DE2517205A1

DE2517205A1 - Hydraulische stellvorrichtung

Info

Publication number: DE2517205A1
Application number: DE19752517205
Authority: DE
Inventors: Claus John
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1975-04-18
Filing date: 1975-04-18
Publication date: 1976-10-28
Also published as: SE7604084L; CA1050397A; DK172076A; NL7603982A; DD125866A6; FR2307998A2; BE840268R; CH613021A5; US4066102A; JPS51128722A

Description

Hydraulische Stellvorrichtung Zusatz zu DBP .... (deutsche Patentanmeldung P 24 60 498)

Das Hauptpatent bezieht sich auf eine hydraulische Stellvorrichtung mit einem Kolben, der zwei Druckräume trennt, deren Druckzustand durch vorzugsweise elektromagnetische Schaltventile beeinflußbar ist, der durch NeutralStellungsfedern belastet ist und der vorzugsweise mit einem Istwertgeber gekuppelt ist, der zusammen mit einem Sollwertgeber auf eine Steuereinrichtung zur Betätigung der Schaltventile einwirkt, insbesondere zur Verstellung eines hydraulischen Steuerschiebers. Geschützt ist hierbei, daß die Druckräume über je einen ersten Kanal, der ein Schaltventil aufweist, mit einem Tank und über einen zweiten Kanal, der eine Drossel-Sperr-Kombination aufweist, die bei geöffnetem Schaltventil im zugehörigen Kanal drosselt und von denen jeweils mindestens eine bei geschlossenen Schaltventilen sperrt, mit einer Druckmittelquelle verbunden sind.

Hierdurch wird eine Stellvorrichtung geschaffen, die unter Verwendung einfacher Bauelemente und/oder einer geringen Zahl von Bauelementen billig hergestellt werden. Insbesondere kommt man mit nur zwei Schaltventilen aus, kann die Druckflächen des Kolbens gleich groß wählen und sogar den Kolben durch einen zu betätigenden hydraulischen Steuerschieber selbst bilden, dessen Stirnflächen die Druckräume teilweise begrenzen.

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Es wurde nun festgestellt, daß zur Lösung derselben Aufgabe aus der Stellvorrichtung nach dem Hauptpatent ein Grundprinzip abgeleitet werden kann, aus dem sich weitere Schaltungsvarianten entwickeln lassen.

In Übereinstimmung mit dem Hauptpatent wird ausgegangen von einer hydraulischen Stellvorrichtung mit einem Kolben, der zwei Druckräume trennt, deren Druckzustand durch vorzugsweise elektromagnetische Schaltventile beeinflußbar ist, der durch Neutralstellungsfedem belastet ist und der vorzugsweise mit einem Istwertgeber gekuppelt ist, der zusammen mit einem Sollwertgeber auf eine Steuereinrichtung zur Betätigung der Schaltventile einwirkt, insbesondere zur Verstellung eines hydraulischen Steuerschiebers, wobei die Druckräume über je einen ersten Kanal mit einem Tank und über einen zweiten Kanal mit einer Druckmittelquelle verbunden sind, welche Kanäle entweder ein Schaltventil oder eine Drossel aufweist. Das Kennzeichen besteht darin, daß die Schaltventile in beliebigen benachbarten Kanälen und die Drosseln in den beiden anderen benachbarten Kanälen angeordnet sind, wobei jeder Kanal, der mit einem ein Schaltventil aufweisenden Kanal in Reihe liegt, ein Verschlußorgan aufweist, das zumindest dann sperrt, wenn beide Schaltventile in Sperrichtung betätigt sind.

Durch Betätigung lediglich eines Schaltventils wird der Kolben in der einen oder anderen Richtung verschoben. Durch Betätigen auch des zweiten Schaltventils wird der Kolben in der so erreichten Stellung fixiert₀

Eine besonders einfache Schaltung ergibt sich, wenn je ein Schaltventil in einem ersten und einem damit in Reihe liegenden zweiten Kanal und die vorzugsweise einstellbaren Drosseln in einem der beiden anderen in Reihe liegenden ersten und zweiten Kanäle angeordnet sind. Da hierbei jedes Schaltventil gleichzeitig das mit dem anderen Schaltventil in Reihe liegende Verschlußorgan ist, werden außer den beiden Schaltventilen keine weiteren Verschlußorgane benötigt.

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Bei einer anderen Variante ist dafür gesorgt, daß in den zweiten Kanälen je ein Schaltventil und in den ersten Kanälen je eine Drossel-Sperr-Kombination, die bei geöffnetem Schaltventil im zugehörigen Kanal drosselt und von denen jeweils mindestens eine bei geschlossenen Schaltventilen sperrt, angeordnet sind. Hierbei sind die Schaltventile und die Drossel-Sperr-Kombination gegenüber der Anordnung nach dem Hauptpatent bezüglich der ersten und zweiten Leitungen vertauscht.

Bei einer Drossel-Sperr-Kombination, die aus der Reihenschaltung einer Hauptdrossel und einem Rückschlag-Sperrventil besteht, empfiehlt es sich, daß das Rückschlag-Sperrventil federbelastet und/oder der Tankdruck auf einem Wert oberhalb des atmosphärischen Drucks gehalten ist. Auf diese Weise kann der durch die Neutralstellungsfeder des Kolbens hervorgerufene Druck derart kompensiert werden, daß das Rückschlagventil beim Sperren beider Schaltventile geschlossen bleibt.

Sehr einfach wird der Aufbau, wenn die Drossel-Sperr-Kombination aus einem Rückschlag-Sperr-Ventil mit derart begrenzter Hubhöhe besteht, daß in der Öffnungsstellung eine Drossel gebildet ist.

Gleichzeitig mit dem Grundprinzip und seinen Varianten lassen sich auch Merkmale nach den weiteren Ansprüchen des Hauptpatents anwenden, wobei die dort geschilderten Vorteile analog gelten, so daß auf eine Wiederholung verzichtet werden kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die wesentlichen Teile einer ersten Ausführungsform und Fig. 2 die wesentlichen Teile einer zweiten Ausführungsform.

In den Figuren sind für identische Teile dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 des Hauptpatents und für analoge Teile um 100 bzw. 200 erhöhte Bezugszeichen verwendet worden. Es sei in Erinnerung gerufen, daß am Punkt 24 ein konstanter Druck von beispielsweise

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10 bar herrscht, der mittels einer Pumpe und einem nachgeschalteten Konstantdruckregler oder auf andere Weise erzeugt werden kann. Gesteuert werden soll ein Steuerschieber 1, dessen Kolben 5 gleichzeitig als Kolben der Stellvorrichtung dient, indem seine einander gleich großen Stirnflächen die beiden Druckräume

11 und 12 teilweise begrenzen. Der Kolben 5 ist außerdem über Anschlagringe 15 bzw. 16 durch Neutralstellungsfedern 13 und 14 belastbar, die bei maximaler Auslenkung beispielsweise eine Kraft ausüben, die im gegenüberliegenden Druckraum zu einem Druck von 3 bar führt. Die Druckräume 11 und 12 sind mit einem Tank 22 über je einen ersten Kanal 31 bzw. 33 und mit dem Punkt 24 konstanten Drucks über je einen zweiten Kanal 25 bzw. 28 verbunden. Die Kanäle 25 und 31 bilden eine erste Reihenschaltung, die Kanäle 28 und 33 eine zweite Reihenschaltung zwischen dem Punkt 24 und dem Tank 22.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist in den beiden in Reihe liegenden Kanälen 25 und 31 je eines der beiden Schaltventile 132 und 134 angeordnet. Diese Schaltventile können, wie die Schaltventile 32 und 34 in dem Hauptpatent, von einer Steuereinrichtung betätigt werden, die ihrerseits von einem Sollwertgeber und von einem mit dem Kolben 5 gekuppelten Istwertgeber beeinflußbar ist. In den Kanälen 28 und 33 der zweiten Reihenschaltung befindet sich je eine einstellbare Drossel 126 und 129. Die beiden Drosselwiderstände sind so eingestellt, daß in der veranschaulichten Ruhelage beider Schaltventile 132 und 134 in beiden Druckräumen 11 und 12 der gleiche Druck herrscht, der Kolben 5 also die veranschaulichte Neutralstellung beibehält. Der auf diese Weise im Druckraum 12 vorgegebene Zwischendruck bleibt während des gesamten Betriebs erhalten. Er liegt oberhalb des Drucks, den die vollständig zusammengedrückte Neutralstellungsfeder 13 ausüben würde. Wird nun das Schaltventil 132 geschlossen, sinkt der Druck im Druckraum 11. Infolgedessen verschiebt sich der Kolben 5 nach links. Wird anschließend auch das Schaltventil 134 geschlossen, bleibt der Kolben 5 in der verschobenen Stellung, weil das Druckmittel in der Druckkammer 11 eingeschlossen ist. Wenn umgekehrt das Schaltventil 132 geöffnet und das Schaltventil 134 geschlossen ist, herrscht im Druckraum 11 ein höherer Druck

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als im Druckraum 12 und der Kolben bewegt sich nach rechts. Wird nunmehr das Schaltventil 132 geschlossen, bleibt der Kolben wiederum in seiner neuen Lage stehen, weil das Druckmittel im Druckraum 11 eingeschlossen ist.

Während in Fig. 1 die Schaltventile 132 und 134 in den benachbarten Kanälen 25 und 31 angeordnet sind, befinden sich die Schaltventile 232 und 234 bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 in den benachbarten zweiten Kanälen 25 und 28. Die benachbarten ersten Kanäle 31 und 33 weisen je eine Drossel-Sperr-Kombination auf, die aus der Reihenschaltung einer Hauptdrossel 226 und einem durch eine schwache Feder 257 belasteten Rückschlag-Sperrventil 227 bzw. der Reihenschaltung einer Hauptdrossel 229 und einem durch eine schwache Feder 258 belasteten Rückschlag-Sperrventil 230 besteht. Insbesondere kann die Drossel dadurch gebildet sein, daß das Rückschlag-Sperrventil nur eine begrenzte Hubhöhe hat. Die Federn 257 und 258 können auch entfallen. Im Tank 22 herrscht ein Druck, der einen Wert oberhalb des atmosphärischen Drucks hat, vorzugsweise mindestens 3 bar.

Wenn sich beide Schaltventile 232 und 234. in der veranschaulichten Ruhestellung befinden, herrscht in den Druckräumen 11 und 12 derselbe Druck, der geringfügig unter dem Druck des Punktes 24 liegt. Infolgedessen nimmt der Kolben 5 die veranschaulichte Neutralstellung ein. Wird nun das Schaltventil 232 geschlossen, sinkt der Druck im Druckraum 11 und der Kolben 5 bewegt sich nach links. Wird nunmehr das Schaltventil 234 geschlossen, sinkt auch der Druck im Druckraum 12 bis etwa auf den Tankdruck und der Schieber 5 unterbricht seine Bewegung nach links. Wegen der zusammengedrückten Feder 13 herrscht im Druckraum 11 der um die Federwirkung verminderte Tankdruck. Infolgedessen schließt das Rückschlag-Sperrventil 237. Der Schieber 5 bleibt in seiner Stellung, da sowohl das Schaltventil 232 als auch das Rückschlag-Sperrventil 257 geschlossen sind.

In den Fig. 2 und 3 des Hauptpatents sind andere Alternativen für eine Drossel-Sperr-Kombination oder sogar für eine Zusammenfassung beider Drossel-Sperr-Kombinationen veranschaulicht. Auch

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diese Konstruktionen lassen sich anstelle der Drossel-Sperr-KomMnationen 226, 227 und 229, 230 verwenden.

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Claims

Patentansprüche

1. Hydraulische Stellvorrichtung mit einem Kolben, der zwei Druckräume trennt, deren Druckzustand durch vorzugsweise elektromagnetische Schaltventile beeinflußbar ist, der durch Neutralstellungsfedern belastet ist und der vorzugsweise mit einem Istwertgeber gekuppelt ist, der zusammen mit einem Sollwertgeber auf eine Steuereinrichtung zur Betätigung der Schaltventile einwirkt, insbesondere zur Verstellung eines hydraulischen Steuerschiebers, wobei die Druckräume über je einen ersten Kanal mit einem Tank und über einen zweiten Kanal mit einer Druckmittelquelle verbunden sind, welche Kanäle entweder ein Schaltventil oder eine Drossel aufweisen, nach Hauptpatent.... (deutsche Patentanmeldung P 24 60 498), dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltventile (132, 134; 232, 234) in beliebigen benachbarten Kanälen und die Drosseln (126, 1295 226, 229) in den beiden anderen benachbarten Kanälen angeordnet sind, wobei jeder Kanal, der mit einem ein Schaltventil aufweisenden Kanal in Reihe liegt, ein Verschlußorgan (132, 134; 227, 230) aufweist, das zumindest dann sperrt, wenn beide Schaltventile in Sperrichtung betätigt sind.

2. Stellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je ein Schaltventil (132, 134) in einem ersten und einem damit in Reihe liegenden zweiten Kanal (25, 31) und die vorzugsweise einstellbaren Drosseln (126, 129) je in einem der beiden anderen in Reihe liegenden ersten und zweiten Kanäle (28, 33) angeordnet sind (Fig. 1).

3. Stellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den zweiten Kanälen (25, 28) je ein Schaltventil (232, 234) und in den ersten Kanälen (31, 33) je eine Drossel-Sperr-Kombination (226, 227 und 229, 230), die bei geöffnetem Schaltventil im zugehörigen Kanal drosselt und von denen jeweils mindestens eine bei geschlossenen Schaltventilen sperrt, angeordnet sind.

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4. Stellvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Drossel-Sperr-Kombination, die aus der Reihenschaltung einer Hauptdrossel (226, 229) und einem Rückschlag-Sperrventil (227, 230) besteht, das Rückschlag-Sperrventil federbelastet und/oder der Tankdruck auf einem Wert oberhalb des atmosphärischen Drucks gehalten ist.

5. Stellvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel-Sperr-Kombination aus einem Rückschlag-Sperr-Ventil mit derart begrenzter Hubhöhe besteht, daß in der Öffnungsstellung eine Drossel gebildet ist.

6. Stellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch die gleichzeitige Anwendung der Merkmale des Anspruchs 2 oder 3 des Hauptpatents.

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