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Vorsteuerventil für druckmittelbetriebene Motoren Die Erfindung bezieht
sich auf ein Vorsteuerventil für druckmittelbetriebene Motoren, insbesondere Rudermotoren
in Flugzeugselbststeueranlagen.
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Bisher war es üblich, derartige Vor steuerventile mit Ventilnadeln
zu versehen, die aus vollem Material hergestellt waren und teilweise einen abgesetzten
Führungszapfen aufwiesen, der in die Druckmittelabfiußbohrung des Vorsteuerkolibenshineinragte.
Diese.Ventile haben den Nachteil, :daß ihre Bohrung und Nadel eine sehr kostspielige
genaue Zentrierung erfordern. Die Genauigkeit ist hierbei nur im Bereich der fertigungsmäßig
erreichbaren Toleranzen zu erzielen.
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Durch die Erfindung ist ein V orsteuerventil geschaffen, bei dem eine
solche genaue Zentrierung fortfällt. Dies ist dadurch erreicht, daß die Vorsteuernadel
hohl und der dem einen Ende der Nadel zugekehrte - Teil des Steuerkolbens aus vollem
Material, also ohne Steuerbohrung, hergestellt sind und daß ferner das andere Ende
und seitliche Abflußbohrungen der Nadel mit der Druckmittelrückleitung bzw. dem
drucklosen Raum in Verbindung stehen. Die Vereinigung dieser Merkmale bildet die
Erfindung.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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Es bedeuten i die Vorsteuernadel, 2 den Vorsteuerkolben, der in dem
Steuerzylinder 3 verschiebbar ist. 4 ist die Druckmittelzu-und 5 die Druckmittelrückleitung,
die in den drucklosen Raum 6 ragt. Zur Sicherung der Nadel i gegen schädliches,
hartes Aufsetzen auf die gegenüberliegende Kolbenfläche ist die Nadel über eine
federnde Aufhängung 22, 23 mit Anschlag 7 mit dem Hebel 8 verbunden. Dieser ist
mit seinem einen Ende mit einem Drehmagneten g gekuppelt, der durch
nicht
dargestellte Schaltmittel, beispielsweise durch einen Kreiselhorizont, über ein
in Differenzschaltung angeschlossenes Potentiometer in dem einen oder anderen Sinne
beeinflußt werden kann. Das andere Ende des Hebels 8 ist an den Arbeitskolben iö
angeschlossen, der in dem Arbeitszylinder i i läuft und an das Ruder 12 angelenkt
ist. Der Zylinder ii steht durch die Leitungen 13 und 14 mit dem Zylinder 3 in Verbindung.
Die Druckmittelzuleitung .1 ist durch die Abzweigungen 15, 16, 17 und die Rückleitung
5 durch die <1,bzweigungen i8 und ig mit dem Steuerzylinder 3 verbunden. Die
der Vorsteuernadel i zugekehrte Fläche des einen Endes des Kolbens :2 ist, abzüglich
des Querschnittes der Vorstehernadel, größer ausgebildet als die Fläche 2i des anderen
Kolbenendes. Der der Nadel zugekehrte Kolbenboden -2o ist rechtwinklig zu seiner
Achse plan geschliffen.
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Die Wirkungsweise des neuen Ventils ist folgende: Es sei angenommen,
daß sich das eine Ende der Nadel i in einem derart geringen Abstand von der Kolbenfläche
2o befindet, daß das durch die Abzweigung 17 hinzuströmende und durch die Nadel
in den drucklosen Raum 6 zurückströmende Druckmittel, z. B. Ö1 oder Druckluft, in
dem Zwischenraum zwischen dem genannten Nadelende und der Kolbenfläche so stark
gedrosselt wird, daß der von dem Druckmittel auf die Fläche 2o ausgeübte Druck gleich
dem auf die Kolbenfläche 21 ausgeübten Druck ist. In diesem Zustand befinden sich
dann der Steuerkolben und (wie die Figur zeigt) da durch ihn die Leitungen 13 und
1:4. abgesperrt sind, auch der Arbeitskolben io mit dein Ruder 12 in der Ruhelage.
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Soll das Ruder 12 nach unten verstellt werden, so wird der Drehmagnet
g in der Weise beeinflußt, daß er sich entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn bewegt.
Dadurch wird das linke Ende des Hebels 8 nach oben bewegt und damit die Nadel i
von der Kolbenfläche 2o weiter entfernt. Eine Drosselung des durch die Abzweigung
17 hinzuströmenden Druckmittels zwischen der Kolbenfläche 2o und der Nadel i findet
dann nicht mehr statt. Das Druckmittel fließt vielmehr ungedrosselt durch die Nadel
in den drucklosen Raum 6 zurück, so daß der auf der Fläche 2o lastende Druck sinkt.
Der Steuerkolben 2 bewegt sich daher nach oben und öffnet dabei die Leitungen 13
und 1q.. Das durch die Abzweigung 16 zuströmende Druckmittel fließt dann durch den
Zylinder 3 und die Leitung 14 in den Zylinder i i und drückt den Kolben io nach
unten. Dabei wird das unterhalb des Xolbens io vorhandene Druckmittel durch die
Leitung 13 in den Zylinder 3 und von dort durch die Abzweigung i8 in die Rückleitung
5 gepreßt. Bei diesen Vorgängen neigt sich das Ruder 12 nach unten. Außerdem bewegt
sich das rechte Ende des Hebels 8 nach ( unten, wodurch sich die Nadel i ebenfalls
in ' dieser Richtung verschiebt und dabei auf die Kolbenfläche 2o auftrifft. In
diesem Augenblick wird, da, wie oben erwähnt, die Kolbenfläche 2o abzüglich des
Ouerschnittes der Nadel größer ist als die Fläche 21, auf die erstgenannte Teilfläche
von 2o ein größerer Druck ausgeübt als auf 21. Der Kolben 2 bewegt sich daher wieder
nach unten, und zwar so lange, bis er die Leitungen 13 und 14 von neuem absperrt.
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Alle Abmessungen der einzelnen Teile des Ventils sind nun derart gewählt,
daß in dem Augenblick, in dein der Kolben 2 die Leitungen 13 und i¢ abgeschlossen
hat, zwischen der Fläche 2o und der Nadel i wieder ein so geringer Zwischenraum
vorhanden ist, daß an dieser Stelle die oben erläuterte Drosselwirkung eintritt
und daher der Kolben 2 in Ruhe verbleibt.
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Soll das Ruder 12 nach oben verschwenkt werden, so wird der Drehmagnet
g in der Weise beeinflußt, daß er sich im Uhrzeigersinn dreht. Dadurch wird dann
das linke Ende des Hebels 8 nach unten und damit die Nadel i ebenfalls in dieser
Richtung bewegt, bis sie auf die Kolbenfläche 2o auftrifft. In diesem Augenblick
ist dann wieder der Druck, der auf den um den Querschnitt der Nadel verminderten
Teil der Fläche 2o von dem Druckmittel ausgeübt wird, größer als der auf die Fläche
2i ausgeübte, so daß sich der Kolben 2 nach unten bewegt und die Leitengen 13 und
14 freigibt. jetzt gelangt das aus der Abzweigung 16 kommende Druckmittel durch
den Zylinder 3 in die Leitung 13 und von dort in den Zylinder i i, wo es auf die
untere Kolbenfläche drückt und den Kolben io nach oben verschiebt, so daß das Ruder
i2 nach oben gedreht wird. Ferner strömt das oberhalb des Kolbens in dem Zylinder
i i vorhandene Druckmittel durch die Leitung 14., :den Zylinder 3 und die Abzweigung
19 in -die Rückleitung 5 zurück. Gleichzeitig mit der Verschiebung des Kolbens
io wandert auch das rechte Ende des Hebels 8 nach oben. Dabei hebt sich die Nadel
i von der Kolbenfläche 2o ab und verschiebt sich ebenfalls nach oben, so daß der
auf der Fläche 2o lastende Druck sinkt und auch der Kolben 2 nach oben wandert,
bis zwischen der Fläche 2o und der Nadel i wieder ein so geringer Zwischenraum besteht,
daß die obenerwähnte Drosselwirkung eintritt und die auf die Flächen 20 und 21 ausgeübten
Drücke sich das Gleichgewicht halten.
In diesem Augenblick schließt
der Kolben 2 die Leitungen 13 und 14 ab, und alle Teile des Ventils befinden
sich wieder in Ruhe.