DE1675447B1

DE1675447B1 - Pulse controlled valve

Info

Publication number: DE1675447B1
Application number: DE19681675447
Authority: DE
Inventors: Denis Gascoigne
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1968-03-09
Filing date: 1968-03-09
Publication date: 1970-12-03

Description

Die Erfindung betrifft ein impulsgesteuertes Ventil, das als Antriebsglied einen in einem Hohlzylinder gelagerten, doppelseitig durch ein Druckmittel beaufschlagbaren Kolben besitzt, an dessen Kolbenstange das Ventil sitzt, wobei der Kolben den Hohlzylinder in zwei Kammern unterteilt, in die je eine Zweigleitung einer die Impulse führenden Steuerleitung mündet.The invention relates to a pulse-controlled valve which is used as a drive member one that is mounted in a hollow cylinder and can be acted upon on both sides by a pressure medium Has piston, on the piston rod of which the valve sits, the piston being the hollow cylinder divided into two chambers, in each of which a branch line carries the impulses Control line opens.

Ventile dieser Art sollen möglichst einfach und zuverlässig allein über hydraulische oder pneumatische Druckimpulse verstellbar sein, dabei eine Anzahl beliebiger Leitungen ein- oder ausschalten und außerdem in ihrer jeweiligen Schaltstellung sicher festgehalten werden. Zur Erfüllung dieser Erfordernisse sind impulsgesteuerte Ventile bekannt, die ein Antriebsglied dadurch bewegen, daß über eine Leitung gleichgerichtete Unterdruckimpulse zugeführt werden, die ein Doppelrückschlagventil beeinflussen, das wiederum den konstanten anliegenden Arbeitsdruck einer Hilfsdruckflüssigkeit regelt, so daß die Hilfsdruckfiüssigkeit das Arbeitsglied bewegt.Valves of this type should be as simple and reliable as possible on their own Be adjustable via hydraulic or pneumatic pressure pulses, thereby a number switch any lines on or off and also in their respective switch position be held securely. To meet these requirements are pulse-controlled Known valves that move a drive member in that rectified via a line Negative pressure pulses are supplied, which influence a double check valve, that in turn the constant applied working pressure of an auxiliary hydraulic fluid regulates so that the auxiliary pressure fluid moves the working member.

Weiterhin sind impulsgesteuerte Ventile bekannt, bei denen das Antriebsglied durch einen innenliegenden Hilfsschieber gesteuert wird.Furthermore, pulse-controlled valves are known in which the drive member is controlled by an internal auxiliary slide.

Diese bekannten impulsgesteuerten Ventile haben den Nachteil, daß nur durch komplizierte zusätzliche Einrichtungen, wie Hilfsschieber, Rückschlag- bzw. Flatterventile, Hilfsdruckffüssigkeit oder durch andere aufwendige Vorrichtungen, es möglich ist, ein Stellglied durch gleichgerichtete Impulse abwechselnd in zwei stabile Lagen zu bringen.These known pulse-controlled valves have the disadvantage that only through complicated additional devices, such as auxiliary slides, non-return or flutter valves, auxiliary pressure fluid or other complex devices, it is possible to turn an actuator into two by rectifying pulses alternately to bring stable positions.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen impulsgesteuerten Steuerschieber zu schaffen, dessen Stellglied durch gleichgerichtete Steuerimpulse auf möglichst einfache Weise abwechselnd in zwei stabile Lagen gebracht wird.The object of the invention is to provide a pulse-controlled control slide to create the actuator by rectified control pulses as possible is easily brought into two stable positions alternately.

Erfindungsgemäß ist bei einem impulsgesteuerten Ventil der obigen Art in der Mitte des Hohlzylinders eine Entleerungsleitung angeschlossen, die der in Ruhestellung außermittig stehende Kolben bei seiner Verstellung durch den Impulsdruck auf seiner einen Seite so weit überfährt, daß anschließend auch diese Seite entleert wird.According to the invention, the above is in the case of a pulse-controlled valve Kind of in the middle of the hollow cylinder an emptying line connected to the Pistons that are eccentric in the rest position when adjusted by the impulse pressure runs over so far on one side that this side is then also emptied will.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further features of the invention emerge from the subclaims.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Ventils schematisch dargestellt. Es zeigt F i g. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel mit zusätzlicher Stellungssicherung durch seitlich angeordnete ; Hilfsströmungen, F i g. 2 eine konstruktive Vereinfachung zur Ausführung nach F i g. 1 für die Verbindung eines einzigen Leitungspaares und F i g. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel als eine Weiterbildung zu F i g. 1, welche die Auswahl einer vorgegebenen Arbeitsstellung bei Erstschaltung gewährleistet.In the drawing are exemplary embodiments of the valve according to the invention shown schematically. It shows F i g. 1 shows a first embodiment with additional Position security through laterally arranged; Auxiliary currents, F i g. 2 a constructive Simplification of the execution according to FIG. 1 for the connection of a single line pair and F i g. 3 shows a second exemplary embodiment as a further development of FIG. 1, which ensures the selection of a specified working position when first switched on.

F i g. 1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau, wonach die Kolbenstange 10 einen Hohlzylinder 11 in axialer Richtung durchsetzt, darin abdichtend mit einer kolbenartigen Erweiterung in einer Hülse 12 verschiebbar und die Hülse ihrerseits über Dichtringe 17 im Hohlzylinder 11 längsverschieblich zwischen zwei Rückstellfedern 13,14 geführt ist. Der Hohlzylinder 11 befindet sich innerhalb eines nicht dargestellten Ventilgehäuses, und die über beide Stirnflächen aus dem Hohlzylinder 11 seitwärts heraustretenden Endabschnitte der Kolbenstange 10 werden wie folgt bewegungsgesteuert.F i g. 1 shows the basic structure, according to which the piston rod 10 penetrates a hollow cylinder 11 in the axial direction, is sealingly displaceable in a sleeve 12 with a piston-like enlargement and the sleeve in turn is guided in a longitudinally displaceable manner between two return springs 13, 14 via sealing rings 17 in the hollow cylinder 11. The hollow cylinder 11 is located inside a valve housing, not shown, and the end sections of the piston rod 10 protruding sideways from the hollow cylinder 11 via both end faces are movement-controlled as follows.

In seinem mittleren Bereich ist der Hohlzylinder 11 umgeben von einer Ablaufkammer 15, von der eine Entleerungsleitung 18 in einen nicht dargestellten Rücklaufbehälter oder in ein anderes hydraulisches Leitungssystem führt, in welchem ein vergleichsweise geringerer Druck herrscht. Der gezeichnete Hohlzylinder 11 ist im Bereich der Ablaufkammer 15 durchbrochen, und auch die Hülse 12 hat ringförmig angeordnete Durchbrüche 16, die in der mittleren Lage der Hülse 12 durch den Hohlzylinder 11 hindurch in die ringförmige Ablaufkammer 15 einmünden. Dadurch ist der jeweils von der kolbenartig erweiterten Kolbenstange 10 freigehaltene Endraum des Hohlzylinders 11 gegenüber dem anderen Endraum weitgehend vom Druck entlastet, wenn über die Steuerdruckleitung 22 und das geöffnete Steuerventil 21 ein Druckimpuls erscheint. Damit wird erreicht, daß der über je eine Zweigleitung 19 und 20 den beiden von der Kolbenstange 10 getrennten Endräumen übertragene Druck als Druckdifferenz zur Ausführung der Stellbewegung ausnutzbar ist, und dieser Differenzdruck die Kolbenstange 10 mitsamt der Hülse 12 an der Ablaufkammer 15 vorbei in den druckentlasteten Endraum hineinschiebt, aus welchem nur die Hülse 12 nach entsprechendem Druckausgleich über die miteinander kommunizierenden Zweigleitungen 19 und 20 in ihre mittlere Bereitschaftslage zur entgegengesetzten Verschiebung der Kolbenstange 10 zurückgleitet.In its central area, the hollow cylinder 11 is surrounded by an outlet chamber 15 from which an emptying line 18 leads into a return tank (not shown) or into another hydraulic line system in which a comparatively lower pressure prevails. The drawn hollow cylinder 11 is perforated in the area of the drainage chamber 15, and the sleeve 12 also has annularly arranged openings 16 which open through the hollow cylinder 11 into the annular drainage chamber 15 in the middle position of the sleeve 12. As a result, the end space of the hollow cylinder 11, which is kept free by the piston rod 10, is largely relieved of pressure compared to the other end space when a pressure pulse appears via the control pressure line 22 and the open control valve 21. This ensures that the pressure transmitted via a branch line 19 and 20 to the two end chambers separated by the piston rod 10 can be used as a pressure difference for executing the actuating movement, and this differential pressure relieves the piston rod 10 together with the sleeve 12 past the drainage chamber 15 into the pressure difference End space pushes in, from which only the sleeve 12 slides back after appropriate pressure equalization via the mutually communicating branch lines 19 and 20 into its middle position of readiness for the opposite displacement of the piston rod 10.

Flüssigkeitsströmungen sind außerdem zu beiden Seiten des Hohlzylinders 11 über Druckleitungen 25, 26 und Verbindungsräume 23,24 sowie Druckablaufleitungen 27,28 möglich, um jeweils die eingestellte Schaltlage festzuhalten. Die Wirkungsweise der genannten Vorrichtungen besteht darin, daß die den Hohlzylinder 11 in axialer Richtung durchsetzenden Endabschnitte der Kolbenstange 10 gleichfalls kolbenartig ausgebildet und abdichtend in je einem zylindrischen Verbindungsraum 23, 24 geführt sind, so daß abwechselnd der eine Verbindungsraum 23 eine ankommende Druckleitung 25 mit einer Druckablaufleitung 27 verbindet, während der entgegengesetzte Verbindungsraum 24 mit der anderen Druckleitung 26 und der anderen Druckablaufleitung 28 durch den eingeschobenen Endabschnitt der Kolbenstange 10 gesperrt ist und die betreffende Arbeitslage der Kolbenstange 10 durch den endseitig im freien Verbindungsraum 23 herrschenden Druck sicher festgehalten ist.Liquid flows are also possible on both sides of the hollow cylinder 11 through pressure lines 25, 26 and connecting spaces 23,24 as well as pressure discharge lines 27,28, to respectively record the set switching position. The operation of the devices mentioned is that the end sections of the piston rod 10 penetrating the hollow cylinder 11 in the axial direction are also piston-like and are each guided in a sealing manner in a cylindrical connecting space 23, 24, so that the one connecting space 23 alternates between an incoming pressure line 25 and a Pressure drain line 27 connects, while the opposite connection space 24 with the other pressure line 26 and the other pressure drain line 28 is blocked by the pushed-in end section of the piston rod 10 and the relevant working position of the piston rod 10 is securely held by the pressure prevailing at the end in the free connection space 23.

Der Verbindungsraum 24 ist in der gezeichneten Stellung nach F i g. 1- frei und läßt dadurch eine Flüssigkeitsströmung von der Druckleitung 26 zur Druckablaufleitung 28 zu, während der entgegengesetzte Verbindungsraum 23 von der eingeschobenen Kolbenstange 10 gesperrt ist. Infolgedessen entsteht nur im Verbindungsraum 24 ein Druck, der bestrebt ist, die Kolbenstange 10 in ihrer gezeichneten Arbeitsstellung festzuhalten. Nahe dem Verbindungsraum 24 hat der Endabschnitt der Kolbenstange 10 eine spulenförmige Querschnittsverminderung, welche in der gezeichneten Stellung zwei angeschlossene Flüssigkeitsleitungen 29 und 30 miteinander verbindet. Die entgegengesetzte Arbeitsstellung der Kolbenstange 10 ist in F i g. 1 gestrichelt angedeutet, und zwar sowohl der Verschluß des Verbindungsraumes 24 und die dann eingenommene Lage der spulenförmigen Querschnittsverengung, als auch .die Stellung des kolbenartig erweiterten Teils in der Hülse 12 und das entgegengesetzte Ende der Kolbenstange, welche dann den Verbindungsraum 23 freigibt.The connecting space 24 is in the position shown in FIG. 1- free and thereby allows a flow of liquid from the pressure line 26 to the pressure discharge line 28, while the opposite connecting space 23 is blocked by the inserted piston rod 10. As a result, a pressure is created only in the connecting space 24 which strives to hold the piston rod 10 in its working position as shown. Near the connecting space 24, the end section of the piston rod 10 has a coiled cross-section which, in the position shown, connects two connected fluid lines 29 and 30 to one another. The opposite working position of the piston rod 10 is shown in FIG. 1 indicated by dashed lines, namely both the closure of the connecting space 24 and the then assumed position of the coil-shaped cross-sectional constriction, as well as the position of the piston-like widened part in the sleeve 12 and the opposite end of the piston rod, which then releases the connecting space 23.

In der gezeichneten Stellung ist jedoch dieser Verbindungsraum 23 zwischen der Druckleitung 25 und der angeschlossenen Druckablaufleitung 27 vom eingeschobenen Endabschnitt der Kolbenstange 10 gesperrt, bis der nächste Steuerimpuls auftritt.In the position shown, however, this connecting space 23 between the pressure line 25 and the connected pressure drain line 27 is blocked by the pushed-in end section of the piston rod 10 until the next control pulse occurs.

Soll das Ventil nach F i g. 1 umgeschaltet werden, dann wird das Steuerventil 21 beispielsweise durch einen nicht dargestellten Magnetschalter kurzzeitig geöffnet und ein entsprechender Druckimpuls auf beide voneinander getrennten Endräume des Hohlzylinders 11 über die Zweigleitungen 19 und 20 übertragen. Zufolge der einseitigen Druckentlastung über die Ablaufkammer 15 wird der beschriebene Stellvorgang ausgelöst, die Kolbenstange 10 zusammen mit der Hülse 12 an der Ablaufkammer 15 vorbei in seine entgegengesetzte Arbeitslage verschoben und nur die Hülse 12 von ihrer Rückstellfeder 14 anschließend wieder in die mittlere Bereitschaftslage zurückgedrückt. Die Kolbenstange 10 behält jedoch nun die entgegengesetzte Arbeitsstellung bei, nachdem sich der Differenzdruck über die beiden Zweigleitungen 19 und 20 nahezu ausgeglichen hat, und wird auch zusätzlich durch den nun freien Verbindungsraum 23 in der eingestellten Lage zuverlässig festgehalten. Die Verbindung zwischen den Leitungen 29 und 30 ist jetzt unterbrochen und der Steuerschieber bereit zur Umschaltung der Kolbenstange 10 aus der gestrichelt angedeuteten Lage wieder in die eingezeichnete Stellung nach F i g. 1.If the valve according to FIG. 1, the control valve 21 is opened briefly, for example by a magnetic switch (not shown), and a corresponding pressure pulse is transmitted to the two separate end spaces of the hollow cylinder 11 via the branch lines 19 and 20. As a result of the unilateral pressure relief via the drainage chamber 15, the actuating process described is triggered, the piston rod 10 together with the sleeve 12 is moved past the drainage chamber 15 into its opposite working position and only the sleeve 12 is then pushed back into the middle standby position by its return spring 14. The piston rod 10 , however, now maintains the opposite working position after the differential pressure across the two branch lines 19 and 20 has almost equalized, and is also reliably held in the set position by the connecting space 23 that is now free. The connection between the lines 29 and 30 is now interrupted and the control slide is ready to switch the piston rod 10 from the position indicated by dashed lines back to the position shown in FIG. 1.

Diese Ausführungsform dient zur einfachen Verbindung zweier Leitungen, beispielsweise zum Einschalten des Reservetanks für eine Maschine mit Gasturbinen. Es können jedoch ohne weiteres in gleicher Weise durch entsprechende Ausbildung der Kolbenstange mehrere Leitungsverbindungen auf einer oder auf beiden Seiten des Hohlzylinders 11 gesteuert werden.This embodiment is used for the simple connection of two lines, for example to switch on the reserve tank for a machine with gas turbines. However, it can easily be done in the same way through appropriate training multiple line connections on one or both sides of the piston rod Hollow cylinder 11 are controlled.

Selbstverständlich ist für die einfache Anordnung zur wahlweisen Verbindung der Flüssigkeitsleitungen 29 und 30 nicht die gesamte symmetrische Konstruktionsform des Ventils erforderlich. Insbesondere läßt sich das erfindungsgemäße Ventil für diesen Sonderfall noch zweckmäßig dadurch vereinfachen, daß wenigstens ein Endabschnitt der Kolbenstange 10 als Schieber ausgebildet ist und stellungsabhängig mindestens zwei Flüssigkeitsleitungen 29, 30 miteinander verbindet, wie F i g. 1 zeigt.Of course, the simple arrangement for the optional connection of the liquid lines 29 and 30 does not require the entire symmetrical design of the valve. In particular, the valve according to the invention can be simplified for this special case in that at least one end section of the piston rod 10 is designed as a slide and, depending on the position, connects at least two fluid lines 29, 30 to one another, as shown in FIG. 1 shows.

In der in F i g. 2 gezeichneten Stellung verschließt der Ventilteller 33 den Ventilsitz, und die Strömungsleitungen 31 und 32 sind unterbrochen; in der entgegengesetzten Arbeitslage der Kolbenstange 10 wird der Ventilteller 33 vom Überdruck in der Zuleitung 31 angehoben, und die Flüssigkeit kann ungehindert durch die angeschlossene Leitung 32 hindurchströmen.In the in F i g. 2, the valve disk 33 closes the valve seat, and the flow lines 31 and 32 are interrupted; In the opposite working position of the piston rod 10, the valve disk 33 is lifted by the excess pressure in the supply line 31, and the liquid can flow unhindered through the connected line 32.

Das zweite Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 umfaßt im wesentlichen die gleichen Konstruktionsteile des Ventils nach F i g. 1, die auch mit den gleichen Ziffern bezeichnet sind. Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 wird jedoch durch die Weiterbildung nach F i g. 3 ein Ventil geschaffen, das auch unabhängig vom Arbeitsdruck, insbesondere für die erste Inbetriebnahme, genau die vorgeschriebene Arbeitsstellung der Kolbenstange 10 sicherstellt. Bei Anwendung dieses Ventils ist also jede zusätzliche Überwachung entbehrlich und eine Fehlschaltung, etwa als Folge von Betriebsstörungen durch Leitungsbrüche, mit Sicherheit vermieden. Dies wird beim Beispiel nach F i g. 3 dadurch erreicht, daß zur Ersteinstellung der Kolbenstange 10 in die vorgeschriebene Arbeitslage jede der beiden an den Endräumen des Hohlzylinders 11 angeschlossenen Steuerleitungen 34, 35 mit je einem Steuerventil 36 bzw. 37 in Verbindung steht und zwecks Druckausgleich zwischen beiden Steuerleitungen 34, 35 eine Verbindungsleitung 38 mit entsprechender Drossel vorgesehen ist.The second embodiment according to FIG. 3 comprises essentially the same structural parts of the valve according to FIG. 1, which are also designated by the same numbers. In contrast to the first embodiment according to FIG. 1 is, however, through the training according to F i g. 3 created a valve that ensures precisely the prescribed working position of the piston rod 10 regardless of the working pressure, in particular for the initial start-up. When this valve is used, any additional monitoring is unnecessary and incorrect switching, for example as a result of operational faults due to line breaks, is definitely avoided. This is shown in the example according to FIG. 3 achieved in that for the initial setting of the piston rod 10 in the prescribed working position, each of the two control lines 34, 35 connected to the end spaces of the hollow cylinder 11 is connected to a control valve 36 and 37, respectively, and a connecting line between the two control lines 34, 35 for the purpose of pressure equalization 38 is provided with a corresponding throttle.

Erfindungsgemäße Ventile können in weitem Umfang in Verbindung mit hydraulischen Schaltungen Verwendunig -finden, wobei die Bewegungen der Kolbenstange in den beiden Arbeitsrichtungen auch in entsprechender Weise abgestuft und in jeder Stellrichtung eine Mehrzahl von Schaltvorgängen zum Einschalten und zum Umschalten von Flüssigkeitsströmungen angeordnet werden können. Die Steuerung strömender Flüssigkeit oder nur die Herstellung von Verbindungskanälen, die im Bedarfsfall eine Flüssigkeitsströmung aufnehmen, sind im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäß arbeitenden Ventil auf beiden Seiten der Kolbenstange anwendbar.Valves according to the invention can be used to a large extent in connection with hydraulic circuits are used, with the movements of the piston rod in the two working directions also graded in a corresponding manner and in each Adjustment direction a plurality of switching operations for switching on and for switching can be arranged by liquid flows. The control of flowing liquid or only the production of connecting channels, which, if necessary, a fluid flow record, are in connection with the valve operating according to the invention on both Sides of the piston rod applicable.

Claims

Claims: 1. Pulse-controlled valve, which has as a drive member a piston mounted in a hollow cylinder, can be acted upon on both sides by a pressure medium, on the piston rod of which the valve sits, the piston dividing the hollow cylinder into two chambers, in each of which a branch line of one carrying the pulses Control line opens, characterized in that an emptying line (18) is connected in the middle of the hollow cylinder (11) , which the piston, which is eccentric in the rest position, passes over on one side when it is adjusted by the pulse pressure that it then also passes over it Page is emptied.

2. Valve according to claim 1, characterized in that the piston is mounted in a sleeve (12); that of two return springs (13, 14) is pressed into a central position in which one provided in the sleeve (12) radial opening (16) each connects a chamber with the emptying line (18).

3. Valve according to claim 1 or 2, characterized in that the end faces of the Piston rod (10) on one side with the pressure of a first line (25) and on the other hand with the pressure of a second line (26) acted upon in this way are that they shut off the first line (25) and the second in the first position Open line (26) and open the first line (25) in the second position and Shut off the second line (26), the lines (25, 26) being provided with throttles Pressure discharge lines (27, 28) are connected.

4. Valve according to one of the claims 1 to 3, characterized in that the branch lines (19, 20) which the chambers of the hollow cylinder (11) with each other, have throttles.

5th valve after Claim 1 or 2, characterized in that that a supply line (31) is provided with a valve seat and the relevant end portion of the piston rod (10) forms the plunger of the locking piece (33) and the passage to the outgoing Depending on the position, the liquid line (32) blocks or releases (FIG. 2).

6. Valve according to one of claims 1 to 5, characterized in that for the initial setting of the piston rod (10) in the prescribed working position, each of the two control lines (34, 35) connected to the chambers of the hollow cylinder (11), each with a control valve (36 , 37) and a connecting line (38) with a corresponding throttle is provided for the purpose of pressure equalization between the two control lines (34, 35) (FIG. 3).