DE2212149A1 - Steuerschieberventil für einen hydraulischen Servomotor - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE ■

DR.-ING. VON KREISLER DR.-ING. SCHÖN WALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL.-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLOPSCH DIPL-ING. SELTING

5 KÖLN 1, DEICHMANNHAUS

13. März 1972 Sch-DB/ls

A.M.LIAAEN A/S

Kjöpmannsgt. 2j5, 6000 Alesund, Norwegen

Steuerschieberventil für einen hydraulischen Servomotor

Die Erfindung betrifft ein Steuerschieberventil für einen hydraulischen Servomotor, bei dem einer Bremse ein Schieber zugeordnet ist, der der Sicherung einer genauen Einstellung und Festlegung des Schiebers unter Ausnutzung einer vernachlässigbaren Kraft dient, wobei an jedem Ende des Schiebers eine Druckkammer vorgesehen ist, die durch einen in dem Ventilgehäuse ausgebildeten Zylinder definiert ist, der einen Einlaß für ein Druckfluid aufweist, dessen Druck niedriger als der Arbeitsdruck des Steuerschieberventils ist.

Bei einer bekannten Anordnung der genannten Art, bei der ein Steuerschieberventil oder ein Düsenrohr verwendet wird, um auf Wunsch die eine oder andere Druckkammer unter Druck zu setzen, ist es schwierig, den Steuerschieber in eine stabile Zwischenpositioji^einzubringen und in ihr zu halten.

209839/0883

BAD ORIGINAL

2212U9

Gemäß der Erfindung werden diese Schwierigkeiten dadurch vermieden, daß an jedem Ende des Schiebers ein Ansatz verringerten Durchmessers mit Durchlässen oder Bohrungen durchsetzt ist, die die einzelnen Druckkammern unter dem Einfluß eines in Längsrichtung des Schiebers beweglichen Teiles mit der Außenluft verbinden. Mit Hilfe eines solchen Systems kann der Druck in der Druckkammer und damit die Verstellung in eine oder die andere Richtung von außen, von Hand oder vorzugsweise automatisch in Abhängigkeit von der gewünschten Betätigung des Steuerventils geregelt werden, so daß der Schieber sich in der gleichen Richtung verstellt wie der betätigte Teil und den Bewegungen desselben folgt.

Die Axialdurchlässe oder -bohrungen, die die einzelnen Druckkammern zur Herabsetzung des Druckes in der jeweiligen Kammer mit der Außenluft verbinden, können in Ansätzen des Schiebers ausgebildet sein und in Endflächen dieser Ansätze ausmünden, während der durch äußeren Einfluß bewegliche Teil mit einem Bund versehen ist, der eine zu der Endfläche parallele Grenzfläche aufweist, wobei der Verschluß der Durchlässe oder Bohrungen durch Anlagerung des jeweiligen Bundes an die Endfläche des Schieberansatzes hervorgerufen wird.

Es ist jedoch auch möglich, die Durchlässe als axialgerichtete querschnittsverringerte Bereiche von beschränkter Länge in dem durch äußeren Einfluß beweglichen Teil auszubilden, wobei das Ende jedes der Endfläche des Schieberansatzes nächstgelegenen durchmesserverringerten Bereiches von einem Bund auf dem beweglichen Teil geschlossen wird, dessen Durchmesser demjenigen der Axialbohrung in dem Schieberventilgehäuse entspricht, in der der Teil bewegbar ist, wodurch eine weitaus größere Beweglichkeit für das von außen beeinflußbare Teil erzielt

209839/0883 " 5 -

2212H9

An jedem Ende des Schiebers befindet sich eine Druckkammer, damit der Schieber durch Bewegung in beide Richtungen betätigbar ist. Um hierbei eine einfache gleichzeitige Steuerung der beiden Druckkammern zu erreichen ist es zweckmäßig, daß die Teile, die von außen zur Einstellung des Druckes in den einzelnen Kammern jeweils vermittels ihres eigenen Satzes von Bohrungen oder Durchlässen betätigbar sind, mit einer gemeinsamen Stange verbunden sind, die sich axial durch den Schieber erstreckt und relativ zu diesem axial beweglich ist, so daß die Drücke in beiden rlammern gleichzeitig beeinflußt werden.

In der Zeichnung ist schematisch ein Konstruktionsbeispiel eines erfindungsgemaßen Ventiles dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt eines Ventiles, das an jedem Ende mit der erfindungsgemaßen Anordnung ausgestattet ist,

Fig. 2 einen entsprechenden Schnitt zur Veranschaulichung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemaßen Anordnung,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie HT-III in Fig. 2.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit gleichen Bezugsziffern versehen worden.

In einem zylindrischen Gehäuse 1 ist ein Schieber 2 relativ zu dem Gehäuse axial beweglich. Das Gehäuse 1 ist in herkömmlicher Weise mit einer Einlaßleitung 3 für ein Druckmedium P versehen und besitzt - wie auch

209839/0883 - 4 -

2212H9

der Schieber 2 - herkömmliche Ringnuten, die auf Wunsch und in Abhängigkeit von der Stellung des Schiebers 2 dazu dienen, das Druckmedium den beiden Seiten A bzw. B des Kolbens 4 eines hydraulisehen Servomotors 5 und über Auslässe R einem Sumpf zuzuführen.

Der Schieber 2 ist an jedem Ende relativ zu dem Gehäuse so gestaltet, daß in neutraler Stellung des Schiebers zwei Zylinderräume 6 zwischen jeder Endfläche 7 des Schiebers und der entsprechenden Fläche 8 eines Verschlußteiles 10 des Gehäuses 1 entstehen. Der Schieber 2 weist außerdem axiale Ansätze 9 auf, die durch die Verschlußteile 10 des Gehäuses 1 hindurchragen und von Längsdurchlässen 11 durchsetzt sind, die eine Verbindung zwischen den Räumen 6 und der Außenluft herstellen. Andererseits steht jeder Raum 6 über ein Drosselventil Γ5 dauernd mit der Druckquelle P in Verbindung, damit beide Räume dem gleichen Druck, der niedriger als der Druck P ist, ausgesetzt sind, wenn der Schieber 2 die in den Fig. 1 und 2 dargestellte neutrale Position eingenommen hat.

Eine axiale Stange 14 ist frei durch den Schieber 2 hindurchgesteckt und außerhalb jedes Schieberansatzes 9 mit einem Bund 15 versehen. Ein Ende der Stange 14 steht in Wirkverbindung mit einem Bewegungsmechanismus 16, durch den sie in gewünschter V/eise relativ zum Schieber axial beweglich ist. Der Mechanismus 16 und ein hydraulischer Servomotor 4, 5 sind nur in Fig. 1 gezeigt, jedoch sind entsprechende Systeme auch mit dem Schieberventil gemäß Fig. 2 verwendbar.

Bei der Ausführungsform des Ventils nach Fig. 1 sind die Durchlässe 11 Axialbohrungen in den Ansätzen 9, die in den Endflächen 12 dieser Ansätze nach außen offen .sind. Gleichzeitig sind der Durchmesser der Bundstücke 15 und

209839/0883

die Länge der Stange zwischen diesen Bundstücken so aufeinander abgestimmt, daß bei in neutraler Mittelstellung befindlichem Schieber 2 (Fig. 1) zwischen jeder Endfläche 12 und dem entsprechenden Bund 15 ein Spalt verbleibt, durch den jeder Raum 6 mit der Außenluft in freier Verbindung bleibt.

Wenn nun eine gewünschte Einstellung des hydraulischen Servomotors 4, 5 eine Bewegung des Schiebers 2 aus der gezeichneten neutralen Mittelstellung nach rechts erforderlich macht, so wird diese Einstellung dadurch erreicht, daß die Stange 14 nach rechts gezogen xfird. Hierdurch wird der Abstand zwischen dem linken Bund 15 und der zugehörigen Endfläche 12 des Schieberansatzes 9 verringert und der freie Durchlaß der Bohrungen 11 .wird verkleinert, so daß der Druck in dem linken Raum 6 steigt,, was zur Folge hat, daß die Fläche 7 des Schiebers 2 diesem erhöhten Druck ausgesetzt ist. Die Endfläche 12 steht ebenfalls unter der Einwirkung des erhöhten Druckes, wenn auch in sehr geringem Ausmaß.

Zur gleichen Zeit wird der Verbindungsdurchlaß des rechten Raumes 6 entsprechend größer» Infolge dieser Druckdifferenz zwischen dem linken und dem rechten-Raum 6 wird der Schieber 2 nach rechts gedruckt und der Kolben 4 des Servomotors 5 entsprechend beeinflußt.. Wenn der Kolben 4 die gewünschte Beilegung durchgeführt hat, bewirkt, der Mechanismus 16-17 in herkömmlicher Weise eine Rückführung des Schiebers 2 in die Mittelstellung und das System ist für eine neue Einstellung bereit.

Bei der in den Fig. 2 und 3 wiedergegebenen Ausführungsform des Systems werden die Ansätze 9 des Schiebers durch eingesetzte Hülsen 91 gebildet und die axialen Durchlässe sind längsverlaufende flache Ausfräsungen

209839/0883 - 6 -

22Ί2Η9

der Stange l4, so daß die Durchlässe 111 sich zwischen den ausgefrästen Partien der Stange und der Innenfläche jeder Hülse 91 befinden. Die Durchlässe 111 stehen mit den entsprechenden Räumen 6 über Radialbohrungen 92 in den Hülsen 91 in Verbindung. In jedem Ende der Durchlässe 111 sind Umfangsnuten 112 ausgeschnitten, die von an den den Öffnungen der Durchlässe 111 gegenüberliegenden Seiten auf der Stange 14 vorgesehenen Bundteilen 151» 152 definiert werden. Die I.llnge der Stange Ik zwischen den äußeren Bundteilen I51 entspricht der Länge des Schiebers 2 mit seinen Ansätzen 9» was zur Folge hat, daß bei in neutraler Mittelstellung befindlicher Stange 14 (Fig. 2} die den Umfangsnuten 112 zugewandte Seite jedes Bundes I5I in einer Flucht liegt mit der freien Endfläche 12 des entsprechenden Schieberansatzes 9* weshalb die Verbindungen zwischen den Räumen 6 und der Außenluft von den Bundteilen I5I gleichmäßig gedrosselt werden. Die inneren Bundteile 152 dienen als Abschlüsse der Durchlässe 111 und zur Führung der Stange 14 in der Hülse 91· Die Bundteile I5I haben ebenfalls den gleichen Durchmesser wie die Innenfläche der Hülse 91-

Bei Verschiebung der Stange 14 mit ihren Durchlässen 111 und Bundteilen I5.I, 152 in die eine oder die andere Richtung wird ein Raum 6 geschlossen, während der andere mit der Außenluft frei verbunden ist, wobei die Stange 14 während ihrer Bewegung immer in den Hülsen 9I einwandfrei geführt ist. Daher hat die Stange 14 in diesem Falle eine bei weitem größere Leicht gängigkeit als die Stange 14 der Ausführungsform nach Fig. 1, bei der die Hublänge der Stange durch den Unterschied zwischen der Länge des Schiebers 2 mit seinen Ansätzen und den Axialabstand zwischen den Bundstücken I5 beschrärkt ist. Bei der Anordnung gemäß Fig. 2 kann die Stange also ihre Axialbewegung fortsetzen, wenn die Fläche 7 an einem Ende des

209839/088 3 - 7 -

22-12H9

Schiebers 2 gegen die entsprechende Fläche 8 des Verschlußteiles 10 zur Anläge kommt - mit dem Erfolg, daß eine größere Freiheit bei der Konstruktion des Rückführmechanismus 16 gewährt xvird.

209839/0883 - 8 -

Claims (2)

2212U9 - 8 Ansprüche

1.) Steuerschieberventil für einen hydraulischen Servomotor, das an den beiden Enden eines Schiebers je eine Druckkammer aufweist, die der Veränderung der Schieberposition dienen, wenn diese zur Einstellung des hydraulischen Servomotors beeinflußt werden soll, wobei jede Druckkammer von einer Endfläche des Schiebers und einer in dem Schieberventilgehäuse ausgebildeten Zylinderfläche definiert ist, in der ein Einlaß für ein Medium vorgesehen ist, dessen Druck unterhalb des Arbeitsdruckes des Steuerschieberventils liegt, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Ende des Schiebers (2) mit einem Axialansatz (9; 91) verringerten Durchmessers versehen ist, der axialgerichtete Durchlässe oder Bohrungen (11; 111) aufweist, die die einzelnen Druckkammern (6) unter dem Einfluß eines der äußeren Axialmündung der Durchlässe gegenüberliegenden und zur Schieberachse längsbeweglichen Teiles mit der Außenluft verbinden.

2. Steuerschieberventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axialgerichteten Durchlässe oder Bohrungen (11) in den Endflächen (12) des jeweiligen Schieberansatzes (9) ausmünden und der axialbewegbare Teil einen Bund (15) ^i t einer zur Einflache (12) parallelen Grenzfläche aufweist.

j5. Steuerschieberventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axialgerichteten Durchlässe (111) durch Verringerung des Querschnittsbereiches des axialbewegbaren Teiles gebildet sind, und daß das der Endfläche (12) des jeweiligen Schieberansatzes (9) nächstgelegene Ende jedes durchmesserverringerten Bereiches durch einen Bund (I5I)

209839/0883

— Q —

auf dem beweglichen Teil begrenzt ist,.dessen Durchmesser der Axialbohrung des Schiebers (2) entspricht, in der der bewegliche Teil verschiebbar ist.

Steuerschieberventil nach den Ansprüchen 1 bis >, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Einstellung des Durchflußquerschnittes der Axialdurchlässe oder -bohrungen (Hj 111). axialbeweglichen Teile mit einer gemeinsamen Stange (14) verbunden sind, die axial durch den Schieber (2) hindurchragt und längsverschiebbar ist.

Steuerschieberventil nach den Ansprüchen 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Axialabstand zwischen den Bundflächen (15), die jeweils einer der beiden Endflächen (12) der Schieberansätze (9) gegenüberliegen, größer ist als die Länge des Schiebers mit seinen Ansätzen.

Steuerschieberventil nach den Ansprüchen 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Axialabstand zwischen den jeweils einen Satz von querschnittsverringerten Partien (111) begrenzenden Bunden (151) etwa gleich oder kleiner als die Länge des Schiebers (2) mit seinen Ansätzen (9) ist.

2Ü9839/0883