DE822414C

DE822414C - Electro-hydraulic regulating throttle

Info

Publication number: DE822414C
Application number: DEP17545D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Alfred Lang
Original assignee: Elektro Mechanik GmbH; ELMEG Elektro Mechanik GmbH
Current assignee: Elektro Mechanik GmbH; ELMEG Elektro Mechanik GmbH
Priority date: 1948-10-09
Filing date: 1948-10-09
Publication date: 1951-11-26

Description

Elektrohydraulische Regeldrossel Für die verschiedenartigen Regelaufgal)en, insbesondere für die Reglung vonRegelbremsen u. dgl., kommen mit Vorteil elektrohydraulische Regeldrosseln zur Anwendung, bei denen der Kern eines elektromagnetischen Spulenmeßwerkes mit dem Steuerschieber der Regeldrossel gekuppelt ist. Die Erfindung bezieht sich auf eine Regeldrossel dieser Art und besteht im wesentlichen darin, da.ß der Steuerschieber und der Spulenkern einerseits und der Steuerzylinder und der Spulenkörper andererseits je ein einheitliches Bauelement bilden. Eine solche bauliche Zusammenfassung ergibt ein neuartiges Regelglied, das sich durch kleinste Abmessungen, geringste Maße, kürzeste Ölverbindung und geschlossenen Aufbau auszeichnet. Alle Gelenke o. dgl. sind vermieden, und es sind damit auch alle Regelungenauigkeiten ausgeschaltet, die sich durch Lose der Gelenke ergeben.Electrohydraulic control throttle For the various control requirements Electrohydraulic ones are particularly advantageous for regulating regulating brakes and the like Control chokes for use in which the core of an electromagnetic coil measuring mechanism is coupled to the control spool of the control throttle. The invention relates to on a control throttle of this type and consists essentially in the fact that the control slide and the bobbin on the one hand and the control cylinder and the bobbin on the other hand each form a single component. Such a structural summary results a new type of control element, which is characterized by the smallest dimensions, smallest dimensions, the shortest oil connection and closed design. All joints or the like are avoided and all control inaccuracies are eliminated, which result from loosening the joints.

Die Zeichnang zeigt in den :ebb. i bis 4 verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung. Bei allen Ausführungen besteht die erfindungsgemäße elektrohydraulische Regeldrossel im wesentlichen aus dem Spulenkörper i o, der Spulenwicklung i i, dem Spulenkern 12, dem Steuerschieber 13 sowie dem Steuerzylinder 1.4 mit dem Olzufluß 15, dem Ülabfluß 16 und dem Leckölauslaß 17.The drawing shows in the: ebb. i to 4 different embodiments of the invention. In all versions, the electrohydraulic regulating throttle according to the invention consists essentially of the coil body io, the coil winding ii, the coil core 12, the control slide 13 and the control cylinder 1.4 with the oil inflow 15, the oil outflow 16 and the leakage oil outlet 17.

Bei der Ausführung der Abb. i bildet das untere 1,--n-de des Spulenkernes 12 zugleich den Steuerschieber 13. 18 ist hier eine Statikfeder, durch die die Statik des Meßwerkes nach Wunsch einstellbar ist. Beim Weglassen der Feder 18 arbeitet eine solche Regeldrossel über einen gewissen Bereich astatisch, d. h. der Ausschlag ist innerhalb des Reglerhubes unabhängig,von der angelegten Spannung.In the execution of Fig. I, the lower 1, - n-de of the coil core forms 12 at the same time the control slide 13. 18 is here a static spring through which the static of the measuring mechanism is adjustable as required. When the spring 18 is omitted, it works such a control throttle astatic over a certain range, d. H. The rash is independent of the applied voltage within the controller stroke.

Abb. 2 zeigt eine Ausführung, die im Gegensatz zu der nach Abb. i lagenunabhängig ist. Der Spulenkern 12 ist als Tauchspule ausgebildet, der außer der Regelspannung, die bei Wechselstrom zweckmäßig gleichzurichten ist, über eine Hilfswicklung eine konstante Gleichspannung zugeführt wird, %%-(>durch je nach Ausbildung der Wicklung .ein b°liebiges statisches oder astatisc.hes ''erhalten erzielt werden kann. Eine solche Regeldrossel ist hoch empfindlich und kommt daher vor allem dann zur :ltiwendting, wenn hohe Ansprüche an Schnelligkeit und Genauigkeit der Reglung gestellt werden.Fig. 2 shows an embodiment which, in contrast to that of Fig. I is position-independent. The coil core 12 is designed as a plunger coil, the except the control voltage, which is expediently rectified in the case of alternating current, via a Auxiliary winding a constant DC voltage is supplied, %% - (> through Depending on the design of the winding, receive a b ° lovable static or astatisc.hes '' can be achieved. Such a control throttle is highly sensitive and therefore comes from especially for: ltiwendting when high demands on speed and accuracy the regulation.

Nach Abb. 3a wird ein ebenfalls Iagenunabhängiger Zugkraftmagnet verwendet, wobei durch eine Feder ih mit quadratischer Kennlinie dafür gesorgt wird, daß die bekannte quadratische Zunahme der Zugkraft bei solchen Magneten kompensiert wird, so daß die Stellung des Steuerschiebers 13 wieder unabhängig von der Magnetspannung (astatisch) oder nur schwach abhängig (schwache Statik) wird. Der Steuerschieber 13 kann dabei mit einem Dämpfungskolben i9 versehen werden, der bewirkt, daß der Schieber keine ruckartigen Bewegungen ausführt und der Ölstrom sich nicht ruckartig ändert. Eine weitere wirksame Dämpfung kann nach Abb.3b dadurch erreicht werden, claß mit dem Steuerschieber 13 ein Bremskolben iga verbunden ist, der z. ß ins Lecköl taucht und eine der Auslenkungsgeschwindigkeit proportionale Dämpfungskraft erzeugt.According to Fig. 3a, a position-independent tensile force magnet is used, whereby a spring ih with a square characteristic ensures that the known square increase in the tensile force is compensated for with such magnets, so that the position of the control slide 13 is again independent of the magnetic tension (astatic ) or only weakly dependent (weak statics). The control slide 13 can be provided with a damping piston i9, which has the effect that the slide does not perform any jerky movements and the oil flow does not change jerkily. A further effective damping can be achieved according to Fig.3b in that a brake piston iga is connected to the control slide 13, which z. ß is immersed in the leakage oil and generates a damping force proportional to the deflection speed.

Ilei der Ausführung der A.1111.4 ist der Spulenkern 12 mit dem Steuerschieber 13 verschraubt und durch die :Mutter 20 gesichert. Die Hubbegrenzung erfolgt durch die einstellbaren, von exzentrischen Scheiben gebildeten Anschläge 21 und 22. Der Steuerschieber 13 gleitet in einer Buchse 23, die in den Steuerzylinder 1:I eingepreßt ist. Diese Buchse zrntriert gleichzeitig das ,bewegliche System im \leßwerk. Der Winkel 24 dient zum Befestigen der Kegeldrossel im Ölbehälter.In the execution of A.1111.4, the coil core 12 is screwed to the control slide 13 and secured by the nut 20. The stroke is limited by the adjustable stops 21 and 22 formed by eccentric disks. The control slide 13 slides in a socket 23 which is pressed into the control cylinder 1: I. This socket simultaneously centers the moving system in the movement. The angle 24 is used to fasten the conical throttle in the oil tank.

In der gezeichneten unteren Endlage der Regeldrossel fließt das Drucköl über die freien Auslaßbohrungen 16 in den Ölraum zurück. Es stellt sich somit der kleinste Druck ein, wodurch das Meßwerk anzieht. Der Kern 12 bewegt sich nach oben, und der Steuerschieber 13 schließt in zunehmendem Maße die Auslaßöffnungen 16, wodurch der Druck zunimmt, bis sich der Gleichgewichtszustand eingestellt hat. Durch die Auslaßreglung wird ein Kleben des Steuerschiebers 13 bei geschlossenem Auslaß 16 vermieden, der Druck trifft nämlich dann nicht radial auf den Steuerschieber 13, sondern nur axial, wobei sich diese Kräfte aufheben. Dagegen kann bei einer Drosselreglung auf der Zuflußseite, \'ertauschun.g von -f- und - in der Zeichnung, leicht ein Klebenbleiben bei geschlossenem Zufluß 15 stattfinden, da dann der volle Öldruck radial auf dem Steuerschieber ruht, wobei sichdieseKräfte in der Praxis nicht unbedingt aufheben, da dann der Luftspalt zwischen Schieber 13 und Buchse 23 nicht über den ganzen Umfang gleich ist.In the lower end position of the control throttle shown, the pressurized oil flows back into the oil chamber via the free outlet bores 16. This results in the lowest pressure, which causes the measuring mechanism to pick up. The core 12 moves upwards and the control slide 13 closes the outlet openings 16 to an increasing extent, whereby the pressure increases until the equilibrium state has been established. The outlet regulation prevents the control slide 13 from sticking when the outlet 16 is closed, since the pressure then does not hit the control slide 13 radially, but only axially, whereby these forces cancel each other out. On the other hand, with a throttle control on the inflow side, \ 'exchange of -f- and - in the drawing, sticking can easily take place with the inflow 15 closed, since the full oil pressure then rests radially on the control slide, whereby these forces are not in practice must be canceled, since the air gap between slide 13 and socket 23 is then not the same over the entire circumference.

Die Statikeinstellung im Bereich von etwa o bis 5% erfolgt durch Höher- oder Tieferschrauben des Kernes 12, je nachdem die Statik kleiner oder größer .werden soll. Wird eine größere Statik verlangt, so erhält das -bewegliche System eine Zusatzfeder, die sich gegen das Gehäuse abstützt. Zur Dämpfungseinstellung der Regeldrossel ist der LeckölauSlaß 17 mittels der Schraube 2; einstell- bar, die zti diesem Zweck mit einem Schlitz 26 ver- sehen ist. Ein Teil des Leckö 1s sammelt sich in dem Raum oberhalb des Stetierscliiebers und übt eine mehr oder weniger große dämpfende Kraft auf den Steuerschieber aus, je naclidc°in die Schraube 25 mit dem Schlitz 26 hehr oder weniger tief eingeschraubt wird. Die Einstellung wird während dcs Betriebes der Anlage vorgenommen. Kommt .es darauf an, die statischen hydraulischen Widerstände unterhalb eines hleinstwertes zu halten, so muß dafür gesorgt werden, daß zwischen Steuerschieber 13 und Zylinder 14 bzw. Buchse 23 (A1111. 4) eine dauernde Relativbewegung vorhanden ist. Dies kann auf verschiedene Weise erreicht werden. Der dem Meßwerk zugeführte gleichgerich- tete Strom kann einen starken Oberwellenteil be- sitzen, der bei Ausbildung (lus Spulenkernes als Permanentmagnet den Steuerschieber zum Vibrie- ren bringt. Reicht die Anil)littir(1e dieser Vibration nicht aus, so können bei Verwendung \-o11 Schwing- pumpen als Druckerzeuger noch die folgenden bei- den Maßnahmen -zusätzlich c#'"r für sich ergriffen werden. Der Drosselraum wird durch eine Buchse 27, die stramm in 13üeIISk'_ 23 sitzt, gegen den Steuer- schieber 13 aber einen SI>:ilt hat. in zwei Hä lftzti geteilt, derart, daß beim :luftreifen von Druck- stößen in der Zuleitung i vori'il>er gehend im oberen Drosselraum ein höherer Druck entsttlit als 1111 unteren Drosselraum, so daß der Steuerschieber 13 einen Impuls nach ob:n bknmmt. Andererseits wird der Steuerschieber 13 bei hlötzliclier Druckabsen- kung in der Zuleitung 15 eineu Impuls nach unten bekommen. Bei der Schwingl@unilie erfolgt nun di.° Druckerzeugung impulsweise finit einer Frequenz von ioo Hz, so daß der Steuerschieber 13 zwangs- weise diese Vibrationsfrequenz mitmacht. Die gün- stigste Amplitude dieser \-il>ration wird N-ersuclis- mäßig durch Vergrößern des SI>altes zwischen Buchse 23 und Steuerschieber 13 bestimmt. Die zweite Maßnahme besteht darin, die Regeldrossel mit der Schwingpumpe z. N durch Montage auf der gleichen Grundplatte mechanisch zu verbinden. Da- durch werden die ioo-I-Iz-Scliwinguiigen der Pumpe mechanisch auf die Regeldrossel übertragen, und es wird ein Kleben des Steuerschiebers 13 verhindert. Bei höheren Betriebsdrücken werden die Drossel- querschnitte der Regeldrossel ininier kleiner, so daß man unter Umständen Scliwieriglceiteri hat, einen großen Reglerhub zu erhalten. Wird der Reglerhub zu klein, z. B. kleiner als 2 bis 3 nim, so ist die Ein- haltung einer bestimmten Reglerkennlinie aus Her- stellungsgründen schwierig. Jede Ungenauigkeit, hervorgerufen durch Reibung oder Herstellungs- fehler, macht sich um so störender in der Regler- kennlinie bemerkbar, je kleiner der Reglerhub ist. Hat man nun als ölstromquelle eine Pumpe, deren Ölstrom druckabhängig ist, und zwar derart, daß die Fördermenge mit abnehmendem Druck zunimmt, so ist dies günstig für die Bemessung der Regel- drossel. Bei Verwendung einer Schwingpumpe, deren Druckhab durch eine Feder erzeugt wird, die beim Saughub durch einen Wecliselstronimagneten gespannt wird, nimmt der Ölstrom linear mit abnehmendem Druck zu. Beim Druck Null ist dann in diesem Fall der Ölstrom z. B. fünfmal größer als beim Nenndruck. Das bedeutet, daß die Regeldrossel mit zunehmender Öffnung, also. abnehmendem Druck, einen größeren Querschnitt aufweisen kann als im Falle der Olpumpe mit druckunabhängigem Olstrom, um jeweils den gleichen Druck einzustellen. Größere Öffnung bedeutet aber, daß der Reglerhub größer gemacht werden kann.The static setting in the range from about 0 to 5% is done by screwing the core 12 higher or lower, depending on whether the static should be smaller or larger. If greater statics are required, the movable system receives an additional spring that is supported against the housing. To adjust the damping of the control throttle is LeckölauSlaß 17 by means of the screw 2; adjustable bar, which is provided with a slot 26 for this purpose. see is. Part of the leakage collects in the Space above the bulldozers and practice one more or less great damping force on the Control slide off, each naclidc ° in the screw 25 with the slot 26 is screwed deeply or less deeply will. The setting is made during operation made of the system. It depends on the static hydraulic Resistances below a minimum value hold, it must be ensured that between Control slide 13 and cylinder 14 or bush 23 (A1111. 4) there is a permanent relative movement is. This can be achieved in a number of ways will. The rectified fed to the measuring mechanism tete current can be a strong harmonic part - sit, which in training (lus bobbin as Permanent magnet the control slide to the vibration ren brings. Sends the anil) littir (1e of this vibration not off, so when using \ -o11 vibration pump the following two the measures -additionally c # '"r taken for himself will. The throttle space is through a bushing 27, which sits tight in 13 üeIISk'__ 23, against the steering slide 13 but has an SI>: ilt. in two halves divided in such a way that when: butts in the supply line i'il> it going in the upper one The throttle chamber produces a higher pressure than 1111 lower throttle chamber, so that the control slide 13 an impulse to ob: n bknmmt. On the other hand will the control spool 13 when the pressure is reduced kung in the lead 15 a u pulse downwards receive. At the Schwingl @ unilie now di. ° Impulse generation of pressure finite frequency of 100 Hz, so that the control spool 13 compulsorily wisely this vibration frequency participates. The favorable The highest amplitude of this \ -il> ration is N-ersuclis- moderately by increasing the SI> old between Socket 23 and control slide 13 determined. the The second measure is the control throttle with the vibration pump z. N by mounting on the to mechanically connect the same base plate. There- by being the ioo-I-Iz-Scliwinguiigen of the pump mechanically transferred to the control throttle, and it the control slide 13 is prevented from sticking. At higher operating pressures, the throttle cross-sections of the control throttle ininier smaller, so that one may have difficult times, one to obtain a large regulator stroke. If the controller stroke too small, e.g. B. smaller than 2 to 3 nim, then the input maintenance of a specific controller characteristic curve from the difficult for reasons of position. Any inaccuracy caused by friction or manufacturing error, makes itself all the more disruptive in the controller characteristic curve noticeable, the smaller the controller stroke. If you now have a pump as an oil current source, whose Oil flow is pressure dependent, in such a way that the delivery rate increases with decreasing pressure, this is beneficial for the dimensioning of the throttle. When using a vibration pump, whose Druckhab is generated by a spring that during the suction stroke by a Wecliselstronimagnet is tensioned, the oil flow increases linearly with decreasing pressure. At zero pressure in this case, the oil flow z. B. five times greater than the nominal pressure. This means that the control throttle with increasing opening, so. decreasing pressure, can have a larger cross-section than in the case of the oil pump with pressure-independent oil flow, in order to set the same pressure in each case. However, a larger opening means that the regulator stroke can be made larger.

Claims

PATENT CLAIMS: i.

Electro-hydraulic regulating throttle for hydraulic Controls, especially of hydraulically operated brakes, in which the core an electromagnetic coil measuring mechanism. with the control slide of the regulating throttle is coupled, characterized in that the control slide and the coil core on the one hand and the control cylinder and the coil body on the other hand each have a uniform Form component. Level throttle according to claim i, characterized in that as Measuring unit a low-mass moving coil measuring unit is used.

3. control throttle according to claim i, characterized in that a vibrating pump is used as the pressure generator, the pressure stroke of which is generated by a spring, which is activated by an AC magnet during the suction stroke is tensioned.

Control throttle according to Claim i, characterized by the use of a pulling magnet, the quadratic pulling force of which is determined by a spring with a quadratic Characteristic is compensated.

5. control throttle according to claim i, characterized in that that for the purpose of damping adjustment, the leakage oil drainage line of the control slide is more or less lockable.

6. Control throttle according to claim i, in which for the purpose of increasing the sensitivity of the control slide in the axial direction in vibration is, characterized in that the measuring mechanism core is designed as a permanent magnet and the measuring unit coil is rectified alternating current with a corresponding harmonic component is fed.

7. Regulating throttle according to claim i, in which the control slide is set in vibration in the axial direction in order to increase the sensitivity, characterized in that, when using a vibration pump operated with an alternating current magnet as a pressure generator, the pressure harmonics of the same: generate the vibration of the control slide. B. regulating throttle according to claim i, in which the control slide is set into vibration in the axial direction in order to increase the sensitivity, characterized in that when using an alternating current magnet-operated oscillating pump as a pressure generator, it is mechanically connected to the regulating throttle so that its mechanical vibrations are reduced transferred to the control throttle. G. Regulating throttle according to Claim i, in which the control slide is set to vibrate in the axial direction in order to increase the sensitivity, characterized in that the throttle space of the control slide is divided into two spaces by a throttle, so that when pressure surges occur in Set different pressures for the spaces, whereby pulses acting in the axial direction are exerted on the control slide. Cited patents: German patents Nos. 310363, 417671, 374303.