DE2251441C3 - Hydraulisches Servoventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Servoventil nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Solche Servo ventile sind bekannt.

Durch die Kopplung des Steuerkolbens des Hauptsteuerventils mit der Prallplatte des Vorsteuerventils über ein elastisches Glied wird bei einer Auslenkung der Prallplatte durch deren Anstellantrieb der Steuerkolben des Hauptsteuerventils soweit in die entsprechende Öffnungsrichtung infolge der an diesem wirkenden Druckdifferenz der Steuerflüssigkeit verschoben, bis die Prallplatte durch die Rückkoppelung mit dem Steuerkolben wieder ihre Ausgangslage erreicht hat, in der die am Steuerkolben wirkende Druckdifferenz den Wert Null hat. Demnach entspricht dem die Prallplatte auslenkenden Eingangssignal des Vorsteuerventils eine bestimmte Steuerlage des Steuerkolbens des Hauptsteuerventils. Bei einem Eingangssignal Null für das Vorsteuerventil muß der Steuerkolben des Hauptsteuerventils genau in seiner Ausgangslage liegen, in der kein Arbeitsmittelstrom vom Druckanschluß zu einem der beiden Arbcitsleitungsanschlüsse strömt.

In bekannter Weise besteht eine Maßnahme: zur Einjustierung der Nullstellung des Servoventils darin, daß das Vorstcucrventil als verschiebbare Aufbaueinheit auf dem Gehäuse des Hauptsteuerventils ausgebildet ist.

Bei Servoventilen, deren Steuerkolben des Hauptsteuerkolbens in einer Steuerbüchse geführt ist, die ihrerseits in einer entsprechenden Bohrung des Ventilgehäuses dichtend angeordnet ist, läßt sich eine Nulljustierung des Servoventils in bekannter Weise dadurch erreichen, daß die Steuerbüchse mittels Verstellschrauben in der Aufnahmebohrung des Gehäuses entsprechend verstellt wird.

Die bekannten Nullpunktjustierungen von Servoven-

Ki tilen mit mechanischer Rückführung erfordern bei den verlangten engen Toleranzen erheblichen technischen Aufwand. Bei einem bekannten Servoventil mit Nachführsystem wird der Steuerkolben aus drei Teilen gebildet, die durch Schraub- und Federelemente zusammengehalten sind. Mit der Kolbenkonstruktion lassen sich nur die Abstände der äußeren Steuerkanten zueinander verändern. Eine Nulljustierung ist nur über das Nachführsysteir möglich.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine in Nullpunktjustierung für ein hydraulisches Servovenii! der eingangs genannten Art zu schaffen, die mit einfachen Mitteln durchführbar und von der konstruktiven Ausbildung des Servoventils weitgehend unabhängig ist.

2) Nach der Erfindung wird dies mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teiles des Anspruches 1 erreicht.

Durch diese Anordnung der Justierelemente im Steuerkolben wird der konstruktive Aufbau des Servoventils nicht unmittelbar berührt. Es können ω deshalb nach wie vor die erste und zweite Stufe des Servoventils als getrennte Baueinheiten hergestellt und damit das Baukastenprinzip für die Herstellung von Servoventilen beibehalten werden. Ferner ergibt sich durch die Anordnung der der justierung des Servoven-)5 tils dienenden Elemente in einer Sackbohrung mit Schraubgewinde des Steuerkolbens die Möglichkeit, das Servoventil ohne kostenintensive separate Steuerhülse auszuführen. Das Servoventil kann damit in seinen Ausmaßen klein gehalten werden.

Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die nachfolgende Figurenbeschreibung betrifft ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein hydraulisches Servoventil, wobei der Schnitt lediglich durch das Hauptsteuerventil gelegt ist;

F i g. 2 eine vergrößerte Darstellung des Koppelungsbereiches des elastischen Gliedes mit dem Steuerkolben des Hauptsteuerventils:

Fig.3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 1 und

Fig.4 eine weitere Ausführung der Koppelung des elastischen Gliedes mit dem Steuerkolben.

In Fig. 1 ist mit 1 das elektrisch betätigbare Vorsteuerventil und mit 2 das als 4-Wegeventil ausgebildete Hauptsteuerventil bezeichnet.

Das Ventilgehäuse 3 des Hauptsteuerventils 2 weist eine axial verlaufende Durchgangsbohrung 4 auf, die den Steuerkolben 5 aufnimmt. Die Bohrung 4 ist durch Ausnehmungen 6, 7, 8 und 9 unterbrochen, wobei die Ausnehmungen 6 und 9 untereinander verbunden sind und mit dem Tankanschluß, der nicht näher dargestellt ist, in Verbindung stehen. Die umlaufende Ausnehmung 7 steht mit dem Arbeitsleitungsanschluß A und die 6') umlaufende Ausnehmung 8 mit dem Arbeitsleitungsanschluß ßin Verbindung. Ferner weist der Steuerkolben 5 umlaufende Nuten 10, lla, IIbund 12 auf. Die von den umlaufenden Nuten lla, Wb gemeinsam mit der

Durchgangsbohrung 4 des Ventilgehäuses 3 gebildeten Räume stehen über eine Gehäusebohrung 13 (Fig.3) mit dem Pumpenanschluß P in Verbindung. Der zwischen den beiden Nuten 11a, Hb verbietende Steg 5a weist eine Durchgangsbohrung 5b auf und ist an den Seiten 5c, Sd abgeflacht. Durch die abgeflachten Seiten 5c, Sd des Steges 5a stehen die beiden Nuten Ha, Hb untereinander in Verbindung. Die von den Nuten gebildeten Kanten 10a, Hc, Hd sowie 12a dienen als Steuerkanten, die mit den durch die Ausnehmungen 7 und 8 gebildeten, ebenfalls Steuerkanten bildenden Kanten 7a, Tb und 8a, 86 zusammenwirken. In der gezeigten Ausgangsstellung des Steuerkolbens 5 schließen die miteinander zusammenwirkenden Steuerkanten die umlaufenden Ausnehmungen 6 und 7 sowie 8 und 9 im Gehäuse 3 und die umlaufenden Nuten 11a, Wb von den benachbarten Ausnehmungen 7 und 8 untereinander bzw. voneinander ab, so daß in den mit den Arbeitsleitungsanschlüssen A und B in Verbindung stehenden, nicht gezeigten Arbeitsleitungen keine Arbeitsflüssigkeit strömt.

Der Steuerkolben 5 weist eine axiale Sackbohrung 15 auf, die zur Führung eines Anstellgliedes 16 dient, das sich mit der einen Stirnseite 16a (Fig. 2) an den Schraubenbolzen 17 abstützt, der in der Gewindebohrung 15a der Sackbohrung 15 eingeschraubt ist. Auf der gegenüberliegenden Stirnfläche 16b ist das Anstellglied 16 von einer Druckfeder 18 belastet, die sich mit ihrem gegenüberliegenden Ende I8.7 am Boden 15b der Sackbohrung 15 abstützt. Diese steht über Bohrungen 20, 21 mit der mit dem Tank in Verbindung stehenden Ausnehmung 9 im Gehäuse 3 in Verbindung und ist damit druckentlastet. Der Schraubenbolzen 17 ist im Bereich 15c mittels eines Dichtringes in Richtung des Steuerölraumes 22 abgedichtet. Zur Betätigung des Schraubenbolzens 17 weist dieser einen Schlitz 17i> auf, in dem ein schraubenzieherartiger Ansatz 23a eines in einer Axialbohrung 24a der Abschlußschraube 25 geführten Drehkörpers 23 mit axialem Spiel eingreift. Der Drehkörper 23 ist mittels eines Dichtungsringes 26 nach außen abgedichtet und in Axialrichtung durch den Bund 236 sowie durch den Sprengring 28 in der Abschlußschraube 25 axial fixiert. Der Kopf 23c des Drehkörpers ist mit einem Sechskant zum Angriff eines Schlüssels versehen und mittels einer Kappe 29 nach außen abgeschlossen.

Das Anstellglied 16 weist eine Querbohrung 16c auf, die zur Aufnahme und Führung des kugelförmig ausgebildeten Endes 30a des mit der nicht gezeigten Prallplatte des Vorsteuerventils 1 verbundenen elastisehen Gliedes 30 dient. Die Bohrung 5b im Steuerkolben, sowie die Bohrung 32 im Gehäuse 3, durch die das elastische Glied hindurchgeführt ist, stehen über die zwei Flächen I5d, die sich am Anstellglied 16 befinden, sowie über die Bohrung 33, die ihrerseits mit der zum Tank führenden Leitung 34 in Verbindung steht, mit dem Tank in Verbindung und ist damit druckentlastet. Der in den Steuerölräumeii 22 und 35 wirkende Steuerdruck wird von dem Vorsteuerventil 1 festgelegt, und zwar entsprechend dem dem Vorsteuerventil zugeleiteten Signal, das die Auslenkung der Prallplatte um einen entsprechenden Betrag bewirkt Bei einem Eingangssignal Null des Vorsteuerventils befindet sich die Prallplatte in der Ausgangslage, so daß in den beiden Steuerolräumen 22,35 der gleiche Steuerdruck herrscht. Hierbei muß sich der Steuerkolben 5 in seiner Ausgangsstellung befinden, so daß die Verbindung der Arbeitsleitungsanschlüsse A und B mit dem Pumpenbzw. Tankanschluß P, Γ getrennt ist. Befindet sich der Steuerkolben bei einem Eingangssignal Null aes Vorsteuerventils nicht in der gezeigten Ausgangsstellung, so daß die miteinander in Wirkverbindung stehenden Steuerkanten des Steuerkolbens und des Gehäuses nicht geschlossen sind, ist eine Justierung des Servoventils erforderlich. Dies erfolgt mittels des Drehkörpers 23, indem dieser um einen entsprechenden Betrag verdreht wird. Beim Drehen des Drehkörpers 23 wird über den Schraubenbolzen 17 das Ansiellglied in der Bohrung 15 verschoben und damit gleichzeitig die nicht gezeigte Prallplatte des Vorsteuerventils über das elastische Glied 30, das über das kugelförmige Ende 30a mit dem Anstellglied 16 gekoppelt ist, aus seiner Ausgangslage ausgelenkt. Damit ergibt sich eine Differenz zwischen den die Stirnflächen 5f und 5g beaufschlagenden Steuerdrücke. Diese Steuerdruckdifferenz bewirkt ein Verschieben des Steuerkolbens aus seiner Lage und zwar um einen Betrag, durch den die Prallplatte über das elastische Glied 30 wieder in ihre Ausgangslage zurückgelenkt wird, in der beide Stirnflächen 5f, 5g vom gleichen Steuerdruck beaufschlagt sind. Dieser Verschiebeweg des Steuerkolbens entspricht genau dem Anstellweg des Anstellgliedes 16 in der Bohrung 15 des Steuerkolbens. Zum Justieren des Servoventils wird somit das Anstellglied über den Drehkörper 23 soweit in der Bohrung 15 des Steuerkolbens verschoben, bis die miteinander in Wirkverbindung stehenden Steuerkanten von Steuerkolben und Gehäuse bei einem Eingangssignal Null des Vorsteuerventils in Deckung gebracht sind.

Der Steuerkolben 5 ist gegen Verdrehen gesichert, indem sich das mit einem Schlitz 27 versehene Ende 5e an einem im Gehäuse gesicherten Stift 38 in Drehrichtung abstützt, ohne die leichtgängige axiale Verschiebbarkeit des Steuerkolbens zu beeinträchtigen.

Das Vorsteuerventil 1 kann pneumatische, mechanische oder elektrische Eingangssignale erhalten. Auch kann der Steuerkolben 5 von einer zusätzlichen Steuerbüchse umgeben sein. Außerdem kann gemäß Fig.4 in vorteilhafter Weise das Anstellglied und der Schraubenbolzen ein gemeinsames Bauteil 16—17 bilden. Hierbei erhält das das Anstellglied bildende Teil an der Kopplungsstelle mit dem elastischen Glied 30 eine umlaufende Nut 16c, in der das betreffende Ende 30a des elastischen Gliedes 30 spielfrei eingepaßt ist. Dadurch entfällt die Druckfeder 18, die bei getrennter Ausbildung von Anstellglied und Schraubenbolzen entsprechend den Fig. 1 bis 3 beide in kraftschlüssiger Verbindung hält.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Hydraulisches Servoventil, bestehend aus einem Vorsteuerventil und einem Hauptsteuerventil mit einem in Abhängigkeit von einem in das Vorsteuerventil eingegebenen Eingangssignal hydraulisch betätigbaren Steuerkolben, der über ein elastisches Glied mit einer mit Düsen zusammenwirkenden Prallplatte des Vorsteuerventils mechanisch gekoppelt ist, wobei das eine Ende des elastischen Gliedes von einer Aussparung im Steuerkolben aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Glied (30) über ein in einer axial verlaufenden Sackbohrung (15) im Steuerkolben (5) geführtes Anstellglied (16) mit dem Steuerkolben (5) gekoppelt und das Anstellglied (16) über einen Schraubenbolzen (17) verstellbar ist, der in einer axial verlaufenden, mit der das Anstellglied aufnehmenden Sackbohrung (15) fluchtenden Gewindebohrung (t5a) im gegenüber dem Ventilgehäuse drehgesicherien Steuerkolben angeordnet ist.

2. Hydraulisches Servoventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anstellgliecl (16) mittels einer Druckfeder (18) am Schraubenbolzen (17) angedrückt ist.

3. Hydraulisches Servoventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubenbolzen (17) mit einem nach außen geführten Drehkörper (23) in formschlüssiger Verbindung steht.

4. Hydraulisches Servoventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Anstellglied (16) und der Schraubenbolzen (17) ein einsiückigeü Bauteil bilden, wobei der das Anstellglied bildende Abschnitt eine umlaufende Nut als Koppelstelle für das ins Hauptsteuerventil (2) eingreifende Ende (3Oa^ des elastischen Gliedes (30) aufweist.