DE2542427C2

DE2542427C2 - Betätigungsvorrichtung für ein Ventil

Info

Publication number: DE2542427C2
Application number: DE2542427A
Authority: DE
Inventors: Kenneth Peter Enfield Conn. Hansen; Robert Keith Bloomfield Conn. Olson
Original assignee: United Technologies Corp
Current assignee: Raytheon Technologies Corp
Priority date: 1974-10-10
Filing date: 1975-09-23
Publication date: 1985-01-31
Also published as: JPS5164632A; US3942757A; GB1524206A; SE7510865L; JPS5912910B2; FR2287635B1; FR2287635A1; IT1043237B; SE410502B; DE2542427A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Es ist bekannt (US-PS 29 90 850), eine solche Betätigungsvorrichtung in der Hydraulikanlage eines Kraftfahrzeuggetriebes zu benutzen, bei welchem Druckmittel zum Betätigen von Bremsen und Kupplungen zum Schalten der Gänge und zum Umschalten zwischen Vor- und Rückwärtsfahrt verwendet wird. Die Betätigungsvorrichtung dient zum Erzielen eines kleineren Druckes zwischen zwei Gängen, um das Umschalten zwischen denselben »weicher« zu machen. Zu dieserr Zweck ist bei der bekannten Betätigungsvorrichtung der Nocken als Sektor ausgebildet und mit der Schwenkwelle fest verbunden, so daß er die Schwenkbewegung der Schwenkwelle im Bereich des normalen, vorbestimmten Schwenkweges derselben mitmacht. Innerhalb dieses normalen Sehwenkwegcs ist zwischen zwei Gangstellungen eine Art Raststellung vorgesehen, b5 die im Gegensatz zur übrigen Steuerfläche des Nockens die Offenstellung des Ventils definiert, in der die gewünschte Druckreduzierung erfolgt.

Bei der bekannten Betätigungsvorrichtung ist die Raststellung, in der diese Druckreduzierung erfolgt, festgelegt und kann nicht ohne weiteres verändert werden, weil sie einer Vertiefung zwischen zwei Gangstellungen in der Steuerfläche des Nockens entspricht, der mit der Schwenkwelle fest verbunden ist Die bekannte Betätigungsvorrichtung könnte auch nicht ohne weiteres benutzt werden, um beispielsweise in einer Kraftstoffregelanlage von einer normalen Steuervorrichtung auf eine Notsteuervorrichtung umzuschalten, weil bei der bekannten Vorrichtung die Betätigung des Ventils im Bereich des normalen, vorbestimmten Schwenkweges der Schwenkwelle erfolgt hingegen aber bei der Umschaltung von einer normalen Steuervorrichtung auf eine Notsteuervorrichtung die Betätigung des Ventils erst erfolgen darf, wenn die Schwenkwelle über den normalen Schwenkweg hinaus gedreht wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Betätigungsvorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Betätigung des Ventils in dem Bereich des normalen, vorbestimmten Schwenkweges der Schwenkwelle verhindert wird, aber bei Drehung der Schwenkwelle über den normalen Schwenkweg hinaus erfolgt

Diese Aufgabe ist durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei der Betätigungsvorrichtung nach der Erfindung ist der Nocken auf der Schwenkwelle drehbar befestigt, so daß er im Bereich des normalen, vorbestimmten Schwenkweges der Schwenkwelle deren Bewegung nicht mitmacht und somit beispielsweise eine normale Steuervorrichtung völlig unabhängig von dem Nocken mittels der Schwenkwelle über ein Gestänge od. dgl. betätigt werden kann. Erfindungsgemäß ist die Schwenkwelle mit einem einstellbaren Anschlag fest verbunden, der eine Anschlagschraube hat. Die Betätigung des Ventils erfolgt erst, wenn die Anschlagschraube mit dem einen oder anderen Gegenanschlag an dem Nocken in Berührung kommt, was erst dann der Fall ist, wenn eine Verschwenkung über den normalen, vorbestimmten Schwenkweg hinaus in der einen bzw. anderen Schwenkrichtung erfolgt. In dem Bereich des normalen, vorbestimmten Schwenkweges ist die Schwenkwelle unabhängig von dem Nocken frei drehbar. Der genaue Winkel, bei welchem der Nocken der Drehbewegung der Schwenkwelle folgt und somit das Ventil betätigt wird, kann durch Einstellen der Anschlagschraube und/ oder Einstellen des Anschlages auf de- Schwenkwelle festgelegt werden.

Die bekannte Betätigungsvorrichtung ist zwar bereits mit einem durch den Nocken beaufschlagten und parallel zur Schwenkwelle gelagerten Schlepphebel versehen, der mit einer ersten Fläche an dem freien Ende des Ventilstößels anliegt und an einer zweiten Fläche eine Erhebung hat, die an der Steuerfläche des Nockens anliegt, durch den bei der Betätigungsvorrichtung nach der Erfindung zwischen den beiden Bereichen der Steuerfläche des Nockens vorgesehenen Vorsprung, der in Zusammenarbeit mit der Erhebung des Schlepphebels der Verschwenkung der Schwenkwelle über den vorbestimmten Schwenkweg hinaus einen Widerstand entgegensetzt, läßt sich jedoch bei der Betätigung des auf der Schwenkwcllc befestigten Steuerhebels spürbar machen, wann von dem normalen Betrieb auf Nockenbetrieb umgeschaltet wird.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung läßt sich mittels der Erhebung des Schlepphebels die Verschwenkung des Nockens begrenzen, indem am Ende der Steu erfläche des Nockens jeweils ein weiterer Vorsprung

vorgesehen wird, der mit der Erhebung in Berührung bringbar isL

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.

Die Figur der Zeichnung zeigt er.\s Betätigungsvorrichtung für ein Ventil in Verbindung mit einer normalen Steuervorrichtung und einer Notsteuervorrichtung, die mittels der Betätigungsvorrichtung wahlweist; einschaltbar bind.

Eine Schwenkwelle 10 ist so gelagert daß sie eine begrenzte Drehbewegung ausführen kann, indem ein Steuerhebel 12 bewegt wird, um ein Signal über ein schematisch dargestelltes Gestänge 14 zu einer normalen Steuervorrichtung 16 zu übertragen. Die normale Steuervorrichtung 16 wird durch Fluiddruck betätigt i<nd kann beispielsweise ein Klappenventil oder einen Motor in Kombination mit einer öffnung aufweisen, so daß über eine Leitung 24 zugeführter Fluiddruck benutzt werden kann, um wahlweise einen Drehmomentmotor od. dgl. zu betätigen und dadurch auf die Bewegung der Schwenkwelle 10 und des Steuerhebels 12 hin ein verstärktes Signal zu liefern. Die normale Steuervorrichtung 16 steht mit einer durch eine Leitung 18 dargestellten Fluiddruckquelle über ein Ventil 20 in Verbindung. Das Ventil 20 ist in seiner Offenstellung dargestellt, und die im folgenden beschriebene Betätigungsvorrichtung gewährleistet, daß das Ventil offen bleibt, zumindest wenn die Schwenkwelle 10 in einem normalen, vorbestimmten Winkelbereich verschwenkt wird. Dieser Winkelbereich kann beispielsweise bei einem Gasgestänge einer Kraftstoffregelanlage od. dgl. 120° betragen. Der Winkelbereich ist schematisch durch die mit ausgezogenen und mit unterbrochenen Linien dargestellten Stellungen des Steuerhebels 12 veranschaulicht.

Die hier beschriebene Ventilbetätigungsvorrichtung ist mit einer Einrichtung versehen zum Unterbrechen des Betriebes der normalen Steuervorrichtung 16, um beispielsweise die Steuerung eines Triebwerks od. dgl. (nicht dargestellt) durch eine Notsteuervorrichtung 22 zu gestatten. Die Notsteuervorrichtung 22 kann beispielsweise elektrisch gespeist und durch einen Endschalter (nicht dargestellt) betätigt werden, der so angeordnet ist, daß er geschlossen wird, wenn die Schwenkwelle 10 eine vorbestimmte Winkelstellung außerhalb des normalen, vorbestimmten Schwenkweges erreicht. Die hier beschriebene Ventilbetätigungsvorrichtung dient zum Unterbrechen der Fluiddruckzufuhr zu der normalen Steuervorrichtung 16 mittels des Ventils 20, wenn die Schwenkwelle 10 eine solche vorbestimmte Stellung erreicht hat.

Das Ventil 20 hat eine der Leitung 18 zugeordnete Einlaßöffnung und eine der Leitung 24 zugeordnete Auslaßöffnung. Das Ventil 20 steuert somit die Fluiddruckzufuhr zu der normalen Steuervorrichtung 16. Das Ventilverschlußstück ist in dem hier beschriebenen Fall eine Kugel 26, die durch eine Feder 30 gegen einen ringförmigen Ventilsitz 28 gedrückt wird. Durch eine auf einen Ventilstößel 32 ausgeübte, nach unten gerichtete Kraft wird die Kugel 26 in der Offenstellung gehalten. Der Ventilstößel 32 hat einen unteren Endteil 32, der die Kugel 26 oben berührt, um die Kugel in dem gezeigten Zustand zu halten, in welcher sie den Ventilsitz 28 nicht berührt und das Ventil 20 somit offen ist. Wenn sich jedoch der Ventilstößel 32 mit der Kugel 26 nach oben bewegt, wird die Kugel 26 durch die Kraft der Feder 30 auf den Ventilsitz 28 gedruckt, wodurch das Ventil 20 geschlossen und die Fluiddruckzufuhr zu der normalen Steuervorrichtung 16 unterbrochen wird. Die Betätigungsvorrichtung für das Ventil 20, die dem Ventilstößel 32 und der Kugel 25 gestattet, sich unter der Kraft der Feder 30 nach oben zu bewegen, weist einen Nocken 40 auf, der einen oberen Teii 42 hat. welcher auf der horizontalen Schwenkwelle 10 drehbar befestigt ist, einen Schlepphebel 50, der eine Erhebung 52 hat, welche die Steuerfläche des Nockens 40 berührt,

ίο und einen einstellbaren Anschlag 60, der mit der Schwenkwelle 10 fest verbunden ist Der Schlepphebel 50 dient zum Vertikalbewegen des Ventilstößels 32 mittels der an dem freien Endteil des Nockens 40 vorgesehenen Steuerfläche, ohne daß dabei Seitenkräfte auf den Veatilstößel 32 ausgeübt werden. Der Schlepphebel 50 ist auf einem horizontalen Stift 54, dessen Achse zu der Achse der Schwenkwelle 10 parallel ist, schwenkbar gelagert und kann eine begrenzte Schwenkbewegung in einer Vertikalebene ausführen. Die Erhebung 52 befin-

det sich auf der oberen Fläche des Schiepphebels 50, die zu der Unterseite des Schlepphebels, welche mit dem Ventilstößel 32 in Berührung ist, entgegengesetzt ist.

Der Vorsprung 52 berührt einen Bereich 44 oder einen Bereich 46 der Steuerfläche des Nockens 40 an dessen freiem Ende. Die Bereiche 44 und 46 der Steuerfläche des Nockens sind durch einen mittleren Vorsprung 48 voneinander getrennt, und die Endteile der Bereiche 44 und 46 sind jeweils durch einen weiteren Vorsprung 47 bzw. 49 begrenzt. Die Vorsprünge 47 und 49 bilden Anschlagflächen, welche mit den Seiten der Erhebung 52 an dem Schlepphebel in Berührung bringbar sind, um die Verschwenkung des Nockens 40 um die Achse der Schwenkwelle 10 zu begrenzen. Der Nocken 40 ist wie erwähnt mit seinem oberen Teil 42 auf der Schwenkwelle 10 drehbar befestigt, mit der Schwenkwelle 10 ist aber ein einstellbarer Anschlag 60 fest verbunden, um den Nocken 40 zu verschwenken, wenn die Schwenkwelle eine vorbestimmte Winkelstellung erreicht. Durch Einstellen einer Anschlagschraube 62 kann der Winkel, bei welchem der Nocken 40 der Drehung der Schwenkwelie 10 folgt, einfach festgelegt werden.

Wenn die Erhebung 52 den Bereich 44 der Steuerfläche des Nockens berührt, was in der Zeichnung dargestellt ist, ist das Ventil 20 geöffnet, und der Fluiddruck gelangt zu der normalen Steuervorrichtung 16. Wenn jedoch die Schwenkwelle 10 im Uhrzeigersinn über die mit unterbrochenen Linien für den Steuerhebel 12 dargestellte Stellung hinaus gedreht wird, legt sich die Anschlagschraube 62 gegen einen sich insgesamt radial erstreckenden Gegenanschlag 54 an dem Nocken 40, so daß der Nocken aus dieser Stellung verschwenkt und der nach unten vorstehende mittlere Vorsprung 48 mit der Erhebung 52 in Berührung gebracht und der Schlepphebel 50 nach unten verschwenkt wird und dabei den Ventilstößel 32 nach unten drückt, wobei aber das Ventil 20 offen bleibt. Der mittlere Vorsprung 48 dient dem Zweck, der Drehung der Schwenkwelle 10 im Uhrzeigersinn einen Widerstand entgegenzusetzen, um dadurch eine Bedienungsperson spüren zu lassen, daß sie von der normalen Steuervorrichtung auf die Notsteuervorrichtung umschaltet.

Wenn der mittlere Vorsprung 48 des Nockens 40 über die Erhebung 52 des Schlepphebels 50 hinweggegangen ist, wird der Schlepphebel unter dem Einfluß der Kraft der Feder 30 des Ventils 20 angehoben. Dadurch legt sich die Kugel 26 gegen den Ventilsitz 28 und schließt das Ventil. Eine weitere Schwenkbewegung der

Schwenkwelle 10 hat keinen weiteren Einfluß auf die Kugel 26, sondern kann ein elektrisches oder anderes Eingangssignal für die Notsteuervorrichtung 22 erzeugen.

Bei der Zurückbewegung des Steuerhebels 12 wird das Ventil 20 wieder geöffnet. Bei der Zurückbewegung des Steuerhebels 12 über eine vorbestimmte Winkelstellung der Schwenkwelle 10 hinaus in dieser Zurückbewegungs- oder entgegengesetzten Richtung kommt das andere Ende der Anschlagschraube 62 mit einem zweiten, sich insgesamt radial erstreckenden Gegenanschlag 56 in Berührung, welcher für diesen Zweck an dem Nocken 40 vorgesehen ist. Der mittlere Vorsprung 48 setzt auch der Drehung der Schwenkwelle 10 in dieser Richtung einen Widerstand entgegen, wodurch die Bedienungsperson spürt, daß sie von der Notsteuervorrichtung auf die normale Steuervorrichtung umschaltet. Die Erhebung 52 des Schlepphebels 50 kommt anschließend wieder mit dem Bereich 44 der Steuerfläche des Nockens in Berührung, was in der Zeichnung dargestellt ist, mit dem Ergebnis, daß das Ventil 20 geöffnet bleibt, so daß der Fluiddruck wieder der normalen Steuervorrichtung 16 zugeführt wird.

Es ist somit ein Schwenkbereich mit totem Gang für die Schwenkwelle 10 und den ihr zugeordneten Schlepphebel 12 vorhanden, so daß sich die Schwenkwelle in diesem Schwenkbereich frei bewegen kann und erst bei Überschreiter. desselben eine Betätigung des Ventils 20 erfolgt. In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel wird das Ventil 20 zwar geschlossen, die Betätigungsvorrichtung kann jedoch auch so ausgelegt werden, daß das Ventil geöffnet wird. Bei der beschriebenen Betätigungsvorrichtung wird außerdem die Zurückbewegung der Scliwenkwelle 10 benutzt, um das Ventil 20 in seine normale Stellung zurückzubringen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Pattntansprüche:

1. Betätigungsvorrichtung für ein Ventil, dessen Verschlußstück mittels des Ventilstößels in die eine und durch eine Feder in die andere Richtung verschiebbar ist, wobei die Verschiebung des Ventilstößels durch Verschwenken eines Steuerhebels erfolgt, der auf einer Schwenkwelle befestigt ist, auf der ein Nocken gelagert ist, welcher den Ventilstößel steuert, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken (40) drehbar auf der Schwer.kwelle (!0) befestigt ist, mit der ein einstellbarer Anschlag (60) mit einer Anschlagschraube (62) fest verbunden ist, deren beide freien Enden mit Gegenanschlägen (54 bzw. 56) am Nocken zusammenarbeiten, wenn eine Verschwenkung über einen normalen, vorbestimmten Schwenkweg hinaus in der einen oder anderen Schwenkrichtung erfolgt, und daß die Steuerfläche des Nockens zwei unterschiedlich tiefe Bereiche (44, 46) trägt, die die Offen- bzw. Schließstellung des Ventils (20) definieren.

2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 mit einem durch den Nocken beaufschlagten und parallel zur Schwenkwslle gelagerten Schlepphebel, der mit einer ersten Fläche an dem freien Ende des Ventilstößels anliegt und an einer zweiten Fläche eine Erhebung hat, die an der Steuerfläche des Nockens anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Bereiche (44, 46) der Steuerfläche des Nockens (40) durch einen Vorsprung (48) voneinander getrennt sind, der in Zusammenarbeit mit der Erhebung (52) des Schlepphebels (50) der Verschwenkung der Schwenkwelle (10) über den vorbestimmten Schwenkweg hinaus einen Widerstand entgegensetzt.

3. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende der Steuerfläche des Nockens (40) jeweils ein weiterer Vorsprung (47, 49) vorgesehen ist, der die Verschwenkung des Nockens bei Berührung mit der Erhebung (52) des Schlepphebels (50) begrenzt.