).

3. Control spool according to claim 1 or 2, characterized in that through the length of the bore (21) in the nozzle plate (19) and the shape of the tip of the nozzle needle (22) the following speed of the main slide (8) with respect to the control movement of the nozzle needle (22) variable is.

4. Control slide according to one of claims 1 to 3, characterized in that the adjustment speed of the main slide (8) and the auxiliary slide (16) can be regulated by means of throttle screws (26 and 34). Considered publications: German Patent Specifications Nos. 763 381, 802 298, 831787; German utility model No. 1 745 083; Swiss Patent No. 211 709; French Patent Nos. 873 178, 1139 760; USA. Patents No. 2,080,824, 2,694,544, the 2,823,691th Contemplated older patents. German Patent No. 1 059 731, 1070.891..