DE1116005B

DE1116005B - Relieved valve for pressure control in hydraulic systems

Info

Publication number: DE1116005B
Application number: DEB44701A
Authority: DE
Original assignee: Boulton Paul Aircraft Ltd
Current assignee: Boulton Paul Aircraft Ltd
Priority date: 1957-01-02
Filing date: 1957-04-30
Publication date: 1961-10-26

Description

Entlastetes Ventil für die Druckregelung in hydraulischen Anlagen Die Erfindung betrifft ein entlastetes Ventil für die Druckregelung in hydraulischen Anlagen mit einem drehbaren, zylindrischen, im Zylindermantel eingeschnittene Verbindungskanäle aufweisenden Verschlußstück, zwei Hochdruckzuleitungen, zwei Niederdruckableitungen und je zwei Verbindungsleitungen nach beiden Seiten einer hydraulischen Kraftanlage.Relieved valve for pressure control in hydraulic systems The invention relates to a relieved valve for pressure control in hydraulic Systems with a rotatable, cylindrical connection channels cut into the cylinder jacket having closure piece, two high pressure feed lines, two low pressure discharge lines and two connecting lines on either side of a hydraulic power plant.

Derartige Ventile, auch Drehschieber genannt, haben die Aufgabe, den Zufluß der Druckflüssigkeit von einer Pumpe und gleichzeitig den Rückfluß der Druckflüssigkeit bei einer hydraulischen Anlage, z. B. einem Servomotor, wahlweise umzusteuern.Such valves, also called rotary valves, have the task of Inflow of the hydraulic fluid from a pump and at the same time the backflow of the hydraulic fluid in a hydraulic system, e.g. B. a servo motor, optionally to be reversed.

Es sind bereits für solche Zwecke Drehschieber bekannt, bei welchen ein zylinderförmiges Verschlußstück in einem zylindrischen Gehäuse sich befindet, welches Verschlußstück eingeschnittene Kanäle besitzt, die bei entsprechender Drehung Verbindungen mit den Zu- und Ableitungen des Gehäuses herstellen.There are already known rotary valve for such purposes, in which a cylindrical closure piece is located in a cylindrical housing, which closure piece has incised channels, which with appropriate rotation Establish connections with the supply and discharge lines of the housing.

Es ist auch schon bereits vorgeschlagen, Walzen-oder Kugellager für das Verschlußstück in dem Gehäuse zur Verminderung der Reibung bei der Betätigung des Drehschiebers vorzusehen. Auch ist es bekannt, daß die Gehäusezuleitungen für die Hochdruckflüssigkeit symmetrisch angeordnet sein müssen, damit sie die statischen Beanspruchungen auf die Lager ausgleichen und sichern, daß der Druck der Druckflüssigkeit nicht das Ventil, wenn es geschlossen ist, ungewollt zu drehen vermag.It has also already been proposed for roller or ball bearings the locking piece in the housing to reduce the friction during actuation of the rotary valve. It is also known that the housing leads for the high-pressure fluid must be arranged symmetrically so that they are the static Compensate the stresses on the bearings and ensure that the pressure of the hydraulic fluid the valve cannot rotate unintentionally when it is closed.

Weiterhin ist bekannt, daß bei einem Drehschieber die in das Verschlußstück konkav eingeschnittenen Verbindungskanäle unsymmetrisch verteilt sind.It is also known that in the case of a rotary valve in the closure piece concave incised connecting channels are distributed asymmetrically.

Bei einigen der vorstehend geschilderten Ausführungen werden bei geöffnetem Ventil die statischen Beanspruchungen zwar noch ausgeglichen, aber auf Grund der Bernoulli-Kräfte beim Durchfluß des Drucköles durch das Ventil treten Drehkräfte auf, durch welche dieser Ausgleich nicht mehr bestehenbleibt. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung einer derart verbesserten Konstruktion solcher Ventile, durch welche die unerwünschten Bernoulli-Kräfte weitestgehend ausgeschaltet werden.In some of the designs described above, when the Valve, the static loads are still balanced, but due to the Bernoulli forces occur when the pressure oil flows through the valve through which this compensation no longer exists. Subject of the present Invention, therefore, is to provide such an improved construction thereof Valves, through which the undesirable Bernoulli forces largely switched off will.

Der Nachteil der bekannten Einrichtung soll gemäß der Erfindung dadurch beseitigt werden, daß zur Entlastung in Drehrichtung die Winkel zwischen den Hochdruckzuleitungen und den Verbindungsleitungen zur hydraulischen Kraftanlage größer sind als die Winkel zwischen diesen Verbindungsleitungen und den Niederdruckableitungen und daß bei Anordnung von konkav eingeschnittenen Verbindungskanälen diese im Verschlußstück so unsymmetrisch über den Zylindermantel verteilt sind, daß bei Offenstellung des Ventils beide Hochdruckzuleitungen durch zwei Verbindungskanäle mit den beiden entsprechenden Verbindungsleitungen verbunden sind, jedoch nur eine der beiden Niederdruckableitungen durch einen von zwei anderen Verbindungskanälen mit einer der beiden übrigen Verbindungsleitungen verbunden ist, und daß ferner die konkaven Wölbungen der Verbindungskanäle verschieden sind.The disadvantage of the known device is said to be, according to the invention eliminated that the angle between the high pressure supply lines to relieve in the direction of rotation and the connecting lines to the hydraulic power plant are larger than the angles between these connecting lines and the low-pressure discharge lines and that at Arrangement of concavely cut connecting channels these in the closure piece are distributed so asymmetrically over the cylinder jacket that when the Valve, both high-pressure feed lines through two connecting channels with the two corresponding Connecting lines are connected, but only one of the two low-pressure discharge lines through one of two other connecting channels with one of the other two connecting lines is connected, and that further the concave curvatures of the connecting channels different are.

In den Zeichnungen ist eine beispielsweise Ausführungsform nach der Erfindung wiedergegeben, und zwar zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch die bisher übliche Ventilausbildung in Schließstellung, Fig. 2 einen Querschnitt nach Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 eine ähnliche Darstellung nach Fig.1 eines Hochdruckventils nach der Erfindung, ebenfalls in Schließstellung, Fig. 4 einen Querschnitt nach Linie IV-IV von Fig. 3; Fig. 5 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 3, jedoch mit Darstellung des Ventils in Offenstellung durch Drehung nach einer Seite hin, Fig. 6 einen Querschnitt nach Linie VI-VI von Fig. 5, Fig.7 eine Darstellung wie nach Fig.5, jedoch nach Drehung des Ventils in Offenstellung nach der anderen Seite hin, und Fig. 8 einen Querschnitt nach Linie VIII-VIII von Fig. 7.In the drawings is an example embodiment according to Invention reproduced, namely Fig. 1 shows a longitudinal section through the hitherto usual valve design in the closed position, Fig. 2 is a cross section along the line II-II in Fig. 1, Fig. 3 shows a similar representation according to Fig. 1 of a high pressure valve according to the invention, also in the closed position, Fig. 4 shows a cross section Line IV-IV of Figure 3; FIG. 5 is a view similar to FIG. 3, but with an illustration of the valve in the open position by rotating it to one side, FIG. 6 shows a cross section according to line VI-VI of FIG. 5, FIG. 7 shows a representation as in FIG Rotation of the valve in the open position to the other side, and Fig. 8 shows a cross section along line VIII-VIII from FIG. 7.

In Fig.1 und 2 der Zeichnungen sind die mit P1 gekennzeichneten Hochdruckzuleitungen an die Druck= flüssigkeitszufuhr angeschlossen und die Niederdruckableitungen P, an Rückführungsleitungen zu dem Behälter, der zur Druckflüssigkeitserzeugung dient. Die beiden Leitungen A 1 stehen . mit der einen Seite der zu betätigenden Kraftanlage in Verbindung und die beiden Leitungen Az mit deren anderer Seite. Die Ausnehmungen oder Kanäle G in dem Verschlußstück ermöglichen den Fluß der Druckflüssigkeit von den beiden Hochdruckzuleitungen P1 zu den beiden Verbindungsleitungen A1 oder A2 der hydraulischen Anlage, je nach der Drehung des Verschlußstückes in der einen oder anderen Richtung. In gleicher Weise besteht die Möglichkeit einer Verbindung beider Paare der Leitungen A1 zu der Kraftanlage mit den Abflußleitungen Po für die Niederdruckseite. Bei dieser üblichen Ausführung ist es bekannt, daß die Bernoulli-Kräfte eine Drehung des Verschlußstückes verursachen, wobei diese Drehung entgegengesetzt zu der Richtung verläuft, in welcher das Ventil geöffnet wurde.In Fig. 1 and 2 of the drawings, the high pressure feed lines marked P1 are connected to the pressure = liquid supply and the low pressure discharge lines P, on return lines to the container that is used to generate pressure fluid. The two lines A 1 are up. with one side of the power plant to be operated in connection and the two lines Az with their other side. The recesses or channels G in the plug allow the flow of pressurized fluid from the two high-pressure feed lines P1 to the two connecting lines A1 or A2 the hydraulic system, depending on the rotation of the locking piece in one or other direction. In the same way there is the possibility of a connection both pairs of lines A1 to the power plant with the discharge lines Po for the low pressure side. In this conventional design, it is known that the Bernoulli forces cause a rotation of the closure piece, this rotation being opposite to the direction in which the valve was opened.

Die erfindungsgemäße Ausbildung ist in den Fig. 3 bis 8 wiedergegeben. Nach dem Öffnen des Ventils ist jede Hochdruckzuleitung P1 mit den ihr zugeordneten Leitungen A1, A1 oder A2, A2, je nach der gewünschten Beaufschlagungsrichtung, verbunden, aber nur eine der beiden Leitungen A2, A2 oder A1, A1 der Kraftanlage steht mit einer der Niederdruckabflußleitungen Po zu- irgendeiner Zeit in Verbindung. So besteht lediglich ein Durchfluß für die eine der beiden Leitungen A2, A2 mit nur einer Abflußleitung P0, wenn das Verschlußstück in der einen Richtung nach Fig. 6 gedreht ist, bzw. es ist nur eine Leitung der beiden Kanäle A1, A1 mit der anderen Abflußleitung P0 verbunden, wenn das Verschlußstück in entgegengesetzter Richtung nach Fig. 8 gedreht wurde.The design according to the invention is shown in FIGS. After opening the valve, each high-pressure supply line P1 is connected to the one assigned to it Lines A1, A1 or A2, A2, depending on the desired direction of application, connected, but only one of the two lines A2, A2 or A1, A1 of the power plant stands with one of the low pressure discharge lines Po at any time in connection. So there is only one flow for one of the two lines A2, A2 with only one drain line P0 when the closure piece is rotated in the one direction according to FIG. there is only one line of the two channels A1, A1 with the other drain line P0 connected when the closure piece is rotated in the opposite direction according to FIG became.

Darüber hinaus sind die Kanäle C und D in dem Verschlußstück, welche die Verbindung zwischen den einzelnen Abzweigungen nach dem Öffnen des Ventils herstellen, in konkavbogenförmiger Weise ausgebildet. Es wurde festgestellt, daß bei einer derartigen Ausbildung die Bernoulli-Kräfte fast völlig ausgeglichen werden. Auch ergab sich eine besonders zufriedenstellende Auslastung, wenn der Winkel zwischen den Mittellinien der Niederdruckableitungen Po und den Mittellinien der Zuleitungen zu der Kraftanlage wesentlich geringer war als der zwischen den Mittellinien- der Hochdruckzuleitungen P1 und den Kraftanlagezuleitungen. Weiterhin wurde gefunden, daß für die Umleitungen C vorzugsweise eine Krümmungshöhe von etwa 11'% der Sehnenlänge für die Hochdruckströmungen eingehalten werden soll und eine Krümmung von 10% der Sehne für den Niederdruckkanal D. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die genaue Einhaltung dieser Angaben beschränkt.In addition, channels C and D in the plug are which establish the connection between the individual branches after opening the valve, formed in a concave arc-shaped manner. It was found that with such Training the Bernoulli forces are almost completely balanced. Also surrendered a particularly satisfactory utilization when the angle between the center lines the low-pressure discharge lines Po and the center lines of the supply lines to the power plant was much lower than the one between the center lines of the high pressure feed lines P1 and the power plant feed lines. It was also found that for the diversions C preferably a height of curvature of about 11% of the chord length for the high pressure currents should be maintained and a curvature of 10% of the tendon for the low pressure channel D. However, the invention is not limited to the precise adherence to this information.

Claims

PATENT CLAIM: Relieved valve for pressure regulation in hydraulic systems with .einem rotatable, cylindrical closure piece with connecting channels cut into the cylinder jacket, two high-pressure feed lines, two low-pressure discharge lines and two connection lines on both sides of a "-hydraulic power system, characterized in that for relief in the direction of rotation the angles between the high-pressure feed lines (P1, P1) and the connecting lines (A2, A1; A1, A2) to the hydraulic power plant are greater than the angles between these connecting lines (A2, A1; A1, A2) and the low-pressure discharge lines- (P0, P0) and that with the arrangement of concavely cut connecting channels (C, C; D, D) these are so asymmetrically distributed in the closure piece over the cylinder jacket that when the valve is open, both high-pressure feed lines (P1, P ) through the connecting channels (C, C) with the connected to the two corresponding connecting lines (A1, A1 or A2, A2) s ind, but only one of the two low-pressure discharge lines (Po, Po) is connected to one of the other two connecting lines (A, or A2) through one of the two connecting channels (D, D) , and that the concave curvature of the connecting channels (C, C ) is different from that of the connecting channels (D, D). Documents considered: German Patent No. 82102; French Patent No. 1090 049; U.S. Patent No. 2,443,333.