DE2600776A1

DE2600776A1 - Steuerschieber

Info

Publication number: DE2600776A1
Application number: DE19762600776
Authority: DE
Inventors: Robert F Hodgson; John D Petro
Original assignee: Commercial Shearing Inc
Current assignee: Commercial Shearing Inc
Priority date: 1975-01-13
Filing date: 1976-01-10
Publication date: 1976-07-15
Also published as: GB1503842A; AU1020376A; IT1052919B; FR2297370A1; CA1030040A; BR7600135A; FR2297370B1; ZA7695B

Description

Dr.-lng. E. BERKENFEID · Dipl.-ii.g. H. BERKENFELD, Patentanwälte, Köln Anlage Aktenzeichen *~

zur Eingabe vom 9. Januar 1976 vA. Named. Anm. Commercial Shearing, Inc.

Steuerschieber

Die Erfindung betrifft einen Steuerschieber und insbesondere einen Steuerschieber mit einer kompensierten Arbeitsöffnung,und ganz insbesondere betrifft die Erfindung einen Arbeitsöffnung-Kompensationssteuerschieber, der sich zum Erzielen einer Druckkompensation für eine Schieberkombination mit der Auslaßöffnung eines konventionellen Richtungssteuerschiebers kombinieren läßt.

Die Druckkompensation von Richtungssteuerschiebern ist nicht neu. Sie wird in einer Vielzahl von Formen und Konstruktionen verwirklichte Bis heute hat man eine Druckkompensation hauptsächlich jedoch durch Verwendung eines speziellen Einlaßabschnittes durchgeführt, der an eine modifizierte Form eines RichtungssteuerSchiebers angeschlossen wird. Typische Ausführungsformen solcher bekannter Steuerschieberkombinationen werden in den US-PS 3 707 988, 3 565 110, 3 602 104, 3 602 243, 3 255 777, 3 234 957 gezeigte Alle diese Konstruktionen sind auf die Zufuhr eines konstanten Druckmittelvolumens ausgelegt,, Keine dieser Konstruktionen läßt sich jedoch an einen Standard-Richtungssteuerschieber mit geschlossenem oder offenem Zentrum anpassen,. Die vorliegende Erfindung liefert dagegen ein Kompensator-Schieberelement zur Verwendung in der Axialkammer des Schiebers eines Richtungssteuerschiebers an der Arbeitsöffnung von konventionellen Richtungssteuerschiebern mit geschlossenem oder offenem Zentrum zur Selbstkompensation des Schiebers. Dies erfolgt mit einer nur geringen Abänderung am Schieber eines RichtungsSteuerschiebers₀

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Kompensationsbohrung vorgesehen, die sich axial vom Ende des Schiebers eines zu kompensierenden Richtungssteuerschiebers erstreckt. Weiter sind zwischen den Enden der Kompensationsbohrung axial auseinanderliegende Radialkanäle vorgesehen, die durch die Wand des Richtungssteuerschiebers miteinander in Verbindung stehen, ein Kompensationsschieber mit Stegen an jedem Ende, die durch eine zentrale Ringnut voneinander getrennt sind und der in der Bohrung C 20/45

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axial von einer ersten Stellung an einem Ende der Kompensationsbohrung, an der der an einem Ende des Schiebers vorgesehene Steg eine Gruppe von axial auseinanderliegenden Radialkanälen verschließt, in eine zweite Stellung verschiebbar ist, an der der andere Steg die andere Gruppe von axial auseinanderliegenden Radialkanälen verschließt, und dies über eine Reihe von Zwischenstellungen in denen die beiden Gruppen von Radialkanälen in von der Stellung des Schiebers abhängigen unterschiedlichen Ausmaßen über die Kompensationsbohrung miteinander verbunden sind, die die in dem Kompensationsschieber vorhandene Nute umschließt, eine erste Verbindung über den Schieber des Richtungssteuerventiles zu der Kompensationsbohrung an dem einen Ende, das die ■Vordruckeinrichtung aufweist, so daß in einer Arbeitskammer des Richtungs— Steuerschiebers vorhandenes Druckmittel mit der elastischen Vordruckeinrichtung zusammenwirkt, um damit den Kompensationsschieber von diesem einen Ende wegzudrücken, und eine zweite Verbindung über den Schieber des Kompensationssteuerschiebers von der Schiebernute durch das der Vordruckeinrichtung am anderen Ende der Kompensationsbohrung gegenüberliegende Schieberende, wodurch das Ende des KompensationsSchiebers mit dem in seiner Nute herrschenden Druck beaufschlagt wird. Diese Konstruktion führt zu einem Arbeitsabschnitt-Kompensator, der durch das getrennte i\ ρ zwischen dem Inneren des Schiebers und der Arbeitsöffnung ohne Beeinflussung des IX ρ irgendeines anderen Kompensators in dem System geregelt wird. Zusätzlich wird das Druckgefälle von der Arbeitsöffnung zum Auslaß geregelt, was sich bei keinem der üblichen Kompensatorsysteme bewerkstelligen läßt» Als Ergebnis wird ein Zumessen des Druckmittels in steuerbarem Maß zum Auslaß möglich. Zwecks maximaler Flexibilität und maximalen Wirkungsgrades wird der Arbeitsabschnitt-Kompensator vorzugsweise in Verbindung mit einem konventionellen kompensierten Richtungssteuerschieber verwendet, wie er zum Beispiel in der US-PS 3 565 110 gezeigt wird. Im folgenden wird die Erfindung daher speziell-e in Verbindungmit einem solchen Schieber beschriebene

In der obigen allgemeinen Beschreibung wurden bestimmte Aufgaben, Zwecke und Vorteile der Erfindung herausgestellt. Weitere Aufgaben, Zwecke und Vorteile dieser Erfindung ergeben sich bei einer

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Betrachtung der folgenden Beschreibung und der beigehefteten Zeichnung. In dieser ist:

Fig..1 ein Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Kompensator in Kombination mit einem kompensierten Schieber der in der US-PS 3 707 988 gezeigten Bauart,

Fig. 2 ein Teilschnitt durch eine zweite Ausführungsform des erfingdungsgemäßen KompensationsSchiebers und

Fig. 3 ein Teilschnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform nach Fig. 1.

In den Zeichnungen wird ein kompensierter Richtungssteuerschieber von der in der Figur 1 der US-PS 3 707 988 gezeigten Art unter Einschluß der erfindungsgemäßen Konstruktion dargestellt. Für gleiche Teile werden die gleichen Bezugszeichen wie bei der US-PS 3 707 988 verwendet. Die Zeichnung zeigt ein Schiebergehäuse 10 mit geschlossenem Zentrum θ und einer axialen Bohrung 11, die den Schieber 12 aufnimmt. An jedem Ende weist das Gehäuse 10 weiter zwei die Bohrung 11 schneidende Auslaßkammern 13 und 14 auf₀ Neben jeder Auslaßkammer befindet sich eine Arbeitskammer 15 bzw. 16. Diese lassen sich an die beiden Seiten eines Druckmittelmotores angeschließen. Zwischen den beiden Arbeitskammern befinden sich auseinanderliegende Einlaßkammern 17 und 18. An seinen beiden Enden ist der Schieber 12 unter Bildung von zwei auseinanderliegenden Innenkammern 19 und 20 hohl. Diese verlaufen axial zum Schieber. Über einen Axialkanal 21 und an dessen Enden liegende Kugelkammern 22 und 23 sind sie verbunden. In den Kugelkammern befinden sich frei bewegliche Kugeln 24 und 25. Diese werden durch in die Enden der Kammern 22 und 23 eingeschraubte Gewindestücke 26 und 27 gehalten. Jede weist einen Kanal 26a bzw«, 27a auf „ Die Kugelkammern 22 und 23 sind beide mit radial zum Umfang des Schiebers^verlaufenden Kanälen 22a und 23a versehen» Die Kammer weist weiter zwei Gruppen von Radialöffnungen 20a und 20b auf und die Kammer 19 ist mit einer entsprechenden Gruppe von Radialöffnungen 19a und 19b versehen. Die Öffnungen 19b und 20b werden von den öffnungen 19a und 20a durch in der Kammer durch Federn 19fed

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und 2Od betätigte Kompensationsschieber 101 und 102 getrennt. Zwei Ringnuten 22b und 23b umschließen den Schieber in Verbindung mit den Kanälen 22a und 23a des RichtungsSteuerschiebers» Bei Verschieben des Schiebers 12 nach rechts bei Blickrichtung auf Fig. 1 werden die zur Arbeitskammer 16 führenden Öffnungen 20a geöffnet, während die zu der Auslaßkammer 14 führenden Öffnungen 20b offen sind. Zur gleichen Zeit werden die Öffnungen 19a zur Einlaßkammer 17 und die Öffnungen 19b zur Arbeitskammer 15 geöffnet.

Die Kompensationsschieber 101 und 102 weisen beide zwischen ihren Enden eine Ringnute 101a bzw. 102a auf. Ebenso enthalten sie Axialkanäle 101b und 102b, die von der Nute zu einer Öffnung 101c und 102 c an deren Ende verlaufen und aus dem Nutengebiet dem Schieberende Druckmittel zufüehren. Damit wird dieses mit Druck beaufschlagt. An jedem Ende des Schiebers 12 ist ein Meßschlitz 103 vorgesehen. Mit den beiden Bohrungen 19 und 20 ist er über einen Druckmeßkanal 104 verbunden. Dieser öffnet sich in das hinter den Schiebern 101 und 102 liegende Gebiet 105.

Sobald durch Verschieben des Schiebers nach rechts die Öffnung 20a mit dem Arbeitskanal 16 verbunden wird, tritt in diesem befindliches Druckmittel in die Nute 102a ein und läuft über die Kanäle 102b zur Bohrung 102c₀ Dies bewirkt eine Verschiebung des Schiebers 102 nach rechts. Zur gleichen Zeit steht die Auslaßöffnung 14 über den Kanal 104 und den Schlitz 103 mit dem Gebiet 105 in Verbindung. Damit wird das Ende des Schiebers 102 mit dem Druck des Auslaßsystems beaufschlagt« Am anderen Ende des Schiebers 12 verbindet die öffnung 19a den Einlaß 17 über die Nute 101a und die Öffnung 19b mit der Arbeitsöffnung 15, während die Bohrung 101c über die Kanäle 101b und das Gebiet 105 über den Kanal 104 und den Schlitz 103 bis auf den Druck der Arbeitsöffnung 15 beaufschlagt werden. Damit wird die Stellung des Schiebers 101 unmittelbar durch das Δ ρ zwischen dem Einlaß und der Arbeitsöffnung gesteuert, während die Stellung des Schiebers 102 unmittelbar durch das & ρ zwischen der Arbeits- und der Auslaßöffnung gesteuert werden. Dies ergibt die lokale Konzentration ohne Beeinflussung des Λ ρ des Hauptkompensators.

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Bei einem Verschieben des Schiebers 12 in die entgegengesetzte Richtung kehren sich lediglich der Betrieb und die Strömung des Druckmittels um. Auch hier weist das Schiebergehäuse Ringnuten 30, 31 und 32 auf. Bei sich in neutraler Stellung befindendem Schieber sind diese Nuten gegenüber den Radialkanälen 22a und 23a offen und das Druckmittel bewegt sich frei zwischen ihnen und den Nuten 22b und 23b im Schieber. Die Nute 31 ist mit einem sich zur Außenseite des Gehäuses 10 erstreckenden Radialkanal 33 verbunden. Die Nuten 30 und 32 sind mit Kanälen verbunden, die unter einem Winkel zur Außenseite des Gehäuses 10 verlaufen und an dieser Außenseite des Gehäuses an eine gemeinsame Öffnung angeschlossen sind. Dies alles wird in der US-PS 3 707 988 gezeigt. Der übrige Teil der Schieberkonstruktion ist genauso,wie es in dieser US-PS 3 707 988 beschrieben wird.

Die Betriebsweise der Hauptkompensationskonstruktion ist genauso wie nach der Beschreibung in der US-PS 3 707 988. Der erfindungsgemäße Arbeitsöffnungs-Kompensator wird vorstehend beschrieben. Zum Betreiben dieses erfindungsgemäßen Arbeitsoffnungs-Kompensators ist es wesentlich, daß die zusammengesetzte Fläche der Kanäle 102b und 101b größer als die der Kanäle 27a und 26a ist.

In Fig. 2 wird eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform gezeigte Sämtliche Teile sind mit denen nach Fig. 1 identisch. Der Unterschied in der Konstruktion liegt in der unterschiedlichen Ausbildung der Verbindung zwischen den Bohrungen 101c und 102c und den Nuten 101a und 102a. Bei dieser Ausführungsform ist ein an der Nute durch den Schieber durchtretender Querkanal 110 vorgesehen. Ein Axialkanal 111 verläuft von jeder Bohrung zum Querkanal. Die Arbeitsweise des Schiebers ist die gleiche.

In Fig. 3 wird eine abgewandelte Ausführungsform des Schiebers von Figo 1 gezeigt. Die Kompensationsschieber 101 und 102 können durch Einsetzen von Radialkanälen 101d und 102d in den Schieber 12 als Entlastungsschieber bei Druckablaß wirken. Diese Kanäle vermeiden eine Kompensation bei Druckablaß. Die Kompensation auf der Arbeitsseite des Schiebers beeinflussen sie jedoch nicht.

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Claims

Dr.-1 ng. E. BERKENFEi.D · Dipl.-log. H- BiRKENFELD, Patentanwälte, Köln

zur Eingabe vom 9· Januar 1976 vA. Named.Anm. Commercial Shearing, Inc. PATENTANSPRÜCHE

1.)Steuerschieber, gekennzeichnet durch einen Schieber mit einem

Gehäuse mit Einlaß- und Auslaßöffnungen, eine durch das Gehauen
se verlaufende Bohrung, ein/in der Bohrung verschiebbaren Schieber, eine mit der Einlaßöffnung verbundene und die Bohrung schneidende Einlaßkammer, eine von der Einlaßkammer entfernt liegende Arbeitskammer, eine die Bohrung schneidende Auslaßkammer, wobei die Arbeitskammer in einer Stellung des Schiebers mit der Einlaßkammer und in einer zweiten Stellung des Schiebers mit der Auslaßkammer verbindbar ist, eine in dem Schieber vorhandene Axialbohrung, einen in der Axialbohrung verschiebbaren Kompensationsschieber mit einer Nute zwischen seinen Enden, auseinanderliegende Radialkanäle, die über den Schieber mit der Bohrung in Verbindung stehen, und wobei diese Kanäle in einem solchen Abstand zueinander liegen, daß sie die Arbeitskammer abwechselnd mit einer der B benachbarten Einlaß- bzw. Auslaßkammern verbinden, einen durch den Schieber zu der Axialbohrung am Ende des Schiebers verlaufenden Druckmeßkanal, elastische Einrichtungen in der Axialbohrung, die den Kompensationsschieber in Richtung auf die Mitte des Schiebers drücken, und Kanäle, die die Kompensationsschiebernute mit der Axialbohrung an dem Ende neben der Mitte des Schiebers verbinden, so daß der in der Kompensationsschiebernute herrschende Druck auf das Kompensationsschieberende einwirkt und damit die auseinanderliegenden Radialkanäle verbindet und die durchströmende Strömung mißt.

Steuerschieber nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei zentrale Einlaßkammern, zwei Arbeitskammern auf beiden Seiten der Einlaßkammern und zwei Auslaßkammern, jeweils an jedem Ende des Schiebers, zwei in dem Schieber vorhandene Axialbohrungen, eine an jedem Ende, von denen jede einen in ihr verschiebbaren Kompensationsschieber aufweist und jede durch die Schieberwände über Radialkanäle in Verbindung steht„

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3. Steuerschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle in dem Kompaisationsschieber im allgemeinen parallel zu der Schieberachse verlaufen.

4. Steuerschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Ende des Kompensators eine axiale Bohrung vorgesehen ist.

5. Steuerschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmeßkanal in der Oberfläche des Schiebers einen Meßschlitz umfaßt.

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