SE449911B - Styrbar slidventil - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 449 9.11 'i 2 I verkande ventiler styr ställbart volymströmmen genom ställbar inställd ning av stryparean genom ventilen varvid alltid tryckfallet hålles konstant över stryparean och därigenom den volymström, som passerar ventilen för varje inställning av stryparean, blir nära konstant och oberoende av det tryckfall, som ligger över bägge ventilerna till- sammans. Den andra samverkande ventilen har till uppgift att automa- tiskt strypa volymströmmen, så att tryckfallet över den förstnämnda ventilens ställbara strypställe blir förhållandevis lagt och viktigast får ett konstant tryckfall.

Den yngsta och ännu inte i någon högre utsträckning använda principen bygger på att man med en och samma ventilfunktion klarar att styra en volymström, som är inställbar och för varje inställning haller _ en nära konstant volymström, vilken är oberoende av tryckfallet över ventilen. Med varierande tryckfall över ventilen måste således den stryparea, som finns, variera på ett sådant sätt. att volymström- men förblir konstant för varje inställt värde. Detta âstadkoms med hjälp av att ventilorganet utformas så att man får strömningskrafter, som vill-stänga stryparean varvid samtidigt på stryporganet verkar D en öppnande konstant ställkraft, som avgör, vilken volymström, som skall gå igenom ventilen samt en icke omställbar stängande fjäderkraft, som kommer från en centreringsfjäder. Stryparean mäste vara linjärt ökande med ventilorganets rörelse i respektive öppnande riktning. Den konstanta öppnande ställbara kraften âstadkoms idag hydrauliskt genom att ett ställbart tryck får verka på en area, t ex ventilslidens änd- area.

Dâ det gäller inställningen av strömningsriktningen och volymströmmens storlek kan man skilja på tvâ slags användningsområden. Speciellt i mobila arbetsmaskiner av typ grävmaskin, lastmaskin, lyftkran etc 'styrs maskinens olika rörelser av en förare. Speciellt i industriella .tillvarkningsprocesser styrs maskinen av elektriska styrsystem eller undantagsvis av pneumatiska styrsystem. De organ, som då vanligtvis ombesörjer det.primära ställarbetet är förarens armar - händer eller små elmagneter. Det ställarbete, som dessa kan åstadkomma gör det möjligt att styra endast de minsta ventiltyperna av respektive typ' och detta oftast .med endast sms marginaier. sa »fm venuiistorieken 10 15 20 25 30 449 911 .3 _ ökar eller man önskar begränsa ställarbetet måste s k förstyrning 'tillgripas._Detta innebär vanligtvis att man primärt styr en liten hydraulventil av tryckreducerartyp, som i sin tur via tryck styr huvudventilen och volymströmmens storlek. Självfallet ökar då syste- mens kostnad och komplexibilitet. _ En riktningsventils uppgift omfattar, förutom att styra riktning och f volymström. att kunna halla lasten stilla, dvs att kunna avtäta hydraul- motorer och cylindrar väl såväl under normala förhållanden samt även ' Ur säkerhetssynpunkt i händelse av ledningsbrott. Detta innebär;'att systemen måste byggas upp med rätt systemstruktur, dvs komponenterna ' maste placeras rätt och var och en måste ha rätt funktion. Principiellt _byggs idag hydrauliska styrsystem med följande alternativa system- strukturer.

* Ventilerna byggs samman i ett block, som placeras relativt centralt i förhållande till cylindrar och motorer. Två högtrycksledningar förbinder varje cylinder eller motor med centralblocket. Detta kallas vanligtvis centralstruktur. Denna struktur kan ej ge säkerhet vid lèdningsbrott. .e Ventilerna byggs samman med respektive cylinder eller motor. Två stamledningar, en för högtryck och tillopp och en för lågtryck och avlopp, drages så att varje cylinder eller motor samt dess ventil anslutas. Detta kallas vanligtvis motorstruktur. Denna struktur > kan ge säkerhet vid ledningsbrott och även god avtätning av cylinder eller motor. Å Ventilerna byggs samman i ett centralblock och varje cylinder eller motor förses dessutom med en ventil. Två högtrycksledningar för ivarje~funktion drages mellan centralblocket och respektive ventil på cylinder eller motornÅ Här kan man även rent principiellt tänka sig en separat returledning utformad som stamledning. Detta kallas vanligtvis blandstruktur. §trukturen kan ge säkerhet vid lednings- brott och även god avtätning av cylinder eller motor. »han kan konstatera att manuell styrning utan förstyrning bara är .449 911 ' 10 15 20 _25 - 30 35 . 4, praktiskt möjlig;med central- eller blandstruktur. Föraren maste vara 'nära ventilen. Lika klart är, att kravet på säkerhet vid ledningsbrott _ bara kan uppfyllas, om en ventilfunktion finns på cylindern eller motorn. Man kan då konstatera, att manuell styrning utan förstyrning med krav på ledningsbrottssäkerhet bara kan uppfyllas, om man har I blandstruktur. vid elektrisk styrning, utan förstyrning med samtidigt krav på att ledningsbrottssäkerhet skall finnas, kan detta uppfyllas .både med motorstruktur och blandstruktur. Man kan i detta urskilja att kravet på täthet måste uppfyllas av den ventil, som sitter på cylindern eller motorn samtidigt som centralblocket i blandstrukturen' kan få vara otät. Styrning av volymström från motorn eller cylinderns ' två trycksidor måste ske och sker med krav på täthet medan i bland-'., strukturen och ibland även i motorstrukturen kravet på täthet vid ' styrning av volymström från tryckkällan till de två trycksidorna är lågt och dikterat av andra hänsyn. Avtätningen mellan den motor- placerade ventilen och stamledningens trycksida eller centralblocket sker med backventiler, vilka samtidigt ger täthet och säkerhet vid ledningsbrott.

Idag existerar på marknaden manuellt direktstyrda ventiler med bland- struktur och med volymströmstyrning baserad på tvâ samverkande venti- ler. Principen med volymströmstyrning via en enda ventilfunktion -finns endast realiserad med förstyrning. Förklaringen till detta förhållande är följande. Vid styrning med tvâ samverkande ventiler behöver föraren endast övervinna friktionen och en svag friktions- övervihnande returfjäder vid inställning av den ventilfunktion, som ställer in en viss omställbar stryparea. Vid den andra typen med endast ett ventilorgan rör sig ventilorganet i takt med lastväx- lingarnal Att styra direkt på ventilorganet är omöjligt, eftersom förarens hand lämpligen måste stå still oberoende av slidläget och -endast beroende av valt inställningsläge. Lika diskvalificerande är, att ställkraften p g a acceptabel styrnoggrannhet måste läggas minst 10 gånger så hög som friktionskraften. Då friktionskraften i sig själv ger ett ställarbete redan vid små ventiler, som är,pä gränsen av vad som kan accepteras vid direkt styrning manuellt eller med små elektro- magnéter, så är det klart att-principen med ett ventilorgan inte med dagens teknik kan användas. ' 10 15 20 25 4~459 521 1 - s Om man ser till ventilvolym, vikt och kostnad, är principen med ett "7h' ventilorgan fördelaktigast, vilket kan utnyttjas i system med förstyr- ï'f "ning. I det stora antalet system vill man av kostnadsskäl undvika I i förstyrning om detta är möjligt. Därför är principen med två ventil- organ idag detta till trots den enda möjliga lösningen. nenoconetss Fun urrrrnnrnesn Föreliggande uppfinning tar sikte på att möjliggöra direktstyrning av riktning och lastoberoende volymström med ett så lågt ställarbete, att det kan ske manuellt eller via små elektromagneter och då genom att använda en ventilanordning med endast ett ventilorgan och detta på ett sådant sätt att det praktiskt och utan extraventiler är möjligt att uppnå tillräcklig ventilavättning samt möjligthet till säkerhet' vid ledningsbrott. a Som tidigare nämnts behöver då i fallet manuell styrning täthetskravet inte sättas högt. I fallet elektrisk styrning gäller även ett lågt tät; hetskrav i de fall styrningen sker på tilloppssidan från tryckkällan till cylindern eller motorn och då oavsett om denna styrning sker i en centralt placerad ventil eller i en ventil placerad på cylindern eller motorn. I alla de ovan nämnda fallen kan täthetskravet tillfredsställas av den eller de backventiler, som samtidigt ger säkerhet vid lednings- brott. Om däremot ventilorganet styr volymströmmen mellan en av cylin- derns eller motorns trycksidor och returledningen, måste kravet på täthet sättas högt i och med att ingen annan ventilfunktion finns i denna strömningsriktning, som kan överta täthetsfunktionen. Man kan därför i detta problem se tvâ olika svárighetsgrader i och med att ' ' lösningen och uppfinningen bygger på att drastiskt sänka friktions- 30 arbetet vid ventilens inställning och detta då innebär, att ventiler- _ganets friktion måste vara mycket låg i förhållande till dagens ven- tiler. Tvâ svârighetsgrader blir det, om i det ena svåra fallet låg friktion skall förenas med hög täthet och i det andra lätta fallet låg friktion skall förenas med låga krav på täthet.

Att manuellt eller elektriskt styra tilloppsvolymströmmen i en ventil ' är således lättare än att elektriskt styra volymströmmen till retur- ledningen.- . - .- _V fl-fl-í- . _=-m-, e449 911 -6 I föreliggande uppfinning ástadkoms i bada svârighetsfallen den lågàf-"Å friktionen i ventilorganet genom att detta organ utformas som en __ _ frund slid, vilken styrs in mot centrum av ventilhusets slidhàl genom- » att den tätningsspalt, som utgör tätning mellan slid och hus hela ' tiden minskar i läckagets riktning. Det är i och för sig känt, att _ en minskande konvergerande tätningsspalt verkar centrerande men detta_r .utnyttjas inte idag utan praktiskt taget alla slider förses idag med -. s k balanseringsspar, vilka minskar eller eliminerar denna effekt men ä- 10 15 ao 25 “I ao as. ven den mycket kraftiga låseffekt, som uppstår, om spalten i stället är divergerande, dvs ökar i läckagets strömningsriktning. En naturlig förklaring till att detta.utnyttjas, ja, inte kan utnyttjas ligger i att konventionella ventiler i allmänhet inte har en och samma tryck- fallsriktning, vilket även leder till att läckagevolymströmmen kan ga i tvâ riktningar och således i en av riktningarna skulle låsa slidan.

I föreliggande uppfinning är själva riktningsventilen sa utformad, att endast en enda tryckfallsriktning och en enda riktning på läck- volymströmmen kan uppstå. Som en konsekvens av detta är ventilerna alltid uppbyggda med endast tre tryckkanaler med sinsemellan hög tryck- skillnad och då kan man urskilja endast tvâ principiella ventiltypert 2 Den ena typen har en i mitten placerad högtryckskanal, där trycket alltid kommer att vara högre än trycket i de tva yttre kanalerna.

- Här har vi den typiska tilloppsventilen, som hämtar sin motorström _ från pumpen och leder den till endera sidan på motorn eller cylin- dern~ I allmänhet sker detta via backventiler placerade i ventilen på cylindern eller motorn varvid samtidigt täthet och säkerhet vid slangbrott erhålles. Denna ventiltyp kan även ha två ytterligare lågtryckskanaler-tankkanaler liggande utanför de två yttre tryck- kanalerna.

: Den andra typen har en i mitten placerad lâgtryckskanal, vilken omges av tvâ kanaler, vilka direkt står i förbindelse med cylinderns' eller motorns respektive trycksida utan mellanliggande strypningar eller avtätande ventiler. Det är uppenbart, att de tvâ yttre kana- lerna alltid kommer att ha högre tryck än den i centrum placerade lagtrycksreturkanaien. när har vi aa den typiska fran1appsvent11en. _ Yentilen måste. om den totala ventilfunktionen skall kunna hälla 10 449911 lasten. vara tät i sig själv. I och med att denna ventilfunktion-måste-_ placeras på cylindern eller motorn utan mellanliggande ledningar för ' l att säkerhet.vid ledningsbrott skall kunna erhållas, blir i-allmänhet ' ""' endast elektrisk direktstyrning aktuell. Självfallet kan denna ventil även styras pneumatiskt eller hydrauliskt men då föreligger inte behov _ av mycket lågt ställarbete. 2 Vid konvergerande tätningsspalter centreras sliden i loppet av tryck- fördelningen runt densamma så att en oljefilm bildas runtom. Friktionen ' blir då acceptabelt låg. Om den laga friktionen måste kombineras-med krav på lågt läckage, måste spelèt slid - ventilhus vara mycket litet.

Detta kan inte med säkerhet uppnås i en konventionell slidventil, ' eftersom deformation av ventilhuset samt värmeutvidgning i allmänhet is 20 25 30 leder till klämning av sliden och friktion.

Med utnyttjande av den svenska patentansökningen 8105177-3 kan dock en slidventil med samtidigt krav på lågt läckage och låg friktion .uppnås. Denna uppfinning bygger även den principiellt på en enda tryckfallsriktning samt en konvergerande tätningsspalt, som centrerar sliden till ett centriskt läge med låg friktion, men här kan temperatur- deformationer och tryckdeformationer tillåtas samtidigt som tätnings- funktionen automatiskt via trycket anpassar sig till behovet av små läckspalter mellan sliden och dess omgivning.

Sammanfattningsvis kan sägas att system med blandstruktur liksom motor- struktur med tilloppsstyrning kan åstadkommas med ventiler utformade - enligt den relativt konventionella utföringsformen medan endast motor- struktur och frånloppsstyrning kräver en okonventionell ny tätnings- princip enligt den nya patentsökta utföringsformen. Klart är_dock att den nya förbättrade tätningsprincipen alltid utgör en förbättring av föreliggande uppfinning i.och med att ställarbetet kan göras mindre; Detta.1eder till bättre egenskaper i det manuella fallet liksom vid elektrisk styrning, där även kestneden' kan saknas tm fdiid en det lägre ställarbetet och den lägre ställkraften. = ' :_ den ned au eiiden rör sig i takt ned tryekfeiieandringen ken inte . 'förarens spak.direkt verka pâ slidan, åflm är fallet i den konventio- f1o 15 20 _ 25 30 35 449 911 _8 nella principen med tvâ samverkande ventilfunktioner. En elektromagnet kan dock följa sliden, varför det problem, som måste lösas, är den nanuella styrningen. I föreliggande uppfinning löses detta problem på ett överraskande enkelt sätt i och med att en styrfjäder får verka på sliden i öppnande riktning, dvs mot centreringsfjädern och den likaï ledes stängande strömningskraften. Den fria ändan av denna styrfjäder förs av föraren via styrspaken i olika lägen, vilka vart och ett ger en inställning av ventilen och en nära lastoberoende volymström. Förkla- ringen till att problemet kan lösas på detta enkla och kostnadsmässigt fördelaktiga sätt är att sliden nu påverkas av en konstant kraft-och 'gen centreringskraft från de två mot varandra verkande fjäderkrafterna.

' Den nya fjäderkonstanten, som enligt tidigare beskrivning måste anpassas ' till den linjära areafunktionen och strömningskraften är den, som de tvâ fjädrarna tillsammans presterar när dessa parallellkopplat arbetar emot varandra. Man bör här observera, att det är spakläget, dvs ställ- »fjäderns_stillastâende ändas läge, som avgör inställningen och den vo- .lymström, som uppstår. Detta innebär, att kraften i fjädern något varie- rar beroende på slidens lägen, Vid högt tryckfall över sliden strävar sliden att stänga, viiket aker kraften 1 fjädern. Föraren kan far varje inställning av spaken i viss mån förnimma denna kraftförändring, vilket samtidigt ger honom viss information om lastvariationerna.

Styrfjädern kan även användas vid elektrisk styrning så länge styrsigna- len motsvaras av antingen ett korrekt styrläge för fjäderns stillaståen- de styrsida eller att den kraft som verkar på sliden är konstant och mot- svarande önskad styrkraft. Man har med andra ord möjlighet att på något sätt positionera styrfjäderns styrläge via en elektrisk motor av valfritt slag eller att t ex använda en styrfjäder och en elektromagnet, som sinsemellan anpassats så att totalresultatet blir alternativt en konstant styrposition för styrfjädern eller en korrekt konstant kraft i styr- fjädern. Självfallet skall i bada fallen den totala på sliden verkande fjäderkonstanten vara korrekt anpassad till övriga samhörande egenskaper; En tredje möjlighet är att låta styrfjäderns styrläge, när den styrs ev en elektromagnet något variera i takt med slidens rörelse och kompen- sera detta med anpassningar av alternativt den tptala fjäderkonstanten, _; _' strömningskraften eller areaförändringshastigheten så, att totalresulta- tet optimeras med avseende på liten volymströmvariation med tryckfalls- variationer. ' 10 .449 911 rreunßesknxvnrne Med hänvisning till bifogade ritningsfigurer kommer i det följandel två utföringsformer av vardera en tilloppsventil och en frånlopps- ventil att beskrivas, varvid ' Fig. 1 visar schematiskt tvärsnitt och sidovy av en styrventil, där manuellt volymström kontrollerat styrs till en av två alternativa kanaler, vilka via var sin backventil står i förbindelse med t ex en hydraulcylinder. Således en tilloppsventil. _- - Fig. 2 visar_principiellt i större och överdriven skala samverkande 'tätningsytor.

Fig. 3 visar schematiskt tvärsnitt och sidovy av en styrventil där _ elektriskt via en elektromagnet volymström kontrollerat styrs till 15 20 las' ' utloppsöppningarna 4 resp 5. en tankledning från en av två alternativa kanaler, vilka står i för- bindelse med t ex en hydraulcylinder. Således en frånloppsventil.

Fig. 4 visar principiellt i större och överdriven skala_samverkande tätningsytor.

Fig. 5 visar schematiskt tvärsnitt i längdled av styrventilen,varvid en utföringsform av centreringsfjäder och ställfjädern framgår.

I fig:'1 betecknas ventilhuset schematiskt med 1. Detta omsluter en fram- och âterrörlig slid 2. Ventilhuset har en inloppsport 3 och _ två utloppsportar 4 och 5. Strömningen från inloppsporten 3 till ut- loppsportarna 4 och 5 styrs medelst sliden 2 därigenom att på sidorna Om inloppsutrymmet 6 är förlagt ett antal spår 7 och 8, som i visst läge för sliden 2 tillåter strömning från inloppet 3 till alternativt Utloppsutrymmena 9 och 10, varifrån strömningen Fritt kan ske till storieken pa sakömmngen." avs storieken på flöde: o bestäms av ï genomströmningsarean. som bildas mellan spåren 7 och 8 och tätnings- ' kanten 11 och'12j'Spâren har mot inloposutrymmet 6 ökande djup, vilket 'io 15 20 25, 30 35 449 911 _'_: ' - _ iom 'således innebär, att en av areorna ökar sin öppningsarea vid ökándei°': ' förskjutning av sliden 2 i riktning från det centriska läget. En viss_'_ _ 'minimal slidförskäutning måste ske. innan något av spåren 7 eller 8_f. 1 börjar öppna en area mellan inloppsutrymme 6 och utloppsutrymmena 9 ~ resp 10. ' Genomströmningsareans storlek varieras således med hjälp av inställf ning av sliden 2. Sliden hålls i stängt centrerat läge med hjälp av den på känt sätt dubbelverkande fjäderanordningen 13, vilken även har en Justeranordning 14 för inställning av slidens 2 läge i sentrumi Mot slidens andra ända i respektive rörelseriktning verkar en likaledes en _på känt sätt dubbelverkande styrfjäderanordning 15. Då styrfjädern 15 spänns, verkar den mot sliden för respektive riktning i öppnande rikt- ning och emot centreringsfjädern 13, som verkar i stängande riktning; Styrfjädern har för varje-inställning av styrspaken 16 ett fast änd- läge, som följer styraxelns 17 läge. Fran det centriska-läget räknat pâverkas nu sliden i respektive riktning av dels en konstant öppnande _kraft samt en centreringskraft, som utgörs av den sammanlagda kraften från-centreringsfjäder 13 och styrfjäder 15. Den sammanlagda resulte- rande fjäderkoefficienten utgörs av summan av de tvâ på sliden verkan- de fjädrarnas koefficient, dvs från centreringsfjädern 13 och styr- fjäder 15. Såsomii det föregående framgått strävar centreringsfjädern 13 att förskjuta sliden till centriskt stängt läge, där spåren 7 och 8 saknar förbindelse med utloppskanalerna 4 och 5 via strypkanterna' 11 och 12. Såsom nämnts arbetar ventilen alternativt med volymström till tvâ utloppsportar 4 och 5 från inloppsporten 3 och således för varje alternativ i endast en strömningsriktning, varför volymströmmen alternativt kan passera backventilerna 22 och 23, vilket förhindrar läckage från cylinderns 24 båda trycksidor 25 resp 26. Avsikten är,- att ventilen skall ge en viss nära nog konstant volymström, dvs genom- strömmad volym per tidsenhet oberoende av tryckfallet över stryp- _ stället, alternativt vid spåren 7 och 8 och tätningskanten 11 resp ' . 12. Detta uppnås vid ventilen därigenom att på sliden verkar en kraft, som kommer från det strömmande mediet, som går igenom slidens spår. Denna kraft påverkar sliden 2 i stängande riktning och är beroende av voiymströmmen o een iryekfaiiet över sliden. Pa ett sidi- gare känt sätt kan strömningskraftens storlek avpassas genom utform- ' ining av slidens spår och ventilhusets strömningskanaler eller ström- ' ningsntrymmeng så att de i samspel med en riktigt avpassad total 10 15 20 25 30 449 911 _11 centreringskraft frän fjädrarna 13 och 15 och öppningsareans storlekse förändring med slidens slag ger en konstant volymström, som endast i ringa utsträckning förändras ned tnyexfaiiet över siiaen. detta ti11-',- gär så, att styrfjädern, som vill öppna strömningsarean motverkas av både centreringsfjädern och strömningskraften på ett sådant sätt att oavsett om volymströmmen Q eller tryckfallet över sliden t ex skulle I öka, så ökar strömningskraften, och'genomströmningsarean kommer därmed att vilja minska, vilket leder till att volymströmmen bibehálles på nära det inställda värdet. Om operatören skulle önska en högre volym- ström, ökar han spakutslaget varvid sliden vill öppna en större-genom- strömningsarea men samtidigt ökar strömningskraften och motverkar en alltför stor genomströmningsarea.

För att sliden manuellt lätt skall kunna styras av en operatör vid_ styrfjädern, krävs att denna går lätt, dvs har lâgfriktion. Detta åstadkommas, som fig. 2 visar, av att tätningsspalterna 18 och 19 mellan tryckkanalen 6 och utloppsutrymmena 9 och 10 görs avsmalnande eller koniska i riktning mot det lägre trycket. Detta gäller även tätningsspalterna 20 och 21, som avtätar utloppsutrymmena 9 och 10 mot omgivningen. I samtliga tätningsställen 18, 19, 20 och 21, går en liten volymström från det högre till det lägre trycket, varvid tätningsspalten alltid minskar i strömningens riktning. På tidigare väl känt sätt centreras då sliden 2 i huset 1 så att det bildas en oljefilm i spalterna 18, 19, 20 och 21, vilken sträcker sig runt om. vilket en- dast ger vätskefriktion vid slidens 2 rörelse i ventilhuset 1.

Fjädrarna 13 och 15 kan nu väljas så klena, att detta kan ge en acceptable kraft och ett acceptabelt ställarbete vid inställning av ventilens volymström via komprimering av ställfjädern 13. En konsekvens av detta blir att även strömningskraften. som verkar stängnnde på sliden 2 måste göras llg.

En tilloppsventil enligt fig. 1 kan konbineras med en frnnleppsvnntil ~ inkopplad som, och i figuren visad som, 27. Eftersom hnckventilerna 22 och 23 kan göras täta och är täta oavsett om ledningarna 28 och 29 är hela eller ej. kan läckage ut ur cylinderns 24 två trycksidor 25 resp 26 endast gá_via franloppsventilen 27. vilket således har ett 10 15 20 25 30 449 911 _-- 12 högt täthetskrav på sig medan visad tilloppsventil inte via läckagejle kan påverka läckaget från cylindern och således ur denna synpunkt ej ':- behöver vara tät.

I fig. 3 visade elektriskt styrda fránloppsventil betecknas ventil- _ huset med 30, sliden med 31. Ventilen har två alternativa inloppspor- ~tar 32 och 33. vilka står i förbindelse med cylinderns 34 båda tryck- sidor 35 resp 36 samt med strömningsutrymmena 37 resp 38. Sliden 31 pâverkas av en på känt sätt fungerande dubbelverkande centreringsme-4 kanism 39 med en centreringsfjäder 40 samt av en dubbelverkande _ elektrisk motor 41, vilket ger den nära konstanta ställkraft, som gör att en för varje inställning nära konstant volymström Q uppstår från strömningskanalerna 37 resp 38 till utloppsutrymmet 42, vilket-står i direkt förbindelse med utloppsanslutningen 43, vilken i sin tur står i direkt förbindelse med lågtrycksledningen eller tankledningen 44.

Strömningen sker via slidens spår 44 och 45, vilka om sliden förskjuts från sitt centriska läge, alternativt öppnar en strömningsarea från strömningsutrymmet 37 resp. 38 till utloppsutrymmet 42. Styrningen av strömningen sker principiellt i enlighet med beskrivningen för fig. 1.

Fig. 4 visar, hur tätningsspalterna 45 resp 46 samt 47 resp 48 är ut- formade med minskande spalt från de trycksatta strömningsutrymmena 37 resp 38 ut mot omgivningens lägre tryck.

I fig. 5 visas utformningen av ställfjädern 15 och centreringsfjädern 13. Utformningen av dessa är lika varför beskrivningen inskränkes till ställfjädern 15. Denna innefattar tvâ samverkande koncentriskt förlagda fjädrar 51 och 52. Fjäderns 51 högra ände anligqer mot en _ stoppring 54 medelst en.lásring 55 men är fritt förskjutbar ât_ vänster. Fjäderns 51 vänstra ände anligger på liknande sätt mot en andra stoppring 56, som är säkrad mot förskjutning ät vänster relativt ställakeln 54 medelst en lásningskant 57. _ Omkring fjädern 51 är således fjädern 52 förlagd och dess högra ände anligger också mot den förstnämnda stoppringen 53, som dessutom l är fritt förskjutbar åt vänster relativt sliden 2 genom att hela - fdäderanordníngen inklusive stoppringarna S3 och 56 är förlagda i central hålighet S8 från slidens högra ände. Ställaxeln 54 skjuter 10 15 20 25 30 449 911 -13 in i naiigneten se. steam-ingen sa är förhindrad ett fal-skjutas a: i höger i håligheten förbi en andra lâsring 59 insatt invändigt i haè ligheten ss. g - ' Vänstra änden av fjädern 52 anligger mot den vänstra stoppringen S6, som är fritt förskjutbar relativt sliden ät höger inuti häligheten '68 men vars rörlighet åt vänster begränsas av en stoppkant 60 utfor- mad i hâlighetens cylinderyta.

Funktionen för fjäderanordningen är den att när ställaxeln 54 škjutes in i sliden 2 och således at vänster, slidan kommer att förskjutas åt vänster genom kraftöverföring via làsringen 55, stoppringen 53, fjäd- rarna 51 och 52, stoppringen 56 och stoppkanten 60. När ställakeln drages åt höger överföres ställkraften från ställaxeln till sliden via lasningskanten 57, stoppringen 56, fjädrarna 51 och 52, stopp- ringen 53 och lâsringen 59. Fjäderanordningens fjäderkraft bestämmas av fjädrarnas 51 och 52 enskilda fjäderkarakteristika.

I och med att det i den elektriskt styrda frànloppsventilen finns samtidigt krav på låg slidfriktion och lågt slidläckage måste den 1 läckageriktningen minskande centrerade spalttätningen utformas så, att den vid.ökande tryck minskar sitt spel eller,bibehåller sitt låga spel samtidigt som spalttätningen mäste tillåta, att dels ven- tilhuset deformeras och dessutom att de i ventilen och tätningsspal- ten ingående detaljerna får formförändras till följd av temperatur- förändringar och temperaturskillnader. En sådan utföringsform beskrivs 1 svensk patentansökan nr. 8105177-3.

Förutom inledningsvis nämnda fördelar med uppfinningen i förhållande till känd teknik skall framhållas, att tidigare kända principer inne- håller fler och mer komplicerade delar. De är i allmänhet p g a sina krånglia strömningskanaler bundna till gjutna utförinpsformer nch'till gjutjärn. I föreliggande uppfinning är kanalerna enkla och ägnade för många tillverkningsmetoder liksom för relativt fritt materialval. Att 'utforma ventilerna för lastavkänning, där systemtrycket väl anpassas till tryckbehovet i systemet, är mycket lätt och kan göras förmånligt. vilket leder till att ventiler enligt föreliggande uppfinning kan ges alla 'nu kända fördelar vid sidan av de nya och värdefulla. som uppfinningen ger¿

Claims (5)

449 911 n _ 14 PATENTKRAV

1. Styrbar slidventil innefattande ventilhus med cylind- riskt lopp, i vilket en med ett hydraulflöde styrande slid är fram och åter förskjutbar medelst en ställkraft, varvid tät- ningsytorna mellan slid och lopp bildar en i flödesriktningen konvergerande tätningsspalt, och varvid storleken av reglerat flöde sker mellan en strypningskant och i sliden längsgående upptagna regleringsspâr (7, 8; 44, 45) med föränderlig tvär- snittsarea i slidens förskjutningsriktning, varjämte en cent- reringsfjäder håller sliden i stängande läge, varvid ventilhu- set har en med en port (3) försedd central kammare (6; 42) och på ömse sidor härom två portförsedda regleringskammare (9, 10; 32, 33) med var sin tätningskant (11 resp. 12) på avstånd från varandra, k ä n n e t e c k n a d av att den öppnande ställ- kraften angiper sliden (2) via en fjäderanordning (15) och att endera av den centrala kammaren (6; 42) och de båda reglerings- kamrarna (9, 10; 32, 33) har i alla inställningslägen förbin- delse med regleringsspåren (7, 8; 44, 45), att reglerings- spåren (7, 8; 44, 45) kan bringas öppna mot enbart en av tät- ningskanterna (11 eller 12) i taget och att centreringsfjädern verkar mot ställkraften, centrerande för sliden från de för- skjutningslägen, där strömningsförbindelse förefinnes mellan den centrala kammaren (6; 42) och endera av de två reglerings- kamrarna (9, 10; 32, 33), varvid flödesriktningen är anordnad i den riktning, som tätningsspalterna (18, 19; 44, 45) konver- gerar, varigenom således hydraulflödet kan ske mellan centrala kammaren (16: 42) och en av de tvâ regleringskamrarna (9, 10; 32, 33) i sänder i den riktning, som bestämmes av att tät- ningsspalterna skall konvergera i flödesriktningen.

2. - Slidventil enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att den öppnande ställkraften vid inställning med elektrisk motor angriper sliden via en fjäder, vilken i sin ena ände po- sitioneras till fasta inställningslägen och som i sin andra ände verkar på sliden i öppnande riktning.

3. Slidventil enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att den öppnande ställkraften vid inställning med elektrisk w fl 449 911 15 motor verkar direkt på sliden och i öppnande riktning, varvid den elektriska motorns ställorgan får följa med i sliden i dess av tryckfallsvariationerna initierade rörelser.

4. Slidventil enligt krav 1 och 3, k ä n n e t e c k - n a d av att den elektriska ställmotorn utgörs av en linjär elektromagnet, vilken utformas som en dubbelverkande alter- nativt i form av tvâ enkelverkande verkande i vardera en rikt- ningsväg.

5. Slidventil enligt krav 1, varvid volymströmmen styrs från den centrala kammaren (6) till endera av de tvâ regle- ringskamrarna (9, 10), k ä n n e t e c k n a d av att de båda regleringskamrarna (9, 10) är anslutna till var sin back- ventil (22, 23) för flödet från den centrala kammaren (6) och ut genom endera regleringskammaren.