DE1138596B

DE1138596B - Control valve

Info

Publication number: DE1138596B
Application number: DEH37335A
Authority: DE
Original assignee: Bell Aerospace Corp
Current assignee: Bell Aerospace Corp
Priority date: 1959-09-03
Filing date: 1959-09-03
Publication date: 1962-10-25

Description

Steuerventil Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuerventil mit zwei einander gegenüberliegenden Düsen und einem dazwischen beweglichen Verschlußteil, das sich innerhalb eines Rohres befindet, das an seinem einen Ende im Ventilgehäuse dicht befestigt ist und an seinem freien Ende einen Anker trägt, welcher, durch Magnetkraft hin- und herbewegt, das Verschlußteil verstellt.Control valve The invention relates to a control valve having two opposing nozzles and a closure part movable between them, which is located within a tube that is at one end in the valve housing is tightly attached and carries an anchor at its free end, which through Magnetic force moved back and forth, the locking part adjusted.

Zum Stand der Technik gehört ein Steuerventil, bei dem zwei Elektromagneten mit ihrem Gehäuse über ein steifes Rohr bis zum Anschlag eines an dem Rohr befindlichen Flansches geschoben sind. Dieses Rohr ist mit seinem freien Ende in dem Steuerventilgehäuse dichtend eingesetzt. In dem Rohr ist ein Anker mit einem unteren und einem oberen halsartigen Ansatz angeordnet. Der obere halsartige Ansatz ist koaxial und starr mit einem zylindrischen Körper verbunden. Dieser zylindrische Körper wird in die Bohrung eines Flansches eingepreßt, wodurch der Anker in dem Rohr zentriert ist. Durch die Betätigung eines Elektromagneten wird der Anker quer bewegt. Die Querbewegung ist eine Drehung um die Verbindungsstelle des zylindrischen Körpers mit dem oberen halsartigen Ansatz des Ankers. Da diese Verbindung starr ausgeführt ist, ist diese Verbindungsstelle bei der Anlage des unteren Ankerteils an einer Düsenöffnung ganz erheblichen Biegekräften ausgesetzt, so daß eine derartige Aufhängung sehr schnell zum Bruch des Ankers an der Biegestelle führt.The prior art includes a control valve in which two electromagnets with its housing over a rigid tube until it stops at one on the tube Flange are pushed. This tube is with its free end in the control valve housing used sealing. In the tube is an anchor with a lower and an upper one arranged neck-like approach. The upper neck-like approach is coaxial and rigid connected to a cylindrical body. This cylindrical body is inserted into the Pressed bore of a flange, whereby the anchor is centered in the pipe. The armature is moved transversely by actuating an electromagnet. The transverse movement is a rotation around the junction of the cylindrical body with the upper one neck-like approach of the anchor. Since this connection is rigid, this is The connection point when the lower part of the anchor is in contact with a nozzle opening is complete exposed to considerable bending forces, so that such a suspension very quickly leads to breakage of the anchor at the bending point.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Aufhängung des Ankers zu verbessern und eine Querschnittsverminderung des Ankers an seiner Aufhängungsstelle zu vermeiden.The object of the invention is to improve the suspension of the anchor and to avoid a reduction in cross-section of the anchor at its suspension point.

Erfindungsgemäß wird die Lösung der obigen Aufgaben dadurch erreicht, daß das Rohr elastisch ist, daß der Anker aus einer Ankermuffe und einem Ankerschaft besteht und daß das freie Ende des Rohres, zwischen dem nicht verjüngten Ende des Ankerschaftes und der Bohrung der Ankermuffe eine steife Verbindung bildend, eingeklemmt ist.According to the invention, the above objects are achieved by that the tube is elastic, that the anchor consists of an anchor sleeve and an anchor shaft and that the free end of the tube, between the non-tapered end of the Anchor shank and the bore of the anchor sleeve forming a rigid connection, clamped is.

Der Anker kann also aus zwei getrennten Teilen, nämlich der Ankermuffe und dem Ankerschaft bestehen, die unter Zwischenlage des einen Rohrendes zusammengepreßt werden, so daß die Verbindung gasdicht und starr ist. Bei den durch die Magneten hervorgerufenen Schwingungen des Ankers wird, im Gegensatz zum Stand der Technik, nicht eine bestimmte, in ihrem Querschnitt von vornherein geschwächte Stelle beansprucht, sondern die Biegebeanspruchung über die gesamte Länge des elastischen Rohres gleichmäßig verteilt. Das elastische Rohr verbiegt sich durch die Anlage an einer der Düsen S-förmig derart, daß die Achsen der beiden Einspannstellen des Rohres parallel, aber nicht fluchtend zueinander ausgerichtet sind. Dies beruht auf der Zusammenwirkung der beiden Anschlagflächen oberhalb und unterhalb jedes Magneten und der entsprechenden Flächen an der Ankermuffe. Dadurch ist gewährleistet, daß der Anker nur eine Translationsbewegung ausführt, was einen wesentlich besseren Wirkungsgrad der elektromagnetischen Kopplung infolge des gleichmäßigeren magnetischen Flusses gegenüber der Verschwenkbewegung des Ankers gemäß dem Stand der Technik zur Folge hat.The anchor can therefore consist of two separate parts, namely the anchor sleeve and the anchor shaft, which are pressed together with the interposition of one end of the pipe so that the connection is gastight and rigid. By the magnets caused vibrations of the armature, in contrast to the state of the art, does not stress a certain point, which is weakened in its cross-section from the start, but the bending stress evenly over the entire length of the elastic tube distributed. The elastic tube bends when it rests on one of the nozzles S-shaped in such a way that the axes of the two clamping points of the pipe are parallel, but are not aligned with one another. This is based on the interaction the two stop surfaces above and below each magnet and the corresponding one Areas on the anchor sleeve. This ensures that the armature only moves in translation executes what a much better efficiency of the electromagnetic coupling due to the more uniform magnetic flux compared to the pivoting movement of the anchor according to the state of the art.

Durch die Wahl des Werkstoffes des den Anker in seiner Ruhelage zentrierenden Rohres und der Stärke dieses Rohres sind zwei Variable gegeben, mittels deren die Elastizität und damit die Trägheit der Aufhängung an den gewünschten Schwingungszahlbereich auf einfachste Weise angeglichen werden kann.By choosing the material of the anchor centering in its rest position Pipe and the thickness of this pipe are given two variables by means of which the Elasticity and thus the inertia of the suspension to the desired frequency range can be adjusted in the simplest way.

Die Unterteilung des Ankers in Ankermuffe und Ankerschaft ermöglicht eine einfache Herstellung, insbesondere eine Anpassung an verschieden große Ventilmodelle, da nur die Muffe in verschiedenen Längen, wegen unterschiedlicher Größe der Magneten, hergestellt werden muß, während der Schaft für alle Modelle gleich ausgeführt werden kann. Gegenüber dem Stand der Technik ergeben sich als zwei weitere Vorteile die einfachere Montage und die zuverlässige Abdichtung zwischen dem Rohrinneren und dem Magnetraum.The subdivision of the anchor into anchor sleeve and anchor shaft enables simple production, in particular adaptation to valve models of different sizes, because only the sleeve comes in different lengths, due to the different size of the magnets, must be manufactured, while the shaft is made the same for all models can. Compared to the prior art, there are two further advantages easier assembly and reliable sealing between the pipe interior and the magnet room.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Darin zeigt Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch eine Ausführungsform der Erfindung und Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II von Fig. 1. Wie in der Zeichnung dargestellt ist, kann eine Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit einem hydraulischen Steuerschieber verwendet werden, der ein Gehäuse 15 aufweist, in dem ein Schieberkolben 25 und (nicht gezeigte) Ölkanäle angebracht sind. Die von dem Gehäuse 15 nach außen führenden Druckmittelkanäle sind bei 16, 18, 20, 22, 30, 32 und 34 angedeutet. Ein Druckmittehnotor mit einem Zylinder 24, einem Kolben 26 und einer Kolbenstange 28 oder eine ähnliche Einrichtung kann mit den Druckmittelkanälen 20, 22 so verbunden sein, daß diese an entgegengesetzten Seiten des Kolbens 26 in den Zylinder 24 führen. Der Kanal 16 bildet den Druckmitteleinlaß, während der Kanal 18 die Rückführleitung darstellt. Bei einer Verschiebung des Schieberkolbens 25 im Gehäuse 15 wird also der Druckmittelmotor 24 bis 28 verstellt.An embodiment of the invention is shown in the drawing. 1 shows a vertical section through an embodiment of the invention and FIG. 2 shows a section along line II-II of FIG. 1. As shown in the drawing, an embodiment of the invention can be used in connection with a hydraulic control slide. which has a housing 15 in which a slide piston 25 and (not shown) oil channels are attached. The pressure medium channels leading to the outside from the housing 15 are indicated at 16, 18, 20, 22, 30, 32 and 34. A pressure medium motor with a cylinder 24, a piston 26 and a piston rod 28 or a similar device can be connected to the pressure medium channels 20, 22 in such a way that they lead into the cylinder 24 on opposite sides of the piston 26. The channel 16 forms the pressure medium inlet, while the channel 18 represents the return line. When the slide piston 25 is displaced in the housing 15, the pressure medium motor 24 to 28 is adjusted.

Die Kanäle 30, 32 leiten normalerweise Öl unter gleichen Drücken von Kammern an entgegengesetzten Enden des Schieberkolbens 25 zu einander gegenüberliegenden Düsen 40 bzw: 42, die in einem Gehäuseblock 44 so angeordnet sind, daß sie Öl gegen entgegengesetzte Seiten eines abgeflachten Endabschnitts 46 des Ankers des elektromagnetischen Bestandteils der Vorrichtung spritzen. Der Endabschnitt 46 liegt in einer Ölkammer 52, die in dem Gehäuseblock 44 gebildet ist und mit dem Kanal 34 in Verbindung steht, der zu der Rückführleitung 18 führt. Der Endabschnitt 46 ist normalerweise zwischen den Düsen 40, 42 zentriert und liegt in geringen, gleichen Abständen von diesen, so daß konstante Ölströme von den Kammern an den entgegengesetzten Enden des Scliieberkolbens durch die Düsen 40, 42 gegen den Ankerabschnitt 46 und von dort durch die Rückführleitung 18 gehen können. Durch jede Verstellung der Ankermuffe 50 und damit des Endabschnitts 46 in bezug auf die Düsen 40, 42 werden jedoch diese differentiell gedrosselt, wodurch das zuvor bestehende Druckgleichgewicht an den entgegengesetzten Enden des Schieberkolbens 25 gestört wird. Dadurch wird der Schieberkolben 25 verschoben, was eine Veränderung der Ölströmung vom Einlaß 16 durch die Kanäle 20, 22 zur Folge hat. Der Motor 24 bis 28 wird daher in Übereinstimmung mit dem Grad der Auslenkung des Ankerteils 46 aus seiner normalen Stellung verschoben.The channels 30, 32 normally direct oil at equal pressures from chambers at opposite ends of the spool 25 to opposing nozzles 40 and 42, respectively, which are arranged in a housing block 44 so that they supply oil against opposite sides of a flattened end portion 46 of the armature of the the electromagnetic component of the device. The end section 46 lies in an oil chamber 52 which is formed in the housing block 44 and is in communication with the channel 34 which leads to the return line 18. The end portion 46 is normally centered between and closely spaced from the nozzles 40, 42 so that constant flows of oil from the chambers at the opposite ends of the spool through the nozzles 40, 42 against the armature portion 46 and from there through the Return line 18 can go. However, with each adjustment of the armature sleeve 50 and thus of the end section 46 with respect to the nozzles 40, 42 these are differentially throttled, whereby the previously existing pressure equilibrium at the opposite ends of the slide piston 25 is disturbed. As a result, the slide piston 25 is displaced, which results in a change in the oil flow from the inlet 16 through the channels 20, 22 . The engine 24 to 28 will therefore be shifted in accordance with the degree of displacement of the anchor portion 46 from its normal position.

Zur Erzielung dieser Wirkung des Ankers ist dieser im Gehäuseblock 44 federnd gelagert. Wie in Fig. 1 gezeigt, kann diese federnde Lagerung dadurch erhalten werden, daß der Gehäuseblock 44 mit einer Innenbohrung versehen wird, in die im Gleitsitz eine Buchse 100 eingesetzt ist. In dieser Buchse ist strömungsmitteldicht ein Federmetallrohr 102 befestigt, das nach oben ragt und teleskopartig in einem ausgebohrten Abschnitt der Ankermuffe 50 strömungsmitteldicht befestigt ist. Ein Ankerschaft 104 ist an seinem oberen Ende im Preßsitz in der aus dem Rohr 102 und der Ankermuffe 50 bestehenden Anordnung befestigt. Der Ankerschaft 104 verjüngt sich nach unten bis zu dem zur Steuerung der Düsen 40; 42 dienenden flachen Endabschnitt 46. Zum Abdichten der Buchse 100 gegenüber dem Gehäuseblock 44 kann ein O-Ring 106 verwendet werden, und eine Gewindemutter 108 hält die Buchse 100 nach dem Einbau fest.To achieve this effect, the armature is resiliently mounted in the housing block 44. As shown in FIG. 1, this resilient mounting can be obtained in that the housing block 44 is provided with an inner bore into which a bushing 100 is inserted in a sliding fit. In this bushing, a spring metal tube 102 is fastened in a fluid-tight manner, which protrudes upwards and is fastened in a telescopic manner in a drilled section of the anchor sleeve 50 in a fluid-tight manner. An anchor shank 104 is press fit at its upper end in the tube 102 and anchor sleeve 50 assembly. The anchor shaft 104 tapers down to the point for controlling the nozzles 40; 42. An O-ring 106 can be used to seal the bushing 100 against the housing block 44 and a threaded nut 108 holds the bushing 100 in place after installation.

Die Schwenkbewegungen des Ankers auf dem Rohr 102, das als Drehpunkt wirkt, werden durch Elektromagnetwicklungen 68, 70 hervorgerufen, die in einem Gehäuse 72 auf gegenüberliegenden Seiten des Ankers angebracht sind und so ausgeführt sind, daß sie durch Steuersignale, Fehlersignale oder andere Eingangssignale differentiell erregt werden, wie in der Technik bekannt ist. Es können auch Permanentmagneten 74, 76 verwendet werden, die auf entgegengesetzten Seiten des Ankers angeordnet sind, um diesen in die zentrierte Stellung vorzuspannen. Das Verschwenken des Ankers zum differentiellen Drosseln der Düsen 40, 42 wird also in Abhängigkeit von einem Signal erfolgen und in dem Maße mit der Stärke des den Spulen 68, 70 zugeführten Signals übereinstimmen, wie diese die einander aufhebenden Kräfte der Permanentmagneten 74, 76 überwinden können, und wie dies durch die Federkonstante des 102 bestimmt wird. Das Rohr 102 dient also gleichzeitig dazu, den Anker federnd in die zentrierte Stellung zwischen den Düsen zu drücken; seine Schwingungen zu kontrollieren und ihn nach dem Aufhören der Signale in die Mittelstellung zurückzuführen, während es gleichzeitig die Spulen 68, 70 gegen eine Berührung mit dem Öl in der Düsenkammer dicht abschließt.The pivoting movements of the armature on the tube 102, which acts as a fulcrum, are caused by solenoid windings 68, 70 mounted in a housing 72 on opposite sides of the armature and designed to be differentially excited by control signals, error signals or other input signals as is known in the art. Permanent magnets 74, 76 placed on opposite sides of the armature can also be used to bias the armature into the centered position. The pivoting of the armature for differential throttling of the nozzles 40, 42 will therefore take place as a function of a signal and will correspond to the strength of the signal fed to the coils 68, 70 to the extent that they can overcome the mutually canceling forces of the permanent magnets 74, 76 , and how this is determined by the 102's spring rate. The tube 102 thus simultaneously serves to resiliently press the armature into the centered position between the nozzles; to control its oscillations and to return it to the central position after the signals have ceased, while at the same time sealing the coils 68, 70 against contact with the oil in the nozzle chamber.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Control valve with two opposed nozzles and a closure part movable between them, which is located within a tube which is tightly fastened at one end in the valve housing and at its free end carries an armature which moves back and forth by magnetic force , adjusts the closure part, characterized in that the tube (102) is elastic, d'ass the anchor consists of an anchor sleeve (50) and an anchor shaft (104) and that the free end of the tube (102), between the non-tapered The end of the anchor shaft (104) and the bore of the anchor sleeve (50) forming a rigid connection, is clamped.

2. Control valve according to claim 1, characterized in that the free end of the tube (102 ) is tightly connected to both armature parts (50, 104). Documents considered: French Patent Nos. 1050 795, 1103 233; British Patent No. 805,537; U.S. Patent Nos. 2,824,574, 2,835,265.