DE1901913A1

DE1901913A1 - Elektrisch betaetigtes Druckminderventil

Info

Publication number: DE1901913A1
Application number: DE19691901913
Authority: DE
Inventors: Rene Lucien
Original assignee: Messier SA
Current assignee: Messier SA
Priority date: 1968-01-15
Filing date: 1969-01-15
Publication date: 1969-09-11
Also published as: DE1901913B2; GB1229731A; US3599673A

Description

DIPL-ING. HELLMUTH KOSEL DIPL-ING. HORST ROSE DIPL-ING. PETER KOSEL PATENTANWKLTE

3353 Bad Gandersheim, 14. Januar 19

Braunschweiger StraBe 22

Telefon: (05382)2842

Telegramm-Adresse: Siedpatent Bad Gandersheim

ΐϋ-ΰοώIjjJ:I üoeiete Anonyme
Patentgesuch, vom 14. 1.1969

1-JESSIEil Societe Anonyme

6 Avenue Raymond roincare Paris- Seine -' Frankreich

Elektrisch, betätigtes Druckminderventil

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, die als elektrisch betätigtes Druckminderventil bezeichnet v/erden k£inn und deren Aufgabe es ist, die steuerung eines hydraulischen Drucks in Abhängigkeit von einem sehr geringen elektrischen Steuerstrom zu eiLiuben.

Es ist bekannt-, zu diesem Zweck Servo-Yerteiler zu verwenden. Diese Art von Vorrichtungen befriedigt im allgemeinen, weist jedoch den Nachteil sehr hoher Herstellungskosten auf.

Das elektrisch betätigte Druckminderventil nach der Erfindung bringt demgegenüber den Vorteil .mit sich, daß es in seiner Ausführung sehr viel einfacher ist und er daher wesentlich weniger Kosten als die bekannten Vorrichtungen erfordert.

Das elektrisch betätigte Druckminderventil nach der Erfindung weist zwei Stufen auf, und zwar einerseits eine Primärstufe, die durch einen Magnetmotor und durch ein System aus einem Schließkörper und einer Düse besteht, und andererseits eine Sekundärstufe, die durch einen hydraulischen Schieber gebildet ist, der dem Hegeldruck der Primärstufe unterworfen ist. Das elektrisch betätigte Druckminderventil nach der Erfin-

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dung ist in den folgenden tunkten besonders bemerkenswert:

a) Die jr'riraärstuf e ist vollständig um eine Achse aufgebaut, die a.ls itotationssyminetrieaehse angesehen werden kann: Die von deu Ka iietsiotor erseii ce Kraft wird über diese Achse geleitet, die Bewegung des Schließkörpers stellt eine -bäi^'sbewejung zu dieser Achse dar. Die Düse v/iva enbsprechend dieser Achse angeordnet und eingestellt. Die -triaärstufe ist an dem Gehäuse des elektrisch betätigten DrucLuinoerventils als ein selbständiger ülock angeordnet und leicht abnehmbar, und zwar-.durei! Der-fnntaire _oe.iiä0 der vorgenannten Achse und daher ohne cie Gefahr einer Veränderung der un.i der -^e

n) ijei konstantem öpeisedruck und ohne einen hydraulischen Durchsatz ist das V/ir.-:ungsgesetz, das den Ausgangsdruck des Druckminderventils mit dem Steuerstrom verbindet, linear.

c) Andererseits ist gewünsentenfalls, jedoch

nijhb notwendigerweise, die Steigung dieses ^ 5'unktionsgesetzes abhängig vom 3peisedx*uck.

Hit anderen Worten erzeugt die gleiche Veränderung der Stromstärke des Steuerstromes immer dieselbe Veränderung des Verbraucher- oder Nutz— drucks, und diese Veränderungen sind proportional, natürlich zwischen einem maximalen dv.eisedruck und dem Druck Null, die die Frenze für den liutzdrucjc darstellen.

Das unter b) oben beschriebene Gesetz v/ird anhand der Kurven in Pig. 1 beschrieben, die als Beispiele angegeben werden. In diesen Kurven ist die Stärke des elektrischen Steuerstroms I auf der Abszisse

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und der durch die ,Sekundärstufe gelieferte Hutζdruck iü auf der Ordinate ruf getragen. Mit d'.;i elektrisch betätigten Druckminderventil nach der !Erfindung ist df j-s >Jtrom-J)ruck-uresetij linear ( Gerade LG j η ο... ¹) für die Grüße do« i^-eisedrucks ΡΛ0, ouf den die :, riir.ärstufe eingeregelt j st. weim dagegen der üpeinedruok al fällt auf einen iicrt jA1 unterhalb i-AO, bildet der Strom-Druek-Verlauf eiiie Stufe (grobgestrj ekelt L1 in fig. 1): Der Nuts- oder Verbraucnerdruck i-U bleibt Lnaiächst konstant und gleich Ι-Λ1 , solange der Steuerstrom den Vert IS nicht erreicht, der umso größer ist, je niedriger der Speisedruck rAi ist.

Diese durch eine Stufe begrenzte Charakteristik ist offensichtlich, nicht nachteilig bei solchen Anwendungen, bei denen der Speisedruck PA nahezu konstant ist, sie ist auch noch zulässig bei anderen Anwendungen, üs bestehen jedoch Anwendungen, bei denen der Speisedruck veränderlich ist und bei denen außerdem diese bei den bekannten Vorrichtungen"erzeugte Stufe einen Nachteil darstellt.

Die -ürfindurLs gestattet es, diesen Hachteil auszuschalten, falls dies gewünscht wird. Durch eine andere Anordnung gemäiä der Erfindung kann das . elektrisch betätigte Druckminderventil gemäß dein Punkt c) der obigen Darstellung einen Strom-Druck-Verlauf sicherstellen, der trotz der Veränderungen des Speisedrucks stets linear ist und eine konstante Steigung aufweist. Dieses Gesetz gemäß dem iPunkt c) wird anhand der Kurven in Fig. 2 erläutert, die ebenfalls als Beispiele gegeben werden. Auch in Fig. 2 ist die Stärke des elektrischen Steuerstromes : auf der Abszisse und der Nutzdruck PU auf der Ordinate dargestellt. Mit dieser anderen Anordnung nach der Erfindung für unterschiedliche Größen des opeisedrucks i-A, z.B. 1Λ1, 1A2, Ί-Ά5, erhält man ein hetz von parallelen Geraden, die sämtlich

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charakterisiert sind durch ein konstantes Verhältnis zwischen der Veränderung der Stärke des Steuerstroms I und der Veränderung des Nutzdruoks PU. Es ist aus Fig.2 ersichtlich, daß die in Fig. 1 erkennbaren Druckstufen vollständig ausgeschaltet sind.

Die Erfindung bezieht sich demgemäß auf ein elektrisch betätigbares Druckminderventil zur Regelung eines hydraulischen Nutzdrucks in Abhängigkeit von einem schwachen elektrischen Steuerstrom mit einer Primär- und einer Sekundärstufe, wobei die Primärstufe einen Magnetmotor, einen durch den Motor bewegbaren Schließkörper^ eine vor dem Schließkörper angeordnete Düse und ein stromaufwärts von der Düse angeordnetes und unter Druck durch eine Hydraulikquelle gespeistes Diaphragma und die Sekundärstufe einen Hydraulikschieber aufweist, der dem durch die Primärstufe zwischen dem Diaphragma und der Düse bereitgestellten Steuerdruck unterworfen ist und den Nutzdruck bei hydraulischem Durchsatz Null nach einem Gesetz regelt, das, in Abhängigkeit von dem elektrischen Steuerstrom, linear bei konstantem Speisedruck ist. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Primärstufe entlang einer Achse (Rotationssymmetrieachse) angeordnet ist, daß die durch den Motor entwickelte Kraft entlang der Achse geleitet wird, daß die Bewegung des Sohließkörpere eine ^ranslationsbewegung bezüglich der Achse darstellt, daß die Düse rotationssymmetrisch zu der Achse ist, daß die gesamte Primärstufe als ein Block entlang der Achse demontie rbar ist und daß der Hydrauliksohieber in entgegengesetzten Richtungen auf zwei gleichen Flächen zum einen mit dem Steuerdruck und zum anderen mit dem Nutzdruok beaufschlagbar ist, wobei der Hydrauliksohieber eine neutrale Stellung hat, in der er den Nutzdruok nipht modifiziert, zu deren einer Seite er bewegt wird, wenn der Nutzdruok kleiner als der vorgeschriebene Wert wird, und dann den Nut ζ druck mit dem Speisedruck speist, und

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zu deren anderer Seite er bewegt wird, wenn der Nutzdruek größer als der vorgeschriebene Wert wird, und dann den Nutzdruck entweichen läßt»

Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein elektrisch betätigbares Druckminderventil zur Regelung eines hydraulischen Nutzdrucks in Abhängigkeit von einem schwachen elektrischen Steuerstrom, mit einer Primär- und einer Sekundärstufe, wobei die Primärstufe einen Magnetmotor, einen durch den Motor bewegbaren Schließkörper, eine vor dem Schließkörper angeordnete Düse und ein stromaufwärts von der Düse angeordnetes und unter Druck durch eine Hydraulikquelle gespeistes Diaphragma und die Sekundärstufe einen Hydraulikschieber aufweist, der dem durch die Primärstufe zwischen dem Diaphragma und der Düse bereitgestellten Steuerdruck unterworfen ist und den Nutzdruck bei hydraulischem Durchsatz Hull nach einem Gesetz regelt, das, in Abhängigkeit von dem elektrischen Steuerstrom, linear oder im wesentlichen linear bei "konstantem Speisedruok ist und von konstanter oder im wesentlichen konstanter Steigung bei variablem Speisedruck ist. Diese Ausführung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Primärstufe entlang einer Achse angeordnet ist, daß die duroh den Motor entwickelte Kraft entlang der Achse geleitet wird, daß die Bewegung des Sohließkörpere eine Translationsbewegung bezüglich der Aohse darstellt, daß die Düse rotationssymmetrisch zu der Achse ist, daß der Motor der Primärstufe als ein Blook entlang der Aohse demontierbar ist, und daß der Hydrauliksohieber in entgegengesetzten Richtungen beaufsohlagbar ist, und zwar einerseits auf einer ersten fläohe mit dem Steuerdruok und auf einer aweiten Fläche mit dem Nutzdruok und andererseits auf einer dritten und mit der zweiten fläche gleichen fläche mit dem Speieedruck, wobei der Hydrauliksohieber eine neutrale

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Stellung hat, in der er den Hutzdruek nicht modifiziert, zu deren einer Seite er bewegt wird, wenn der liutzdruek kleiner'als der vorgeschriebene Wert wird, und dann den Uutzdruck mit dem Speisedruck speist, und zu deren anderer Seite er bewegt wird, wenn der Hutζdruck größer als der vorgeschriebene Wert wird und dann den ifutzdruck entweichen läßt·

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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbexspiele des elektrisch betätigten Druckminderventils nach der Erfindung dargestellt. Es zeigen»

I¹Ig. 3 einen sehematischen Längsschnitt durch das elektrisch betätigte Druckminderventil gemäß der Erfindung, dessen Strom-Druck-Kennlinie die Fig. 1 wiedergibt,

Pig. 4 eine Fig. 3 entsprechende Ansicht,

Pig. 5 einen Längsschnitt entlang der linie V-V in Pig. 4» jedoch im doppelten Maßstab,

Pig. 6 eine Schnittansicht entlang der Linie VI-VI in Pig. 5,

Pig. 7 eine Schnittansicht entlang der Linie VII-VII in Pig. 4,

Pig. 8 eine Draufsicht der Darstellung nach Pig. 4, Pig. 9 einen Halblängsschnitt der Sekundärstufe,

Pig. 10 eine zweite Ausführungsform des elektrisch betätigten Druckminderventils nach der Erfindung, und zwar in einer Schnittansicht durch die Achse XX des Schiebers der Sekundärstufe und normal zur Achse YY der Primärstufe,

Pig. 11 eine Schnittan'sicht durch die Achse YY der Primärstufe und normal zur Achse XX des Schiebers der

Sekundärstufe, und zwar entlang der Linie XI-XI in Fig. 10,

Pig. 12 eine Seil^ansicht, und zwar im Schnitt durch die Achse YY der Primärstufe entlang der Linie XII-XII in Pig. 10, wobei die elektrischen Verbindungen der Betätigungsspule dargestellt sind.

Anhand der Pig. 3 und 5 wird im folgenden der Aufbau der Primäretufe des elektrisch betätigten Druckminderventils nach, der Erfindung beschrieben.

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Der polarisierte Magnetmotor weist einen Dauermagneten 1 mit radialer Magnetisierung, eine Spule 2, einen beweglichen Kern 3 und einen magnetischen Kreis auf, der aus den Teilen 4, 5 und 6 gebildet ist. Der Luftspalt 7 wird durch den Abstand zwischen dem Kern 3 und dem Teil 4 vorgegeben. Der Luftspalt 8 entspricht dem Abstand zwischen dem Kern 3 und dem Teil 5, der Luftspalt dem Abstand zwischen dem Kern 3 und dem Teil 6. Der Kern ist fest mit einer Stange 11 verbunden, deren beide Enden jeweils an einer dünnen metallischen Membran 12 bzw. 13 aufgehängt sind. Der Kern 3 kann sich so ohne Reibung an einem anderen Bauteil verstellen. Zwei Federn 14 und .15 dienen zur Rückstellung des Kerns 3 in eine Mittelstellung. Der Tragteil 16, auf den mittelbar die Feder 14 einwirkt, weist eine Schraube 17 auf, die unter Einwirkung auf die Scheibe 18 der Feder 14 die Einstellung der Lage des Kerns 3 gestattet. Magnetische Nebenschlüsse 19, die in Bohrungen in einer Traverse 21 des Magnetkreises 4 angeordnet sind, gestatten die Einstellung des Verstärkungsfaktors der iCraft-Strom-Kennlinie. Ein Verschluß 23 ist an dem der Schraube 17 entgegengesetzten Ende der Stange 11 befestigt und liegt einer Düse 24 gegenüber, wobei die gesamte Anordnung, wie schon ausgeführt worden ist, in der Hauptachse YY verläuft. Diese Primärstufe weist ferner ein Diaphragma 25 auf, das durch ein Filter 26 geschützt ist.

Sämtliche Bauteile dieser Primärstufe sind in einem Gehäuse 27 untergebracht und bilden so einen selbständigen Block, der von dem übrigen Gerät ohne Gefahr einer Verstellung getrennt werden kann. Das Gehäuse 27 ist verlängert durch ein Auf stechrohr 28, das auf dem Gehäuse 27 durch eine Schraube 29 befestigt ist. (Fig. 5). Dieses Aufetecfcrohr 28 ist selbst geschlossen durch'den Sockel der dichten elektrischen Anschlußdose 30.

Die Sekundärstufe (Fig. J, 7» 8, 9) mit der Achse XX weist einen Schieber 31 auf, der In einer Hülse 32 beweglich

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HSOT K

ist- und durcn. zwei ItefestM^Jied'em; 5^ und; J5> ist. Me-- K^tnaie:© 36" ("feg*; J un& 94 <£te'^: ait eßLiteffi Enide; Schiebers^ ange^rdneife- isit% stefcfc in.- dauernder^ Verbindung; mit der Kammea? 3S,. düe zwischen, dear Dü&ei 2φ- und^ dein.

Diaphragma 25 gebildet; Jia*' (J^g.- 3- u&di 5^ Primärstüf e^ deffi Jie^ä^gjMigsdamekr B3. iSegeSit^r- Am:

gese-tztäii Ende" des> SÖ;iidiab«a?si, 3^ s*e&£ d-iie, Eafflmgas' 38" der V-ertaasieteröffnuag, ώΐ: i^rlsindtMag; fEäfiicie: ΗΙ)}.Ιϊΐβ· teile dieser Sfe&undärsiniiffei aind: iü eineM ordnet _r das- in^ ateenmfrarer Weisen ditei Iri nimmt^ Die Biüsei 32^; wird- dSuräni das; JöiistexilErOlir" %t geaalteaat,, das: eine Seiiraa.be> 4:2: atü£wedis^,· mttfäiilJie· derer· nian: düe; Strom-Drucfc-Eeäanlinie jpataieren: kaiin^ Bin $&&st«elECGiiiai" odereine AuistecMrapge 4I3> söülieBti die> Kammer JQ- äte-v- iäif dem.

Gehäuse 39 sind ferner die drei hydrauliscnen Installationen vorgesenent Die Z^iilAiirung· CbtucIe Bjt);,, der VerbaiaaiGJaer PIX):, die Sücicleitung R (ϊ%. 3_V Φ, 7^ 8)t, und:

die nicht dargestellten letflöistigungsifüiße Q-.,dgl..

Die Wirkungsweise dieses elek-triscn betätigten Druckminderventils ist die folgender

Entsprechend dem Verlauf der Strom-Druck-Kennlinie,, die man zu erhalten wünscht, ist der Verbraucher druck HJ eine genau lineare Funktion des Stromes I durch die Spule 2, und zwar sowohl bei der Zunahme als auch bei der Abnahme,, wobei angenommen wird, daß der Zuführungsdruck PA konstant ist. -

Es soll z.B. der Pail betrachtet werden, bei dem der Druck PU eine abnenmende funktion dea Stromes 1 ist. Während der Strom I gleich i\iull ist,, nimmt der Verschluß 23- eine sehr nahe an der Düse 24 liegende Stellung ein, und? zwar in einem Abstand, den man mithilfβ der Schraube 17 einstellen kann, um für den Druck PTJ den gewünschten maximalen Druck/ zu erhalten. Es bestimmt dieser Abstand den Druck in der Kammer 37· Solange der Druok Έΰ unterhalb des Drucks PO in der Kammer 37 ist», verschiebt sich der Schieber 31 nach linkst in- Mg* 5' und* speiset) von PA nach· PU* Infolgedessen

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; dfeaff Efctiste; BOD p^ög^essivr an;.* Esa»: äeidie-bear 3£T^! seiilieficfci seinem Durchlässe? wenn, dasc: BEu,c;feaaisgleä-aii_t e>rj3^icnir isfet

Vtem dear ϊ^αεώβγ. I nicht: g-Ledlcfc MuH, iist^ übt? diear magneEfc-" saif den: beweglichen« Ejsecil. 3; eEois; lErjaffc aus;^ date untec

ii, däle_; WsäMmxL· 114- uod; t-5'

haite:_); daß; dieK^v Jtouscfe iin. dfeir- Kkmnreirr 3T" axiiuoTtJii "^eaisoliaigtoi; sißiL dsar SirfiiKbsar 3511 naciL in Jj*ig> 5; uasS taiiiigt djsaL "ienlxKamaasiir' HJ; in, ¥«3ilijinduiig· nriifc* der Riiciclieitttiig H₁,,, urid. z.waai bxs aa. diem, itosenii,, in. dsm,,

J3s- isrü- e-rsdiatdiixcii.,; daß die Kxa£t_r die au:£ duoie\la den iaagneiMxrKcLC ausgeübt: wird,_; sicii aus dei; dear Eliisss m dan, larfi; strait en T und g;- eo?gi,b1r,_? und: zwar^y dies: durch die: äpu-le- 2^f erzeugten Etiiases, mit dem, durctt den. Dauermagneten^1^; erzeugten fflufi,; w©i3ei der leirztgenannt©- I^lluß sich verteilt zwischen den. Iiuftapalteaa. T und 9-,, naefa- " dem er den IiUftspalt 8 durciiquert hat.

Es soll hier angemerkt werden, daß die oben beschriebenen konstruktiven Einzelheiten des elefctxiscJx betätigten Druckminderventixs nur ein. Ausführungabeispiel darstellen.

Im folgenden wir& anhand der Fig. TO bis 12 eine zweite Ausführungsform des elektrisch betätigten Bruek— minderventlls nach der Erfindung beschrieben, die eine, Strom-Druck-Eennlinie; gemäß Pigv 2: erzielt, . ' '

G-emäßt Fig. 10 weist die Sekundär stufe dieser Aus— führungsform in einem dichten Sehäuse 51 entsprechend der Darstellung eine zylindrische Hülse 52 mit dex Achs« XX: auf, die zwischen zwei Buchsen 53 und 5Φ angmordnei» isir, die Anschläge bilden_r sowiev zwei dichte Abschluß stopfen, 55 und 561 die durch zwei mit Gewinde versehene, und: auf das G-eiiauae 5 t aufge^schräubte Muttern 57 u^ä 58 gehalten; werden* In der Büüse;, 52; isi;; frei gleitbar zwischen, den

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Buchsenanschlägen 53 und 54 ein zylindrischer Schieber mit der Achse XX angeordnet. Die Hülse 52 ist mit einer Anzahl von äußeren Muten versehen, die jeweils mit radialen Durchlässen in Verbindung stehen, nämlich von links nach rechts in Pig* 10 gesehen: Eine Mut 61, die in nicht dargestellter Weise mit dem Druckmittelbehälter verbunden ist und daher ohne Druck ist, eine Hut 62, die mit der Verbraucherleitung verbunden ist und daher unter dem Verbraucherdruck PIJ steht, eine Mut 63, die mit der Speiseleitung verbunden ist und daher unter dem Speisedruck PA steht, eine Nut 64, die ebenfalls unter dem Verbraucherdruck PU steht, und eine Mut 65, die mit dem Ausgang der Primärstufe verbunden ist und damit unter dem Betätigungsdruck PO steht. Der Schieber 59 ist außen mit einer Anzahl von äußeren Muten versehen, die voneinander durch drei Bunde getrennt sind, nämlich von links nach rechts in Pig. 10 gesehent Eine Verlängerung 71 mit verringertem Durchmesser, eine Mut 72, die in Verbindung mit den Durchlässen der Mut 61 der Hülse kommen kann und mit der Mut 62 der Hülse verbunden ist, eine Mut 73, die in Verbindung mit der Mut 63 der Hülse steht und in Verbindung mit den Durchlässen der Mut 64 der Hülse kommen kann, eine iiut 74, die in Verbindung mit den Durchlässen 64 der Hülse kommen kann und eine Verlängerung 75 mit verringertem Durchmesser. Ein axialer und radialer Durchlaß 76 bringt ständig die Kammer 77 auf der linken Seite des Schiebers mit der Mut 73 in Verbindung. Ein radialer und axialer Durchlaß 78 bringt ständig die Mut 74 mit der Kammer 79 auf der rechten Seite des Schiebers in Verbindung. Der •schieber 59 bringt also in einer Stellung links von seiner Mittelstellung durch seine Mut 72 die Muten 61 und 62 der Hülse 52 miteinander in Verbindung und daher die Verbraucherleitung in Rückleitung zum Behälter, wodurch der Verbraucherdruck PU verringert wird. In einer Stellung rechts von seiner Mittelstellung bringt der Schieber 59 durch seine Mut 73 die Hüten 63 und 64 der Hülse 52 miteinander in Verbindung und verbindet dadurah:die Speiseleitung mit der Vefcbraucherleitung, wodurch der

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Verbraucherdruck PU erhöht wird. Also ist der Schieber 59 in der Hülse 52 unter der Wirkung der hydraulischen Drücke, die auf ihn gegeben werden, frei gleitbat. Diese Drücke sind die folgenden» Einerseits in der linken Kammer 77 der Speisedruck PA, der durch die Jiute 63, die wüte 73 und den axialen Durchlaß 76 eintritt und nach rechts auf den ringförmigen Querschnitt S1 der Verlängerung 71 wirkt, und andererseits in der rechten Kammer 79 der Verbraucherdruck PU, der durch die JJiut 64, die IMut 74 und den axialen Durchlaß 78 ankommt und nach links auf den ringförmigen Querschnitt des Vorsprungs 75 wirkt, der denselben ringförmigen Querschnitt S1 wie der Vorsprung 71 aufweist, und schließlich der Betätigungdruck PG, der durch die Jüut 65 ankommt und nach links auf den ringförmigen Querschnitt S2 wirkt. Infolgedessen befindet sich der Schieber 59 im Gleichgewicht, wenn t

(1) (PA) .(81) = (PU) (81) + (PC) (S2) daher

(2) (PU) = (PA) -JPQ). (82!

Gemäß Fig. 11 weist der polarisierte Magnetmotor einen W Dauermagneten 81 mit radialer Magnetisierung, eine Spule 82, einen beweglichen Kern 83 und einen magnetischen Kreis auf, der aus den 'feilen 84, 85 und 86 zusammengesetzt ist. Die Arbeitsluftspalte 87 und 88 entsprechen jeweils den Abständen zwischen dem Kern 83 und dem Teil 84 und zwischen dem Kern 83 und dem Teil 86. Der Kern 83 ist feat mit einer Stange 89 verbunden, deren beide Enden Jeweils in einer feinen metallischen Membran 91 bzw. 92 aufgehängt ist. Der Kern 83 ' kann sich daher ohne Reibung an irgend einem anderen Bauteil verschieben. Die elastische Rückstellung der beweglichen Anordnung 83 bis 89 wird gewährleistet durch die beiden Membranen 91 und 92, die geschlitzt sind und diese bewegliche Anordnung anzuheben suchen,· sowie durch eine Feder 931 die diese Anordnung abzusenken trachtet. Die

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Schraubenfeder 93 arbeitet auf· Druck, und ihr Angriffspunkt 94 kann durch eine Einstellschraube 95 verschoben werden, die durchseihe Gewindemutter 96 zugänglich ist. Die vorerwähnten Bauteile der Primärstufe sind in einem zylindrischen Aufsatz 97 mit der Achse YY des Gehäuses 51 untergebracht, welcher Aufsatz durch einen Plansch 98 und eine Mutter 99 verschlossen ist. Die beiden Verbindungsleiter 101 der Spule 82 (Mg. 12) führen in einen Kanal 102 des Gehäuses-51 und führen zu einem elektrischen· Anschluß 103, der mit-· hilfe der Schrauben 104 abnehmbar ist (Fig. 10).

In dem Gehäuse 51 und stets entsprechend der Achse YY ist eine Kammer 111 vorgesehen, in der ein Schließkörper 112, der am unteren Ende der Stange 89 befestigt ist und daher parallel zur Achse YY längs beweglich ist, vor einer Düse 113 verstellbar ist, die ihrerseits auf einem festen Träger auf der Achse YY und dicht in dem Gehäuse 51 angeordnet ist. Die Düse 113 wird mithilfe eines Diaphragmas 114 und eines zylindrischen Filters 115·von der Speiseleitungsführung 116 her gespeist. Die Düse "113 und ihre Bestandteile sind durch einen Stopfen 117 und eine Schraube 118 gehalten und daher leicht zugänglich. Während des Betriebs des Magnetmotors nähert sich 'der Schließkörper 112 der Düse 113, wodurch der Druck in.der Kammer 119 stromaufwärts von der Düse erhöht wirdi Dieser Druck ist der Betätigungsdruck PO. Er wird zur JMut 65 der Sekundärstufe geleitet (durch eine nicht dargestellte Leitungsführung). " ... .

Es ist ersichtlich, daß mithilfe der beschriebenen Anordnungen einerseits der hydraulische Abschnitt der Primärstufe, z.B. zur Reinigung des Filters oder der Düse, und andererseits auch sein elektrischer Abschnitt leicht zugänglich sind. Ferner sind diese Abschnitte austauschbar mithilfe der einzigen Einstellung der Feder 93 durch ihre Schraube 95. Diese Vorteile sind verbunden mit der in systematischer Weise axialen Bauform (entsprechend der Achse YY), die den beiden hydraulischen und elektrischen Abschnitten der Primärstufe des elektrisch betätigten

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Verteilers gegeben worden sind.

Andererseits ist die itichtung des Stromes I in seiner Spule 82 derart gewählt, daß sie einen Betätigungsdruck"" PC am Ausgang der Primärstufe erzeugt, der eine ansteigende Funktion des stromes ist:

(3) (PG) ski, ■ · . ■

wobei k eine positive Konstante ist. Dle^; Annäherung der Gleichungen- (2) und (3) zeigt, daö:

(4) (PU). = (PA) - al,

wobei a eine Konstante ist, nämlich a = -k. LIit anderen Worten, der .ueigungsf aktor a der den Strom-Druck-Verlauf darstellenden rechten oeite ist unabhängig vom Speisedruck PA. Dies ist in Fig. 2 dargestellt.

Vom technologischen Gesicntspunkt aus ist ersichtlich, daß die Ausführung der Sekundärstufe auf Pig. 10 dargestellt ist. Die beiden Verlängerungen 71 und 75 sind auf den Schieber 59 konzentrisch zu drei Lagersteilen gearbeitet, die in der Bohrung der Hülse 52 gleiten. Die beiden Buchsen 53 und 54 sind in der Bohrung der Hülse 52 zentriert. Diese isucnsen -j3 und 54 weisen jeweils eine Bohrung auf, in der einer der Vorsprünge 71 und 75 gleiten kann. Üs ist ersichtlich, daß infolge der Zentrierung der Buchsen 53 und in der Hülse 52 nur zwei Konzentrizitäten beacntet werden müssen: Die der Vorsprünge 71 und 75 mit den drei Lagerstellen des Schiebers und die der Bohrung und der äußeren Bearbeitung der Buchsen 53 und 54· Beide Konzentrizitäten können mit großer Genauigkeit durch eine einzige Bearbeitung erhalten werden. Mithilfe einer geeigneten Montage kann man die .üuchsen 53 und 54 auf den Vorsprüngen 71 und 75 halten, und durch einen einzigen Arbeitsvorgang kann man die drei Lagerstellen des Schiebers und die äußeren Durchmesser der Buchsen 53 und 54 endbearbeiten.

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Auf diese 'Weise kann man sehr genaue Konzentrizitäten erhalten und dadurch eine Gleitbewegung des Schiebers ohne je.de lieibung, wobei äehr gerinne Spiele auftreten (zwischen deia Scnieber 59 und der liülse 52, zwischen den Vprsprüngen 71 und 75 und zwischen den Bucnsen 55 und 54 sowie schlieiBlich zwischen den -üuensen 53 und 54 und der Hülse 52). Diese sehr geringen Spiele erlauben außerordentlich geringe Heibungen auf dein Niveau üer bekundärstuf e.

Andererseits ist ersichtlich, daß die beiden Durchlässe 76 und 78 im Inneren des Schiebers 59» die einerseits den Druck PA in die Kammer 77 und andererseits den Druck PU in die Kammer 79 leiten, eine wesentliche Vereinfachung der Bearbeitung des Gehäuses 51 erlauben.

Patentanwalt·

DlpUng. Hor«t Rät· Dipl.-Ing. Peter Koiel

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Claims

3353 Bad Gandtrehtim, H. Januar 1969 Braunschweiger StraBe 22

I W Telefon: (05382) 2842

Telegramm-Adresse: Siedpatent Bad Gandersheim

MSSSIER Societi Anonyme
Patentgesuch vom 14. Jan. 1969

Patentansprüche

■1, Elektrisch betätigbares Druckminderventil zur Regelung- eines hydraulischen Nutζdruckes in Abhängigkeit von einem schwachen elektrischen Steuerstrom, mit einer Primär- und einer Sekundärstufe, wobei die Primärstufe einen Magnetmotor, einen durch den Motor bewegbaren Schließkörper, eine vor dem Schließkörper, angeordnete Düse und ein stromaufwärts von der Düse angeordnetes und unter Druck durch eine Hydraulikquelle gespeistes Diaphragma und

die Sekundärstufe einen Hydraulikschieber aufweist, der dem durch die Primärstufe zwischen dem Diaphragma und der Düse bereitgestellten Steuerdruck unterworfen ist und den liutzdruck bei hydraulischem Durchsatz Hull nach einem Gesetz regelt, das in Abhängigkeit von dem elektrischen Steuerstrom, linear bei konstantem Speisedruck' ist,

it.- lurch gekennzeichnet, daß die gesamte Prinärstufe entlang einer Achse (Y - Y) angeordnet ist,

daß die durch den Motor entwickelte IZraft entlang der Achse geleitet wird,

daß die Bewegung des Schließkörpers eine Translati^nsbewesung bezüglich der Achse darstellt,

das? die Düse rotationssymmetrisch zu der Achse ist,

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daß die gesamte Primärstufe als ein Block entlang der Achse demontierbar ist,

und daß der Hydraulicschieber in entgegengesetzten Richtungen auf zwei gleichen Flächen zum einen mit dem Steuerdruck und zum anderen mit dem Nutzdruck beaufschlagter ist,

wobei der Hydraulikschieber eine neutrale Stellung hat, in der er den Nutzdruck nicht modifiziert,

zu deren einer Seite er bewegt wird, wenn der Nutzdruck kleiner als der vorgeschriebene Wert wird, und dann den Hutzdruck mit dem Speisedruck speist,

und zu deren anderer Seite er bewegt wird, wenn der Nutzdruck größer als der vorgeschriebene Wert wird, und dann den Nutzdruck entweichen läßt,
2."Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärstufe aufweist (Fig. 3):

einen Permanentmagneten (1) mit der Achse (Y¹Y) und radialer Magnetisierung, .

eine Spule (2) mit der Achse (Y^Y),

. einen Magnetkreis sowohl mit einem Flansch (4), einem Joch (5) und einem Flansch (6) jeweils mit der Achse (Y-Y) als auch mit einem Querteil (21) und mit einstellbaren magnetischen Nebenschlüssen (19) in dem Querteil,

eine Stange (11) mit der Achse (Y-Y), die fest mit dem- beweglichen Kern (3) verbunden ist,

zwei dünne Metallmembranen (12 und 13), die die Stange (11) tragen,

eine regelbare Feder (14) mit der Achse (Y-Y) an einem Bnde der -Stange (11),
einen beweglichen Kern (3) mit der Achse (Y-Y),

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einen Schließkörper (23) mit der Achse (Y-Y) am anderen Ende der Stange (11),

eine Düse (24) mit der Achse (Y-Y), ein Diaphragma (25) und

ein Gehäuse (27) mit der Achse (Y-Y), in dem alle Organe untergebracht sind,
3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Buchse (32), die den Hydraulikschieber (31) aufnimmt, der darin gleiten kann, zwei in entgegengesetzter Richtung wirkende Federn (34,35), von denen eine regelbar ist und die den Schieber (31) auf seine neutrale Stellung hin vorspannen, ferner durch eine an dem einen Ende der Buchse (32) vorgesehene Kappe (41), die eine unter dem Futzdruck (PU) stehende Kammer (38) bildet, durch eine an dem anderen Ende der Buchse (32) vorgesehene Kappe (43), die eine unter dem Steuerdruck stehende Kammer (36) bildet, wobei der Schieber (31) mit einem axialen Sackloch und Nuten versehen ist, die mit Nuten in der Buchse (32) zusammenwirken und einerseits den Hutzdruck (PU) mit dem Speisedruck (PA) speisen, wenn der Schieber (31) in Richtung auf die Kammer'(38) bewegt wird und andererseits den Nutzdruck (PU) entweichen lassen, wenn der Schieber (31) auf die Kammer (36) hin bewegt wird«
4. Elektrisch betätigbares Druckminderventil zur Regelung eines hydraulischen Futzdruckes in Abhängigkeit von einem schwachen elektrischen Steuerstrom, mit einer Primär- und einer Sekundärstufe, wobei die Primärstufe einen Magnetmotor, einen durch den Mitor bewegbaren Schließkörper, eine vor dem Schließkörper angeordnete Düse und ein stromaufwärts

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von der Düse angeordnetes und unter Druck durch eine Hydraulikquelle gespeistes Diaphragma und die Sekundärstufe einen Hydraulikschieber aufweist, der dem durch die Primärstufe zwischen dem Diaphragma und der Düse bereitgestellten Steuerdruck unterworfen ist und den Nutzdruck bei hydraulischem Durchsatz Null nach einem Gesetz regelt, das,in Abhängigkeit von. dem elektrischen Steuerstrom, linear oder im wesentlichen linear bei konstantem Speisedruck ist und von konstanter odor im wesentlichen konstanter Steigung bei variablem Speisedruck ist,

dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Primärstufe entlang einer Achse (Y-Y) angeordnet ist,

daß die durch den Motor entwickelte Kraft entlang dor Achse geleitet wird,

daß die Bewegung des Schließkörpers eine Translationsbewegung bezüglich der Achse darstellt,

da3 die Düse rotationssymmetrisch zu der Achse ist,

daß der "^tor der Primärstufe als ein Block entlang der Achse demontierbar ist,

und daß der Hydraulikschieber in entgegengesetzten Hichtungen beaufschlagbar ist und zwar einerseits auf einer ersten Fläche mit dem Steuerdruck und auf einer zv/ei ten Fläche mit dem Hut ζ druck und andererseits auf ^f;i'■'·'='■■■ ^;"-"itten und mit der zweiten Fläche gleichen f'l¹ C- . '-it dem Speisedruck,

ν ^i i'r__- Hydraulikschieber eine neutrale Stellung ■:.*,, iii α er er den Hutzdruck nicht modifiziert,

Zi -3 irren einer Seite er bewegt wird, wenn' der liutziraCi, Kleiner als der vorgeschriebene Wert wird, un: 'j'inn den llutzdruck mit dem Speisedruck speist, und zu derei· anderer Seite er bewegt wird, wenn der Mutzdruck crö^sr als der vorgeschriebene Wert wird, und dann den : ätzdruck entweichen läßt.

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5_f Yentil nach Anspruch 4_f dadurch gekennzeichnet, daß die Primärstufe aufweist(Fig_t 11') s

einen Permanentmagneten (8.1) mit der Achse (Y-Y) und radialer. Magnetisierung,

eine Spule (82) mit der Achse (Y-Y),

einen beweglichen Kern (83) mit der Achse (Y-Y),

einen Magnetkreis mit einem Plansch (84)» einem Joch (85) und einem.Plansch (86) jeweils mit der Achse

eine Stange (89) mit der Achse (Y-Y), die fest mit dem Kern (83) verbunden ist,

zwei dünne Ivietallmembranen (91 und 92), die die Stange (89) tragen,

eine regelbare Feder (93) mit der Achse (Y-Y) an einem Ende der Stange (89),

einen Schließkörper (112) mit der Achse (Y-Y) am anderen Ende der Stange (89)»

eine Düse(i13) mit der Achse (Y-Y), ein Diaphragma (114) und

eine zylindrische Hülse (97) mit der Achse (Y-Y) als Teil eines Gehäuses (51 )_f in dem alle Organe untergebracht sind.

6_# Yentil nach Anspruch 4 oder 5» gekennzeichnet durch (vergl. Fig. 10) eine Buchse (52) die den Hydraulikschieber (59) aufnimmt, der darin gleiten kann, an einem Ende der Buchse (52) eine Anschlagbuchse (53) und einen Stopfen (55), die eine Kammer (77) für die Fläche (31) bilden, wo der .Speisedruck (PA) zur Wirkung gebracht wird, ferner durch eine an dem anderen Ende der Buchse (52) angeordnete Anschlagbuchse (54) und einen Stopfen (56), die eine Kammer 579) für die gleiche Fläche (S1) begrenzen, wo der Nutzdruck (PU) zur Wirkung ge-

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bracht wird, durch einen Zwischenbund des Schiebers (59) der eine Ringfläche (S2) bildet, auf welche der Steuerdruck (PC) in einer Richtung wirkt, die den Schieber (59) in Richtung auf die Kammer (77) drückt, wobei der Schieber (59) mit zwei axialen Sacklöchern (76 und 78) und Nuten (72, 73, 74) versehen ist, die mit Nuten (61, 62, 63, 64, 65) in der Buchse (52) zusammenwirken und einerseits den Futzdruok (PU) mit dem Speisedruck (PA) speisen, wenn der Schieber (59) in Richtung auf die Kammer (79) bewegt wird und andererseits den Nutzdruck (PU) entweichen lassen, wenn der. Schieber (59) auf die Kammer (77) hin bewegt wird.

Patentanwälte

Dipl.-Ing. Horst Rose Oipl.-Ing. Peter Koeel

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