DE2404807A1 - ACCELERATION CONTROL VALVE FOR MEDIUM FLOW AND ACTUATOR SYSTEM WITH SUCH A VALVE - Google Patents
ACCELERATION CONTROL VALVE FOR MEDIUM FLOW AND ACTUATOR SYSTEM WITH SUCH A VALVEInfo
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Description
COHAUSZ & FLORACKCOHAUSZ & FLORACK
PAT E JSTTAN WALT S BÜRO 4 DÜSSELDORF SCHUMANNSTR. 97 2404807PAT E JSTTAN WALT S OFFICE 4 DÜSSELDORF SCHUMANNSTR. 97 2404807
Lucas Aerospace LimitedLucas Aerospace Limited
Well StreetWell Street
GB-Birmingham 50. Januar 1974GB-Birmingham January 50th 1974
mit einem solchen Ventilwith such a valve
Die Erfindung "betrifft ein Beschleunigungsregelventil für einen Kediumdurchfluß und ein Stellgliedsystem mit einem solchen VentileThe invention "relates to an acceleration control valve for a fluid flow and an actuator system with such a valve
Ein Beschleunigungsregelventil mit einen Mediumdurchfluß gemäß der Erfindung ist gekennzeichnet durch einen Körper, ein in dem Körper gleitbares Durchflußregelelement, das eine Blende bildet, deren Querschnittsfläche durch die Position des Regelelements im Körper bestimmt ist, am Körper/angreifende j?edermittel zum Drücken des /und am !Regelelement Regelelements in eine Position kleinsten Blendenquerschnittsfläche, wobei der Körper einen Einlaß und einen Auslaß in Verbindung mit der Blende auf gegenüberliegenden Seiten derselben aufweist, wobei eine solehe Anordnung vorgesehen ist, daß dann, wenn der Auslaßmediumdurch geringer als der Einlaßmediumdruck ist, das Regelelement durch die Mediumdxuekdifferenz in Richtung auf die Position der größten Blendenquerschnittsfläche gedruckt wird, und Mittel zum hydraulischen Dämpfen der Bewegung des Regelelements in Richtung auf die Position der größten Blendenquerschnittsfläche. An acceleration control valve with a medium flow according to the invention is characterized by a body, a flow control element slidable in the body, which forms a diaphragm, the cross-sectional area of which is determined by the position of the control element in the body Body / attacking means for pressing the / and on the control element Control element in a position with the smallest diaphragm cross-sectional area, where the body has an inlet and an outlet in communication with the aperture on opposite sides thereof, one of which Arrangement is provided that when the outlet medium is lower than the inlet medium pressure, the control element through the medium pressure difference in the direction of the position of the largest diaphragm cross-sectional area, and means for hydraulically damping the movement of the control element in the direction of the position of the largest diaphragm cross-sectional area.
Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen sind:The invention is explained in more detail below with reference to the drawings. In the drawings are:
Fig. 1 ein Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines Mediumdurchflußventils gemäß der Erfindung,Fig. 1 is a longitudinal section through an embodiment of a medium flow valve according to the invention,
28 03928 039
409832/0383 " 2 ' 409832/0383 ' 2 '
Pig. 2 und 3 Schnitte an den Linien 2-2 bzw. 3-3 in Fig. 1,Pig. 2 and 3 sections on lines 2-2 and 3-3 in Fig. 1,
Fig. 4 eine Abwicklung eines Teils eines Regelelements des in Fig. 1 gezeigten Ventils,FIG. 4 shows a development of part of a control element of the one shown in FIG shown valve,
Fig. 5 ein Schaubild, das eine Verwendung des Ventils nach Fig. 1 bis 4 in einem hydraulischen Stellgliedsystem zeigt,5 is a diagram showing a use of the valve according to FIGS. 1 to 4 shows in a hydraulic actuator system
Fig. 6 eine Darstellung einer Alternativausführung des Mediumdurchflußventils, 6 shows an illustration of an alternative embodiment of the medium flow valve,
Fig. 7 ein Schnitt an der Linie 7-«7 der Fig. 5 und7 shows a section on the line 7- «7 of FIGS
Fig. 8 eine Abwicklung eines Teils des Regelelements des in Fig. 6 gezeigten Ventils.FIG. 8 shows a development of a part of the control element of the one shown in FIG. 6 Valve.
Das dargestellte Ventil 9 zeigt einen Körper 10 mit einem abnehmbaren Endteil 11, wobei der Körper 10 und der Endteil 11 mit Öffnungen 12 bzw. 13 versehen sind, die jweils den Auslaß bzw. den Einlaß des Ventils bilden. Im Körper 10 befindet sich ein Dämpferkörper 14 am Auslaß 12, eine Hülse 15» die sich gegen den Dämpferkörper 14 legt, und eine Blendenring 16 zwischen der Hülse 15 und dem Endteil 11.The illustrated valve 9 shows a body 10 with a removable End part 11, the body 10 and end part 11 being provided with openings 12 and 13, respectively, which respectively represent the outlet and the inlet of the valve form. In the body 10 there is a damper body 14 at the outlet 12, a sleeve 15 'which lies against the damper body 14, and a Orifice ring 16 between the sleeve 15 and the end part 11.
Der Blendenring 16 ist im Schnitt in Fig. 3 gezeigt und weist eine Lagerhülsenpartie 17 und eine Blendenpartie 18 auf. Zwischen diesen beiden Partien 17 und 18 ist der Ring 16 mit einer inneren Ringnut 19 versehen. Eine Folge von sich axial erstreckenden Blindlöchern 20 sind in den Ring 16 eingeformt, um die ITu t 19 mit dem Raum im Körper 10 zwischen dem Ring 16 und dem Dämpferkörper 14 zu verbinden.The diaphragm ring 16 is shown in section in FIG. 3 and has a bearing sleeve part 17 and a panel section 18. The ring 16 is provided with an inner annular groove 19 between these two parts 17 and 18. A series of axially extending blind holes 20 are molded in the ring 16 to align the ITu t 19 with the space in the body 10 between the ring 16 and the damper body 14 to connect.
Der Dämpferkörper 14 weist ferner eine Lagerhülsenpartie 21 auf, die koaxial zur Lagerhülsenpartie 17 des Rings 16 liegt, wobei sich diese beiden Partien 17 und 21 in Richtung aufeinander zu erstrecken. Der Dämpferkörper 14 hat ein nicht runden äußeren Querschnitt, um Kanäle 22 an der Außenseite vorbei zu bilden. Im Dämpferkörper 14 sitzt ein Hxlfsventilkörper 23, in dem einVentilglied 24 sitzt, in dem sich eine gedrosselte Blende 25 befindet. Eine Feder 26 drückt das Ventilglied 24 gegen einen Sitz 23a am Hilfsventilkörper 23. Der den Hilfsventilkörper 23 umgebende ringförmige Kanal 27 steht mit dem Inneren der Hülsenpartie 21 in Verbindung, ebenso wie ein Mittelloch 28 durch daen Hilfsventilkörper 23. Bohrungen 29 im Körper 23 verbinden diesen raing-The damper body 14 also has a bearing sleeve part 21 which is coaxial with the bearing sleeve part 17 of the ring 16, these two parts 17 and 21 extending towards each other. Of the Damper body 14 has a non-circular outer cross-section to accommodate channels 22 to form past the outside. In the damper body 14 sits an auxiliary valve body 23 in which a valve member 24 is seated, in which a throttled aperture 25 is located. A spring 26 presses the valve member 24 against a seat 23a on the auxiliary valve body 23. The auxiliary valve body 23 surrounding annular channel 27 is with the interior of the sleeve part 21 in connection, as well as a central hole 28 through the auxiliary valve body 23.Bores 29 in the body 23 connect this raing-
409832/0383 „5_409832/0383 " 5 _
förmigen Kanal 27 mit dem den Sitz 23 umgebenden Saum.shaped channel 27 with the hem surrounding the seat 23.
Das Hilfsventil arbeitet so, daß ein ungedrosselter Durchfluß von Flüssigkeit aus dem Auslaß 12 in das Innere der Hülsenpartie 21 durch die Bohrungen 29 und den Kanal 27 ermöglicht wird, wobei das YentilgliedThe auxiliary valve works so that an unthrottled flow of liquid from the outlet 12 into the interior of the sleeve part 21 through the bores 29 and the channel 27 is made possible, wherein the Yentilglied
24 von seinem Sitz 23a durch die Druckdifferenz abgehoben \d.rd, die einen solchen Durchfluß bewirkt. Ein Durchfluß in die entgegengesetzte Richtung muß jedoch durch die gedrosselte Blende 25 gehen.24 lifted from its seat 23a by the pressure difference \ d.rd that causes such a flow. However, a flow in the opposite direction must go through the throttled orifice 25.
Das Yentil weist ferner ein Regelelement 30 auf, das axial in den Hülsenpartien 17 und 21 gleitbar ist. 3in Ende des Hegelelements 30 sitzt in der Hülsenpartie 21 und wirkt wie ein Zylinder, der Flüssigkeit durch das Hilfsventil verdrängt. Das xlegelelement 30 ist also frei zum Wandern von links nach rechts, wie das in Fig. 1 dargestellt ist, aber einer Bewegung in entgegengesetzte Richtung stellt sich eine Dämpfungskraft entgegen, die von der Notwendigkeit herrührt, daß die aus dem Inneren der Hülsenpartie 21 verdrängte Flüssigkeit die gedrosselte BlendeThe Yentil also has a control element 30 which is axially in the sleeve parts 17 and 21 is slidable. 3 sits in the end of the Hegel element 30 in the sleeve section 21 and acts like a cylinder that displaces liquid through the auxiliary valve. The xlegelelement 30 is therefore free to Wandering from left to right, as shown in Fig. 1, but moving in the opposite direction is opposed by a damping force resulting from the need for that from within the sleeve part 21 displaced liquid the throttled diaphragm
25 passieren muß.25 must happen.
Das gegenüberliegende Ende des Elements 30 ist mit einer Folge sieh axial erstreckender Nuten 31 versehen, und es wirkt mit der Blendenpartie 18 des Rings 16 zusammen. Die Nuten 3I haben unterschiedliche Tiefen und damit unterschiedliche Querschnitte über ihre Längen hinweg und stehen mit einer ringförmigen Umfangsnut 32 im Element 30 auf der Seite der Blendenpartie 18 am Einlaß 13 in Verbindung. Jede Nut 31 ist durch den Rand eines scheibenförmigen Schnittwerkzeugs gebildet und ändert sich damit in der Tiefe in Richtung auf die Nut 32. Es sind sechs Nuten 31 vorgesehen, und diese befinden sich in unterschiedlichen axialen Lagen, wie aus Fig. 4 zu sehen ist. Die Anordnung ist eine solche, daß eine bestimmte Beziehung zwischen der effektiven Durchfluß-Querschnittsfläche zwischen dem Ring 16 und dem Element 30 und der Position des Elements 30 erreicht wird.The opposite end of the element 30 is provided with a series of axially extending grooves 31 and it cooperates with the diaphragm portion 18 of the ring 16. The grooves 3I have different depths and thus different cross-sections over their lengths and are connected to an annular circumferential groove 32 in the element 30 on the side of the diaphragm part 18 at the inlet 13. Each groove 31 is formed by the edge of a disk-shaped cutting tool and thus changes in depth in the direction of the groove 32. Six grooves 31 are provided, and these are located in different axial positions, as can be seen from FIG. The arrangement is such that a certain relationship between the effective flow cross-sectional area between the ring 16 and the element 30 and the position of the element 30 is achieved.
Das Element 30 wird durch eine Feder 33 in Richtung auf den Einlaß 13 gedrückt, wobei die Hülsenpartie I7 einen Anschlag bildet, um die Bewegung in dieser Richtung zu begrenzen. In der Grenzposition befindet sichThe element 30 is urged by a spring 33 i n the direction of the inlet 13, said sleeve section I7 forms a stop to limit the movement in that direction. Is in the limit position
409832/0383 " 4 "409832/0383 " 4 "
die effektive Querschnittsfläche für den Durchfluß ader Blende zwischen dem Rirg 16 und dem Element 30 auf einem Minnimum, ist aber größer als Hull.the effective cross-sectional area for the flow of the orifice between the Rirg 16 and the element 30 at a minimum, but is greater than Hull.
In Fig· 5 ist das Tentil 9 nach Fig. 1 bis 4 in den Hydraulikkreis eines Stellgliedsystems eingeschaltet, das ein doppeltwirkendes hydraulisches Stellglied 34» ein Servoventil 35» das die Zuleitung von Medium zum Stellglied 34 «steuert, und eine Servosteuerung 36 aufweist, welche das Ventil in Erwiderung auf ein Eingangssignal steuert. Eine Rückkppplungsverfibindung zwischen dem Stellglied 34 "und der Steuerung 36 ist so vorgesehen, daß die Steuerung J>6 zum Bringen des Stellglieds in eine !Ruhestellung eingerichtet ist, die dem Eingangssignal entspricht. Das Ventil 9 wird verwendet, um eine Verbindung zwischen dem Ventil 35 und einer Hochdruek-Flüssigkeitszuleitung in der Form einer Pumpe 37 zu regeln.In FIG · 5, the Tentil 9 1 is shown in FIG. To 4 i n the hydraulic circuit of an actuator system turned on, a double-acting hydraulic actuator 34 ', a servo-valve "which controls 35, the supply of medium to the actuator 34', and having a servo controller 36, which controls the valve in response to an input signal. A feedback connection between the actuator 34 ″ and the controller 36 is provided so that the controller J> 6 is arranged to bring the actuator to a position of rest corresponding to the input signal and to regulate a high-pressure liquid supply line in the form of a pump 37.
Wenn das Ventil 35 geschlossen ist, so daß durch das Ventil 9 kein Durchfluß durchgeht, tritt kein Druckabfall an der Blende zwischen dem Ring 16 und dem Element 30 auf. Die Feder 33 drückt damit das Element in seine Position kleinsten Blendenquerschnitts. Wenn das Ventil 35 geöffnet wird, fällt der Druck im Auslaß 12, so daß das Element 30 nach links gemäß der Darstellung in Fig. 1 mit einer Geschwindigkeit gedrückt wird, die durch die Daruckdifferenz und die Größe der Blende 25 bestimmt wird. Anfangs wird der Durchfluß durch das Ventil 9 gedrosselt, er kann aber allmählich mit der Verdrängung des Elements 30 größer werden. Als Folge davon wird das Stellglied 34 und die durch dieses bewegte Last glatt beschleunigt, anstatt in Bewegung gestoßen zu werden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Hüten 31 so angeordnet, daß sie eine im wesentlichen konstante Beschleunigungscharakteristik ergeben, gegebenenfalls kann aber auch auf Wunsch eine andere Charakteristik vorgesehen sein. Wenn das Ventil 35 am Ende der erforderlichen Bewegung geschlossen wird, bestimmt sich die Verzögerung des Stellglieds durch das Ventil 35 und dessen Steuerung 36. Wenn kein Druckabfall mehr zwischen dem Einlaß 13 und dem Auslaß 12 vorhanden ist, wandert das Element 30 in seine Ausgangsposition zurück, und zwar durch die Federkraft der Feder 33. EineWhen valve 35 is closed, there is no flow through valve 9 goes through, there is no pressure drop across the orifice between ring 16 and element 30. The spring 33 thus presses the element into its Position of the smallest diaphragm cross-section. When the valve 35 is opened, the pressure in the outlet 12 drops, so that the element 30 to the left according to 1 is pressed at a speed which is determined by the pressure difference and the size of the diaphragm 25. Initially, the flow through the valve 9 is restricted, but it can gradually increase as the element 30 is displaced. As a result from this, the actuator 34 and the load moved thereby are smoothly accelerated instead of being pushed in motion. In the illustrated Embodiment, the hats 31 are arranged so that they give a substantially constant acceleration characteristic, if necessary however, a different characteristic can also be provided on request. When the valve 35 is closed at the end of the required movement the delay of the actuator is determined by the valve 35 and its control 36. When there is no more pressure drop between the inlet 13 and the outlet 12 is present, the element 30 migrates into his Starting position back, by the spring force of the spring 33. A
409832/Ö383409832 / Ö383
freie Bewegung des Elements 30 wird dadurch ermöglicht, daß das Hilfsventilglied 24 geöffnet wird.free movement of the element 30 is made possible by the fact that the auxiliary valve member 24 is opened.
Die Alternativausführung des in Fig. 6, 7 und 8 gezeigten Mediumdurchflußventils ist allgemein dem vorstehend beschirebenen ähnlich. Es hat einen Körper 40 mit einem Einlaß 41 und einem Auslaß 42. Eine Hülse 43 sitzt dichtend zwischen dem Einlaß 41 und dem Auslaß 42 und erstreckt sich mit Spiel in den Körper 40. Die Hülse 45 hat eine Blendenpartie 45a, die mit einer Anzahl von Löchern 44 versehen ist, die in axial im Abstand angeordneten Reihen liegen, wie das im einzelnen in Fig. 8 gezeigt ist. Dabei sind eine Gruppe Löcher 44a in der Reihe, die vom Einlaß 41 abgewandt ist, in einem größeren Durchmesser als der Rest der Löcher vorgesehen.The alternative version of the medium flow valve shown in FIGS. 6, 7 and 8 is generally similar to that described above. It has a body 40 with an inlet 41 and an outlet 42. A sleeve 43 sits sealingly between inlet 41 and outlet 42 and extends with play in the body 40. The sleeve 45 has a diaphragm part 45a which is provided with a number of holes 44 which lie in axially spaced apart rows, such as that in detail in FIG is shown. There are a group of holes 44a in the row from Inlet 41 facing away is provided in a larger diameter than the rest of the holes.
Der Einlaß 41 kann mit dem Auslaß 42 über die Löcher 44 in Verbindung treten, je nach der Position eines Regelelements 45» das dichtend in der Hülse 43 gleitbar ist. Ein Dämpferkörper 46 greift dichtend an der Hülse 43 an. Innerhalb des Dämpferkörpers 46 befindet sich ein Hilfsventil 47» das allgemein dem in Fig. 1 gezeigten und vorstehend beschriebenden Hilfsventil gleicht. Der Dämpferkörper 46 hat eine nicht rundeaa Außenseite, wodurch der Auslaß 42 über das Spiel zwischen der Hülse 43 und dem Körper 40 und über ein Filterelement 48 mit dem Hilfsventil 47 in Verbindung treten kann. Das Regelelement 49 des Hilfsventils 47 hat ebenfalls eine nicht runde Außenseite, so daß dann, wenn das Element 49 von seinem Sitz in Erwiderung auf den Druck im Auslaß 42 abgehoben wird, Flüssigkeit in eine Kammer 50 fließen kann, um das Regelelement 45 in eine Richtung drücken kann, um progressiv die Löcher 44 zu schließen. Die Hülse 43 weist zusätzliche Löcher 51 auf, um eine Verdrängung von Flüssigkeit zu ermöglichen, die durch die Gleitbeewegung des Elements 45 verdrängt wird.The inlet 41 can communicate with the outlet 42 via the holes 44 occur, depending on the position of a control element 45 »the sealing in the sleeve 43 is slidable. A damper body 46 sealingly engages the Sleeve 43 on. An auxiliary valve is located within the damper body 46 47 »which is generally similar to the auxiliary valve shown in FIG. 1 and described above. The damper body 46 is not roundeaa Outside, whereby the outlet 42 via the play between the sleeve 43 and the body 40 and via a filter element 48 to the auxiliary valve 47 can contact. The control element 49 of the auxiliary valve 47 has also a non-circular outside so that when element 49 is lifted from its seat in response to the pressure in outlet 42 is, liquid can flow into a chamber 50 to the control element 45 can push in one direction to progressively close holes 44. The sleeve 43 has additional holes 51 to a displacement of liquid to allow the sliding movement of the element 45 is displaced.
Das Element 45 wird wie zuvor in eine Richtung gespannt, um die Löcher 44 zu verschließen, und zwar durch eine Feder 52. Eine Gruppe Löcher 44*> können jedoch durch das Element 45 nicht verschlossen werden.The element 45 is stretched in one direction as before, around the holes 44 to be closed by a spring 52. A group of holes 44 *> however, cannot be closed by element 45.
Die Arbeitsweise der Alternativausführung des Ventils ist im wesentlichenThe operation of the alternative version of the valve is essentially
^09832/0383^ 09832/0383
die gleiche wie deie des ersten Ausführungsbeispiels, und das Alteraativventil ist zur Verwendung für eine Hydraulikschaltung vorgesehen, wie sie in Pig. 5 gezeigt ist.the same as that of the first embodiment, and the alternative valve is intended to be used for a hydraulic circuit, such as them in Pig. 5 is shown.
AnsprücheExpectations
409 8 32/0383409 8 32/0383
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