DE3041583A1

DE3041583A1 - Zweistufige pneumatische servoventileinheit

Info

Publication number: DE3041583A1
Application number: DE19803041583
Authority: DE
Inventors: Henry Park South Bend Ind. Tyler
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1979-11-05
Filing date: 1980-11-04
Publication date: 1981-05-14
Also published as: CA1133355A; GB2064169A; GB2064169B; JPS5683605A

Description

Zweistufige pneumatische Servoventileinheit

Die vorliegende Erfindung betrifft eine zweistufige pneumatische Servoventileinheit zur Steuerung eines Ausgangsmotors. Das zweistufige Servoventil der vorliegenden Erfindung kann für eine Vielzahl von Anwendungsfällen Verwendung finden, beispielsweise zur Steuerung der Schieberpositionen von Kompressoren, zur Steuerung von Ausströmdüsen und verschiedenartigen Flugzeugfunktionssystemen.

Zweistufige Servoventilsysteme werden dazu eingesetzt, um ein Strömungsmittel, ein pneumatisches oder hydraulisches, einer Ausgangsvorrichtung, wie beispielsweise einem Kolben, zuzuführen, wobei die Kalbenbewegung eine Last, beispielsweise einen Motor, steuert. Derartige Systeme sorgen dafür, daß ein Eingangsmechanismus ein Ventil einer ersten Stufe steuert, das eine Zufuhr von unter Druck stehendem Strömungsmittel zu einem Ventil einer zweiten Stufe sowie eine Steuerung desselben ermöglicht. Das Ventil der zweiten Stufe steuert die Stromungsmittelzufuhr zum Kolben oder einer anderen ähnlichen Ausgangsvorrichtung.

Ein derartiges zweistufiges Servoventilsystem ist beispielsweise in der US-PS 3 745 883 beschrieben. Das System dieser Veröffentlishung findet sowohl in pneumatischen als auch

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hydraulischen System Anwendung und umfaßt ein Trommelventil für die zweite Stufe, bei dem in Kammern an gegenüberliegenden Enden des Trommelventils Federn angeordnet sind, um das Trommelventil in eine Nullage zu drücken. Unter Druck stehendes Strömungsmittel von der ersten Stufe wird Kammern, die die Federn beherbergen, zugeführt und unmittelbar auf die Enden des Trommelventils aufgebracht. Dieser auf die Enden des Trommelventils aufgebrachte Strömungsmitteldruck ist ein konstanter Druck. Das Ventil der zweiten Stufe steuert eine kolbenartige Betätigungseinrichtung.

In der US-PS 3 402 737 ist ebenfalls ein pneumatisches Servoventilsystem beschrieben. Bei diesem System finden schwimmende Scheiben Verwendung. Das System hat den Nachteil, daß es sowohl eine sehr komplexe Konstruktion besitzt als auch kostenaufwendig herzustellen ist.

Zweistufige hydraulische Servoventile, wie sie beispielsweise in den US-PSen 3 555 970 und 3 949 645 beschrieben sind, sind ebenfalls bekannt, sind jedoch nur in begrenzter Weise für pneumatische System geeignet. Aufgrund der Kompressibilität des pneumatischen Strömungsmittels können pneumatische Systeme nur viel schwieriger so ausgebildet werden, daß sie in einer beständigen ansprechenden Weise arbeiten.

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Ein wesentliches Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine zweistufige pneumatische Servoventileinheit der vorstehend beschriebenen Art zu schaffen, die ein gutes Ansprechverhalten und eine gute Beständigkeit besitzt, insbesondere bei Anwendungsfällen, bei denen variable Versorgungsdrücke über breite Bereiche erforderlich sind.

Demzufolge ist es von wesentlicher Bedeutung, daß das Servoventil der zweiten Stufe beständig und schwingungsfrei ist. Ein Verfahren zur Verbesserung der Beständigkeit besteht darin, mechanische Federn vorzusehen, die mit dem Ventil der zweiten Stufe gekoppelt sind. Die Verwendung von mechanischen Federn als einzige Stabilisierungseinrichtungen macht es jedoch normalerweise erforderlich, daß diese Federn ziemlich steif ausgebildet sind, was Schwierigkeiten im Hinblick auf die Bewegung des Ventils der zweiten Stufe bei niedrigen Versorgungsdrücken mit sich bringt. Es ist daher ein weiteres Ziel der Erfindung, dieses Problem zu vermeiden und ein zweistufiges pneumatisches Servoventil zur Verfugung zu stellen, bei dem die zweite Stufe eine variable pneumatische Feder besitzt, um dadurch dem Ventil der zweiten Stufe Stabilität zu verleihen und die Verwendung von steifen mechanischen Federn zu vermeiden.

Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine zweistufige pneumatische Servoventileinheit vorzusehen, die zur Bewegung des Ventils der zweiten Stufe mit

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hohen Kräften arbeitet und dadurch sicherstellt, daß das Ventil der zweiten Stufe auch dann beweglich ist, wenn es durch Schmutz oder andere FrBtndeinwirkungen daran gehindert ist. Wenn das zweistufige pneumatische Servoventil bei einem Flugzeug eingesetzt wird, kann kein Versagen des Servoventils der zweiten Stufe aufgrund von Fremdeinwirkungen toleriert werden.

Diese Ziele werden nach der Lehre der vorliegenden Erfindung durch eine zweistufige pneumatische Servoventileinheit zur Steuerung eines pneumatisch angetriebenen Ausgangsmotors, der in der Lage ist, eine mechanische Ausgangsgröße in gegenüberliegenden Richtungen als Funktion eines Eingangssignals zu liefern, erreicht. Die Servoventileinheit umfaßt eine Ventileinrichtung einer ersten Stufe und eine Ventileinrichtung einer zweiten Stufe, wobei die Ventileinrichtung der ersten Stufe die Strömungsmittelzufuhr von einer pneumatischen Strömungsmittelquelle zu der Ventileinrichtung der zweiten Stufe steuert und einen Eingangskanal der ersten Stufe umfaßt, der mit der Quelle in Verbindung steht, wobei zwei Ausgangskanäle der ersten Stufe mit entsprechenden Druckkammern der Ventileinrichtung der zweiten Stufe verbunden sind, um dieselbe in entgegengesetzten

Richtungen zu bewegen, wenn sie Strömungsmitteldruck aussind,
gesetzt ein Ventilelement der ersten Stufe, das auf ein Eingangssignal anspricht und sich von einer ersten oder Ruhelage, in der die Strömungsmittelverbindung zwischen

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dem Eingangskanal der ersten Stufe und den beiden Ausgangskanälen der ersten Stufe gedrosselt ist, in eine zweite oder eine dritte Position bewegt, in der eine Strömungsmittelverbindung zwischen dem Eingangskanal der ersten Stufe und dem einen oder dem anderen der Ausgangskanäle der zweiten Stufe hergestellt ist, wobei die Ventileinrichtung der zweiten Stufe die Stromungsmittelzufuhr von der Strömungsmittelquelle zum Ausgangsmotor steuert und einen mit der Quelle verbundenen Eingangskanal der zweiten Stufe umfaßt, zwei Ausgangskanäle der zweiten Stufe, die mit entsprechenden Druckkammern des Motors verbunden sind, und ein Ventilelement der zweiten Stufe, das auf den den Druckkammern zugeführten Strömungsmitteldruck anspricht, um sich van einer ersten oder Ruhelage, in der die Strömungsmittelverbindung zwischen dem Eingangskanal der zweiten Stufe und den beiden Ausgangskanälen der zweiten Stufe gedrosselt ist, in eine zweite oder eine dritte Position zu bewegen, in der die Strömungsmittelverbindung zwischen dem Eingangskanal

der zweiten Stufe und dem einen oder dem anderen der Ausgangsstufe
kanäle der zweiten hergestellt ist, um den Ausgangsmotor in der einen oder der anderen Richtung zu betätigen. Die Servoventileinheit ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, daß sie desweiteren erste Rückkopplungseinrichtungen zur Bewegung des Ventilelementes der ersten Stufe in Ansprache auf die Bewegung des Ventilelementes der zweiten Stufe in seine erste Position zurück und zweite Rückkopplungs— einrichtungen zur Steuerung des Ventilelementes der ersten

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Stufe zur Bewegung des Ventilelementes der zweiten Stufe in Ansprache auf den tatsächlichen mechanischen Ausgang, der von dem Ausgangsmotor in Ansprache auf die Betätigung durch die Ventileinrichtung der zweiten Stufe geliefert wird, in seine erste Position zurück, umfaßt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsfarm der Erfindung umfassen die ersten Rückkopplungseinrichtungen eine erste Rückkopplungsfeder, die zwischen dem Ventilelement der ersten Stufe und dem Ventilelement der zweiten Stufe angeordnet ist, um das erste in Ansprache auf die Bewegung des zweiten zu bewegen^ wobei die Bewegung des Ventilelementes der zweiten Stufe von seiner ersten Position in eine seiner zweiten und dritten Positionen die erste Rückkopplungsfeder derart unter Vorspannung setzt, daß das Ventilelement der ersten Stufe in seine erste Position zurückbewegt wird. Die zweiten Rückkopplungseinrichtungen umfassen einen Rückkopplungsarm, der zwischen dem mechanischen Ausgang des Ausgangsmotors und dem Ventilelement der ersten Stufe angeordnet und durch den mechanischen Ausgang des Ausgangsmotors beweglich ist, um das Ventilelement der ersten Stufe in Richtung auf eine seiner zweiten und dritten Positionen zu bewegen, und eine zweite Rückkopplungsfeder, die zwischen dem Rückkopplungsarm und dem Ventilelement der ersten Stufe angeordnet ist. Die zweiten Rückkopplungseinrichtungen können desweiteren elektrische Rückkopplungseinrichtungen zur

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Umwandlung des mechanischen Ausganges des Ausgangsmotors in ein elektrisches Rückkopplungssignal und Einrichtungen zur Kopplung des elektrischen Rückkopplungssignales mit dem Eingangssignal zur Bewegung des Ventilelementes der ersten Stufe umfassen.

Nachfolgend werden zwei bevorzugte Ausführungsfarmen der Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Ansicht, teilweise im Schnitt, einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und

Figur 2 eine schematische perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Figur 1 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Servoventiles 1 der vorliegenden Erfindung. Eine Eingangsvorrichtung, wie beispielsweise ein Drehmomentmotor 2, besitzt einen Eingangspal 4, der ein elektrisches Eingangssignal von einer geeigneten elektrischen Steuervorrichtung, die nicht gezeigt ist, empfängt. Bei der elektrischen Steuervorrichtung kann es sich um eine manuell gesteuerte Vorrichtung handeln, wie beispielsweise ein Potentiometer, oder um eine andere Vorrichtung, die dem Eingangspal 4 ein Ausgangsanalogsignal zuführt. Eine solche elektrische Steuervorrichtung

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kann auch einen Digitalkomputer allgemeiner oder spezieller Art umfassen, um dem Eingangspol 4 ein Ausgangsanalogsignal zuzuführen. Die eingesetzte spezielle elektrische Steuervorrichtung stellt keinen Teil der vorliegenden Erfindung dar. Der Drehmomentmotor ist von herkömmlicher Art und soll ein elektrisches Eingangsanalogsignal empfangen und dieses in eine mechanische Ausgangsgröße, beispielsweise eine rotatorische Ausgangsgröße, umwandeln. Anstelle des Drehmomentmotors können auch andere Vorrichtungen Verwendung finden, die in der Lage sind, ein elektrisches Eingangssignal in eine mechanische Ausgangsgröße umzuwandeln. In der Tat kann der Drehmomentmotor durch eine mechanische, pneumatische oder hydraulische Eingangsvorrichtung zur Umwandlung eines mechanischen, pneumatischen oder hydraulischen Eingangssignales in eine mechanische Ausgangsgröße ersetzt werden. Die Eingangsvorrichtung muß einen ausreichenden positiven Druck (rate) besitzen, um negative pneumatische Drücke auszugleichen, die in der Servoventileinheit 10 der ersten Stufe existieren können.

Der Drehmomentmotor 2 besitzt einen Ausgangsarm 6, der in Abhängigkeit von dem elektrischen Eingangssignal in entgegengesetzten Richtungen winklig verschiebbar ist. Die mechanische Ausgangsverschiebung des Ausgangsarmes 6 des Drehmomentmotors ist relativ gering und beträgt normalerweise etwa 0,25 mm.

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Der Ausgangsarm 6 des Drehmomentmators istüber irgendein geeignetes Verbindungsgestänge 8 mit der pneumatischen Servoventileinheit 10 der ersten Stufe verbunden. Die erste Stufe 10 des Servoventils umfaßt ein Schieberventil 12, das über seine Länge bei 14 gelenkig gelagert ist, um durch die Bewegung des Ausgangsarmes 6 des Drehmomentmators 2 in entgegengesetzten Richtungen winklig verschoben werden zu können. Ein Ende des Schieberventiles 12 ist mit dem Gestänge 8 verbunden. Das gegenüberliegende Ende 16 des Schieberventiles 12 ist gabelförmig ausgebildet uns bildet zwei Dichtungsbereiche 18, 20, um erste 22 und zweit⁶24 Ausgangskanäle oder Leitungen im wesentlichen abzudichten. Zwischen den beiden Dichtungsbereichen 18, 20 ist eine bogenförmige Frontseite 26 vorgesehen, um pneumatisches Strömungsmittel, wie beispielsweise Luft, unter Druck (P-) von einem Eingangskanal 28 einer ersten Stufe aufzunehmen.

Das Schieberventil 12 ist in Figur 1 in seiner anfänglichen oder ersten Position dargestellt. Es ist von dieser ersten Position in gegenüberliegende Richtungen winklig verschiebbar. In dieser ersten Position sind sowohl der erste als auch der zweite Ausgangskanal 22, 24 im wesentlichen gegenüber dem Eingangskanal 28 abgedichtet. Es ist nicht erforderlich, daß der erste und zweite Ausgangskanal 22, 24 vollständig abgedichtet ist. Die Dichtungsbereiche 18, 20

sich
können geringfügig unterlappen, um den Durchfluß zu drosseln

und einen kleinen Durchfluß in die Kanäle 22, 24 zu ermöglichen.

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Dieser gedrosselte Durchfluß ist jedoch vernachlässigbar und reicht nicht dazu aus, die Verstärkerkolben 60, 62 in der zu beschreibenden Weise zu bewegen. Das Schieberventil ist in eine zweite Position (im Uhrzeigersinn) bewegbar, bei der sich der Eingangskanal 28 in Verbindung mit dem ersten Ausgangskanal 22 befindet. In ähnlicher Weise ist das Schieberventil 12 in eine dritte Position (gegen den Uhrzeigersinn) bewegbar, bei der der Eingangskanal 28 in Verbindung mit dem zweiten Ausgangskanal 24 steht. Die zweite und dritte Position werden hier als variabel bezeichnet und hängen von dem Grad der Winkelverschiebung des Schieberventiles 12 ab. Mit anderen Worten, die zweite Position wird hier als eine solche beliebige Position des Schiberventils 12 definiert, bei der eine ausreichende Strömungsmittelverbindung zwischen dem Eingangskanal 28 und nur dem ersten Ausgangskanal 22 existiert. Die dritte Position wird in ähnlicher Weise definiert.

Der Eingangskanal 28 der ersten Stufe erhält von einer pneumatischen Strömungsmittelquelle (nicht gezeigt) pneumatisches Strömungsmittel, wie beispielsweise Luft. Die Strömungsmittelquelle ist variabel und besitzt normalerweise einen Eingangsdruck P. von etwa 420 bis 4200 kPa. Der Eingangskanal 28 und die Ausgangskanäle 22, 24 sind in einem Gehäuse 30 ausgebildet, das einen Teil des weiter unten beschriebenen Ventils der zweiten Stufe bildet. Der erste und der zweite Ausgangskanal 22, 24 der ersten

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Stufe stehen mit Kammern 70, 72 in Verbindung, die Verstärkerkolben 60, 62 des Ventils 40 der zweiten Stufe in der nachfolgend beschriebenen Weise aufnehmen.

Wenn das Schieberventil 12 in seine zweite Position bewegt worden ist, steht pneumatisches Strömungsmittel von dem Eingangskanal 28 nur mit dem ersten Ausgangskanal 22 in Verbindung, während mit dem zweiten Ausgangskanal 24 kein Eingangsströmungsmittel in Verbindung steht. Während sich das Ventil in dieser zweiten Position befindet, schließt der zweite Ausgangskanal 24 die Kammer 72 an eine Auslaßöffnung (nicht gezeigt) an, vorzugsweise bei atmosphärischem Druck. Die Auslaßöffnung kann einen Teil eines Gesamtgehäuses für das Servoventil (nicht gezeigt) darstellen. Wenn das Schieberventil 12 in seine dritte Position bewegt worden ist, ist die Funktionsweise ähnlich, jedoch entgegengesetzt.

Obwohl ein verschwenkbares Schieberventil 12 dargestellt ist, können auch andere Ventilformen Anwendung finden, solange wie die Funktionsweise die gleiche bleibt wie vorstehend beschrieben.

Die zweite Stufe 40 der Servoventileinheit 1 umfaßt ein Gleitventil, wie beispielsweise ein zylindrisches Trommelventil 42, das in einem Gehäuse 44 angeordnet ist. Das Trommelventil 72 besitzt Verlängerungen 45, 47, die sich entlang seiner Hauptachse erstrecken. Das Gehäuse 44 ist

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mit einem Eingangskanal 46 einer zweiten Stufe versehen, der mit der variablen pneumatischen Druckquelle (nicht gezeigt) in Verbindung steht. Das Gehäuse 44 umfaßt desweiteren erste 48 und zweite 50 Ausgangskanäle einer zweiten Stufe, die mit einem Getriebemotor 104 in Verbindung stehen, der weiter unten beschrieben wird. Ein Paar von Auslaßleitungen 52, 54 ist ebenfalls im Gehäuse 44 vorgesehen.

Wie in Figur 1 dargestellt ist, befindet sich das Trommelventil 42 in seiner anfänglichen oder ersten Position. In dieser ersten Position wird unter Druck (P₁) stehendes pneumatisches Strömungsmittel von dem Eingangskanal 46 der zweiten Stufe durch den mittleren Steg 56 des Trommelventils 42 im wesentlichen abgedichtet oder blockiert, so daß daher im wesentlichen keine Strömungsmittelverbindung vom Eingangskanal 46 zum ersten oder zweiten Ausgangskanal 48, 50 möglich ist. Es ist nicht erforderlich, daß der erste und zweite Ausgangskanal 48, 50 vollständig abgedichtet sind. Der mittlere Steg 56 des Trommelventils 42 kann geringfügig unterlappen, so daß der Durchfluß gedrosselt und eine geringe Strömungsmittelmenge in die Kanäle 48, 50 eindringen kann· Dieser gedrosselte Durchfluß ist vernachlässigbar klein und reicht nicht aus, um den Motor 104 zu betätigen. Wenn jedoch ein geringer Durchfluß zu den Ausgangskanälen 48, 50 zugelassen wird, bleiben die Kanaldrücke aufgebaut, so daß dadurch der

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Ausgangsmotor 104 ein besseres dynamisches Ansprechverhalten und eine bessere Genauigkeit erhält. Das Trommelventil 42 kann in entgegengesetzten Richtungen gleiten, um wahlweise einen der ersten und zweiten Ausgangskanäle 48, 50 zu

ventil öffnen. Genauer gesagt, wenn das Trommel 42 in Figur 1 nach rechts verschoben wird (in seine zweite Position), steht der Eingangskanal 46 nur mit dem ersten Ausgangskanal 48 der zweiten Stufe in Verbindung. Der zweite Ausgangskanal 50 der zweiten Stufe steht dabei mit dem Auslaßkanal 54 in Verbindung. Wenn das Trommelventil 42 in Figur 1 nach links verschoben wird (in seine dritte Position), steht der Eingangskanal 46 nur mit dem zweiten Ausgangskanal 50 der zweiten Stufe in Verbindung. In dieser dritten Position ist der erste Ausgangskanal 48 der zweiten Stufe mit dem Auslaßkanal 52 verbunden.

Wie bei dem Schieberventil 12 der ersten Stufe sind auch die zweite und dritte Position des Trommelventils 42 veränderlich und hängen von der Größe der Linearverschiebung des Trommelventils 42 ab. Das Trommelventil 42 der zweiten Stufe kann durch andere Ventilformen ersetzt werden, die die gleiche Funktionsweise besitzen. Beispielsweise kann das Trommelventil 42 durch ein Schieberventil ersetzt werden, das dem Schieberventil 12 ähnlich ist.

Das Trommelventil 42 steht mit einer Verstärkerkolbeneinheit 58 in Verbindung. Die Verstärkerkalbeneinheit 58 umfaßt ein Gehäuse 30, das die ersten und zweiten Ausgangskanäle

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22, 24 der ersten Stufe bildet. Die Verstärkerkolben 60, 62 sind Rücken an Rücken angeordnet, miteinander verbunden und weisen Kolbenstirnseiten 64, 66 auf, die sich im wesentlichen parallel zueinander erstrecken und in entgegengesetzte Richtungen weisen. Die Verstärkerkalben sind in einer im wesentlichen zylindrischen Kammer 68 des Gehäuses 30 angeordnet. Die Kolben 60, 62 und das Gehäuse 30 bilden eine erste Kammer 70 und eine zweite 72 zur Aufnahme von pneumatischem Strömungs-mittel von den erste¹"¹ und zweiten Ausgangskanälen 22, 24 der ersten Stufe. Der erste Ausgangskanal 22 der ersten Stufe steht mit der Kolbenstirnseite 64 des Verstarkerkolbens 60 in Verbindung, während der zweite Ausgangskanal 24 der ersten Stufe mit der Kolbenstirnseite 66 des Verstarkerkolbens 62 verbunden ist.

Jede Verstärkerkolbenstirnseite 64, 66 ist mit Stangen 74, 76 versehen, die sich senkrecht zu der Stirnseite erstrecken und innerhalb von Lagern 78, 80 im Gehäuse 30 geführt sind. Die Stange 74 stößt gegen die Verlängerung 47 des Trommelventils und kann damit in physikalischer Weise verbunden sein. Die Stange 76 befindet sich mit einem Widerlager in Eingriff. Ein ähnliches Widerlager ist vorgesehen, um mit der Verlängerung 45 des Trommelventils 42 in Eingriff zu treten. Diese Widerlager sind durch Stabilisierungsfedern 86, 88, die sich mit festen Bezugspunkten an einem Gehäuse 90 in Eingriff befinden, unter Federvorspannung gesetzt. Die Federn 86, 88 setzen das Trommelventil 42 der zweiten

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Stufe in entgegengesetzte Richtungen unter Vorspannung und tragen dazu bei, auf das Trommelventil in einer noch zu beschreibenden Weise einen positiven Druck (positive rate) auszuüben. Die von den Federn Θ6, 8B ausgeübte Kraft reicht nicht aus, um das Trommelventil 42 gegen die Haltekräfte von den Verstärkerkolben 60, 62 zu rezentrieren, d.h. das Trommelventil 42 in seine erste Position zu bewegen, nachdem das Trommelventil in eine seiner zweiten und dritten Positionen bewegt worden ist, wie nachfolgend beschrieben wird. In der Nähe eines jeden Widerlagers sind einstellbare Anschläge 92, 94 angeordnet, um die Trommelventilbewegung zu begrenzen.

Die erste und zweite Kammer 70, 72, die die Verstärkerkolben 60, 62 aufnehmen, stehen jeweils mit einem von zwei Dämpfungsbehältern 96, 98 in Verbindung, die dazu beitragen, die Bewegung des Trommelventils 42 der zweiten Stufe zu dämpfen. Diese Behälter 96, 98 besitzen jeweils eine getrennte Strömungsmittelverbindung mit der ersten bzw. zweiten Kammer 70, 72. Zwischen jeder Kammer 70, 72 und dem jeweiligen Dämpfungsbehälter 96, 98 sind Drosselöffnungen 100, 102 vorgesehen.

Der erste und zweite Ausgangskanal 48,. 50 der zweiten Stufe steht mit einem Motor in Verbindung, beispielsweise einem auf pneumatische Weise angetriebenen Getriebemotor 104. Der Getriebemotor 104 besitzt vorzugsweise Schraubenräder,

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die das unter Druck stehende pneumatische Strömungsmittel von einem der ersten und zweiten Ausgangskanäle 48, 50 zum Antrieb des Motors in entgegengesetzte Richtungen aufnehmen. Der auf pneumatische Weise angetriebene Ausgangsmotor 104 ist in herkömmlicher Weise ausgebildet. Der Motor 104 ist mit einer Reduktiansgetriebeeinheit 106 verbunden, beispielsweise einem herkömmlich ausgebildeten planozentrischen Getriebe, das ein hohes Untersetzungsverhältnis aufweist, beispielsweise ein solches von 70 : 1. Die Reduktionsgetriebeeinheit 106 stellt einen Teil eines nachfolgend beschriebenen Rückkopplungssystems dar. Der Ausgang des Motors 104 (nicht gezeigt) dient dazu, eine geeignete Ausgangsvnrrichtung anzutreiben. Die Reduktionsgetriebeeinheit 106 besitzt eine drehbare Ausgangswelle 108, die mit einem herkömmlich ausgebildeten Drehmelder 110 in Verbindung steht, der ein von der Position der drehbaren Ausgangswelle 108 abhängiges elektrisches Rückkopplungssignal zur Verfügung stellt. Das Rückkopplungssignal kann mit dem Drehmomentmotor 2 elektrisch gekoppelt werden, um in einer nachfolgend beschriebenen Weise eine Rückkopplungseinstellung für das Schieberventil 12 der ersten Stufe vorzusehen. Die Ausgangswelle 108 des Reduktionsgetriebes ist ebenfalls mit einer mechanischen Rückkopplungseinheit verbunden, wie nachfolgend beschrieben.

Zwei mechanische Rückkopplungseinrichtungen sind vorgesehen, um ein ansprechempfindliches und genaues zweistufiges

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Servoventil zu erreichen. Die erste Rückkopplungseinrichtung 112 reicht von dem Servoventil 40 der zweiten Stufe zum Servoventil 10 der ersten Stufe. Die Rückkopplungseinrichtung 112 umfaßt einen Rückkopplungsarm 114, der mit der Verlängerung 47 des Trommelventils der zweiten Stufe in Verbindung steht. Der Arm 114 erstreckt sich im wesentlichen senkrecht zur Hauptachse des Trommelventils 42 und weist ein gegenüberliegendes Ende 116 auf, das zu dem Schieberventil 12 benachbart ist. Eine erste Rückkopplungsfeder 118 ist zwischen dem Schieberventil 12 und dem Ende 116 des Rückkopplungsarmes 114 angeordnet.

Die zweite Rückkopplungseinrichtung 120 reicht von der Ausgangswelle 108 zum Servoventil 10 der ersten Stufe. Sie umfaßt einen Hebel 122, der zwischen seinen Enden an einem festen Bezugspunkt 124, der einem Gehäuse 90 zugeordnet sein kann, schwenkbar gelagert ist. Ein Ende 126 des Hebels 122 bildet eine Gabel 128, die mit einer Kugel 130 einer Kugel-Schrauben-Einrichtung 132 der Ausgangswelle 108 der Reduktionsgetriebeeinheit 106 verbunden ist. Durch die Rotation der Ausgangswelle 108 wird der Rückkopplungshebel 122 winklig verschoben. Das gegenüberliegende Ende 134 des Hebels 122 ist dem Schieberventil 12 der ersten Stufe benachbart, und zwar in der gleichen Höhe, wie das Ende 116 des Rückkopplungsarmes 114, und steht mit dem Schieberventil 12 über eine zweite Rückkopplungsfeder 136 in Verbindung. In der in Figur 1

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dargestellten Position dienen die Rückkopplungsfedern 118, 136 dazu, das Schieberventil 12 in seiner ersten Position zu halten.

Die Betriebsweise der Ausführungsform der Figur 1 wird nunmehr beschrieben. Nach Empfang eines elektrischen Eingangssignales am Eingangspol 4 führt der Drehmomentmotor 2 an seinem Ausgangsarm 6 eine mechanische Bewegung durch, die dazu dient, das Schieberventil 12 im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn winklig zu verschieben. Für die nachfolgende Beschreibung wird von der Annahme ausgegangen, daß das Schieberventil 12 im Uhrzeigersinn verschoben wird. Durch die Rotation des Schieberventiles 12 im Uhrzeigersinn (in seine zweite Position) wird eine Strömungsmittelverbindung von dem Eingangskanal 2Θ der ersten Stufe zu dem ersten Ausgangskanal 22 der zweiten Stufe hergestellt. Der Ausgangskanal 22 der ersten Stufe steht mit der Kammer 70 in Verbindung, so daß unter Druck stehendes pneumatisches Strömungsmittel der Kolbenstirnseite 64 des Verstärkerkolbens 60 zugeführt wird, das den Kolben 60 in Figur 1 nach rechts verschiebt. Das durch die Stabilisierungsfeder 86 unter Vorspannung stehende Trommelventil 42 wird ebenfalls nach rechts verschoben (in seine zweite Position), so daß eine Strömungsmittelverbindung von dem Eingangskanal 46 der zweiten Stufe zu dem ersten Ausgangskanal 48 der zweiten Stufe geöffnet wird. Unter Druck stehendes pneumatisches Strömungsmittel wird somit dem Motor 104 zugeführt, um diesen in einer vorgegebenen Richtung anzutreiben. Wenn sich das Trommelventil 42 in Figur 1 nach rechts bewegt,

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bewegt sich der Rückkopplungsarm 114 ebenfalls nach rechts und drückt die erste Rückkopplungsfeder 118 zusammen. Durch das Zusammenpressen der ersten Rückkopplungsfeder 118 wird das Schieberventil 12 in Richtung auf seine anfängliche oder erste Position zurück unter Vorspannung gesetzt. Das Schieberventil 12 kann vollständig in seine erste Position zurückgeführt werden, oder es kann geringfügig dezentriert sein, je nach der von der Rückkopplungsfeder ausgeübten Kraft. In jedem Falle bleibt der Strömungsmitteldruck in der Kammer 7Q hoch genug, um eine Haltekraft auf die Stirnseite 64 des Verstärkerkolbens auszuüben. Das Trommelventil 42 der zweiten Stufe bleibt in seiner zweiten Position und wird von der Stabilisierungsfeder 88 nicht zur Rückkehr in seine erste Position bewegt, da die Kraft der Stabilisierungsfeder 88 nicht ausreicht, um die Haltekraft auf den Verstärkerkolben zu überwinden. Somit bleibt das Trommelventil 42 in seiner zweiten Position, wodurch die Verbindung von dem Eingangskanal 46 der zweiten Stufe zu dem ersten Ausgangskanal 48 der zweiten Stufe erhalten bleibt. Der Motor 104 wird auf diese Weise betätigt und stellt eine Ausgangsgröße über die Reduktionsgetriebeeinheit 106 zur Verfügung, die die Ausgangswelle 108 rotieren läßt, wodurch der Rückkopplungshebel 122 im Uhrzeigersinn winklig verschoben wird. Die Bewegung des Rückkopplungshebels 122 im Uhrzeigersinn führt zu einer Auslängung der zweiten Rückkopplungsfeder 136,' wodurch die auf das Schieberventil 12 ausgeübte

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Vorspannung reduziert wird, was zu einer Bewegung des Schieberventils 12 gegen den Uhrzeigersinn (d.h. von seiner ersten in seine dritte Position) führt. Durch die Bewegung des Schieberventils 12 gegen den Uhrzeigersinn wird Eingangsdruck vom Eingangskanal 28 der ersten Stufe dem zweiten Ausgangskanal 24 der ersten Stufe zugeführt, wodurch der Verstärkerkolben 62 in Figur 1 nach links bewegt wird. Durch diese Bewegung des Verstarkerkolbens 62 wird das Trommelventil 42 in seine erste Position zurückzentriert. Die Bewegung des Trommelventils 42 in seine erste Position zurück führt zu einer Bewegung des ersten Rückkopplungsarmes 114 in Figur 1 nach links, wodurch die zur Zentrierung des Schieberventils 12 in seine erste Position erforderliche Kraft verringert wird. Das System kann nunmehr erneut betrieben werden.

Für die richtige Betriebsweise der erfindungsgemäß ausgebildeten Einheit muß das Volumen der ersten und zweiten Kammer 70, 72 minimal sein. Wenn sich das Trommelventil 42 der zweiten Stufe öffnet, neigt der vom Eingangskanal 46 der zweiten Stufe zugeführte Druck dazu, eine negative Geschwindigkeitsauswirkung (rate effect) auf das Trommelventil 42 zu haben, d.h. das Trommelventil 42 mit erhöhtem zugeführten Druck mehr zu öffnen. Dieser negative Geschwindigkeitseffekt kann nicht allein durch die Stabilisierungsfedern 86, 88 ausgeglichen werden, da diese aus den vorstehend genannten Gründen so ausgebildet sind, daß sie keine

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allzu große Federkraft besitzen. Indem die Volumina der Kammern 70, 72 auf einem Minimum gehalten werden, wirken die Kammern 70, 72 als steife pneumatische Federn, deren Konstante mit dem zugeführten Druck variiert. Dieser Effekt einer steifen pneumatischen Feder besitzt eine positive Konstante (rate), die dazu neigt, die negative Konstante des Trommelventils 42 der zweiten Stufe auszugleichen. Um sicherzustellen, daß sich das Volumen der Kammern 70, 72 auf einem Minimum befindet, wird bevorzugt, daß die maximale Distanz zwischen den Kalbenstirnseiten 64, 66 und den gegenüberliegenden Wänden 138, 140 der entsprechenden Kammern 70, 72 im wesentlichen dem maximalen Hub der Verdrängerkolben 60, 62 entspricht oder größer als dieser ist.

Die Stabilisierungsfedern 86, 88 besitzen eine Kraft, die nicht dazu ausreicht, die negative pneumatische Konstante des Trommelventils 42 auszugleichen. Wenn die Stabilisierungsfedern 86, 88 zu steif wären, würde es Schwierigkeiten bereiten, das Trommelventil 42 bei niedrigen Versorgungsdrücken zu bewegen.

Es ist desweiteren erforderlich, daß die Stirnseiten 44, der Kolben relativ groß sind, um bei niedrigen Versorgungsdrücken eine hohe Ausgangskraft zur Bewegung des Trommelwentiles 42 zur Verfügung stellen, insbesondere dann, wenn das Trommelventil durch irgendwelche Fremdeinwirkungen

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behindert wird. Obwohl der erforderliche genaue Bereich von den Versorgungsdruckbereichen abhängig ist, wurde festgestellt, daß wirksame Ergebnisse erzielt werden, wenn die Bereich^e64,66 etwa 4-6 mal so groß sind wie der Endbereich des Trommelventils.

Eine weitere zweistufige Servoventilausführungsform ist in Figur 2 dargestellt. Diese Ausführungsform entspricht in ihrer Funktionsweise der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform, besitzt jedoch bestimmte Unterschiede in der Konstruktion, die hiernach beschrieben werden. Die Bezugsziffern der Figur 2 entsprechen soweit wie möglich den Bezugsziffern der Figur 1, sind jedoch mit dem zusätzlichen Faktor "200" versehen. Somit trägt der Drehmomentmotor 2 der Figur 1 in Figur 2 die Bezugsziffer 202.

Der Drehmomentmotor 202 entspricht dem Drehmomentmotor 2 der Ausführungsform der Figur 1. Elektrische Eingangssignale werden von einer elektrischen Steuervorrichtung 205 über eine Anschlußklemme 207 dem Eingangspol 204 des Drehmomentmotors 202 zugeführt. Wie bei der Ausführungsform der Figur können anstelle des Drehmomentmotor 202 andere Eingangs— vorrichtungen, einschließlich mechanischer, pneumatischer oder hydraulischer Eingangsvorrichtungen, Verwendung finden. Der Drehmomentmotor 202 stellt über eine Ausgangswelle 206, die mit einem Gestänge 208 gekoppelt ist, das mit einem Schieberventil 212 einer ersten Stufe verbunden ist, eine

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mechanische Ausgangsgröße in Farm einer Winkelverschiebung zur Verfügung. Das Gestänge 208 umfaßt einen Spanndraht 209, der an einem Ende mit einer Kugel 215 verbunden ist und der durch eine Feder 211 unter Vorspannung gesetzt ist, um den Draht 209 in gespanntem Zustand zu halten. Dieses Gestänge 208 entspricht in seiner Funktionsweise einer festen Stange und ist durch die Welle 206 linear bewegbar. Die Kugel 215 befindet sich in einem Sitz 213, der an einem Vorsprung eines becherförmigen Elementes 340 befestigt ist. Das becherförmige Element 340 ist an einer Stange 342 des Schieberventiles 212 der ersten Stufe befestigt. Eine lineare Bewegung des Sitzes 213, die durch eine auf den Draht 209 ausgeübte Zug- oder Druckkraft bewirkt wird, führt zu einer Winkelverschiebung der Stange 342 und zu einer Bewegung des Schieberventiles 212 um seinen Gelenkpunkt 344. Um diese gewünschte Bewegung zu erreichen, kann auch irgendein anderes geeignetes mechanisches Gestänge Verwendung finden.

Das Schieberventil 212 wird ähnlich wie das Schieberventil 12 der Figur i zur Erzielung einer Winkelverschiebung in entgegengesetzten Richtungen von einer ersten Position in eine zweite und dritte Position verschwenkt. Ein Ende 216 des Schieberventiles 212 befindet sich in einem Ring, der in seiner gezeigten ersten Position zwei Ausgangskanalöffnungen 217, 219, die bogenförmig ausgebildet sind, im wesentlichen verschließt oder abdichtet. Erste und zweite

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Ausgangskanäle 222, 224 einer ersten Stufe erstrecken sich von den Ausgangsöffnungen 217, 219 zu dem Ventil 240 der zweiten Stufe. Der Eingangskanal 228 der ersten Stufe erstreckt sich von einer pneumatischen Strömungsmittelquelle 229 zur Mitte 231 des Ringes des Schieberventiles 212. Wenn das Schieberventil 212 in entgegengesetzte Richtungen verschoben wird, d.h. in seine zweite und dritte Position, steht der Eingangskanal 228 in Verbindung mit einem der ersten und zweiten Ausgangskanäle 222, 224 der ersten Stufe.

Die ersten und zweiten Ausgangskanäle 222, 224 der ersten Stufe erstrecken sich in Kammern 270, 272, welche mit ersten und zweiten Verstärkerkolben 260, 262 in Verbindung stehen. In dieser Ausführungsform der Figur 2 sind die Verstärkerkolben 260, 262 an gegenüberliegenden Enden des Trommelventils 242 befestigt, erstrecken sich parallel zueinander und weisen Kolbenstirnseiten 264, 266 auf, die in entgegengesetzte Richtungen weisen. Die Kammervolumina 270, 272 werden durch die Strinseiten 264, 266 der Verstärkerkolben, durch das Gehäuse 244 und durch die Wände 338 begrenzt. Wie bei der Ausführungsform der Figur 1, ist das Volumen der Kammern 270, 272 so klein, daß die Entfernung zwischen den Kolbenstirnseiten 264, 266 und den gegenüberliegenden Wänden 338 der Kammern 270, 272 im wesentlichen der maximalen Verschiebung der Verstärkerkolben entspricht oder gerade größer als diese ist. In ähnlicher Weise sind die Stirnseiten 2S4, 266 der Kolben relativ groß

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bemessen, und zwar wesentlich größer als der Stirnseitendurchmesser des Trommelventils 242, an dem sie befestigt sind. Der Durchmesser der Stirnseite des Trommelventiles muß begrenzt sein, da der Scherbereich oder der Stegbereich des Trommelventiles ebenfalls von seinem Durchmesser abhängig ist. Folglich müssen getrennte Verstärkerkolben mit dem Trommelventil der zweiten Stufe gekoppelt sein.

Dämpfungsbehälter 296, 29Θ stehen mit den Kammern 270, in Verbindung und besitzen eine ähnliche Funktion wie die Dämpfungsbehälter 96, 98 der Ausführungsform der Figur 1. Die Dämpfungsbehälter 296, 298 stehen über Spiel 300, 302 zwischen Stangen 274, 276, die sich von den Kalbenstirnseiten 264, 266 erstrecken, und Lagern 276, 278,die an gegenüberliegenden Enden der Trommelventilgehäusewände 338 vorgesehen sind, mit den entsprechenden Kammern 270, 272 in Verbindung. Das Spiel 300, 302 übernimmt die Funktion einer laminaren Drossel für die Verbindung zwischen den Volumina der Kammern 270, 272 und den Dämpfungsbehältern 296, 298.

In den Dämpfungsbehältern 296, 298 sind Stabilisierungsfedern 286, 288 vorgesehen. Die Stabilisierungsfedern 286, 288 setzen das Trommelventil 242 in entgegengesetzten Richtungen unter Vorspannung.

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Es sind erste und zweite Ausgangskanäle 248, 250 der zweiten Stufe vorgesehen, die sich von dem Trommelventil 242 der zweiten Stufe zum Ausgangsmotor 304 erstrecken. Der Ausgangsmotor 304 besitzt Schraubenräder 305 und stellt eine rotatorische Ausgangsgröße zur Verfügung. Eines der Motorräder 305 ist mit einem planozentrischen Getriebe 306 verbunden, so daß ein Untersetzungsgetriebe gebildet wird. Die Ausgangswelle 308 des Getriebes 306 umfaßt eine Schnecke 307. Ein Zahnrad 309 kämmt mit der Schnecke 307 und bewirkt eine Winkelverschiebung einer Rückkopplungswelle 311.

Wie bei der Ausführungsform der Figur 1 sind sowohl elektrische als auch mechanische Rückkopplungseinrichtungen vorgesehen. Eine mechanische Rückkopplung wird durch zwei Rückkopplungseinrichtungen, eine erste Rückkopplungseinrichtung 312 von dem Servoventil 240 der zweiten Stufe zum Servoventil 210 der ersten Stufe und eine zweite Rückkopplungseinrichtung 320 vom Ausgang der Rückkopplungswelle 311 zum Servoventil 210 der ersten Stufe, erreicht.

Die erste Rückkopplungseinrichtung 312 umfaßt einen Kniehebel, der ein Ende 315 aufweist, das sich mit dem Kolben 262 des Trommelventils 242 der zweiten Stufe in Kontakt befindet, und ein anderes Ende 316, dasüber ein Widerlager 313 und eine erste Rückkopplungsfeder 318 mit dem Schieberventil 212 der ersten Stufe gekoppelt ist. Das Ende 315

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des Kniehebels kann am Kolben 262 befestigt sein. Eine zweite Feder 336 ist in der Nähe des Schieberventils 212 angeordnet, um das Schieberventil 212 in einer Richtung unter Vorspannung zu setzen, die der der ersten Rückkopplungsfeder 318 entgegengesetzt ist. Die zweite Feder 336 ist mit einem Federeinstellmechanismus 317 gekoppelt, der einem festen Bezugspunkt zugeordnet ist, beispielsweise einem Gehäuse der Einheit.

Die erste Rückkopplungseinrichtung 312 arbeitet in einer Weise, die der der ersten Rückkopplungseinrichtung 112 der Ausführungsform der Figur 1 entspricht. Wenn das Schieberventil 212 der ersten Stufe in seine zweite Position bewegt worden ist (gegen den Uhrzeigersinn), so daß das ringförmige Ende 216 des Ventils 212 in Figur 2 nach utiten verschoben ist, wird unter Druck stehende Luft von der Strömungsmittelquelle 229 der ersten Ausgangsleitung 222 der ersten Stufe zugeführt, um das Trommelventil 242 der zweiten Stufe in Figur 2 nach links zu bewegen. Durch die Bewegung des Trommelventils 242 nach links wird die erste Rückkopplungsfeder 318 ausgelenkt, wodurch das Schieberventil 212 der ersten Stufe in seine erste Position rezentriert oder im wesentlichen rezentriert wird.

Die zweite Rückkopplungseinrichtung umfaßt einen zweiten Rückkopplungearm 321, der mit einer Rückkopplungswelle verbunden ist, um dieser eine Winkelbewegung mitzuteilen.

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Das Ende 323 des Rückkopplungsarmes 321 ist mit dem Gestänge 208 über eine Rückkopplungsfeder 360 verbunden, um das Schieberventil 212 der ersten Stufe in eine Richtung zu bewegen, welche bewirkt, daß sich das Trommelventil der zweiten Stufe in seine erste Position zurückbewegt. Wenn beispielsweise ein Eingangssignal für den Drehmomentmotor 202 zu einer Bewegung des Schieberventils 212 der ersten Stufe in seine zweite Position (gegen den Uhrzeigersinn) führt, wird das Trommelventil 242 der zweiten Stufe in seine zweite Position (nach links) bewegt, wodurch das Schieberventil 212 durch die erste Rückkopplungseinrichtung 313 in seine erste Position zurückbewegt wird. Eine Verschiebung des Rückkopplungsarmes 321 im Uhrzeigersinn bewirkt dann, daß das Ende 323 die Feder 360 zusammendrückt und somit das Gestänge 208 nach links drückt, was eine Bewegung des Schieberventils 212 von seiner ersten Position in seine dritte Position (im Uhrzeigersinn) und somit eine Bewegung des Trommelventils 242 in seine erste Position zurück (nach rechts) bewirkt. Diese Rezentrierung des Trommelventils 242 der zweiten Stufe in seine erste Position führt zu einer Rückkopplungsbewegung des Kniehebels 315 vom Trommelventil der zweiten Stufe zur ersten Stufe und zu einem Zusammenpressen der ersten Rückkopplungsfeder 318, so daß auf diese Weise das Schieberventil 212 der ersten Stufe in seine erste Position rezentriert wird. Das System kann nummehr aufs neue betrieben werden.

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Wie bei der Ausführungsform der Figur 1 kann ebenfalls eine elektrische Rückkopplung stattfinden. Eine elektrische Rückkopplung wird durch einen Rückkopplungsdrehmelder vorgesehen, der ein elektrisches Signal über die Anschlußklemme 207 zu einer Steuervorrichtung 205 zurückführt, die danach das Rückkopplungssignal verarbeitet und dem Drehmomentmotor 202 ein Eingangssignal zuführt, um auf diese Weise das Schieberventil der ersten Stufe zu positionieren, wie gefordert.

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Leerseite

Claims

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f. ·:·:.-ϊγ ■ ,- ..3 8 G O O f-.-i üiicr.sn 2

THE BENDIX CORPORATION

Executive Office

Bendix Center

Southfield, Michigan 48Q76

USA

München, 29.Oktober 1980 Anwaltsakte: M-5327

Patentansprüche

.j Zweistufige pneumatische Servoventileinheit zur Steuerung eines pneumatisch angetriebenen Ausgangsmotors, der in der Lage ist, eine mechanische Ausgangsgröße in entgegengesetzten Richtungen als Funktion eines Eingangssignals zu liefern, mit einer Ventileinrichtung einer ersten Stufe und einer Ventileinrichtung einer zweiten Stufe, wobei die Ventileinrichtung der erste Stufe die Strömungsmittelzufuhr von einer pneumatischen Strömungsmittelquelle zu der Ventileinrichtung der zweiten Stufe steuert und einen Eingangskanal einer ersten Stufe aufweist, der mit der Strömungsmittelquelle verbunden ist, zwei Ausgangskanäle einer ersten Stufe, die mit entsprechenden Druckkammern der Ventileinrichtung der zweiten Stufe verbunden sind, um diese in entgegengesetzte Richtungen zu bewegen, wenn sie Strömungsmitteldruck ausgesetzt sind, und ein Ventilelement einer ersten Stufe, das auf ein Eingangssignal

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anspricht, um sich von einer ersten oder Ruhelage, in der die Strömungsmittelverbindung zwischen dem Eingangskanal der ersten Stufe und beiden Ausgangskanälen der zweiten Stufe gedrosselt ist, in eine zweite oder eine dritte Position zu bewegen, in der die Strömungsmittelverbindung zwischen dem Eingangskanal der ersten Stufe und dem einen oder dem anderen der Ausgangskanäle der ersten Stufe hergestellt ist, und wobei die Ventileinrichtung der zweiten Stufe den Strömungsmittelzufluß von der Strömungsmittelquelle zum Ausgangsmotor steuert und einen Eingangskanal einer zweiten Stufe, der mit der Strömungsmittelquelle verbunden ist, aufweist, zwei Ausgangskanäle einer zweiten Stufe, die mit entsprechenden Druckkammern des Motors in Verbindung stehen, und ein Ventilelement einer zweiten Stufe, das auf den den Druckkammern zugeführten Strömungsmitteldruck anspricht, um sich von einer ersten oder Ruhelage, in der die Strömungsmittelverbindung zwischen dem Eingangskanal der zweiten Stufe und beiden Ausgangskanälen der ersten Stufe gedrosselt ist, in eine zweite oder eine dritte Position zu bewegen, in der die Strömungsmittelverbindung zwischen dem Eingangskanal der zweiten Stufe und dem einen oder dem anderen der Ausgangskanäle der zweiten Stufe hergestellt ist, um den Ausgangsmotor in der einen oder der anderen Richtung zu betätigen, dadurch gekennzeichnet, daß sie desweiteren erste Rückkopplungseinrichtun— gen (112, 312) zur Bewegung des Ventilelementes (12, 212) der erste Stufe in Ansprache auf die Bewegung des Ventil-

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elementes (42, 242) der zweiten Stufe in seine erste Position zurück umfaßt und zweite Rückkopplungseinrichtungen (120, 320) zur Steuerung des Ventilelementes (12, 212) der ersten Stufe, um dieses in Ansprache auf die vom Ausgangsmotor (104, 304) zur Verfügung gestellte tatsächliche mechanische Ausgangsgröße in Ansprache auf die Betätigung durch die Ventileinrichtung der zweiten Stufe in seine erste Position zurückzubewegen.
2. Servoventileinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Rückkopplungseinrichtungen eine erste Rückkopplungsfeder (118, 318) umfassen, die zwischen dem Ventilelement ( "i2, 212) der ersten Stufe und dem Ventilelement (42, 242) der zweiten Stufe angeordnet ist, um das erstgenannte in Ansprache auf die Bewegung des letztgenannten zu bewegen, wobei durch die Bewegung des Ventilelementes der zweiten Stufe aus seiner ersten Position in eine seiner zweiten und dritten Positionen die erste Rückkopplungsfeder unter Vorspannung gesetzt wird, um das Ventilelement der ersten Stufe in seine erste Position zurückzubewegen.
3. Servoventileinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Rückkopplungseinrichtungen einen Rückkopplungsarm (122, 321) umfassen, der zwischen dem mechanischen Ausgang des Ausgangsmotors und dem Ventilelement (12, 212) der ersten Stufe angeordnet und durch den mechanischen Ausgang des Ausgangsmotors bewegbar ist, um

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das Ventilelement der ersten Stufe in eine seiner zweiten und dritten Positionen zu bewegen, sowie eine zweite Rückkopplungsfeder (136, 360), die zwischen dem Rückkopplungsarm und dem Ventilelement der ersten Stufe angeordnet ist.
4. Servoventileinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Rückkopplungseinrichtungen desweiteren elektrische Rückkopplungseinrichtungen (110, 310) zur Umwandlung der mechanischen Ausgangsgröße des Ausgangsmotors in ein elektrisches Rückkopplungssignal· umfassen sowie Einrichtungen zum Koppeln des elektrischen Rückkopplungssignales mit dem Eingangssignal, um das Ventilelement (12, 212) der ersten Stufe zu bewegen.
5. Servoventileinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Druckkammern (70, 72; 270, 272) der Ventileinrichtungen (40, 240) der zweiten Stufe gleitend einen Verstärkerkolben (60, 62; 260, 262) aufnimmt, der mit dem Ventilelement (42, 242) der zweiten Stufe verbunden ist und der einen Bereich aufweist, der wesentlich größer ist als der des Ventilelementes, wobei der maximale Abstand zwischen der Stirnseite des Verstärkerkolbens und einer gegenüberliegenden Wand der Druckkammer im wesentlichen dem maximalen Hub des Kolbens entspricht.

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6. Servoventileinhsit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie desweiteren erste und zweite Dämpfungsbehälter (96, 98; 296, 298) umfaßt, die über getrennte Drosseln (100, 102; 300, 302) in Strömungsmittelverbindung mit entsprechenden Druckkammern (70, 72; 270, 272) der Ventileinrichtungen (40, 240) der zweiten Stufe stehen, um die Bewegung des Ventilelementes der zweiten Stufe zu dämpfen.
7. Servoventileinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadur-ch gekennzeichnet, daß sie desweiteren Federeinrichtungen umfaßt, die dem Ventilelement (42, 242) der zweiten Stufe zugeordnet sind, um plötzliche Bewegungen des Ventils der zweiten Stufe auszuschalten, und daß die Federeinrichtungen eine erste Feder (86, 286) und eine zweite Feder (88, 288) aufweisen, die mit dem Ventilelement der zweiten Stufe gekoppelt sind, um dieses in entgegengesetzte Richtung unter Vorspannung zu setzen, wobei die erste und zweite Feder außerhalb der Druckkammern (70, 72; 270, 272) angeordnet sind.

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