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Steuerschieber mit Antrieb durch ein Druckmittel Die Erfindung betrifft
Steuerschieber mit Antrieb durch ein Druckmittel, das durch einen elektromagnetisch
betätigten Hilfsschieber gesteuert wird, wobei dieser Hilfsschieber von einer bewegbaren
Hülse umgeben ist, die vom Antrieb verschoben wird, um die Verstellung oder Rückstellung
des Steuerschiebers zu bewirken.
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Es sind bereits Steuerschieber mit Antrieb durch ein Druckmittel bekanntgeworden,
das durch ein elektromagnetisch betätigtes Hilfsventil bzw. Hilfsschieber gesteuert
wird. Bei diesen Steuerschiebern ist das Hilfsventil mit dem Anker eines feststehenden
Elektromagneten verbunden, der eine besondere Ausbildung aufweisen muß, um eine
lineare Verstellung des Steuerschiebers zu erreichen.
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Es sind auch bereits Steuerschieber mit Antrieb durch ein Druckmittel
bekanntgeworden, das durch einen mechanisch betätigten Hilfsschieber gesteuert wird,
wobei dieser Hilfsschieber von einer bewegbaren Hülse umgeben ist, die vom Antrieb
verschoben wird und ihrerseits die Verstellung bzw. Rückstellung des Steuerschiebers
bewirkt. Die Impulsgabe erfolgt hierbei durch eine Kopierschablone, die ebenfalls
ortsfest angeordnet ist.
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Diese bekannten Vorrichtungen erfordern einen kräftigen Eingangsimpuls,
um den Hilfsschieber bzw. die Hülse gegenüber der ortsfesten Lagerung zu verschieben,
und .erreichen deshalb keine gleichmäßige Verstellungsgeschwindigkeit des Steuerschiebers
in bezug auf das Steuersignal.
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Es ist ferner eine Steuerung für Druckmittel mit einem Schieberkolben
vorgeschlagen worden, welcher eine Differentialfläche aufweist, welcher das Druckmittel
mit einem veränderlichen Druck zugeführt wird, und einer Düse, die von dem Schieberkolben
das Druckmittel zugeführt erhält und den veränderlichen Druck desselben steuert,
mit einem einerseits unter Federdruck und andererseits unter einer Antriebskraft
stehenden länglichen Verschlußteil zur Drosselung des Druckmittelflusses aus der
Düse. Bei dieser Vorrichtung wird der Schieberkolben durch einen federbelasteten
Balken, der mit einem mit der Düse und einem polarisierten Magnetsystem vereinigten
Verschlußteil verbunden ist, zurückgeführt.
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Hierdurch wird zwar ein leichteres und schnelleres Ansprechen auf
die ankommenden Impulse und auch eine gewisse Linearität der Beziehungen zwischen
dem Eingangsimpuls und der Verschiebung des Steuerschiebers erreicht, aber in einer
von der Erfindung abweichenden Ausführung.
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Demgegenüber hat es sich die Erfindung zur Aufgabe gestellt, eine
verbesserte Vorrichtung der eingangs erwähnten Art mit einem hohen Kraftverstärkungsfaktor
zu schaffen, ohne daß besondere oder aufwendige Mittel erforderlich sind, und aber
gleichzeitig eine gute Linearität der Beziehung zwischen dem Eingangsimpuls und
der Verschiebung des Steuerschiebers erhalten wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Hilfsschieber
und die ihn umgebende Hülse m4 zwei verschiedenen Teilen ein und desselben Antriebs
verbunden sind.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher
beschrieben.
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Das Ventilgehäuse 1 weist Kanäle 5 und 8 für ein Druckmittel auf und
umschließt eine Hülse 3, die in dem Gehäuse beweglich gelagert ist, um den Druckmittelfluß
in den Kanälen 5 und 8 zu regeln und die mindestens eine Regelbohrung 7 oder 15
aufweist. Außerdem befindet sich ein Schieberkolben 4 im Gehäuse 1. Der Kanal 5
kann eine Druckmittelquelle mit einer Ringkammer 6 verbinden, die die Hülse 3 umgibt.
Die Ringkammer 6 ist mit dem Innenraum der Hülse 3 über die Regelbohrung 15 verbunden.
Das Druckmittel strömt über die Regelbohrung 7 und den Kanal 8 aus. Außerdem ist
ein Hilfsschieber 2 vorhanden. Er steht unter der Kraft einer am Gehäuse 1 verankerten
Einmittungsfeder 21.
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Die Elektromagnete 18 werden von der Hülse 3 getragen. Ein elektrischer
Strom wird den Klemmen 22 zugeführt. Die Elektromagnete 18 liegen mit ihren Windungen
um einen permeablen Kern 19. Der Anker 20 wird von den Solenoiden bei Auftreten
von unausgeglichenen Strömen il und i. verschoben. Der Anker 20 ist am Hilfsschieber
2 befestigt, der die Bohrungen 15 und 7 wahlweise regelt, um das Druckmittel dem
Kanal 9 zuzuführen oder einen Druck aus ihm abzuleiten.
Eine Bohrung
9a verbindet den Kanal 9 mit dem Hilfsschieber 2. Eine Feder
26 ist zwischen dem Anker 20 und der Hülse 3 eingeschaltet. Der Steuerschieber
4 führt wahlweise Druckmittel von einem Einlaß 10 über die Leitungen 11 und 12 einer
Arbeitsvorrichtung zu, die in der Darstellung aus einem Zylinder 13 mit einem Kolben
14 besteht.
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Der Steuerschieber 4 ist über einen Rückführhebel 25 mit der Hülse
3 mechanisch gekuppelt.
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Der Hebel 25 ist am Drehpunkt 25a mit einem Teil la des Gehäuses 1
drehbar verbunden und hat beispielsweise eine Hebelübersetzung von 10: 1.
Ein Anschlag 27 begrenzt die Bewegung des Hilfsschiebers. Ein Ausgleichkolben
16, der unter einem in der Leitung 17 zugeführten Druck steht, arbeitet
entgegen dem Druck in dem Kanal 9. Die Anschlüsse 23 und 24 führen zum Rücklauf.
Die Kanäle bzw. Leitungen 5, 10 und 17 sind gemeinsam mit einer Druckmittelquelle
verbunden, während die Kanäle bzw. Anschlüsse 8, 23 und 24 zu einem gemeinsamen
Auslaß führen.
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Die Fläche der Hülse 3, gegen die das in der Ringkammer 6 befindliche
Druckmittel wirkt, ist nur halb so groß wie die Fläche des Steuerschiebers
4, gegen die das in dem Kanal 9 befindliche Druckmittel arbeitet.
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In der dargestellten Neutralstellung schließt der Hilfsschieber 2
die Regelbohrungen 15 und 7 von dem Innenraum der Hülse 3 ab. Der Steuerschieber
4
befindet sich im mechanischen Gleichgewicht. Die beiden Ströme il und i.,
sind gleich groß und entgegengesetzt gerichtet und verursachen keine Verschiebung
des Ankers 20 aus seiner Mittelstellung. Da der Steuerschieber 4 die Auslässe
23 und 24 sowie den Einlaß 10 abschließt, wird auf den Kolben 14 keine
Kraft ausgeübt.
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Wenn infolge einer Verschiebung des Ankers 20 der Hilfsschieber
2 nach rechts verschoben wird, so wird das Druckmittel auf dem Wege 5, 6,
15, Innenraum der Hülse 3, 9a, 9 mit vollem Druck auf den Steuerschieber
4 zur Einwirkung gebracht, um ihn nach links zu verschieben und den Eimaß
10 sowie den Auslaß 23 zu öffnen. Das in dem Zylinder 13 links vom Kolben
14 befindliche Druckmittel fließt über die Leitung 12 und den Auslaß 23 ab. Dabei
verschiebt der Hebel 25 die Hülse 3 nach rechts und schließt die Regelbohrung
15, um die weitere Verschiebung des Steuerschiebers 4 zu unterbrechen. Der
Arbeitskolben 14 bewegt sich so lange weiter nach links, bis der Steuerschieber
4 in seine Neutralstellung zurückgekehrt ist. In einer geschlossenen Anlage
ist der Kolben 14 mit einer Rückführung, beispielsweise einem linearen Spannungsteiler,
verbunden, der das Gleichgewicht zwischen den Strömen il und 12 herstellt, um den
Eingangsstrom zu löschen und den Hilfsschieber 2 sowie den Steuerschieber
4
in ihre Neutralstellung zurückzuführen. Bei der infolge einer Bewegung des
Ankers 20 erfolgenden Verschiebung des Hilfsschiebers 2 nach links
wird die Regelbohrung 7 geöffnet, so daß das Druckmittel im Kanal 9 über die Öffnung
9a abströmt. Da die von rechts auf den Steuerschieber 4 wirkende Kraft hierdurch
aufgehoben wird, verschiebt der Druck, der über die Öffnung 5 in der Kammer
6 wirkt, die Hülse 3 nach links, wodurch ein Druck über den Hebel
25 ausgeübt wird, der den Steuerschieber 4 nach rechts verschiebt
und den Einlaß 10 sowie den Auslaß 24 öffnet. Druckmittel wird nunmehr
über die Leitung 12 auf die linke Seite des Kolbens 14 ausgeübt, um
diesen nach rechts zu schieben. Das Druckmittel vor dem Kolben 14 strömt
über die Leitung 11 und den Auslaß 24 ab. Der Kolben 16
unterstützt
die Verschiebung des Steuerschiebers 4
nach rechts.