DE1775515B1 - Schwenkstrahlverstaerker zum Steuern eines hydraulisch betaetigten Ventils - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Schwenk- gesamte in dem Druckmittelstrahl enthaltene Energie strahlverstärker zum Steuern eines hydraulisch wiedergewonnen wird, und zwar in Form von Druck, betätigten Ventils mit zwei zu beiden Seiten des der auf das Ventil einwirkt. Außerdem kann in der Ventils liegenden Druckkammern, bei dem ein äußersten Stellung des Ablenkteils der Druckmittelaus einer Strahldüse austretender Druckmittelstrahl 5 strahl derart gelenkt oder ausgerichtet werden, daß unter dem Einfluß eines von außen zugeführten er nur noch eine der beiden Leitungsöffnungen speist, Steuersignals relativ zu den Mündungen zweier je- so daß man den höchsten Verstärkungsfaktor erzielt, weils mit einer Druckkammer verbundener Leitungen weil eine der beiden Druckkammern des Ventils dann verschwenkbar ist. nur den Druck Null hat.

Schwenkstrahlverstärker dieser Art sind in den io Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus USA.-Patentschriften2996 072 und 3 017 864 be- den Unteransprüchen.

schrieben. Bei diesen bekannten Schwenkstrahlver- Die Erfindung wird nunmehr ausführlich unter

stärkern mündet in die zu beiden Seiten des Ventils Bezugnahme auf einige spezielle Ausführungsbeispiele gelegenen Druckkanimern jeweils eine Leitung, über beschrieben, die in der Zeichnung veranschaulicht die ein Druckmittel, eingespeist werden kann. An 15 sind. In der Zeichnung zeigt

ihrem anderen Ende münden die beiden Druckmittel- F i g. 1 einen Längsschnitt durch die Hauptachse

leitungen gegenüber einer Strahldüse, aus der ein des Verstärkers,

Druckmittelstrahl austritt, der relativ zu den beiden Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in

Druckmittelleitungsmündungen verschoben werden Fig. 1,

kann und je nach seiner jeweiligen Lage die eine oder 20 Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie ΙΠ-ΙΙΙ in die andere dieser Leitungen stärker mit Druckmittel Fig. 1,

speist, so daß auf der entsprechenden Seite des Ven- Fig. 4 eine schematische Darstellung der voll-

tils ein größerer Arbeitsdruck herrscht. Die Verschie- ständigen Anordnung,

bung des Druckmittelstrahles relativ zu den Mündun- Fig. 5 eine schematische Darstellung einer ab-

gen der mit den Druckkammern des Ventils verbun- 25 weichenden Anordnung.

denen Leitungen erfolgt also durch Verschwenken Der in den Fig. 1, 2 und 3 veranschaulichte

der Strahldüse als Ganzes. Da diese aber ein relativ Schwenkstrahlverstärker hat in einem Gehäuse 1 eine kompliziertes und dementsprechend schweres Bauteil " fest angeordnete Strahldüse 2, die aus einer Druckdarstellt, das überdies mit seine Verschwenkung zu- leitung 3 mit Druckmittel gespeist wird, mindest erschwerenden Anschlußleitungen für die 3° Die beiden Leitungen 5 und 6 münden in die zen-Druckmittelzuführung verbunden ist, wird die Ar- trale Kammer 7 des Verstärkers mit sich praktisch beitsweise des gesamten Schwenkstrahlverstärkers am Umfang berührenden Mündungen 8 und 9, deren durch die Bauweise zum einen schwerfällig und zum Mittelpunkte in der Ebene II-II symmetrisch zur anderen langsam, was beides für eine empfindliche Achse der Strahldüse 2 liegen. Steuerung etwa eines hydraulisch zu betätigenden 35 Das Ablenkteil 10 ist mit einer elektromechani-Servoventils unerwünscht ist. sehen Bewegungsvorrichtung derart verbunden, daß

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, beim Fehlen eines elektrischen Signals die Bohrung einen Schwenkstrahlverstärker anzugeben, der sich 11, die das Ablenkteil 10 durchsetzt, genau fluchtend durch eine seine Ansprechempfindlichkeit und An- zu der Achse der Strahldüse 2 liegt. Sprechgeschwindigkeit steigernde Ausbildung der 40 Die Vorrichtung enthält ferner einen Dauermagne-Verschwenkung des Druckmittelstrahles relativ zu ten 12, zwischen dessen Polen 13 und 14 ein durch den Mündungen der zu den Druckkammern des Ven- die Wicklungen 16 hindurchführender langgestreckter tils führenden Leitungen auszeichnet. Anker 15 angeordnet ist. Der Anker 15 ist mit einer

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- Stange 17 verbunden, die das Ablenkteil 10 trägt, löst, daß die Strahldüse feststehend ausgebildet und 45 Die Stange 17 wird ihrerseits von einem elastischen zwischen ihr und den Mündungen der Leitungen ein Rohr 18 getragen, das mit einem Ring 19 an dem Ablenkteil mit einer durchgehenden Bohrung ange- Gehäuse 1 befestigt ist.

ordnet ist, das mit Steuereinrichtungen für seine Ver- In der Ruhelage wird der Druckmittelstrahl, der

Schwenkung um eine zur Strahlrichtung der Strahldüse aus der Düse 2 austritt, ohne Störung durch das und zur Verbindungsgeraden der Leitungsmündun- 50 Ablenkteil 10 geradeaus durchgelassen, so daß er sich gen senkrechte Achse im Takte des Steuersignals ge- symmetrisch zwischen den beiden Mündungen 8 koppelt ist. und 9 aufteilt. Dabei sind dann die Druckmittel-

Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung des Schwenk- mengen und Drücke in den beiden Leitungen 5 und 6 Strahlverstärkers verbleibt als einziges bewegliches gleich.

Bauelement das Ablenkteil zwischen der Strahldüse 55 Wenn der Wicklung 16 ein elektrisches Signal zu- und den Leitungsmündungen, und dieses Ablenkteil geführt wird, schwenkt der bewegliche Anker 15 kann ohne weiteres ein sehr leichtes und dementspre- nach der einen oder der anderen Seite — je nach dem chend mit geringem Kraftaufwand zu bewegendes Sinn des Signalstromes — aus, und zwar um einen und mit niedrigen Herstellungskosten zu erzeugendes mit der Stromstärke des Signals veränderlichen Bauelement sein, da es nur eine einzige feststehende 60 Betrag; dabei bewirkt die Bewegung des Ankers eine Bohrung für die Weiterleitung des Druckmittelstrah- Schwenkbewegung des Ablenkteils 10, deren Größe les von der Strahldüse zu den Leitungsmündungen zu ebenfalls proportional zur Stromstärke des Signals enthalten braucht und als einzige Verbindung zum ist. Der Druckmittelstrahl wird dann abgelenkt und Verstärkergehäuse lediglich seine Schwenkachse auf- tritt in eine der beiden Mündungen 8 und 9 mit einem weist, die seiner Verschwenkung keinen nennenswer- 65 größeren Teil ein als in die andere Mündung; dadurch ten Reibungswiderstand entgegensetzt. wird zwischen den beiden Leitungen 5 und 6 eine

Dadurch führt die erfindungsgemäße Ausbildung Druckdifferenz erzeugt, die zum Verstellen des des Schwenkstrahlverstärkers dazu, daß nahezu die Steuerschiebers des Servoventils ausgenutzt werden

kann. Die überschüssige Druckmitte'menge wird über die Leitung 20 in ein Vorratsgefäß zurückgeführt.

Die F i g. 4 zeigt einen Schwenkstrahlverstärker, der unmittelbar in das Gehäuse 21 eines Servoventils mit Steuerschieber bekannter Bauart eingebaut ist, wobei der gesteuerte Motor 22 über die Leitungen 23 und 24 in einem oder dem anderen Sinne gespeist wird, wenn diese Leitungen infolge der Verschiebung des Steuerschiebers 25 entweder mit der Zuleitung 26 des Druckmittels oder mit der Rückleitung 27 des Druckmittels zum Vorratsbehälter verbunden werden.

In der Ruhelage tritt der aus der Düse 28 kommende Druckmittelstrahl ohne Beeinflussung durch das Ablenkteil 29 hindurch und verteilt sich symmetrisch auf die beiden Leitungen 30 und 31, wobei ein gleicher Druck in den Druckkammern 32 und 33 erzeugt wird; der Steuerschieber 25 bleibt in seiner neutralen Stellung, in die er durch die Rückführfedern 34 gebracht wird.

Wenn ein Steuersignal, beispielsweise über eine ao oben bereits geschilderte elektromechanische Einrichtung, empfangen wird, so bewirkt diese eine Schwenkbewegung des Ablenkteils 29. Der aus der Düse 28 austretende und abgelenkte Druckmittelstrahl teilt sich dann in unsymmetrischer Weise auf die Leitungen 30 und 31 auf und erzeugt dadurch in den Druckkammern 32 und 33 unterschiedlich große Drücke. Eine neue Gleichgewichtsstellung des Steuerschiebers 25 ergibt sich aus dem Ausgleich zwischen der in der einen Richtung wirkenden Kraft der Differenz der in den Druckkammern 32 und 33 herrschenden unterschiedlichen Drücke und der Gegenkraft, die durch Kompression oder Entspannen der Federn 34 bei einer axialen Verschiebung des Steuerschiebers hervorgerufen wird.

Die F i g. 5 zeigt eine Ausführungsvariante, bei der die Leitungen 35 und 36 zur Aufnahme des Druckmittelstrahls, welche die Druckkammern 37 und 38 speisen, unmittelbar in dem Steuerschieber 39 angeordnet sind und gekreuzt verlaufen, d. h. in einem ihrer Nebeneinander-Anordnung entgegengesetzten Sinn an die Druckkammern 37,38 angeschlossen sind.

Die Schwenkbewegung des Ablenkteils 40 bewirkt bei dieser Leitungsführung eine gleichsinnige Ver-Schiebung des Steuerschiebers 39 durch Ausbildung der unterschiedlichen Drücke in den Druckkammern 37 und 38, die Gleichgewichtsstellung ergibt sich aber erst, wenn der Steuerschieber eine Bewegung mit gleicher Amplitude wie das Ablenkteil 40 durchgeführt hat, ohne daß es notwendig wäre, Rückführfedern vorzusehen. Unter gleicher Amplitude dürfte hier eine Winkelschwenkbewegung des Ablenkteils — die in Kreisbogenmaß zu messen ist — und die Tangentialbewegung des Steuerschiebers zu verstehen sein, die in Richtung der Tangente des Winkelmaß-Kreisbogens erfolgt.

Bei dieser Anordnung ist es notwendig, jede Drehung des Steuerschiebers um seine Achse während der Verschiebebewegungen des Schiebers zu vermeiden; dies ist jedoch leicht durch einen Zapfen 41 zu erzielen, der in eine Längsnut des Steuerschiebers eingreift.

Das Steuersignal könnte auch ein pneumatisches Signal sein, wobei dann das Ablenkteil durch eine Druckdose mit elastisch verformbarer Membran bewegt werden müßte. Außerdem könnte das gesteuerte Servoventil ein ganz beliebiges Ventil, beispielsweise ein Ventil mit Drehantrieb, sein.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schwenkstrahlverstärker zum Steuern eines hydraulisch betätigten Ventils mit zwei zu beiden Seiten des Ventils liegenden Druckkammern, bei dem ein aus einer Strahldüse austretender Druckmittelstrahl unter dem Einfluß eines von außen zugeführten Steuersignals relativ zu den Mündungen zweier jeweils mit einer Druckkammer verbundener Leitungen verschwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahldüse (2; 28) feststehend ausgebildet und zwischen ihr und den Mündungen (8,9) der Leitungen (5 bzw. 6, 30 bzw. 31, 35 bzw. 36) ein Ablenkteil (10; 29; 40) mit einer durchgehenden Bohrung (11) angeordnet ist, das mit Steuereinrichtungen (12 bis 18) für seine Verschwenkung um eine zur Strahlrichtung der Strahldüse (2; 28) und zur Verbindungsgeraden der Leitungsmündungen senkrechte Achse im Takte des Steuersignals gekoppelt ist.

2. Schwenkstrahl verstärker nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine elektromechanische Steuereinrichtung (12 bis 18) (F i g. 3).

3. Schwenkstrahlverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung zum Verschwenken des Ablenkteils (29; 40) eine pneumatisch beaufschlagbare Membrandose enthält.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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