DE1961559A1

DE1961559A1 - Hydraulische Bremseinrichtung fuer elektromagnetisch angetriebene Stellglieder

Info

Publication number: DE1961559A1
Application number: DE19691961559
Authority: DE
Inventors: Walter Hofmann; Wilfried Dipl-Ing Schulz
Original assignee: G Kromschroeder AG
Current assignee: Elster Kromschroeder GmbH
Priority date: 1969-12-09
Filing date: 1969-12-09
Publication date: 1971-06-16
Also published as: YU34738B; HU162427B; GB1264446A; FR2073079A5; NL7017529A; BE759992A; YU292370A

Description

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G. Kromaehrödβr Aktiengesellschaft, D 45oo Osnabrück,

Hydraulische Bremseinrichtung für elektromagnetisch angetriebene Stellglieder

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Bremseinrichtung für elektromagnetisch angetriebene Stellglieder, insbesondere Ventile, bestehend aus einem mit Flüssigkeit gefüllten, allseitig abgeschlossenen Zylinder, e^nem darin geführten, durch eine in einer Stirnwand des Zylinders gleitend gelagerten Spindel axial bewegbaren Kolben» einer über die Spindel den Kolben in die Ausgangsstellung zurückführenden Feder und einer Einrichtung mit der der Beginn der Bremswirkung verstellt werden kann.

Bei einigen elektromagnetisch angetriebenen Stellgliedern ist es erforderlich, daß bei Erregung des Antriebes zuerst eine schnelle ungedämpfte und danach eine gedämpfte Bewegung des anzutreibenden Mittels erfolgt, wobei noch der ungedämpfte Arbeitsweg zwecks Anpassung an die Gegebenheiten einstellbar sein muß.

Dies· Forderung wird auch as elektromagnetisch angetriebene Ventile gestellt, die zum Steuern der Energiezufuhr in mit

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betriebenen Feuerstätten verwendet werden, damit die, für die Erstellung einer Flamme erforderliehe Gasmenge eofort vorhanden ist, während die weitere Freigabe des Gaseβ langsam erfolgen soll.

Ss ist eine hydraulische Bremseinrichtung der zuvor beschriebenen Art in Verbindung mit einem Ventil bekannt, mit der die genannte !Dämpfungscharakteristik dadurch erreicht wird, daß die Bremseinrichtung in einem Abstand zur Ventilspindel angeordnet 1st und erst nach Durchlaufen dieses Abstandes die Bremseinrichtung zur Wirkung kommt. Beim schnellen Durchlaufen des Abstandes wird durch die Ventilspindel der Ventilverschlußkörper schnell von seinem Ventilsita um den genannten Weg abgehoben und dadurch eine bestimmte Menge des eu steuernden Mediums sofort freigegeben, während die weitere Freigabe unter der Wirkung der Bremseinrichtung gedämpft erfolgt.

Diese Anordnung ist mit einem Nachteil behaftet, der darin besteht, daß die Ventilspindel den Abstand, bedingt durch den elektromagnetischen Antrieb, schlagartig durchläuft und der Aufprall das Snde der Spindel und/oder den Antrieb der Bremseinrichtung zerschlägt. Mit zunehmender Anzahl der Schaltapiele tritt eine Veränderung des Abstandes und somit der ersten Freigabemenge des Mediums ein. Durch die harten Aufschläge werden außerdem diese Bauelemente ubenaäSig beansprucht und ein vorzeitiger Ausfall ist die Folge„

Aufgabe der Erfindung ist es, die hyerErX'-i--wh«ß Eramsein-

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richtungen ait einstellbarer Breascharakterietik für die Verwendung in elektromagnetisch angetriebenen Stellgliedern au verbessern durch Beseitigung der zuror genannten Mängel und Erreichung einer konstanten einmal eingestellten Bremseharakteristik.

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Sech der Erfindung wird dies erreicht dadurch, daß zum Yeretellen dee Beginne der Bremswirkung die der τοη der Spindel durchgriffenen Stirnwand gegenüberliegende Stirnwand des Zylinders dem durch die Bewegung des Bremekolbens M aufbauenden Druck der Bremsflüssigkeit nachgebend ausgebildet, zur Begrenzung der Nachgiebigkeit der Stirnwand ein -verstellbarer Anschlag vorhanden ist, und dafi ein an sich bekannter Faltenbalg innerhalb des Zylinders angeordnet, mit seinem einen Ende an der Spindel und seinem ande-r ren Ende an einem Ansatz der von dieser Spindel durchgriffenen Stirnwand des Zylinders flüssigkeitsdicht anliegt. Durch die nachgebend ausgebildete und mittels eines verstellbaren Anschlages in der Bewegung begrenzten einen Zylinderwand ist es möglich, die dem Antrieb der Bremseinrichtung dienende Spindel unter Vermeidung eines Zwischenraumes direkt an dem Teil, zum Beispiel VentilverschluSkörper, angreifen zu lassen, dessen Bewegung anfangs ungebremst und danach gebremst erfolgen soll. Die diese Spindel zerstörenden und dabei die Bremscharakteriatik verändernden harten Schläge werden dadurch vermieden und die Funktionsfähigkeit sowie die Lebensdauer der Bauelemente erhöht. Der erste, ungebremste Weg wird von der nachgebenden Zylinderwand bis zum Anschlag schnell, jedoch nicht schlagartig

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durchlaufen, da der Druck der Bremsflüssigkeit auf der einen Seite des Bremskolbene bei dessen Anfangebewegung sich aufbaut, jedoch wegen des entstehenden ünterdruckes auf der anderen Seite des Bremskolbens am schlagartigen Aufbau gehindert wird. Ben Entstehen eines größeren Unterdruckes wirkt der auch der Abdichtung dienende Faltenbalg durch Ausweitung entgegen.

Gemäß einer Ausbildung der Erfindung wird die nachgebende Stirnwand des Zylinders von einer am Außenrand eingespannten Membran gebildet.

Die Beweglichkeit einer am Außenrand eingespannten Membran genügt, um einen bis 30£ des ganzen Weges des Bremskolbene ausmachenden ungebremsten Hub zu erreichen. Bei der Verwendung der genannten Membran ist der verstellbare Anschlag dieser anzupassen, um die Überlastung einzelner Membranflächen zu vermeiden.

Zur Vergrößerung des einstellbaren ungebremsten Hubes kann auch eine Rollmembran verwendet werden. Aus Gründen der Platzersparnis wird nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung vorgeschlagen, daß die nachgebende Stirnwand des Zylinders von einem flüssigkeitsdicht im Zylinder gleitenden Kolben gebildet wird.

Dieser, die nachgebende Stirnwand bildende zusätzliche Kolben arbeitet als Schleppkolben und ermöglicht eine Verstellung des ungebremsten Hubes im Bereich des ganzen Arbeits-

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hubes des Bremskolbens. Die so ausgebildete Bremseinrichtung gestattet eine Verstellung τοη "Bremsung über den ganzen Hub" bis "ganzer Hub ungebremst¹*. Hierbei mu8 der Faltenbalg aufler der Wegverlängerung auch die VolumenvergröSerung auf der Unterdruckseite des Bremskolbens aufnehmen können. , *

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der besagte verstellbare Anschlag mittels eines Gewindes in dem Gehäuse der Bremseinrichtung lageveränderbar angeordnet und unmittelbar mit einem dieses besagte Gehäuse teilweise Übergreifenden Handrad verbunden, eine Sperre zur Begrenzung der Lageveränderbarkeit des besagten Anschlages vorhanden ist und daß Über eine als DUse ausgebildete Bohrung der Raum zwischen dem Anschlag und der nachgebenden Zylinderwand nach außen Verbindung hat. Bei dieser Anordnung kann eine Verstellung von außen ohne Hilfsmittel vorgenommen werden, wobei die angebrachte Sperre ein entfernen des Anschlages verhindert. Außerdem kann mittels angebrachter Markierungen am Handrad und Zylindergehäuse die Einstellung des ungebremsten Hubes sichtbar gemacht werden. Mit der entsprechenden Simensionierung der dUsenartigen Bohrung kann eine leiohte Dämpfung des ungebremsten Hubes erreicht werden, was vornehmlich bei größeren Hliben erforderlich ist.

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In den Zeichnungen sind Aueflihrungsbeispiele gemäß der Erfindung schematiach im Schnitt dargestellt, und zwar zeigen

Figur 1 eine Bremseinrichtung an einem Ventil, Figur 2 eine Bremseinrichtung als Einzelheit und Figur 3 eine weitere Ausfuhrung der Bremseinrichtung.

In der Figur 1 ist eine Bremseinrichtung 1 an einem Ventil 2 angeordnet. Das Ventil 2 besteht aus einem Ventilgehäuse 3, elektromagnetischem Antrieb 4, Ventildurchgang 5, Ventilverschlußkörper 6 und einer den Ventilveraehlußkörper 6 in Richtung Schließeteilung belastenden Feder 7. Sie Einzelheiten der Bremseinrichtung 1 zeigt die Figur 2, und zwar ein Gehäuse 8 mit Flansch 9 und Zylinder 10. Der Zylinder 10 wird auf der einen Seite von einer als Schraubteil ausgebildeten, mit Ansatz 11 versehenen Stirnwand 12 und auf der gegenüberliegenden Seite von einer am Außenrand von einem im Gehäuse 8 eingeschraubten Gewindering 13 eingespannten Membran 14 verschlossen. Im mit Bremsflüssigkeit, zum Beispiel Öl, gefüllten Zylinder 10 befindet sieh ein topfartiger Bremskolben 15, dessen Außendurchmesser so gewählt 1st, daß zwischen Bremskolben 15 und der Wandung des Zylinders 10 ein Ringspalt 16 zum bremsenden Druckausgleich der Bremsflüssigkeit bei Bewegung des Bremskolbens vorhanden ist. Zur Übertragung der abzubrausenden Bewegung des Ventilverschluökörpers 6 (Fig,1) auf tlsis Bre»sk?-lben 15 ist eine die als Schraubteil ausgebildete Stirnwand 12

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durchgreifende, auf der einen Seite mit dem Bremskolben befestigte und auf der anderen Seite mit einem Federteller 17 versehene Spindel 18 swiachengeschaltet. Eine Feder 19 «wischen de» Federteller 17 und der als Schraubteil auegebildeten Stirnwand 12 hält den Bremskolben 15 bew. holt ihn zuriick in Ausgangsstellung. Sie Spindel 18 ist gegenüber dem mit Bremsflüssigkeit gefüllten Zylinder durch einen Faltenbalg 20 abgedichtet dadurch, daß der Faltenbalg 20 innerhalb des Zylinders 10 mit seinem einen Ende an der Spindel 18 und mit seinem anderen Ende an dem Ansäts 11 der Stirnwand 12 flüssigkeitsdicht anliegt. Im Boden des Bremskolbens 15 sind Bohrungen¹ 21 angeordnet, die durch eine elastische Ventilklappe 22 in Arbeitsrichtung des Bremskolbens 15 verschlossen sind. Sie Bewegung der Membran 14· wird durch einen in den Gewindering 13 eingeschraubten Anschlag 23 begrenzt. Dieser Anschlag 23 ist Teil eines das Gehäuse 8 teilweise übergreifenden Handrades 24-, das zur Begrenzung der Lageveränderbarkeit des Anschlages 23 mit einer Sperre 25 versehen ist. Im Anschlag 23 befindet sich ein« dUsenartige Bohrung 26, die den Raum 27 zwischen Membran 14 und Anschlag 23 mit der Außenluft verbindet.

In der Figur 3 sind alle mit den in Figur 2 identischen Teile mit den gleichen Bezugsziffern versehen. Diese Ausführung besitzt als nachgebende Stirnwand des Zylinder« einen Schleppkolben 28, der im Zylinder 10 gleitend aber flüssigkeitsdicht mittels Dichtung 29 angeordnet ist.

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Die Wirkungsweise dieser Bremseinrichtung in Verbindung mit einem Ventil,wird nachstehend erläutert. Es sei angenommen, das Ventil soll sofort eine bestimmte Menge des zu steuernden Mediums freigeben und für die Restmenge gedämpft öffnen. Dazu ist zunächst mit dem Handrad 24 der Anschlag 23 in einen Abstand zur Membrnn 14 zu bringen, der dem ungebremsten Hub entspricht, dann das Ventil einzuschalten. Bei Erregung der nicht dargestellten Spule im elektromagnetischen Antrieb 4 wird der Ventilverschlußkörper 6 gegen die Kraft der Feder 7 vom Ventildurchgang 5 sofort abgehoben und gleichzeitig der Bremskolben 15 über die Spindel 18 bewegt, und zwar ungebremst soweit, bis eich durch den vor dem Bremskolben 15 aufbauenden Druck der Bremsflüssigkeit die Membran 14 am Anschlag 23 anl-egt. Der dabei auf der Rückseite des Bremskolbens 15 entstehende Unterdruck wird vom Faltenbalg 20 aufgenommen. Wenn die Membran 14 am Anschlag 23 anliegt, muß der Bremskolben 15 die Bremsflüssigkeit durch den Ringspalt 16 zwischen Zylinder 10 und Bremekolben 15 verdrängen, was die Bewegung des Bremskolbens 15 und Ventilverschlußkörpers 6 bis zum Ende des Hubes bremst.

Nach Beendigung der Erregung der Spule im elektromagnetischen Antrieb 4 geht der Ventilverschlußkörper 6 unverzögert auf seinen Sitz am Ventildurchgang 5 und der Bremekolben 15 in seine Ausgangsstellung zurück und zwar durch die Kraft der Feder 7 und der Feder 19 der Bremeeinrichtung Bei der Rückwärtsbewegung des Bremskolbens 15 hebt sich

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die an Boden des Bremskolbens 15 angeordnete Ventilklappe 22 ab und die zu Yerdrängende Bremsflüssigkeit kann durch die Bohrungen 21 schnell entweichen. Me Rückwärtsbewegung des Ventilverechlußkörpers 6 und des Bremskolbene 15 erfolgt somit ungebremst.

Wird jedoch die Breascharakteriatik der Öffnungsbewegung auch bei der Schließbewegung gewünscht, dann sind die Bohrungen 21 ±m Boden des Breaskolbens 15 und die elastische Ventilklappe 22 wegzulassen. In dieses Fall ist die Spindel 18 Bit de« antreibenden Teil des Stellgliedes su kuppeln.

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Claims

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Patentansprüche

( Hydraulische Bremseinrichtung fUr elektromagnetisch angetriebene Stellglieder, insbesondere Ventile, bestehend aus einem mit Flüssigkeit gefüllten, allseitig abgeschlossenen Zylinder, einem darin geführten, durch eine in einer Stirnwand des Zylinders gleitend gelagerten Spindel axial bewegbaren Kolben, einer über die Spindel den Kolben in die Ausgangsstellung zurückführenden Feder und einer Einrichtung mit der der Beginn der Bremswirkung verstellt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß sub Verstellen des Beginn* der Bremswirkung die der von der Spindel (18) durchgriffenen Stirnwand (12) gegenüberliegende Stirnwand (14,28) des Zylinder· (10) dem durch die Bewegung de· Bremskolbens (15) aufbauenden Druck der Bremsflüssigkeit nachgebend auegebildet, sur Begrenzung der laohgiebigkeit d«r Stirnwand (14,28) ein verstellbarer Anschlag (23) vorhanden ist, und dafl ein an «loh bekannter Faltenbalg (20) innerhalb de· Zylinders (10) angeordnet, mit seinem einen End« an der Spindel (18) und »einem anderen End· an einen Ansatz (11) der von dieser Spindel (18) durohgriffenen Stirnwand (12) des Zylinders (10) flüssigkeitsdicht anliegt.
2. Hydraulische Bremseinrichtung nach Anspruch 1, d a -duroh gekennzeichnet, daß die nachgebend· Stirnwand des Zylinders (10) von einer am Aus-

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senrand eingespannten Membran (14) gebildet wird.
3. Hydrauliache Bremseinrichtung nach Anspruch 1, d a durch gekennzeichnet , daß die nachgebende Stirnwand des Zylinders (10) von einem flUosigkeitsdicht im Zylinder (10) gleitenden Kolben (28) gebildet wird.
4. Hydraulische Bremseinrichtung nach einem oder zwei der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g g t. e η ^:n zeichnet , daß der besagte verstellbare Anschlag (23) mitiels einen Gewindes in dem Gehäuse (B) der Bremseinrichtung (1) lageveränderbar angeordnet und unmittelbar mit einem dieses besagte Gehäuse (8) teilweise übergreifenden Handrad (24) verbunden, eine Sperre (25) zur Begrenzung der Lageveränderbarkeit des besagten Anschlages, ( 23) vorhanden is1 und daß über eine als Diise ausgebildete Bohrung (26) der Raum (27) zwischen dem Anschlag,(£3) und der nachgebenden Zylinderwand (14,28) nach außen Verbindung hat.

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