SE459357B

SE459357B - Valve-controlling electrohydraulic set device

Info

Publication number: SE459357B
Application number: SE8500282A
Authority: SE
Inventors: G Henriksson
Original assignee: Olsbergs Hydraulic Ab
Priority date: 1984-07-17
Filing date: 1985-01-22
Publication date: 1989-06-26
Also published as: SE8500282D0; SE8500282L

Abstract

The device comprises a housing (2,4), a piston, an electromagnetic coil (22), a valve control slide (82), a piston rod (28) and a return spring (116). The coil is energised to move the slide to align openings (100) with inlet or outlet valves. Hydraulic fluid is introduced via a port (P) to the inlet valve (88) and is discharged via the outlet valve (86) to a second port (T). Movement of the fluid in a chamber causes the piston to move. The piston rod then acts against the spring via the rod head. The piston may be double acting. The slide is sleeve shaped to receive the piston rod.

Description

459 357 2 Loppet 12 hos husdelen 2 bildar ett cylinderlopp för en kolv 26 med en kolvstång 28, på vilken medhringarhylsan 24 är glidbart styrd. Kolven 26 verkar mot en kraft F härrörande exempelvis från en ej visad hydraulventilslids centre- ringsfjäder. Vid sin från kolven 26 vända ände har kolvstången 28 ett huvud 30. The bore 12 of the housing part 2 forms a cylinder bore for a piston 26 with a piston rod 28, on which the follower sleeve 24 is slidably guided. The piston 26 acts against a force F originating, for example, from the centering spring of a hydraulic valve slide (not shown). At its end facing away from the piston 26, the piston rod 28 has a head 30.

Kammaren 14 innehåller en reglerslid- och ankarenhet 46. Denna enhet innefattar en cylindrisk kropp 48, vars yttre perifera yta ligger an mot kammarens 14 inre cylindriska vägg och som har ett stort genomgående axiellt hål 50 för kolvstången 28.The chamber 14 contains a control slide and anchor unit 46. This unit comprises a cylindrical body 48, the outer peripheral surface of which abuts the inner cylindrical wall of the chamber 14 and which has a large through-axial hole 50 for the piston rod 28.

Kroppen 48 är inspänd mellan en ringformig ansats S6 i kammaren 14 och en ringformig ändkant 58 av husdelen 4, med en fjäderskiva 62 införd på en sida av kroppen 4§. Fjäderskivan 62 visas närmare i fig. 2. Närmare bestämt har fjäder- skivan 62 en ringformig perifer kant 63 inklämd mellan kroppen 48 och ändkanten 58. Vid den visade utföringsformen kan fjäderskivan 62 vara fastskruvad vid kroppen 48 medelst tre skruvbultar 66, vilka passerar genom tre hål 67 (Fig. 2) i fjäderskivan.The body 48 is clamped between an annular shoulder S6 in the chamber 14 and an annular end edge 58 of the housing part 4, with a spring disc 62 inserted on one side of the body 4§. The spring plate 62 is shown in more detail in Fig. 2. More specifically, the spring plate 62 has an annular peripheral edge 63 clamped between the body 48 and the end edge 58. In the embodiment shown, the spring plate 62 can be screwed to the body 48 by means of three screw bolts 66, which pass through three hole 67 (Fig. 2) in the spring washer.

Tre bultar 68 är inskruvade i ett elektromagnetiskt ankare 76, som kommer så att ett distansutsprång 78 hos ankaret 76 och huvudena hos bultarna 68 mellan sig inklämmer motsvarande delar 75 (Fig. 2) av att beskrivas närmare nedan, fjäderskivan 62. Fjäderskivans 62 delar 75 är belägna på tungor 79, som uppbärs fjädrande i förhållande till fjäderskivans ringformiga inspända kant 63.Three bolts 68 are screwed into an electromagnetic armature 76, which so that a spacer 78 of the armature 76 and the heads of the bolts 68 between them clamp corresponding parts 75 (Fig. 2) of which will be described in more detail below, the spring plate 62. The parts 75 of the spring plate 62 are located on tongues 79, which are supported resiliently in relation to the annular clamped edge 63 of the spring disc.

Tungorna 79 är därvid så utformade att ankaret 76 är begränsat fritt fjädrande rörligt i axiell riktning i förhållande till kroppen 48. 1 hålet eller loppet 50 sträcker sig en cylinderformad reglerslid 82 genom kroppen 48. En ändfläns 83 hos reglerslidan 82 ingriper bakom en kant 84 hos elektromagnetens ankare 76. Cylinderloppet 50 har två radiella hål 86 och 88, som leder till dess periferi och mynnar i axiellt förlöpande kanaler 90, 92 i kroppen 2 vid en ände och i ringformiga spår 94, 96 i loppets 50 vägg vid den andra änden.The tongues 79 are then designed so that the armature 76 is limited free-springing movable in the axial direction relative to the body 48. In the hole or bore 50 a cylindrical control slide 82 extends through the body 48. An end flange 83 of the control slide 82 engages behind an edge 84 of electromagnet armature 76. The cylinder bore 50 has two radial holes 86 and 88, which lead to its periphery and open into axially extending channels 90, 92 in the body 2 at one end and in annular grooves 94, 96 in the wall of the bore 50 at the other end.

Reglersliden 82 har ett antal genomgående hål 100. Hålens 100 diameter är något mindre än avståndet mellan spåren 94, 96. _ Avsnittet mellan spåren 94, 96 har sålunda en bredd, som just överlappar hålens 100 bredd, dvs. i ett läge kan sliden 82 helt bryta förbindelsen mellan hålen 86, 88 och det inre av husdelarna Z och 4. Sliden 82 har emellertid ett nolläge, i vilket en sidokant av hålen 100 just överlappar spårets 96 kant och den motstående sidokanten av hålen 100 kvarlämnar en förbindelse mellan spåret 94 och husdelarnäs 2,4 inre.The control slide 82 has a number of through holes 100. The diameter of the holes 100 is slightly smaller than the distance between the grooves 94, 96. The section between the grooves 94, 96 thus has a width which just overlaps the width of the holes 100, i.e. in one position the slide 82 can completely break the connection between the holes 86, 88 and the interior of the housing parts Z and 4. However, the slide 82 has a zero position, in which a side edge of the holes 100 just overlaps the edge 96 of the groove 96 and the opposite side edge of the holes 100 leaves a connection between the groove 94 and the interior of the housing divider 2.4.

Ankaret 76 är skivformigt med ett centrumhål för kolvstången 28. Ett ringformigt spår 110 är anordnat koaxiellt med centrumhålet och bredare än samt 459 357 beläget mittför ett ringformigt utsprång 112 från husdelens 4 inre cylinderfor- made del 21. Delen 21 med utsprånget 112 tjänar som kärna för elektromagneten.The armature 76 is disc-shaped with a center hole for the piston rod 28. An annular groove 110 is arranged coaxially with the center hole and wider than and 459 357 located opposite an annular projection 112 from the inner cylindrical part 21 of the housing part 4. The part 21 with the projection 112 serves as core. for the electromagnet.

Detaljernas 110 och 112 form tjänar därvid naturligtvis till att leda och kon- centrera de magnetiska kraftlinjerna. Mellan ett centralt säte hos ankaret 76 och ett motstående säte hos medbringarhylsan 24 verkar en spiraltryckfjäder 116 n för att hålla sliden 82 1 sitt ovannämnda nolläge.The shape of the details 110 and 112 then naturally serves to guide and concentrate the magnetic power lines. Between a central seat of the armature 76 and an opposite seat of the carrier sleeve 24, a coil compression spring 116 n acts to hold the slide 82 in its above-mentioned zero position.

Elektriska anslutningar 119 till spolen 22 kan ledas via en anslutnings- bussning 120. En av de flatstiftsformade kontakterna visas vid 122. Dessa kon- takter är företrädesvis ingjutna i en plast som fyller en del av bussningen 120 och ger en effektiv tätning mot anordningens inre.Electrical connections 119 to the coil 22 can be conducted via a connection bushing 120. One of the flat pin-shaped contacts is shown at 122. These contacts are preferably molded in a plastic which fills a part of the bushing 120 and provides an effective seal against the interior of the device.

För drift av ställdonet är kanalen 90 ansluten till en ingångsledning P för hydraulvätska och kanalen 92 är ansluten till en returledning T. Vid excitering av elektromagnetspolen 22 medelst en drivström attraheras ankaret 76 mot fjäderns 116 inledningsvis svaga verkan och drar reglersliden 82 tills detta element öppnar förbindelsen till det inre av ställanordningen via hålen 100.For operation of the actuator, the channel 90 is connected to an inlet line P for hydraulic fluid and the channel 92 is connected to a return line T. When the electromagnetic coil 22 is excited by a drive current, the armature 76 is initially attracted to the spring 116 and pulls the control slide 82 until this element opens the connection. to the interior of the adjusting device via the holes 100.

Detta medför att hydraulvätska strömmar in i ställanordningens inre och dess tryck tvingar kolven 26 mot vänster i fig. l. Under en kort inledande period rör sig då kolvstången 28 fritt tills huvudet 30 kommer till anliggning mot ändytan hos medbringarhylsan 24. Ü Därpå bringas medbringarhylsan 24 att följa* fjädern 116 ankaret 76 och därigenom hylsan 82 till ett läge, i vilket förbin- kolvens rörelse och för via delsen mellan hydraulkällan och ställdonets inre bryts, dvs. reglersliden 82 täcker spåret 96. På grund av ett litet läckflöde via en läckpassage 130 får kolven 26 en tendens att röra sig inåt i ställdonet så att fjäderns 116 kraft blir svagare och därigenom får ankaret 76 en motsvarande tendens att röra sig i samma riktning. Detta medför emellertid i sin tur att reglersliden 82 öppnar förbindelsen till spåret 96.This causes hydraulic fluid to flow into the interior of the actuator and its pressure forces the piston 26 to the left in Fig. 1. For a short initial period the piston rod 28 then moves freely until the head 30 comes into abutment against the end surface of the carrier sleeve 24. Ü Then the carrier sleeve 24 is brought to follow the spring 116 the armature 76 and thereby the sleeve 82 to a position in which the movement of the connecting piston and via the part between the hydraulic source and the interior of the actuator is broken, i.e. the control slide 82 covers the groove 96. Due to a small leakage flow via a leakage passage 130, the piston 26 has a tendency to move inwards in the actuator so that the force of the spring 116 becomes weaker and thereby the armature 76 has a corresponding tendency to move in the same direction. However, this in turn causes the control slide 82 to open the connection to the groove 96.

Kolven 26 intar därigenom ett jämviktsläge bestämt av spolströmmens stor- lek. Kolvens 26 reaktion på en inställd strömnivå i elektromagnetspolen är i själva verket mycket snabb och kolvens rörelse till det av nämnda strömnivå bestämda läget äger rum praktiskt taget omedelbart- Kolvens förskjutning varierar linjärt med strömmen- Stabilisering av drivströmmen för kompensering av spolens 22 uppvärmning kan ske via en yttre krets på ett sätt som lätt inses ev fackmannen pà området.The piston 26 thereby assumes an equilibrium position determined by the magnitude of the coil current. The reaction of the piston 26 to a set current level in the electromagnetic coil is in fact very fast and the movement of the piston to the position determined by said current level takes place practically immediately- The piston displacement varies linearly with the current- Stabilization of the drive current to compensate for the coil 22 heating an external circuit in a way that is readily apparent to those skilled in the art.

Utföringsformen enligt fig. 3 och 4 är dubbelsidigt verkande. Den inne- fattar i princip två ställdon enligt fig. 1, vilkas resp. kolvstänger och 28 och 28' är förenade medelst en kolv 140. Kolven 140 är verksam i ett cylinderlopp 142. Cylínderloppets 142 av kolven 140 åtskilda delar kommunicerar direkt med 459 357 9 resp. ställdons inre och svarar alltså mot ställdonets inre till höger om kolven 26 vid utföringsformen enligt fig. 1. De båda kolvstängernas 28 resp- 28' kolven 140 vända ändar är förbundna med en axeltapp 144 resp. 144' från , som sträcker sig ut ur ställdonets hus via ett med hydraulfluidtätningar försett lopp- Till höger i fig. 3 och 4 antyds en av nämnda hydraulfluidtätningar vid 146.The embodiment according to Figs. 3 and 4 is double-sided. It comprises in principle two actuators according to Fig. 1, the resp. piston rods and 28 and 28 'are connected by means of a piston 140. The piston 140 acts in a cylinder race 142. The parts of the cylinder barrel 142 separated from the piston 140 communicate directly with 459 357 9 respectively. actuator interior and thus corresponds to the interior of the actuator to the right of the piston 26 in the embodiment according to Fig. 1. The ends of the two piston rods 28 and 28 'piston 140, respectively, are connected to a shaft pin 144 and 144, respectively. 144 'from, which extends out of the housing of the actuator via a passage provided with hydraulic fluid seals. To the right in Figs. 3 and 4, one of said hydraulic fluid seals is indicated at 146.

De skillnader som i övrigt hos varje ställdon i fig. 3 och 4 uppträder med avseende på konstruktionen, relativt utföringsformen enligt fig. 1 är i princip endast avsedda att åskådliggöra möjliga alternativa utföringsformer av vissa detaljer. Sålunda har hos ställdonen enligt fig. 3 och 4 fjäderskivan det i fig. 5 visade utseendet, där bulthålen 67 saknas. Detta innebär att fjäder- skivan enligt fig. 5 saknar den skruvförhindning med blocket 48, som uppträder i fig. 1. Läckpassagen 130 vid utföringsformen enligt fig. 1 har i fig. 3 och 4 ersatts med en läckpassage 148 genom blocket 48. I övrigt har detaljer i fig. 3 och 4, vilka är identiska eller likverkande med detaljer i fig. hänvisningsbeteckningar som i sistnämnda figur. 1 erhållit samma Den dubbelverkande utföringsformen enligt fig. 3 kan användas för styrning av ventilsliden hos en hydraulventil på samma sätt som beskrivs i ovan- nämnda PCT-publikation med hänvisning till fig- 4 i nämnda publikation. Närmare bestämt ersätts emellertid de båda mot var sin ände av ventilsliden verkande enkelverkande ställdonen vid detta kända arrangemang med ett enda dubbelverkande ställdon enligt fig. 3. Detta ställdon anbringas vid en ände av ventilsliden, varvid en av axeltapparna 144, 144' på lämpligt sätt kopplas för drivning av ventilsliden. Denna koppling kan antingen vara direkt anliggning ände mot ände, men kan även ske via förmedling av något önskvärt kopplingsarrangemang, t.ex. ett länksystem, om en placering av ställdonet i närhet av hydraulventilen är olämplig av någon orsak. Man inser att det dubbelverkande ställdonet enligt fig. 3 har ett stort användningsområde, som förutom styrning av ventilsliden hos hydraulventiler även kan innefatta styrning av rörelsen hos ett rörligt element hos andra apparater- Det kan härvid, såsom antytts ovan, lämpligaste stället anbringas på det , som nödvändigtvis ej behöver vara i direkt anslutning till ifrågavarande apparat.The differences which otherwise occur with each actuator in Figs. 3 and 4 with respect to the construction, relative to the embodiment according to Fig. 1, are in principle only intended to illustrate possible alternative embodiments of certain details. Thus, in the actuators according to Figs. 3 and 4, the spring plate has the appearance shown in Fig. 5, where the bolt holes 67 are missing. This means that the spring washer according to Fig. 5 lacks the screw obstacle with the block 48 which appears in Fig. 1. The leak passage 130 in the embodiment according to Fig. 1 has in Figs. 3 and 4 been replaced by a leak passage 148 through the block 48. have details in Figs. 3 and 4, which are identical or equivalent to details in Fig. reference numerals as in the latter figure. The double-acting embodiment according to Fig. 3 can be used for controlling the valve slide of a hydraulic valve in the same way as described in the above-mentioned PCT publication with reference to Fig. 4 in said publication. More specifically, however, the two single-acting actuators acting against each end of the valve slide are replaced in this known arrangement by a single double-acting actuator according to Fig. 3. This actuator is fitted at one end of the valve slide, one of the shaft pins 144, 144 'being suitably connected. for driving the valve slide. This coupling can either be a direct abutment end to end, but can also take place via the mediation of some desired coupling arrangement, e.g. a linkage system, if a position of the actuator in the vicinity of the hydraulic valve is inappropriate for any reason. It will be appreciated that the double-acting actuator of Fig. 3 has a wide range of applications which, in addition to controlling the valve slide of hydraulic valves, may also include controlling the movement of a movable member of other apparatus. which does not necessarily have to be in direct connection with the apparatus in question.

Exempel på användning av båda två axeltapparna 144, 144' i en viss applikation utgör det fall, där man använder det dubbelverkande ställdonet för manövrering av en hydraulventilslid, såsom ovan beskrivits, varvid man kan an- vända den axeltapp, som ej direkt påverkar ventilsliden, för centrering av ven- tilsliden i dess nolläge- I detta fall kan exempelvis axeltappen 144' byggas in på det i fig- 6 visade sättet i ett hus 160, som är fästat vid gaveln av det motsvarande ställdonets hus medelst skruvar 162. I axeltappens 144' är en med å, 459 357 huvud 164 försedd skruv 166 inskruvad. På axeltappen 144' är ett fjïdersïte 168 i form av en med en ändfläns 170 försedd hylsa anbringad. Ett motsvarande hyls- formigt fjädersäte 172 med ändfläns 174 är anbringat på huvudet 164- Mellan änd- flänsarna 170 och 174 verkar en spiraltryckfjäder 176. Fig. 6 visar det till- stånd hos denna anordning, som innebär centrering av en av ställdonet manövre- rad, ej visad slidventil till nolläget, varvid fjädern 176 uppvisar sin minsta spänning och pressar ändflänsen 170 mot ställdonshusets gavel och ändflänsen 174 mot ett ändvägsparti av huset 160. Antingen axeltappen 144' rör sig åt höger eller vänster i fig. 6 som resultat av strömsättning av endera av det dubbel- verkande ställdonets magnetspolar, kommer fjädern 176 att sammanpressas på grund av att en šådan rörelse innebär minskning av avståndet mellan flänsarna 170 och 174. Detta innebär å andra sidan att när påverkan på ställdonet upphör återgår axeltappen 144' på grund av fjäderns 176 verkan automatiskt till det i fig. 6 visade läget.Examples of the use of both two shaft journals 144, 144 'in a particular application are the case where the double-acting actuator is used for operating a hydraulic valve slide, as described above, whereby the shaft journal which does not directly actuate the valve slide can be used. In this case, for example, the shaft journal 144 'can be built in the manner shown in Fig. 6 into a housing 160, which is attached to the end of the housing of the corresponding actuator by means of screws 162. In the shaft journal 144 'is a screw 166 provided with å, 459 357 head 164 screwed in. A spring side 168 in the form of a sleeve provided with an end flange 170 is arranged on the shaft pin 144 '. A corresponding sleeve spring seat 172 with end flange 174 is mounted on the head 164. Between the end flanges 170 and 174 a helical compression spring 176 acts. Fig. 6 shows the state of this device, which involves centering one of the actuators actuated , slide valve not shown to the zero position, the spring 176 having its minimum tension and pressing the end flange 170 against the end of the actuator housing and the end flange 174 against an end path portion of the housing 160. Either the shaft pin 144 'moves to the right or left in Fig. 6 as a result of either of the magnetic coils of the double-acting actuator, the spring 176 will be compressed due to such a movement reducing the distance between the flanges 170 and 174. This means, on the other hand, that when the influence on the actuator ceases, the shaft journal 144 'returns due to the spring 176 automatically to the position shown in Fig. 6.

Uppfinningen är givetvis ej begränsad till de ovan beskrivna och på rit- ningarna visade utföringsformerna. I samband med beskrivningen ovan av utföringsformen enligt figur 1 anges det att hålens 100 diameter är något mindre än avståndet mellan spåren 94,96. Detta ger, liksom motsvarande, men helt annor- lunda utformade arrangemang vid ställdonet enligt ovannämnda PCT-publikation, den stora fördelen att ingen olja förbrukas, när ställdonet är overksamt.The invention is of course not limited to the embodiments described above and shown in the drawings. In connection with the above description of the embodiment according to Figure 1, it is stated that the diameter of the holes 100 is slightly smaller than the distance between the grooves 94,96. This gives, like the corresponding, but completely differently designed arrangements at the actuator according to the above-mentioned PCT publication, the great advantage that no oil is consumed when the actuator is idle.

Det är emellertid även tänkbart att, med uppgivande av nämnda fördel, välja hålens diameter, eller motsvarande dimension hos en annan, godtycklig passage, något större än avståndet mellan spåren 94,96. Detta skulle ge ett snabbare reglerdon, vilket kan vara önskvärt i vissa sammanhang.However, it is also conceivable, with the indication of said advantage, to select the diameter of the holes, or the corresponding dimension of another, arbitrary passage, slightly larger than the distance between the grooves 94,96. This would provide a faster controller, which may be desirable in some contexts.

Claims

-459 357 Patent claims.

An electro-hydraulic adjusting device, comprising in a housing a piston (26), which is operable by hydraulic pressure, which is supplied to the working side of the piston via a valve passage (96, 100), which is opened or closed by an electromagnetically operated control slide (82), wherein a return spring (116) acts between the control slide and the piston and strives to move the slide against the action of the electromagnet (22) in the closing direction of a valve passage (96, 10), and the control slide being arranged in a race open at both ends (50 ) in a housing part (48), which is located between the piston and an annular electromagnetic tanker (76), which is in drivable engagement with the control slide (82) and wherein a rod (28) connected to the piston passes through said housing part (48) and the electromagnetic tank (76), characterized in that the control slide (82) consists of a sleeve-shaped element, and that the piston rod (28) passes through said bore (50) and sleeve-shaped elements (82).

Device according to claim 1, characterized in that the sleeve-shaped element (82) extends through the armature (76) and engages with its side facing away from the piston (26).

Device according to claim 2, characterized in that said engagement allows limited mutual movement of the anchor (76) and the sleeve-shaped element across the longitudinal direction of the latter.

Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the sleeve-shaped element (82) has in its wall a said valve passage forming around the same extending ring of valve holes (100).

A double-acting electro-hydraulic actuator, comprising in a race in a housing a piston (140), which is double-sided drivable by hydraulic pressure from two actuators acting on each side of the piston, each actuator each comprising: a valve passage (96, 10), via which hydraulic pressure is supplied to the corresponding working side of the piston (140), and which is opened or closed by an electromagnetically operated control slide (82), a return spring (116) acting between the control slide and the piston (140) and striving to move the slide towards the electromagnet ( 22) acting in a closing direction of a valve passage (96,100), and wherein the control slide (82) is arranged in a bore (50) open at both ends in a housing part (48), which is annular electromagnetic tanker (76), which is a drivable engagement with the control slide (82) and wherein a rod (28,28 ') connected to the corresponding side located between the piston (140) and a rod (28,28') passes through the electromagnetic tank (76), said housing part (48) and exits at the actuator (28,28). ') from the end of the piston (140) to form there an outgoing adjusting element (144, 144'). 459 357

Adjusting device according to claim 5, characterized in that the control slides consist of sleeve-shaped elements (82) and that resp. piston rods (28,28 ') pass through corresponding barrels (50) and sleeves (82).