DE2343552A1 - Elektrohydraulisches servoventil - Google Patents

Elektrohydraulisches servoventil

Info

Publication number
DE2343552A1
DE2343552A1 DE19732343552 DE2343552A DE2343552A1 DE 2343552 A1 DE2343552 A1 DE 2343552A1 DE 19732343552 DE19732343552 DE 19732343552 DE 2343552 A DE2343552 A DE 2343552A DE 2343552 A1 DE2343552 A1 DE 2343552A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
chamber
slide
valve
servo valve
bore
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19732343552
Other languages
English (en)
Inventor
Daniel Charles Clark
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Moog Inc
Original Assignee
Moog Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Moog Inc filed Critical Moog Inc
Publication of DE2343552A1 publication Critical patent/DE2343552A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/04Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
    • F15B13/042Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by fluid pressure
    • F15B13/043Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by fluid pressure with electrically-controlled pilot valves
    • F15B13/0438Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by fluid pressure with electrically-controlled pilot valves the pilot valves being of the nozzle-flapper type
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/8593Systems
    • Y10T137/86493Multi-way valve unit
    • Y10T137/86574Supply and exhaust
    • Y10T137/86582Pilot-actuated
    • Y10T137/8659Variable orifice-type modulator
    • Y10T137/86598Opposed orifices; interposed modulator
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/8593Systems
    • Y10T137/86493Multi-way valve unit
    • Y10T137/86574Supply and exhaust
    • Y10T137/86582Pilot-actuated
    • Y10T137/86606Common to plural valve motor chambers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/8593Systems
    • Y10T137/86493Multi-way valve unit
    • Y10T137/86574Supply and exhaust
    • Y10T137/86582Pilot-actuated
    • Y10T137/86614Electric

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Servomotors (AREA)

Description

Patentanwälte .
Dipl.-Ιηη. A. GrOnecker q
Dr.-Ir.r. ' .'■ i^knday ^3' Jul-
« München 22. Maximilianstr. 43
Inc.
Proner Airport, East Aurora, County of Erie, New York, USA
Elektrohydraulisches Servoventil
Die Erfindung betrifft elektrohydraulische Servoventile.
Es wurden bereits zweistufige Servoventile vorgeschlagen, bei denen ein Antriebsmotor mit einem Permanentmagnet und einem beweglichen Anker Verwendung finden. Diese zweistufigen Servoventile weisen in der Vorstufe einen hydraulischen Verstärker auf, z.B. einen Verstärker mit einem Düsenprallkörper, mit einem beweglichen Düsenrohr oder mit einer Ablenkdüse, die ein bewegliches Steuerteil aufweist, das an dem Anker befestigt ist. Ferner weisen diese Servoventile in der zweiten Stufe einen hydraulischen Verstärker mit einem gleitenden Schieber auf. Derartige Servoventile verwenden bevorzugt mechanische Rückführglieder in Form einer Feder, die auf den Anker ein Drehmoment oder eine Kraft ausüben, die der Schieber-stellung proportional ist. Ferner weisen diese Servoventile vorzugsweise eine Lagerung oder eine Büchse auf, welche die Hydraulikflüssigkeit zur zweiten Schieberstufe leitet.
409882/0272
Die vorbeschriebenen Servoventile sind für Systeme anwendbar, bei denen ein sehr genaues dynamisches Ansprechen erforderlich ist, wie z.B. bei Materialprüfmaschinen, Bewegungssimulatoren, Vibratoren usw. Typisch für die Servoventile dieser Systeme ist, daß sie einen verhältnismäßig hohen Steuerströmungsdurchsatz haben, wie z.B. 10-15 Gallonen pro Minute (gpm) bei 1000 Pfd. pro square inch (psi) (38-58 Liter pro Minute bei 70 bar), und der Systemförderdruck liegt häufig bei 4000 psi (280 bar) oder höher. Die Verwendung einer großen Steuerströmung mit einem großen Förderdruck ruft verschiedene instabile Zustände des Servoventils hervor, wie z.B. eine hohe Resonanzamplitude oder sogar Eigenschwingungen.
Außerdem werden bei diesen Systemen verwendet:
1. Laminardichtungen (Metall gegen Metall) in dem Lastzylinder, sowohl für den Kolbenkopf als auch-für die Stangenenddichtungen, um eine geringere Reibung zu bekommen als diese mit herkömmlichen O-Ringdichtungen möglich ist;
2. Hydrostatische Lager zur Abstützung der bewegten Last, um weiterhin die Reibung bei der Bewegung der Last zu verringern;
3. Das Servoventil wird unmittelbar an dem Lastzylinder montiert, um die ölfederungswirkung und damit eine Zunahme der Resonanzfrequenz der Last herabzusetzen;
4. Diese Systeme arbeiten mit einer sehr hohen Verstärkung von der rückübertragenen Kolbenstellung zum Verstärker, der das Servoventil antreibt, um die dynamische Ansprechbarkeit weiter zu verbessern, und
5. diese Systeme können mit eingegebenen Steuersignalen arbeiten, die unterhalb der normalen Bandbreite des Servomotors
409882/0272
liegen, um hohe Lasterregerfrequenzen zu erzielen. Obwohl das Amplitudenverhältnis bei hohen Frequenzen geringer sein kann als bei niedrigen Frequenzen, ist es noch möglich ein beachtliches Lastverhalten bei höheren Frequenzen zu erzielen, indem die Amplitude des .Steuersignals erhöht wird.
Die vorbeschriebenen Maßnahmen führen zu einem instabilen Verhalten des Servoventils, zu Servoventilresonanzen und damit su einem Ansprechen der Last auf solche schwingenden Ausgangssignale des Servoventils.
Die Arbeitsweise dieser Systeme ist dafür verantwortlich, daß die Neigung der Servoventile zum Oszillieren abgeschwächt wird. Ein dauerndes Arbeiten bei einer hohen Frequenz führt zu einem Ansteigen der Flüssigkeitstemperatur. Eine verringerte Viskosität der Flüssigkeit bei hohen Temperaturen, d.h. bei 150° F (65° C) und darüber ruft ferner Schwierigkeiten hinsichtlich der Oszillation hervor. Eine sehr geringe Reibung zwischen dem Zylinder und dem Kolben in Verbindung mit einer unmittelbaren Kupplung des Servoventils führt dazu, daß die Schwingungen des Servoventils auf die Last übertragen werden. Solche Servoventi!schwingungen können zu ernsthaften Druckschwankungen im Lastzylinder führen, d.h. + 2000 psi (140 bar) oder.mehr, wenn mit einem Förderdruck von 4000 psi (280 bar) gearbeitet wird. Solche Schwingungen können sehr nachteilig sein, da sie zu einem starken Pfeiffen oder einem hörbaren
Geräusch führen. Sie können auch zu Ermüdungsfehlern des Servoventils, des Zylinders oder zu einem Leistungsausfall führen, die O-Ringe können herausgedrückt v/erden, und andere Beschädigungen können auftreten. Wenn eine hohe Servoventilresonanz auftritt, dann können innenliegende Ventilteile auf ein solches Ausmaß abgenutzt werden, daß das Servoventil die Schwingung unterstützt. Die Instabilität- kann sogar dann auf-
— j —
409882/0272
•Υ-
recht erhalten bleiben, wenn das elektrische Signal für das Servoventil abgeschaltet wird.
Die Schwierigkeiten hinsichtlich der Oszillation treten wahrscheinlich noch mehr hervor, wenn das Servoventil in der Nähe des Nullpunktes arbeitet, d.h., eine feste Betriebsstellung einnimmt. Die Instabilität am Nullpunkt wird durch die schnellen Veränderungen der Schieberkräfte hervorgerufen, welche dann auftreten, wenn der Schieber durch den Nullpunkt geht, und sie wird auch bei der Umkehrung des Arbeitsdruckes im Bereich der Schieberendlagen hervorgerufen. Diese Instabilität beim Nullpunkt des Servoventils kann dadurch hervorgerufen v/erden, daß man dem System die Leistung stufenweise zuführt. Eine solche Oszillation kann insbesondere ein Problem werden, wenn die Steuersignale in das System frequenzartig eingegeben werden.
Die Resonanzfrequenzen für ein Servoventil sind für jede spezielle Ventilkonstruktion eigentümlich. So können z.B. für Nachbauten einer vorgegebenen Ventilkonstruktion die Resonanz in der Amplitude von Ventil zu Ventil unterschiedlich sein, jedoch bleibt die charakteristische Resonanzfrequenz die gleiche. Verschiedene Ventilkonstruktionen können verschiedene charakteristische Resonanzfrequenzen erzeugen. Typische Resonanzen eines Servoventils mit einem /inker, der auf einem biegbaren Rohr angeordnet ist, betragen z.B. 550 bis 750 Hertz (Hz) für den Vorstufenanker/Prallkörperresonanz bei Netzsteifheit des biegsamen Rohrs und einem Magnetkreis; 3,O bis 3,5 Kilo-Hertz (KHz) für den Vorstufenanker/Prallkörperresonanz bei mechanischer Steifheit des biegsamen Rohres; noch höhere Resonanzfrequenzen des Ankers der ersten Stufe/Prallkörpervibrationen in harmonischen Schwingungen; 3,0 bis 3,5 KlIz, Resonanz der Massen der Lagerung und des Fühlers bei einer gleichbleibenden Steif-
409882/0272
heit eines die Lagerung.haltenden Stiftes und bei einer unbeeinflußten Federeigenschaft der Flüssigkeit in den stirnseitig angeordneten Schieberkammern; und Pfeifen, wenn der Schieber und die Lagerung sich in Phase oder außer Phase bewegen. Das Hauptproblem kann noch verstärkt werden und sehr schwierig v/erden, wenn sich die Resonanzfrequenzen der ersten und zweiten Stufe noch überlagern.
Gemäß der Erfindung ist ein elektrohydraulisches Steuerventil mit einer in einem Ventilkörper angeordneten Kammer vorgesehen, in welcher ein Ventilschieber gleitend gelagert ist,' und mit an gegenüberliegenden Stirnseiten des Schiebers angeordneten Kammern, wobei das Servoventil dazu neigt, bei einer oder mehreren charakteristischen Resonanzfrequenzen zu schwingen und wobei diese Schwingungen zu Druckänderungen in den s£irnseitig angeordneten Schieberkammern führen sowie.mit einer akustischen Filtereinrichtung für jede Schieberkammer, und dieses Servoventil ist dadurch gekennzeichnet, daß jede Filtereinrichtung ein Wellenrohr mit einem offenen Ende aufweist, das mit der entsprechenden stirnseitig angeordneten Schieberkammer in Verbindung steht und daß das Wellenrohr eine derart zu bemessene Länge aufweist, daß eine Antiresonanz für eine charakteristische Frequenz gebildet wird.
Gemäß einer vorzugsweisen Ausführungsform wird das Steuerventil so ausgebildet, daß ein Ventilschieber in einer Ventilkammer gleitend angeordnet ist, daß Wellenrohre an die Ventilkammer angeschlossen und in ihrer Größe derart dimensioniert sind, daß sie Resonenζschwingungen des Ventils verhindern.
409882/0272
Weitere Merkmale,'Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Darin zeigen:
Fig.l einen Längsschnitt durch ein elektrohvdraulisches Servoventil gemäß der Erfindung entlang der Linie 1-1 nach Fig.2;
Fig.2 eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 nach Fig.l;
Fig.3 eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 nach Fig.l;
Fig.4 eine Schnittänsicht entlang der'Linie 4-4 nach Fig.l;
Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie 5-5 nach Fig.l;
Fig.6 eine Schnittansicht entlang der Linie 6-6 nach Fig.4;
Fig. 7 eine Schnittansicht entlang der Linie 7-7 nach Fig.5;
Fig. 8 eine Schnittansicht entlang der Linie 8-8 nach Fig.2 und
Fig.9 Graphiken, die den Strömungs- und Druckverlauf der Flüssigkeit in einem Wellenrohr zeigen, das mit einer stirnseitigen Spulenkammer des Ventils verbunden ist.
Das in der Zeichnung dargestellte elektrohydraulische Servo-
— D —
409882/0272
ventil ist ein Zweistufenservoventil und ist mit einem Drehmomentenerzeuger 10 mit einem Permanentmagneten ausgestattet, der einen drehbar gelagerten Anker 11 aufweist, v/obei die erste Stufe eines hydraulischen Verstärkers 12 vorzugsweise dem Düsenklappentyp angehört und ein beweglich gelagertes und mit dem Anker verbundenes Steuerglied 13 aufweist und wobei eine zweite Stufe mit einem hydraulischen Gleitschieberverstärker 14 vorgesehen ist, der einen Ventilkörper 15 aufweist, welcher eine Lagerbuchse 16 aufnimmt, in welcher ein Ventilschieber 17 gleitend gelagert ist.
Der in der Zeichnung dargestellte Ventilkörper 15 weist drei Bauteile auf, nämlich einen mittleren Block 18, einen linken Abschlußdeckel 19 und einen rechten Abschlußdeckel 20. Der Block 18 ist mit einer Horizontalbohrung 21 versehen, die sich von der linken senkrechten Stirnfläche 22 zur rechten senkrechten Stirnfläche 2 3 erstreckt. Der linke Abschlußdekkel 19 weist eine flache, innere ringförmige Stirnfläche 24 auf, die einen sich axial nach innen erstreckenden, zylindrischen, rohrförmigen Ansatz 25 umgibt, der seinerseits eine ringförmige Aussparung 26 einschließt, die einen zentralen, sich axial erstreckenden Zapfen 28 umgibt, dessen Stirnfläche 29 sich etwas außerhalb der Ebene der Ringfläche 24 befindet und als Anschlag für das linke Ende des Ventilschiebers 17 dient. Der linke Abschlußdeckel· 19 ist an dem Block 18 mittels ein paar Schrauben 30 befestigt. Der Ansatz 25 greift in das linke Ende der Horizontalbohrung 21 ein und ist gegenüber diesem mittels eines O-Ringes 27 abgedichtet.
In gleicher Weise hat der rechte Abschlußdeckel 2O eine flache, innere Ringfläche 31, die einen sich axial nach innen erstreckenden zylindrischen rohrförmigen 7vnsatz 32 umgibt,
409882/0272
der seinerseits eine ringförmige Aussparung 33 einschließt, .die einen zentralen,· sich axial erstreckenden Zapfen 34 umgibt, dessen Stirnfläche 35 sich etwas außerhalb der Ebene der Ringfläche 31 befindet und als Anschlag für die rechte Stirnseite des Ventilschiebers 17 dient. Der rechte Abschlußdeckel 20 ist an dem Block 18 mittels ein paar Schrauben 36 befestigt. Der Ansatz 32 erstreckt sich in das rechte Ende der Horizontalbohrung 21 und wird gegenüber dieser mittels eines O-Ringes 37 abgedichtet.
Die Lagereinrichtung 16 ist in der Bohrung 21 angeordnet. Obwohl diese Einrichtung in jeder geeigneten Form ausgebildet sein kann, wird die dargestellte Konstruktion bevorzugt und besteht aus mehreren zusammengelöteten rohrförmigen Teilen, nämlich einem linken Endteil 38, einem linken zwischengelagerten Teil 39, einem mittleren Teil 40, einem rechten zwischengelagerten Teil 41 und einem rechten Endteil 42, so daß eine zusammenhängende Baugruppe geschaffen wird. Wie in der Zeichnung zu erkennen ist, ist das mittlere Lagerteil mit einem Sehnenschlitz 43 ausgestattet, in welchen das innenliegende Ende 44 eines Lagerzapfens 45 eingreift, wobei der Lagerzapfen in derr Block 18 aufgenommen wird und sich zu der Lagereinrichtung 16 radial erstreckt. Die Verbindung dieses Lagerzapfens 45 mit dem Block 18 wird mittels eines 0-Ringes 46 abgedichtet, und der Lagerzapfen 45 wird mittels einer ihn aufnehmenden, in den Block 18 eingeschraubten Buchse 48 in seiner Lage gehalten. Der Lagerzapfen 45 dient dazu, eine Axialbev^egung der -Lagereinrichtung 16 relativ zum Block 18 zu verhindern.
Die Lagereinrichtung 16 ist derart ausgestaltet, daß sie zusammen mit der sie umgebenden Mantelfläche der Bohrung 21
409882/027 2
eine linke ringförmige Druckkammer 50 bildet, eine linke ringförmige äußere Steuerkammer 51, eine mittlere ringförmige Rück lauf kammer 52, eine rechte ringförmige äußere Steuerkarnmer 53 und eine rechte ringförmige Druckkammer 54. Auf der linken Seite angeordnete, radial verlaufende Steuerkanäle 55 verbinden die Kammer 50 mit der Zylinderbohrung 56, die sich horizontal durch die Lagereinrichtung erstreckt. Auf der linken und rechten Seite gelegene mittlere, radial verlaufende Steuerkanäle 57 bzw. 58, die an den axialen Enden des mittleren Lagerteiles 40 angeordnet sind, verbinden die Kammer 52 mit der Bohrung 56. Ein am rechten Ende gelegener, radial verlaufender Steuerkanal 59 verbindet die Kammer 54 mit der Bohrung 56. Auf der linken Seite gelegene, radial verlaufende Steuerkanäle 60 verbinden die Kammer 51 mit der Bohrung 56 und auf der rechten Seite gelegene, radial verlaufende Steuerkanäle 61 verbinden die Kammer 53 mit der Bohrung 56»
Es ist zu erkennen, daß die zwischengelagerten Teile 39 und 41 gegenüber der Wandung der Bohrung 21 mittels eines Paares O-Ringen 62 an gegenüberliegenden Seiten der linken Steuer- · kammer 51 und mittels eines Paares O-Ringen 63 an gegenüberliegenden Seiten der rechten Steuerkammer 53 abgedichtet sind. Das linke Endteil 38 weist einen kleineren Außendurchmesser als das angrenzende Lagerteil 39 auf und greift in die Bohrung des rohrförmigen Ansatzes 25 des linken Abschlußdeckels ein und ist gegenüber diesem mittels eines O-Ringes 63 abgedichtet. In gleicher Weise weist das rechte Endteil 42 der Lagerung einen kleineren Außendurchmesser auf als das angrenzende Lagerteil 41 und greift in die Bohrung des rohrförmigen Ansatzes 32 des rechten Abschlußdeckels ein und wird gegenüber diesem mittels eines O-Ringes 65 abgedichtet.
409882/0272
Wie zu erkennen ist, v/eist der Ventilschieber 17 einen linken Steuerteil 67, einen mittleren Steuerteil 68 und einen rechten Steuerteil 69 auf. Diese Steuerteile sind zylinderförmig ausgebildet und gleiten auf der Wandung der Lagerbohrung 56. Das linke Steuerteil 67 ist mit dem mittleren Steuerteil 68 über einen konzentrisch angeordneten linken Schaft 70 verbunden, und dieses mittlere Steuerteil ist mit dem reichten Steuerteil 69 über einen konzentrisch angeordneten rechten Schaft 71 verbunden. Die sich gegenüberliegenden Stirnseiten der Steuerteile.67 und 68 verlaufen radial und in einem axialen Abstand zueinander, der dem Abstand zwischen den benachbarten Rändern der Steuerkanäle 55 und 57 entspricht, wobei die Mantelfläche des Schaftes 70 und der diesen Schaft umgebende Teil der Bohrung 56 gemeinsam eine linke ringförmige, innenliegende Steuerkammer 72 bilden. Gleichfalls verlaufen die sich gegenüberliegenden Stirnflächen der Steuerteile 68 und" 69 in radialer Richtung und sind in axialer Richtung um einen Abstand voneinander entfernt angeordnet, der demjenigen Abstand zwischen den angrenzenden Rändern der Steuerkanäle 58 und 59 entspricht, wobei die Mantelfläche des Schaftes 71 und die den Schaft umgebende Wandung der Bohrung 56 gemeinsam eine rechte ringförmige, innenliegende Steuerkammer 73 bilden.
Es sei darauf hingewiesen, daß die Steuerkanäle 60 die innen- und außenliegenden linken Steuerkammern 72 bzw. 51 miteinander verbinden und daß die Steuerkanäle 61 die innen- und aussenliegenden rechten Steuerkammern 73 bzw. 53 miteinander verbinden. Die Kammer 51 steht mit einer ersten Steuermündung C^ am Fuß des Blocks 18 in Verbindung und die Kammer 53 steht mit einer zweiten Steuermündung C2 in Verbindung, die ebenfalls am Fuß des Blocks 18 angeordnet ist. Diese Steuermündungen dienen zu einem Anschluß an einen Lastteil, wie z.B.
- 10 -
409882/0272
an einen Antrieb mit Kolben und Zylinder, der in der Figur nicht dargestellt ist.
Es ist ferner zu erkennen, daß der Block 18 mit einem Druckanschluß P und einem Rücklaufanschluß R ausgestattet ist. Der Rücklaufanschluß R ist mit'der in der Mitte liegenden Kammer 52 verbunden. Der Druckanschluß P steht mit einer horizontal verlaufenden Bohrung 74 in Verbindung, die sich unterhalb der Lagerbohrung 21 durch den Block 18 erstreckt.
Wie in der Fig.8 zu erkennen ist, ist das Ende der Bohrung 74 im Bereich des Abschlußdeckels 19 außen mit einem Verschlußzapfen 75 abgedichtet, der in seinem Inneren einen festgelegten Düsenkörper 76 aufweist. Das äußere, im Bereich des Abschlußdeckels 20 liegende Ende der Bohrung 74 ist außen mit einem Verschlußzapfen 78 abgedichtet, der in seinem Inneren einen festgelegten Düsenkörper 79 aufweist. Zwischen den beiden Verschlußzapfen 75 und 78 erstreckt sich ein rohrförmiger Filter 80, der einen kleineren Querschnitt als die Bohrung 74 aufweist, so daß ein Ringraum 81 um den Filter herum geschaffen wird.
Durch den Druckanschluß P zugeführte Druckflüssigkeit füllt die Bohrung 74 einschließlich des Raumes 81 und speist die Druckkammern 50 und 54, die mit diesem Raum in Verbindung stehen, wie dies in der Fig.8 zu erkennen ist. Wenn sich der Ventilschieber 17 in einer Null- oder Mittellage befindet, wie dies in der Fig.l dargestellt ist, dann blockiert der linke Steuerteil 67 die Verbindung zwischen der linken Druckkammer 50 und der linken innenliegenden Steuerkammer 72; der rechte Steuerteil 69 blockiert die Verbindung zwischen der rechten Druckkammer 54 und der rechten innenliegenden Steuer-
409882/0272
kammer 73 und der mittlere Steuertet]. 6 8 blockiert die Verbindung zwischen der Rücklaufkainmer 52 und den beiden Steuerkam-mern 72 und 73.
Die Druckflüssigkeit kann also durch den Filter 80 in das Filterinnere strömen und dann durch die festen Düsenkörper 76 und 79 nach außen. Stromab des Düsenkörpers 76 steht die Bohrung 82 des Verschlußzapfens 75, mit dem innonliegenden, offenen Ende eines in dem Abschlußdeckel 19 angeordneten, horizontal verlaufenden Blindkanals 83 in Verbindung. Dieser Kanal 83 weist einen Zweigarm 84 auf, der mit der in dem Abschlußdekkel angeordneten Aussparung 26 in Verbindung steht. Ein 0-R.ing 85 dichtet die Verbindung zwischen der Bohrung 82 und dem Kanal 83 ab.
Gleichfalls steht der auf der stromab des Düsenkörpers 79 gelegene Bohrungsteil 86 des Verschlußzapfens 78 auf der anderen Seite des Servoventils mit dem innen gelegenen, offenen Ende eines horizontal verlaufenden Blindkanals 87 in Verbindung, der in dem Abschlußdeckel 20 angeordnet ist und einen Zweigarm 88 aufweist, welcher sich an die in dem Abschltißdekkel 20 angeordnete Aussparung 33 anschließt. Ein O-Ring 89 dichtet die Verbindung zwischen der Bohrung 86 und dem Kanal 87 ab.
Wie in der Fig.l zu erkennen ist, bilden die in dem Abschlußdeckel angeordnete linke Aussparung 26 und die außenliegenden linken Stirnseiten-Teile der Schieberlagereinrichtung 16 sowie der Ventilschieber 17 eine auf der linken Seite liegende stirnseitige Schieberkammer 91 und die in dem rechten Abschlußdeckel angeordnete Aussparung 33 und die außenliegenden rechten Stirnseiten-Teile dieser Lagereinrichtung und dar
- 12 -
409882/0272
Steuerschieber eine rechte stirnseitig gelegene Schieberkam-
* tr
mer 92. Diese stirnseitig gelegenen Schieberkairtinern 91 und 92 sind im Betrieb auf folgende Weise an die Vorstufe des hydraulischen Verstärkers 12 angeschlossen.
Dieser Verstärker 12 v/eist einen Düsenkörper 93 mit einer flachen Bodenfläche 9 4 auf, die gegen die flache Oberfläche 95 des Ventilkörpers 18 anliegt. Schrauben 96 halten diese beiden Blöcke zusammen. Der Düsenkörper 93 ist mit einer senkrecht verlaufenden, zentral gelegenen öffnung 98 ausgestattet, die sich durch den Düsenkörper 93 hindurch erstreckt, und in diese Öffnung ragen die Spitzen von diametral gegenüberliegenden linken und rechten Düsen 99 bzw. 100 hinein. Diese Düsen sind in horizontaler Ausrichtung im Abstand zueinander im Düsenkörper 93 festgelegt. Das untere Ende des Steuergliedes 13, das als Prallkörper wirkt, greift in den Zwischenraum zwischen diesen beiden Düsen· ein und dient zusammen mit den Düsenspitzen zur Veränderung der Düsenöffnungen.
Die Bohrung oder der Kanal der linken Düse 99 steht mit der linken stirnseitigen Schieberkammer 91 in Verbindung, während die Bohrung oder der Kanal der rechten Düse 100 mit der rechten stirnseitigen Schieberkammer 92 in Verbindung steht« Zu diesem Zweck ist die linke Düse 99 mit einer in dem Düsenkörper 93 angeordneten Kammer 101 verbunden, an welche sich ein durch die Fläche 94 greifender Kanal 102 anschließt. An dieser Stelle ist der Kanal 102 mit einem in dem Block 18 angeordneten Kanal 103 verbunden, der sich zwischen den Flächen 95 und der Stirnfläche 22 erstreckt. Schließlich ist an dieser Stelle das Ende des Kanal 103 mit einem Ende eines Kanals 104 verbunden, der in dem linken Abschlußdeckel 19
- 13 -
409882/0272
angeordnet ist und zu der Aussparung 26 führt und damit zur linken stirnseitig gelegenen Kammer 91. Ein O-Ring 1O5 dichtet die Verbindung zwischen den Flächen 94 und 95 ira Bereich des Anschlusses der Kanäle 102 und 103 ab, und ein O-Ring dichtet die Verbindung zwischen den Flächen 22 und 24 im Bereich der Verbindung der Kanäle 1O3 und 1O4 ab.
Ebenso ist die rechte Düse 100 -mit einer in dem Düsenkörper 93 angeordneten Kammer 108 verbunden, an welche sich ein bis zur Fläche 94 reichender Kanal 109 anschließt. An dieser Stelle steht der Kanal 109 mit einem in dem Block 18 angeordneten Kanal 110 in Verbindung, der sich zwischen den Flächen 95 und der Stirnfläche 23 erstreckt. An dieser Stelle schließt sich das Ende des Kanals 110 an ein Ende eines in dem rechten Abschlußdeckel 20 angeordneten Kanals 111 an,-welcher zu der in dem Abschlußdeckel angeordneten Aussparung 33 und damit zur rechten stirnseitig gelegenen Schieberkammer 92führt.Ein 0~£?ing 112 dichtet die Verbindung zwischen den Flächen 9 4 und 95 im Bereich des Anschlusses der Kanäle 109 und 110 ab, und ein O-Ring 113 dichtet die Verbindung zwischen den Flächen 23 und 31 im Bereich der Verbindung der Kanäle 110 und 111 ab.
Wie in der Zeichnung zu erkennen ist, ist die öffnung 98 im Düsenkörper 93 mit dem oberen Ende eines rohrförmigen Anschlußstückes 114 verbunden, wobei das obere Ende mit Hilfe eines O-Ringes 115 dichtend gegen den Düsenkörper anliegt und mit Hilfe eines O-Ringes 116 dichtend gegen den Block 18. Das untere Ende des Anschlußstückes 114 erstreckt sich in eine Radialbohrung des mittleren Teiles 40 der Lagereinrichtung 16 und ist gegenüber dieser mit Hilfe eines O-Ringes 118 abgedichtet. Dieses Anschlußstück 114 weist in seiner Seiten- · wand eine Ablauföffnung 119 auf (siehe Fig.2), welche die
- 14 -
409882/0272
Saramelkammer 120, die durch die Verbindung der Öffnung 98 mit dem inneren Hohlraum des Anschlußstückes 114 gebildet wird, mit der ringförmigen Rücklaufkammer 52 verbindet. Die Ablauföffnung 119 verringert die Wirkung von Druckstößen, die in der Ablaufseite des Hydrauliksystems mit der Kammer 52 auftreten und auf die Sammelkammer 120 und die Flussigkeitskanä-Ie oder Bohrungen der Düsen S9 und 100, die in diese Sammelkammer einmünden, wirken könnten.
Der Drehmomenterzeuger 10 besteht aus einem polarisierten elektrischen Antriebsmotor herkömmlicher Konstruktion. Wie in der Zeichnung zu erkennen ist, weist er obere und untere Polschuhe 121 bzw. 122 auf, zwischen denen Permanentmagnete 123 angeordnet sind, und die' ein Spulenpaar 124 aufnehmen, welche gegenüberliegende Arme des Ankers 11 umschließen. Die Ankerenden greifen in Luftschlitze ein, welche zwischen den gegenüberliegenden Flanschteilen der Polschühe 121 und 122 angeordnet sind. Die aus den Polschuhen, den Permanentmagneten und Spulen bestehende Baueinheit ist oben auf dem Düsenkörper 93 montiert und wird an diesem mittels mehrerer Schrauben 125 gehalten.
Der horizontal liegende Anker 11 ist in seiner Mitte auf dem oberen Ende eines aufrechtstehenden, biegbaren Stutzens 126 dichtend befestigt. Dieser Stutzen weist einen dünnwandigen, rohrförmigen Abschnitt auf, der sich durchbiegen oder neigen kann und das als Prallkörper dienende Steuerglied 13 mit einem Gleitsitz umschließt, und er weist ferner einen vergrösserten Befestigungsteil auf, der mittels eines O-Ringes 128 dichtend an der Oberseite des Düsenkörpers 9 3 mittels einer Befestigung 129 gehalten wird. Der ringförmige Spielraum, der öasjenino Toil des Steuerqliodes 13 umgibt, welches in dem
409882/0272
biegbaren, rohrförmigen Stutzen 126 angeordnet ist, steht mit dem oberen Ende der Öffnung 98 in dem Düsenkörper 9 3 in Verbindung und bildet einen Teil der 5ammeIkammer 12O. Auf diese Weise stützt der biegbare Stutzen 126 den Anker 11 derart abf daß dieser eine Drehbewegung ausführen kann, während die Bauteile des elektrischen Antriebsmotors 10, die außerhalb des biegbaren Stutzens angeordnet sind, von den Bauteilen isoliert v/erden, mit denen sie in Verbindung stehen und die von der hydraulischen Flüssigkeit im Inneren dieses Stutzens benetzt werden.
Eine senkrecht angeordnete Rückführfeder 131 ist an ihrem oberen Ende freitragend am unteren Ende des Stcuergliedes 13 befestigt, und ihr unteres Ende steht im wesentlichen reibungsfrei mit dem Venfcilschieber 17 mit Hilfe einer kugelförmigen Vergrößerung 132 in Verbindung, wobei dieses kugelförmige Teil die Wandungen einer Ringnut 133 berührt, Vielehe in dem mittleren Steuerteil 68 dieses Ventilschiebers angeordnet iat.
Mit den Spulen 124 ist ein elektrischer Stecker 13Ί in bekannter Weise verbunden, der für einen Anschluß für die elektrische Steuerung des Servoventils vorgesehen ist. Ein Deckel 135, der den Antriebsmotor 10 überdeckt, wird mit Hilfe eines O-Ringes 136 und mit Hilfe von Schrauben 138 dichtend auf dem Block 18 gehalten.
Das Servoventil kann als Baueinheit auf irgendeiner geeigneten A-bstützung (die in der Zeichnung nicht dargestellt ist) mit Hilfe von Befestigunqsmitteln, die durch senkrecht verlaufende Montagebohrungen 139 greifen, befestigt sein, wobei diese Montagebohrungen in dem Block 18 im Bereich der vier Ecken eingeordnet sind, wie dio?s in der Fig. 3 zu erkennen ist.
- 16 -
409882/0272
BAD ORIGINAL
Da die Konstruktion und Funktionsweise des vorbeschriebenen elektrohydraulischen Servoventils nun bekannt ist, genügt es, darauf hinzuweisen, daß ein in das Servoventil eingegebenes elektrisches Steuersignal in den Steuermündungen C, und C0 ein proportionales hydraulisches Signal erzeugt., das dazu verwendet werden kann, eine Last zu bewegen. Solch ein Eingangssignal erregt die Spulen 124, so daß diese den Anker 11 und damit das Steuerglied 13 infolge der elektromagnetischen- Kraftwirkung schwenken. Die Bewegung des Steuergliedes relativ zu den Düsen 99 und 100 führt zu veränderlichen Öffnungen, durch welche diese Düsen die Flüssigkeit austreten lassen. Dadurch wird der Druck in den stirnseitig angeordneten Schieberkammerη 91 und 92 eingestellt, so daß ein unterschiedlicher Druck gegen die Stirnseiten des Ventilschiebers 17 wirkt und dieser axial verschoben wird. Die Richtung und die Größe dieser Verschiebung ist von der Polarität und der Größe des elektrischen Eingangssignals abhängig. Die Verschiebung des Ventilschiebers 17 führt zu einer Verbindung zwischen einer der Steuermündungen C, und C~ mit entweder dem Druckanschluß P oder dem Rücklaufanschluß R. Bei einem vorgegebenen Eingangssignal verschiebt sich der Ventilschieber, bis die Rückführfeder 131 sich derart durchbiegt, daß sie auf den Anker 11 ein Moment ausübt, das im wesentlichen das in den Anker eingeleitete elektrische Moment ausgleicht. Daher ist die Schieberbewegung proportional zum Eingangssignal.
Wie in dem vorstehenden Absatz der Beschreibung erklärt wurde, neigt ein solches elektrohydraulisches Servoventil dazu, daß sein gleitend gelagerter Ventilschieber eine oder mehrere charakteristische Resonanzschwingungen ausführt, wenn das , Servoventil unter erhöhtem Druck arbeitet und insbesondere, wenn eine Hydraulikflüssigkeit mit niedriger Viskosität ver-
-17 -
409882/0272
wendet wird. Diese Schwingungen erzeugen Druckänderungen in den stirnseitig gelegenen Schieberkaramern 91 und 92.
Um solche Oszillationen zu verhindern, sind für jede stirnseitig gelegene Schieberkammer 91 und 92 eine akustische Filtereinrichtung vorgesehen, um ein Xiellenrohr zu bilden, das mit einem offenen Ende mit der entsprechenden stirnseitig gelegenen Schieberkammer verbunden ist und dessen Länge derart gewählt ist, daß eine entsprechende Gegenresonanzschwingung erzeugt wird. Vorzugsweise ist das von der Schieberkammer entfernt liegende Ende des Wellenrohres, welches mit der Schieberkammer verbunden ist, verschlossen. Außerdem hat das Wellenrohr vorzugsweise eine Länge, die im wesentlichen einem Viertel der Wellenlänge der charakteristischen Resonanzschwingung, die abgeschwächt werden soll, entspricht. Ferner sollte das Volumen des Wellenrohres wenigstens dem halben Volumen der stirnseitig gelegenen Schieberkammer entsprechen, mit dem das Wellenrohr verbunden ist. Außerdem sind diese Volumina vorzugsweise im wesentlichen gleich groß ausgebildet.
In der Zeichnung ist zu erkennen, daß das mit 91' bezeichnete Wellenrohr mit der linken stirnseitig gelegenen Schieberkammer 91 und das mit 92' bezeichnete Wellenrohr mit der rechten stirnseitig gelegenen Schieberkammer 9 2 verbunden ist. Diese Wellenrohre 91' und 92' werden vorzugsweise durch in den Block 18 des Servoventils eingebrachte Bohrungen gebildet. In der Zeichnung ist zu erkennen, daß der mittlere Block 18 mit einem Paar parallel und horizontal im Abstand zueinander angeordneter Bohrungen 140 und 141 versehen ist, die sich horizontal von der linken Stirnseite 22 zur rechten Stirnseite 23 erstrecken. Diese Bohrungen sind in einer über der Lar gerbohrung 21 liegenden Ebene auf gegenüberliegenden Seiten
- 18 409882/0272
der in der Mitte angeordneten horizontal verlaufenden Kanalbschnitte 103 und 110 angeordnet, die zueinander fluchten.
Der Abschlußdeckel 19 ist mit einer nach oben und außen geneigten Bohrung 142 versehen, die sich mit ihrem unteren Ende an die ringförmige Aussparung 26 des Abschlußdeckels anschließt, wie dies in der Fig.6 zu erkennen ist. Das obere Ende dieser Bohrung schließt das innere Ende einer horizontalen Aussparung 143 ab, welche von der Stirnseite 24 des Abschlußdeckels in den Abschlußdeckel eingebracht ist und mit dein linken Ende der in die Stirnfläche des Blocks mündenden Bohrung 140 verbunden ist. Der rechte Abschlußdeckel 2O weist eine horizontale B lindbohrung 144 auf, die von der Deckels tirnr>eite 31 in den Deckel gebohrt ist und die mit dem rechten Ende der in die Stirnseite 23 des Blocks einmündenden Bohrung 140 fluchtet und mit dieser verbunden ist. Ein O-Ring 145 dichtet die Verbindungsflächen zwischen dem Ende der Aussparung 143 und Bohrung 140 ab, und ein O-Ring 146 dichtet die Verbind\mgsflächen zwischen dem Ende der Aussparung 144 und der Bohrung 140 ab.
Entsprechend weist der rechte Abschlußdeckel 2O für die andere Schieberkammer eine nach oben und außen geneigte Bohrung
148 auf, die sich mit ihrem unteren Ende an die in dem Deckel angeordnete ringförmige Aussparung 33 anschließt, wie dies in der Fig.7 zu erkennen ist. Das obere Ende dieser Aussparung schließt das innere Ende einer horizontal verlaufenden Bohrung
149 ab, die von der Stirnseite 31 des Deckels aus in den Dekkel gebohrt ist und sich an das rechte Ende der Bohrung 141 anschließt, welche in die Stirnfläche 23 des Blocks einmündet. Der linke /Abschluß de ekel 19 ist mit einer Blindbohrung 150 vergehen, die von der Stirnfläche ?4 des Abschlußdeckels aus
409882/0 272
BAD
in diesen gebohrt ist und die mit der in die Stirnfläche 22 des Blocks mündenden Bohrung 141 fluchtet und ntit deren linken Ende verbunden ist. Ein O-PJLng 151 dichtet die Verbindung.«:-flächen zwischen dem Ende der Bohrung 149 und der Bohrung 141 ab, und ein O-Ring 152 dichtet die Verbindungsflächen zwischen dem Ende der Ringbohrung 150 und der Bohrung 141 ab.
Auf diese Weise bilden die mit ihren Enden verbundenen Bohrungen 14 3, 14O und 144 das linke Wellenrohr 91' für die auf der linken Stirnseite angeordnete Spulenkammer 91 mit einer entsprechenden Länge und einem entsprechenden Durchmesser, wobei das Wellenrohr an einem Ende offen ist und mit der Kammer über die geneigte Bohrung 142 in Verbindung steht und an seinem anderen von der Kammer entfernt liegenden Ende verschlossen ist. Entsprechend bilden die mit ihren Enden verbundenen Bohrungen 149, 141 und 150 das Wellenrohr 92' fär die auf der rechten Seite gelegene Kammer 92 mit der erforderlichen Länge und dem erforderlichen Durchmesser, wobei dieses Wellenrohr an einem Ende offen ist und mit dieser Kammer über die geneigte Bohrung 148 in Verbindung steht und an seinem anderen von der KaK-Kier entfernt liegenden Ende verschlossen ist.
Ein elektrohydraulisches Servoventil der vorbeschriebenen Konstruktion, wie es in der Zeichnung dargestellt und beschrieben ist, neigte vor seiner Ausrüstung mit Kellenrohren 91' und 92' dazu, bei ungefähr 3,3 KHz zu schwingen und boi einem hohen Förderdruck von ungefähr 3OQO - 40OO p.si (21O bis 2 80 bar), und dieser Nachteil war insbesondere störend, wenn eine Hydraulikflüssigkeit mit einer niedrigen Viskosität verwendet wurde, wie z.B. eine unter der Bezeichnung MlL-II-5606 bekannte Flüssigkeit bei 140° F (60° C). Nachdem der gleiche Servo ventiltyp mit den Wellenrohren 93 l und 92* ausgeirüctet
- 20 -
BAD ORtGfMAT 409882/0272
worden war, filterte es die 3,3 KIIz Druckschwingungen in den stirnseitig angeordneten Schieberk-ammern heraus. Jeglicne Änderungen am stationären Zustand des in den stirnseitig angeordneten Kammern vorhandenen Druckes vrlrd durch eine Druckwelle unterbunden, die In dem Wellenrohr von einer halben Wellenlänge bis zum blinden oder verschlossenen Ende des Rohres hin- und zurückläuft und die um 180° gegenüber der einlaufenden Druckwelle versetzt zurückkehrt. Im wesentlichen werden die 3,3 KHz Druckänderungen zum blinden Ende der Rohre bewegt, wo sie keine Kräfte auf den Ventilschieber ausüben können, und die Druckschwankungen am Einlaß der Rohre an den offenen Enden, die an die entsprechenden stirnseitig gelegenen Schieberkammem angeschlossen sind, werden wirksam unterbunden oder wenigstens verringert. Auf diese Weise wird die Schwingung unterdrückt.
Uitt eine Schwingung von 3,3 KHz zu unterdrücken, ist eine Rohrlänge (1/4 Wellenlänge} folgender Abmessungen erforderlich:
f = Jf = -0,8Om = 8,0 cm, wobei bedeuten:
λ = die Wellenlänge der Schwingung in Metern
ν = die Schallgeschwindigkeit im Medium In Metern pro Sekunde
f = die Freemen ζ in Hz (Hertz)
Die 1Ο5Ο m/sec Geschwindigkeit des Schalldurchgangs im öl
2 beruht auf einem Elastizitätsmodul von 10000 kg/cm und auf einer Flüssigkeitsdichte von öf88.
Bei dem beschriebenen Äusführungsbeispiel des Servoventils betrug die tatsächliche Länge eines jeden Wellenrohres 91 f
- 21 -
409882/0272
und 92f ungefähr 8 can, und für das Rohr 91f wurde eine Länge von insgesamt 6,5 cm für die Bohrung 140 + 0,5 cm für die Blindbohrung 144 und 1,0 cm für die Länge der Aussparung 143 vorgesehen, und für das Rohr 92' wurde eine Länge von insgesamt 6,5 cm für die Bohrung 141 + 0,5 cm für die Länge der Blindbohrung 150 und 1,0 "cm für die Länge der Aussaprung 149 vorgesehen. Der jeweilige Durchmesser für die verschiedenen Bohrungen 140, 141, 143, 144, 149 und 150 betrug 3,2 mm.
Durch die akustische Filtereinrichtung in Form dieser Wellenrohre 91' und 92' wird eine Gegenresonanz eirier bestimmten Frequenz erzeugt, indem in jeder Schieberkammer ein Druckschwingungsknoten gebildet wird.
Die Wirkung der Strömung und des Drucks in einem Wellenrohr ist graphisch in der Fig.9 dargestellt. Im unteren Teil dieser Figur ist schematisch dargestellt, daß die stirnseitig gelegene Schieberkammer an dem offenen Ende eines geschlossenen Wellenrohrendes angeschlossen ist, wobei das Wellenrohrende eine Länge aufweist, die einem Viertel einer Wellenlänge λ einer charakteristischen Resonanzfrequenz des Servoventils entspricht, welche verringert v/erden soll. In der Mitte der Figur ist ein Diagramm eingezeichnet, das den Verlauf der Resonanzdruckspitzen P(xJ als Funktion der Strecke χ entlang der Länge des Wellenrohres gemäß folgender Gleichung angibt:
P(x) = Posin C
wobei P die Druckspitze ist (d.h. die maximale Amplitude der Resonanzdruckspitzen}.
Es ist zu erkennen, daß der Nullpunkt des Druckverlaufes P(x) sich am linken oder offenen Ende des Wellenrohres he
- 22 -
BADORiQiHAL 409882/0272
findet und daß der l\Tellenbauch dieser .Kurve oder die Druckspitze P sich ai
rohres befindet.
spitze P sich am rechten oder geschlossenen Ende des Wellen-
Im oberen Teil der Fig.9 ist ein Diagramm angegeben, das den Verlauf der Maximalwerte der fr.equenzabhängiger; Strömung Q(x) als Funktion der Strecke entlang der· Länge des Wellenrohres gemäß der folgenden Gleichung angibt:
Q(x) =
wobei Q die Maximalctrömung ist (d.h. die maximale Amplitude der frequenzabhängigen Strömungsspitsen)-.
Es ist zu erkennen f daß der Mullpunkt der Strömurigskurve Q{x) am rechten oder geschlossenen Ende der. Wellenrohres und der Wellenbauch oder Maximalwert der Strömung Q am lin ken oder offenen Ende des Wellenrohres liegen.
In der vorangegangenen Beschreibung vmröe ausgeführt, wie ein einziges Paar- von Gegenschwingungen erzeugenden Wellenrohren bei den Schieberkammerη eines Servoventils vorgesehen v/erden kann, um eine einzige bestimmte Frequenz zu unterdrücken. Es ist jedoch dem Durchschnittsfachmann bekannt, daß einige Servo ventile verschiedene charakteristische Resonanzfrequenzen aufweisen, wie z.B. eine Resonanzfrequenz in der Vorstufe, eine Resonanzfrequenz in der zweiten Stufe usw.. Bei Servovantilen, die mehrere charakteristische Resonanzfrequenzen aufweisen, kann es erwünscht sein, mehrere akustische Gegenschwirigungsfiltereinrichtungen vorzusehen, wobei jede Einrichtung auf eine besondere Resonanzfrequenz abgestimmt ist.
- 23 -
BAD ORIGINAL 409882/0272
Es ist ferner selbstverständlich, daß gewisse Veränderungen der akustischen Wellenrohrfilter eine ähnliche Antiresonanz für eine bestimmte Frequenz hervorrufen. Bei dem vorangehenden Ausführungsbeispiel gernäß der Erfindung wird ein geschlossenes Wellenrohr verwendet, das eine Länge aufweist, die einem Viertel der Wellenlänge (1/4 X ) der charakteristischen Resonanzfrequenz beträgt. Es ist bekannt, daß andere abgeschlossene Wellenrohre mit Längen, welche einem Vielfachen der 1/4 Wellenlänge entsprechen, im wesentlichen identische Antiresonanzen für die gleiche charakteristische Resonanzfrequenz erzeugen. Es können deshalb geschlossene Wellenrohre von einer Länge von 1/4 \ , 3/4 λ , 5/4 λ usw. gleicherraassen gut verwendet v/erden. Solche Abweichungen können in Abhängigkeit von der Größe und von der Detailkonstruktion bestimmter Servoventile besser geeignet sein.
Eine weitere Abwandlung des akustischen Wellenrohres, durch welche eine ähnliche Antiresonanz für eine bestimmte Frequenz erzielt wird, ist ein Wellenrohr mit einem offenen Ende, das eine Länge aufweist, die einer halben Wellenlänge (1/2 X ) entspricht. Gleichfalls erzeugen andere am Ende offene Wellenrohre, deren Länge einem Vielfachen einer halben Wellenlänge entsprechenrim wesentlichen identische Antiresonanzen für die gleiche charakteristische Resonanzfrequenz. Die Wellenrohre mit den offenen «Enden und Längen von 1/2 λ , X , 3/2 X USV/. könnten ebenso gut verwendet werden.
Bei dem vorzugsweise beschriebenen elektrohydraulischen Servoventil, welches bei einem erhöhten Druck um ca. 3000-4000 psi (210-280 bar) und mit einer Hydraulikflüssigkeit niedriger Viskosität arbeitet, v/erden die verlier erwähnten Schwiu-
- 24 -BAD ORIGINAL 409882/0272
gungsprobleme merklich verringert, indem akustische, frequenzabhnngige Hydraulikresonanzfilter verwendet werden. Die Anbringung der Filter beeinflußtnicht die normcile Servoventilcharakteristik im unteren Frequenzbereich. Solch ein in Form eines Wellenrohres ausgebildeter Resonanzfilter kann einfach und billig zusätzlich angeordnet v/erden, indem man, ohne auf eine komplizierte Bearbeitung angewiesen zu sein, in dem Ventilkörper Bohrungen vorsieht. Der Durchmesser des aus den Bohrungen zusamraengesetzten Wellenrohres ist nicht kritisch. Seine Anordnung und Länge wird auf die Hauptventilkurve abgestimmt. Darüberhinaus verringert der Filter die Schwingungstendenz in der zweiten Stufe und verhindert damit, daß die Schwingungen auf die bewegte Last übertragen werden.
- 25 -
409882/0272

Claims (8)

  1. PH 6787
    Patentansprüche
    ΓΙ J Elektrohydraulisches Servoventil mit einer in einem Ventilkörper angeordneten Kammer, in v/elcher ein Venti-lschieber gleitend gelagert ist, und mit an gegenüberliegenden Stirnseiten des Schiebers angeordneten Kammern, wobei das Servoventil dazu neigt, bei einer oder mehreren charakteristischen Resonanzfrequenzen zu schwingen und wobei diese Schwingungen zu Druckänderungen in den stirnseitig angeordneten Schieberkammern führen, sowie mit einer akustischen Filtereinrichtung für jede Schieberkammer, dadurch gekennzeichnet , daß jede Filtereinrichtung ein Wellenrohr (91',921,140,143,144,141,149,150) mit einem offenen Ende (142,148) aufweist, das mit der entsprechenden stirnseitig angeordneten Schieberkammer (91,92) in Verbin-, dung steht und daß das Wellenrohr eine derart zugemessene Länge aufweist, daß eine Antiresönanz für eine charakteristische Frequenz gebildet wird.
  2. 2. Servoventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das von der entsprechenden Schieberkammer (91,92) abgewandte Ende (144,150) eines jeden Wellenrohres (9l',92·) geschlossen ist.
    - 26 -
    409882/0272
  3. 3. Servoventil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Wellenrohrlänge im
    wesentlichen einem Vielfachen von 1/4 der Wellenlänge
    der charakteristischen Frequenz entspricht.
  4. 4. Servoventil nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Volumen eines jeden Wellenrohres im wesentlichen dem Volumen der entsprechenden Schieberkammer (91,92) entspricht.
  5. 5. Servoventil nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Volumen
    eines jeden Wellenrohres wenigstens der Hälfte des Volumens der entsprechenden Schieberkammer (91/92) entspricht.
  6. 6. Servoventil nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Wellenrohre in den Ventilkörper eingebrachte Bohrungen sind.
  7. 7. Servoventil nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Ventilkörper aus einem Block (18), einem ersten Abschlußdeckel (19) und einem zweiten Abschlußdeckel (20), die an gegenüberliegenden Stirnseiten des Blockes angeordnet sind, besteht, daß die Abschlußdeckel wenigstens zum Teil eine erste Schieberkammer (91) und eine zweite Schieberkammer
    (92) bilden, daß ein Wellenrohr eine erste mittlere Bohrung (140) aufweist, die sich durch den Block hindurch
    erstreckt, sowie eine in dem ersten Abschlußdeckel angeordnete erste Verbindun erdbohrung (142,143), die ein Ende
    - 27 -
    409882/0272
    der ersten mittleren Bohrung mit der ersten Schieberkammer (91) verbindet, sowie mit einer in dem zweiten Abschlußdeckel (20) angeordneten ersten Blindbohrung (144) , die sich an das andere Ende der ersten mittleren Bohrung anschließt, und daß das andere Wellenrohr (92') eine zweite mittlere Bohrung (141) aufweist, die sich durch den Block •hindurch erstreckt, sowie eine in dem zweiten Abschlußdekkel angeordnete Verbindungsbohrung (148,149), die ein Ende der zweiten mittleren Bohrung mit der zweiten Schieberkammer (22) verbindet, sowie mit einer in den ersten Abschlußdeckel (19) angeordneten zweiten Blindbohrung (150), die sich.an das andere Ende der zweiten mittleren Bohrung anschließt.
  8. 8. Servoventil, dadurch gekennzeichnet , daß ein' Ventilschieber (17) in einer Ventilkammer gleitend angeordnet ist, daß Wellenrohre (91*, 92') an die Ventilkammer angeschlossen und in ihrer Größe derart dimensioniert sind, daß sie Resonanzschwingungen des Ventils verhindern.
    - 28 -
    A09882/0272
DE19732343552 1973-06-14 1973-08-29 Elektrohydraulisches servoventil Withdrawn DE2343552A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US00369789A US3857541A (en) 1973-06-14 1973-06-14 Servovalve with oscillation filter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2343552A1 true DE2343552A1 (de) 1975-01-09

Family

ID=23456925

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19732343552 Withdrawn DE2343552A1 (de) 1973-06-14 1973-08-29 Elektrohydraulisches servoventil

Country Status (4)

Country Link
US (1) US3857541A (de)
JP (1) JPS5610484B2 (de)
DE (1) DE2343552A1 (de)
GB (1) GB1375517A (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0346758A2 (de) * 1988-06-17 1989-12-20 Hsc Controls Inc. Hydraulikventil

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2344722A1 (fr) * 1976-03-15 1977-10-14 Semt Dispositif d'amortissement des ondes de pr ession dans un systeme d'injection de combustible d'un moteur a combustion interne
US4343329A (en) * 1978-12-06 1982-08-10 Textron Inc. Bistable fuel valve
US4229144A (en) * 1978-12-07 1980-10-21 Deere & Company Feedback shaft extending between swashplate and displacement control valve
USRE31107E (en) * 1978-12-07 1982-12-21 Deere & Company Feedback shaft extending between swashplate and displacement control valve
US4265272A (en) * 1979-10-01 1981-05-05 Eaton Corporation Transient start-up eliminator for pressure piloted valve
DE8107889U1 (de) * 1981-03-18 1981-10-22 Festo-Maschinenfabrik Gottlieb Stoll, 7300 Esslingen Pneumatische ventilanordnung
US4538633A (en) * 1983-02-18 1985-09-03 Parker-Hannifin Corporation Optical-hydraulic control system
JPS59165890U (ja) * 1983-04-22 1984-11-07 長尾 秀喜 全油圧式クロ−ラ−クレ−ン
JPS6022549U (ja) * 1983-07-21 1985-02-16 油谷重工株式会社 油圧ショベル用アタッチメント
JPS6110356U (ja) * 1984-06-22 1986-01-22 油谷重工株式会社 油圧シヨベルのクレ−ン装置
JPS6110357U (ja) * 1984-06-22 1986-01-22 油谷重工株式会社 油圧シヨベルのクレ−ン装置
AT386054B (de) * 1985-09-06 1988-06-27 Vni I Pk I Promy Gidroprivodov Elektrohydraulischer verstaerker-umformer
US4922963A (en) * 1989-02-27 1990-05-08 Hsc Controls Inc. Hydraulic servovalve
US5697401A (en) * 1995-07-14 1997-12-16 Ebara Corporation Hydraulic servovalve
US6755205B1 (en) * 2002-09-12 2004-06-29 Woodward Governor Company Method to stabilize a nozzle flapper valve
DE102012002921A1 (de) * 2012-02-14 2013-08-14 Liebherr-Aerospace Lindenberg Gmbh Servoventil
CN103615431B (zh) * 2013-12-04 2015-12-09 中国航空工业第六一八研究所 用于液压作动器伺服阀的散热力矩马达罩
WO2018198355A1 (ja) * 2017-04-28 2018-11-01 ピー・エス・シー株式会社 フィードバックばねを用いた気体圧サーボ弁
PL3536980T3 (pl) * 2018-03-08 2023-04-17 Hamilton Sundstrand Corporation Korpus zaworu do serwozaworu
EP3546808B1 (de) 2018-03-29 2023-05-10 Hamilton Sundstrand Corporation Ventile
EP3562013B1 (de) * 2018-04-26 2021-11-03 Hamilton Sundstrand Corporation Servoventil
CN109083879B (zh) * 2018-08-09 2020-06-23 杭州电子科技大学 一种抑制喷嘴挡板式电液伺服阀前置级气穴现象的方法
EP3715687B1 (de) * 2019-03-29 2021-10-13 Hamilton Sundstrand Corporation Servoventile
CN112549492B (zh) * 2020-10-10 2023-09-12 浙江长海包装集团有限公司 一种加工复合包装膜的挤出机的过滤装置
EP4141263B1 (de) * 2021-08-25 2024-09-25 Hamilton Sundstrand Corporation Servoventil umfassend eine filteranordnung

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3095906A (en) * 1959-03-05 1963-07-02 Moog Servocontrols Inc Flow control servo valve with dynamic load pressure feedback
US3347252A (en) * 1965-06-18 1967-10-17 United Aircraft Corp Fluid signal generator

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0346758A2 (de) * 1988-06-17 1989-12-20 Hsc Controls Inc. Hydraulikventil
EP0346758A3 (de) * 1988-06-17 1990-12-12 Hsc Controls Inc. Hydraulikventil

Also Published As

Publication number Publication date
US3857541A (en) 1974-12-31
GB1375517A (de) 1974-11-27
JPS5610484B2 (de) 1981-03-09
JPS5015978A (de) 1975-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2343552A1 (de) Elektrohydraulisches servoventil
DE4318553C2 (de) Adaptiver hydropneumatischer Pulsationsdämpfer
DE3738630C2 (de) Elektrohydraulische Druckwandlervorrichtung
DE3713997A1 (de) Fluidzylinder
DE2837944A1 (de) Hydraulisch betaetigte verdraengungspumpe
DE69301084T2 (de) Einstellbarer bewegungsdämpfer
DE69304903T2 (de) Frequenzabhängige starre mechanische kupplungsvorrichtung
EP0688411B1 (de) Hydraulisches steuerventil
EP0737610B1 (de) Hydraulische Zahnstangenlenkung
DE102015218578B4 (de) Hydrostatische Verstelleinrichtung mit verminderter Hysterese sowie Steuerkolben
EP0669469A1 (de) Fluidisch betätigbarer Drehantrieb
DE2726118C3 (de) Hydraulische Schlagvorrichtung, insbesondere für Gesteinsbohrmaschinen
DE10213996A1 (de) Schaltbares Aggregatelager mit hydraulischer Dämpfung
EP1288397A2 (de) Kraftabsorptionsvorrichtung
EP1728564A1 (de) Schwingungserzeuger mit einem zwischen Druckkammern verschiebbar gelagerten Arbeitskolben
EP0807212B1 (de) Vorrichtung zum ansteuern eines hydrostatischen antriebes
DE2717578C2 (de) Pumpe oder Verdichter
EP0058131B1 (de) Schwingungserzeuger
DE19757157C2 (de) Hydraulischer Linearantrieb
DE3703603C1 (de) Zweistrahlrohr-Impulshydromonitor
DD276125A5 (de) Pulshydraulik-antriebssystem
DE2821339A1 (de) Hydraulische kolbenzylindervorrichtung zur hervorrufung einer axialen kolbenvibration
DE2234131C3 (de) Stabilisierungseinrichtung zur Dämpfung hochfrequenter Schwingungen an einer hydraulischen Servosteuerung
DE19820102B4 (de) Oszillier-Zylinder
EP0850364A1 (de) Vorrichtung zum ansteuern eines hydrostatischen antriebes

Legal Events

Date Code Title Description
OD Request for examination
8125 Change of the main classification
8139 Disposal/non-payment of the annual fee