DE3514602A1

DE3514602A1 - Rueckstelleinrichtung

Info

Publication number: DE3514602A1
Application number: DE19853514602
Authority: DE
Inventors: André Saint Priest en Jarez Rousset; Maurice Lorette Tardy
Original assignee: Bennes Marrel SA
Current assignee: Bennes Marrel SA
Priority date: 1984-03-13
Filing date: 1985-04-23
Publication date: 1986-10-30
Also published as: FR2561338A1; US4615507A; FR2561338B1

Description

35U602

RÜCKSTELLEINRICHTUNG

Die Erfindung betrifft eine Rückstelleinrichtung für ein translatorisch bewegbares Organ mit einer Schraubenfeder, die zwischen äußeren Randflanschen an außen zylindrischen, topfförmigen Federlagern eingespannt ist, welche axial verschieblich auf dem sich durch Löcher in ihren gegeneinander weisenden Böden erstreckenden bewegbaren Organ sitzen, durch die Feder bis zur Anlage an Anschlagschultern an dem Organ axial auseinander zu drücken sind und mit ihren axial äusseren Endflächen an festen Anschlagflächen abstützbar sind»

Bei dem genannten bewegbaren Organ kann es sich z.B. um den Schieber eines Steuerventils oder eines hydraulischen Verteilers handeln, wie er insbesondere bei hydraulischen Systemen zur Steuerung von Kraftzylindern, Ventilen, Pumpen oder Hydraulikmotoren und dergleichen vorkommt. Solche hydraulischen Steuerungen finden sich bei Werkzeugmaschinen, Baumaschinen, in der Luftfahrtindustrie und verschiedenen anderen Industriezweigen.

Es sind bereits hydraulische Steuerschieber bekannt, auf deren einem Ende zwei topfförmige Ringe sitzen, zwischen denen eine Schraubenfeder eingespannt ist. Jeder der beiden Ringe stützt sich an einer festen Wand eines Stators bzw. Gehäuses ab. Der Schieber läßt sich, ausgehend von einer mittleren Stellung, axial nach beiden Seiten verschieben.

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Die Feder stellt ihn jeweils automatisch in die mittlere Ausgangsstellung zurück, sobald die Kräfte, die ihn ausgelenkt haben, aufhören.

Im praktischen Gebrauch sind bei der bekannten Rückstelleinrichtung störende Reibungskräfte festzustellen. Es kommt einerseits zur Reibung zwischen der Feder und den als Federlager dienenden Ringen, andererseits zwischen den letzteren und dem sie tragenden Bereich des Schiebers. Die Reibungen können zum Auftreten schwer zu überwindender Punkte führen, die besonders dann stören, wenn die axiale Bewegung des Schiebers durch einen variablen Steuerdruck gesteuert wird. Dann ist nämlich in jedem Moment die axiale Stellung des Schiebers definiert durch das Gleichgewicht zwischen zwei gegeneinander wirkenden Kräften, nämlich einerseits der durch den Steuerdruck ausgeübten Kraft und andererseits der Gegenkraft der Feder. Da der Steuerdruck selbst variabel ist, hängt das Maß der variablen Verschiebung von der durch die Feder auf den Schieber ausgeübten Kraft ab, und es ist ohne weiteres verständlich, daß sich dann, wenn Reibungskräfte hinzutreten, an falscher Stelle ein Kräftegleichgewicht einstellen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den genannten Mangel zu beseitigen und eine Rückstelleinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der auf dem gesamten Funktionsweg des bewegbaren Organs, z.B. Steuerschiebers, keine Reibungskräfte auftreten.

Vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Federlager bis auf eine kurze zylindrische Zone am Übergang in den Randflansch eine konische äußere Mantelfläche haben und das bewegbare Organ im Bereich zwischen Sitzflächen der an den Anschlagschultern anliegenden Federlager einen kleineren Durchmesser hat als die Löcher in diesen.

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Bei der neuen Rückstelleinrichtung kann nur in einer ganz kurzen Phase unmittelbar nach Beginn der Auslenkung des bewegbaren Organs aus der Mittelstellung Reibung zwischen den relativ zueinander bewegbaren Teilen stattfinden. Diese kurze Phase kann in der Regel beendet sein, bevor der eigentliche Funktionsweg, auf dem das bewegbare Organ seine Steuerfunktion ausübt, beginnt.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist die zylindrische Zone der Federlager im wesentlichen axial nur so lang wie der Drahtdurchmesser der Feder, und in weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung sind die Sitzflächen der Federlager zylindrisch und im wesentlichen axial nur so lang wie die Dicke ihrer Böden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein Ende eines

durch einen variablen Steuerdruck verstellbaren hydraulischen Steuerschiebers mit einer erfindungsgemäßen Rückstelleinrichtung in der mittleren Ausgangsstellung;

Fig. 2 eine Ansicht entsprechend Fig. 1, wobei der Steuerschieber unter Kompression der Feder nach rechts verschoben ist.

In der Zeichnung ist ein hydraulischer Verteiler angedeutet, dessen Stator 1 an seinem einen Ende aus einem festen Gehäuse 2 besteht, in welches sich in bekannter Weise das mit der Rückstelleinrichtung zusammenwirkende Ende 3 des Schiebers des Verteilers erstreckt. Die Bewegungen des Schiebers 4 aus der gezeigten neutralen Mittelstellung nach beiden Seiten (Pfeile 5 und 6) werden durch bekannte, nicht gezeigte Mittel gesteuert, z.B. durch einen schwankenden Steuerdruck.

Das Zurückstellen des Schiebers 4 in die Neutralstellung nach Fig. 1 wird durch eine Schraubenfeder 7 sichergestellt, die zwischen äußeren Randflanschen 8 und 9 zweier als Federlager dienender Ringe 10, 11 eingespannt ist. Die im wesentlichen topfförmigen Ringe 10 und 11 sitzen in entgegengesetzt gerichteter Lage, in der sie mit ihren Böden 15 bzw. 19 gegeneinander weisen auf einem verjüngten Bereich 12 des Endes 3 des Schiebers 4 zwischen zwei Anschlagschultern 13 und 14 des Letzteren, Zu diesem Zweck sind die Böden 15 und 19 jeweils mit einem mittleren kreisrunden Loch 16 bzw. 20 versehen.

Zwischen dem Boden 15 bzw. 19 und dem Randflansch 8 bzw. haben die Ringe 10 bzw. 11 außen eine konische Mantelfläche 17 bzw. 21, die sich zum Randflansch hin erweitert und über eine kurze zylindrische Zone 18 bzw. 22 in den Randflansch übergeht. Durch den Druck der Feder 7 gegen die Randflanschen 8 und 9 werden die Böden 15 und 19 gegen die Anschlagschultern 13 und 14 gedrückt, wenn die Rückstelleinrichtung die in Fig. 1 gezeigte mittlere Neutralstellung einnimmt. Die axiale Länge 24 der äußeren zylindrischen Zonen 18 und 22 stimmt im wesentlichen mit dem Drahtdurchmesser 23 der Feder 7 überein.

Der verjüngte zylindrische Bereich 12 des Schieberendes 3 hat einen Durchmesser 25, der kleiner ist als der Durchmesser der Löcher 16 und 20. An diesen mittleren Bereich 12 schließen sich beidseits sich konisch erweiternde Bereiche 26 und 27 an, die über zylindrische Bereiche 28 bzw. 29 in die koaxial angeordneten Anschlagschultern 13 bzw. 14 übergehen. Die axiale Länge 30 der zentrierenden zylindrischen Bereiche 28, 29 ist im wesentlichen gleich der Dicke der Böden 15, 19 der zugeordneten Ringe 10, 11. Die aus der Feder 7 und den Ringen 10, 11 bestehende Einheit ist mit beträchtlichem Radialspiel im inneren Hohlraum des festen Gehäuses 2 montiert.

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Die beschriebene Rückstelleinrichtung arbeitet wie folgt:

Wenn die nicht gezeigten Steuermittel den Verteilerschieber 4 entsprechend Pfeil 5 in Fig. 2 nach rechts verschieben, bleibt er in derjenigen Stellung stehen, in der sich die auf ihn wirkenden entgegengerichteten Kräfte, nämlich einerseits der Steuerdruck, andererseits die Reaktionskraft der mehr oder weniger stark zusammengedrückten Feder 7, im Gleichgewicht befinden. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß bei dieser Verschiebung zwischen den relativ zueinander bewegten Teilen keine Reibung stattfinden kann. Der Ring 11 kann nur ganz zu Beginn der Bewegung am zentrierenden Bereich 29 des Schieberendes 3 reiben, dann kommt er außer Kontakt mit diesem. Die Länge 30 des zentrierenden Bereichs 29 ist jedoch so kurz ausgelegt, daß die Reibung aufhört, also der Ring 1 den Kontakt mit dem Schieberende 3 verliert, bevor man diejenige Stellung erreicht, von der ab der Verteilerschieber das den Verteiler durchströmende Fluid steuert.

Weiterhin ist nur jeweils die letzte Windung an jedem Ende der Feder 7 in Berührung mit der sie zentrierenden, zylindrischen Zone 18 bzw. 22. Die anderen Windungen der Feder kommen nirgends mit den Ringen 10, 11 zur Berührung, da diese in der beschriebenen Weise konisch ausgebildet sind.

Claims

35H602 PATENTANSPRÜCHE

1. Rückstelleinrichtung für ein translatorisch bewegbares Organ mit einer Schraubenfeder, die zwischen äußeren Randflanschen an außen zylindrischen, topfförmigen Federlagern eingespannt ist, welche axial verschieblich auf dem sich durch Löcher in ihren gegeneinander weisenden Böden erstreckenden bewegbaren Organ sitzen, durch die Feder bis zur Anlage an Anschlagschultern an dem Organ axial auseinander zu drücken sind und mit ihren axial äußeren Endflächen an festen Anschlagflächen abstützbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Federlager (10, 11) bis auf eine kurze zylindrische Zone (18, 22) am Übergang in den Randflansch (8, 9) eine konische äußere Mantelfläche haben und das bewegbare Organ (3, 4) im Bereich (12, 26, 27) zwischen Sitzflächen (28,29) der an den Anschlagschultern (13,14) anliegenden Federlager (10, 11) einen kleineren Durchmesser hat als die Löcher (16, 20) in diesen.

2. Rückstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die zylindrische Zone (18, 22) der Federlager (10, 11) im wesentlichen axial nur so lang ist wie der Drahtdurchmesser (.23) der Feder (7) .

3. Rückstelleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die •Sitzflächen (28, 29) für die Federlager (10, 11) zylindrisch und im wesentlichen axial nur so lang sind wie die Dicke ihrer Böden (15, 19).