DE1172498B - Steuerschieber - Google Patents

Steuerschieber

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Publication number
DE1172498B
DE1172498B DEN13323A DEN0013323A DE1172498B DE 1172498 B DE1172498 B DE 1172498B DE N13323 A DEN13323 A DE N13323A DE N0013323 A DEN0013323 A DE N0013323A DE 1172498 B DE1172498 B DE 1172498B
Authority
DE
Germany
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control
piston
edges
bore
sections
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.)
Pending
Application number
DEN13323A
Other languages
English (en)
Inventor
Robert F Hodgson
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.)
New York Air Brake LLC
Original Assignee
New York Air Brake LLC
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Filing date
Publication date
Application filed by New York Air Brake LLC filed Critical New York Air Brake LLC
Publication of DE1172498B publication Critical patent/DE1172498B/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/04Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Safety Valves (AREA)

Description

  • Steuerschieber Die Erfindung bezieht sich auf einen Steuerschieber mit einem in einer Gehäusebohrung verschiebbaren Steuerkolben, der einen oder mehrere verschieden lange, durch Eindrehungen voneinander getrennte, in die Bohrung druckdicht passende Abschnitte aufweist, deren Kanten zur Steuerung des Druckmediums bzw. zur Entlastung der Druckpumpe mit den Kanten von Hinterdrehungen in der Gehäusebohrung zusammenwirken, wobei in der durch eine Feder fixierten Ruhestellung des Steuerkolbens dessen Steuerkanten von den Gehäusekanten im Abstand gehalten werden.
  • Bei derartigen Steuerschiebern tritt bekanntlich während des Betriebes eine dynamische Reaktionskraft auf, die durch das strömende Druckmedium auf den Schieberkolben ausgeübt wird, und die es verhindern kann, daß die Steuerkanten der Abschnitte in richtiger -Weise zur Steuerung des Druckmediums bzw. zur Entlastung der Druckpumpe mit den Kanten von Hinterdrehungen in der Gehäusebohrung zusammenwirken. Da die Ruhestellung des Steuerkolbens durch eine Feder fixiert ist, können diese Reaktionskräfte den Steuerkolben gegen die Einwirkung der Steuerfeder in einer Gleichgewichtslage halten, in der die entsprechenden Steuerkanten nicht dicht miteinander abschließen.
  • Es ist bereits bekannt, bei Steuerschiebern für Öldrucksteuerungen mit Steuerkanten einen Schubausgleich derart zu bewirken, daß am Steuerschieber zusätzliche Flächen vorgesehen sind, die von den während der Strömung entstehenden Isobaren beaufschlagt werden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß diese Steuerschieber in der Praxis nicht immer die gewünschten Ergebnisse lieferten.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Steuerschieber der vorgenannten Art zu schaffen, bei welchem die dynamischen Reaktionskräfte erheblich verkleinert sind, so daß ein sicherer und zufriedenstellender Betrieb gewährleistet ist.
  • Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in der Stirnfläche des oder der Kolbenabschnitte eine Ausnehmung vorgesehen ist, die sich in Richtung der Kolbenachse erstreckt und durch eine Bohrung, die senkrecht zur Kolbenachse verlaufend in einem Abstand von der Steuerkante des oder der Kolbenabschnitte aus der Zylinderausnehmung zur zylindrischen Oberfläche des oder der Kolbenabschnitte hin mündet. In vorteilhafter Weise wird ein getrennter, eine Parallelströmung ermöglichender Strömungskanal im Kolben ausgebildet, dessen Querschnitt zweckmäßigerweise so bemessen ist, daß die Axialkomponente der dynamischen Reaktionskraft in jeder Stellung des Kolbens klein ist.
  • Zweckmäßigerweise können an Stelle einer Bohrung eine in Umfangsrichtung angeordnete Reihe radialer Bohrungen vorgesehen sein.
  • Der Abstand der Reihe der radialen Bohrungen von der oder den Steuerkanten des oder der Kolbenabschnitte kann kleiner sein als der jeweilige Hub des Steuerkolbens.
  • Die sich in Achsrichtung erstreckende Ausnehmung kann als konische Ringnut ausgebildet sein. Der Durchmesser jeder Bohrung kann im Verhältnis zu ihrer Länge klein sein.
  • In den Figuren der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt F i g. 1 eine Schnittdarstellung eines Steuerschiebers gemäß der Erfindung und F i g. 2 eine vergrößerte Schnittansicht der Steuerschieberabschnittskanten.
  • Der in F i g. 1 dargestellte Steuerschieber weist ein Gehäuse 11 auf. In diesem Gehäuse 11 ist eine Gehäusebohrung 12 vorgesehen. In dieser Gehäusebohrung 12 ist verschiebbar ein Steuerkolben 13 angeordnet. Der Steuerkolben 13 weist durch Eindrehungen voneinander getrennte, in die Bohrung 12 druckdicht passende Abschnitte 31, 32, 33 und 34 auf. Die Kanten dieser Abschnitte wirken zur Steuerung des Druckmediums bzw. zur Entlastung der Druckpumpe mit den Kanten von Hinterdrehungen 14, 15, 16, 17, 18, 19 und 21 zusammen, die in der Gehäusebohrung 12 vorgesehen sind.
  • Die Hinterdrehungen 16 und 19 sind über Kanäle 23 und 24 mit der Einlaßöffnung 22 verbunden. Im Kanal 23 ist ein Rückschlagventil 25 angeordnet. Die Hinterdrehungen 14, 18 und 21 sind über einen gemeinsamen Rücklaufkana126 mit einer Rücklauföffnung 27 verbunden. Die Hinterdrehungen 15 und 17 stehen mit den Anschlüssen 28 und 29 eines nicht dargestellten umkehrbaren Flüssigkeits- oder Druck-Iuftmotors in Verbindung.
  • Der Steuerkolben 13 ist an seinem oberen Ende mit einer Gabel 35 zui Verbindung mit einer nicht dargestellten Betätigungseinrichtung versehen und trägt an seinem unteren Ende einen Absatz 36 zur Begrenzung des Aufwärtshubes des Steuerkolbens. Der Abwärtshub des Steuerkolbens wird durch den Gehäusedeckel 37 begrenzt.
  • In der durch eine Feder fixierten Ruhestellung des Steuerkolbens werden dessen Steuerkanten von den Gehäusekanten im Abstand gehalten.
  • Wie F i g. 2 zeigt, sind Ausnehmungen 41 in der Stirnfläche der Kolbenabschnitte 33 und 34 vorgesehen, die sich in Richtung der Kolbenachse erstrekken. Weiterhin sind Bohrungen 42 vorgesehen, die, senkrecht zur Kolbenachse verlaufend, in einem Abstand von den Steuerkanten 38 und 39 der Kolbenabschnitte 33 und 34 aus den Ausnehmungen 41 zu den zylindrischen Oberflächen der Kolbenabschnitte münden.
  • Im Betrieb wird der Eintrittsöffnung 22 von einer nicht dargestellten Pumpe ein Druckmedium zugeführt. Dieses Druckmedium strömt durch den Kanal 24, die Hinterdrehungen 19 und 21 und durch den Rücklaufkanal27 zu einem nicht dargestellten Vorratsbehälter. Zwischen dem Kanal 24 und der Hinterdrehung 19 fließt das Druckmedium auf zwei getrennten Wegen. Ein Teil des Druckmediums fließt an der Steuerkante 38 des Kolbenabschnittes 33 vorbei und der Rest strömt durch die Bohrungen 42 und durch die Ausnehmung 41. Ein Teil des in die Eindrehung 21 eintretenden Druckmediums strömt an der Steuerkante 39 vorbei und der Rest tritt in die Ausnehmung 41. des Kolbenabschnittes 34 ein und strömt durch die Bohrungen 42 des Kolbenabschnittes 34 aus.
  • In der dargestellten Betriebslage befindet sich der Steuerschieber in seiner neutralen Stellung und die Pumpe wird entlastet.
  • Bei einer Aufwärtsbewegung des Kolbens 13 nähert sich die Steuerkante 39 des Kolbenabschnittes 34 dem Bohrungsabschnitt 20. Dadurch wird die Größe der einstellbaren Öffnung zwischen den Eindrehungen 19 und 21 verringert. Wenn keine besonderen Vorkehrungen getroffen wären, würde die Axialkomponente der an diesem Durchlaß auf den Kolben ausgeiibten Reaktionskraft des Druckmediums der Kraft der den Kolben betätigenden Federeinrichtung in einer Stellung unmittelbar vor der vollständigen Unterbrechung der Strömung zwischen den Eindrehungen 19 und 21 das Gleichgewicht halten. Dieses unvollständige Schließen des Steuerschiebers bewirkt so eine Zwischenstellung des Steuerkolbens, bei der durch eine kleine noch verbleibende Öffnung Druckmedium hindurchtreten kann. Dieses Hindurchtreten des Druckmediums kann zu einem Ansteigen der Temperatur des Druckmediums führen und beeinträchtigt die Steuercharakteristik des Steuerschiebers.
  • Durch die Strömung durch die Ausnehmung 41 und die Bohrungen 42 wird aber die Axialkomponente der Reaktionskraft an den Steuerkanten wesentlich vermindert, und es wird dadurch eine Zwischenstellung des Steuerkolbens verhindert. Der gemäß der Erfindung ausgebildete Steuerkolben 13 bewegt sich so weit nach oben, wie es der Anschlag 36 gestattet. Die Steuerkante 39 und die Bohrungen 42 gelangen vollständig mit dem Bohrungsabschnitt 20 zur Dekkung. Wird nun der Steuerkolben 13 nach unten verschoben, so wirkt dann die Steuerkante 38 des Kolbenabschnittes 33 mit dem Bohrungsabschnitt 20 in der gleichen Weise zusammen, wie vorher für die Steuerkante 39 des Abschnittes 34 beschrieben. Durch die Verschiebung des Steuerkolbens 13 nach oben oder nach unten wird in an sich bekannter Weise über die Kanäle 28 und 29 ein angeschlossener Motor gesteuert.
  • Da in vielen Anwendungsfällen des Steuerschiebers die Rücklaufleitung vom Durchlaß 27 zum Vorratsbehälter einen geringen Widerstand aufweist, ist die Strömung des Druckmediums durch die Eindrehungen 19 und 21 zum Vorratsbehälter verhältnismäßig hoch, und die dynamische Reaktionskraft wäre sehr groß. Aus diesem Grund wurde vorzugsweise die erfindungsgemäße Ausbildung beiden Steuerkanten38 und 39 vorgesehen, die mit diesem Durchlaß zusammenwirken. Es sei jedoch bemerkt, daß die erfindungsgemäße Ausbildung der Steuerkanten bei allen Abschnitten vorgesehen werden kann.
  • Vorzugsweise ist der Abstand der Reihe der radialen Bohrungen 42 von den Steuerkanten 38 und 39 der Kolbenabschnitte 33 und 34 kleiner als der jeweilige Hub des Steuerkolbens 13.
  • Der Durchmesser jeder Bohrung 42 ist im Verhältnis zu ihrer Länge klein.
  • Es sei bemerkt, daß die Bohrungen 42 nicht unbedingt in radialer Richtung durch den Abschnitt verlaufen müssen. Es ist lediglich wichtig, daß diese Bohrungen 42 alle in einer Ebene oder in Ebenen liegen, die mit der Achse des Steuerkolbens 13 einen rechten Winkel bilden. Zweckmäßigerweise liegen die Bohrungen 42 von den entsprechenden Steuerkanten 39 und 38 in axialer Richtung in einem derartigen Abstand, daß dadurch ein völlig selbständiger Strömungsweg gebildet wird. Die Größe dieses Abstandes kann sich insbesondre nach dem Spitzenwinkel der als konische Ringnut ausgebildeten Ausnehmung 41 richten.

Claims (5)

  1. Patentansprüche: 1. Steuerschieber mit einem in einer Gehäusebohrung verschiebbaren Steuerkolben, der einen oder mehrere verschieden lange, durch Eindrehungen voneinander getrennte, in die Bohrung druckdicht passende Abschnitte aufweist, deren Kanten zur Steuerung des Druckmediums bzw. zur Entlastung der Druckpumpe mit den Kanten von Hinterdrehungen in der Gehäusebohrung zusammenwirken, wobei in der durch eine Feder fixierten Ruhestellung des Steuerkolbens dessen Steuerkanten von den Gehäusekanten in Abstand gehalten werden, gekennzeichnet durch eine Ausnehmung (41) in der Stirnfläche des oder der Kolbenabschnitte (33 oder 34), die sich in Richtung der Kolbenachse erstreckt, und durch eine Bohrung (42), die senkrecht zur Kolbenachse verlaufend in einem Abstand von der Steuerkante (38 oder 39) des oder der Kolbenabschnitte aus der Ausnehmung zur zylindrischen Oberfläche des oder der Kolbenabschnitte mündet.
  2. 2. Steuerschieber gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle einer Bohrung (42) eine in Umfangsrichtung angeordnete Reihe radialer Bohrungen vorgesehen ist.
  3. 3. Steuerschieber gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Reihe der radialen Bohrungen (42) von der oder den Steuerkanten (38 oder 39) des oder der Kolbenabschnitte (33 oder 34) kleiner ist als der jeweilige Hub des Steuerkolbens (13).
  4. 4. Steuerschieber gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die sich in Achsrichtung erstreckende Ausnehmung (41) als konische Ringnut ausgebildet ist.
  5. 5. Steuerschieber gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser jeder Bohrung (42) im Verhältnis zu ihrer Länge klein ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 589 937; USA.-Patentschrift Nr. 2 610 022.
DEN13323A 1956-09-10 1957-02-19 Steuerschieber Pending DE1172498B (de)

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US1172498XA 1956-09-10 1956-09-10

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2120003A1 (de) * 1970-12-28 1972-08-11 Deere & Co
DE2359022A1 (de) * 1972-12-15 1974-06-27 Gen Signal Corp Kolben fuer einen stroemungssteuerschieber

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE589937C (de) * 1933-12-18 Siemens Schuckertwerke Akt Ges Steuerschieber fuer OEldrucksteuerungen mit Steuerkanten, denen Steueroeffnungen in einer Steuerhuelse zugeordnet sind
US2610022A (en) * 1947-08-26 1952-09-09 Bendix Aviat Corp Control valve with free position

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