DE1130657B

DE1130657B - Steuerschieber

Info

Publication number: DE1130657B
Application number: DEK38526A
Authority: DE
Inventors: William Austin Molander; Stanley Joseph Gut
Original assignee: General Precision Inc
Current assignee: General Precision Inc
Priority date: 1959-06-04
Filing date: 1959-08-25
Publication date: 1962-05-30
Also published as: GB892605A; US3065145A; NL121227C; NL242603A

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

K38526XII/47g

ANMELDETAG: 25. AU G U S T 1959

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABEDER AUSLEGESCHRIFT: 30. MAI 1962

Die Erfindung betrifft einen Steuerschieber mit Antrieb durch das zu steuernde Druckmittel, das unter Steuerung durch ein Hilfsventil mit gabelförmigem Verschlußstück, dessen Sitze sich am Schieberkolben befinden, durch Längskanäle im Schieberkolben zu bzw. von stirnseitigen Druckräumen desselben hin- bzw. zurückgeleitet wird.

Es wurde bereits ein Steuerschieber mit einem doppeltwirkenden Hilfsventil mit vorzugsweise elektromagnetischem Antrieb vorgeschlagen, dessen Sitze im Schieberkolben angeordnet sind. Bei diesem Steuerschieber befinden sich die Sitzbohrungen an der Außenseite des Schieberkolbens in seiner Achsenrichtung hintereinander, und das vorzugsweise gabelförmige Verschlußstück des Hilfsventils ist so angeordnet, daß es wahlweise eine der beiden Sitzbohrungen verschließt bzw. drosselt. Bei dieser Anordnung befinden sich beide Dosierkanäle auf einer Seite des Schieberkolbens und erstrecken sich parallel zu derselben. Die Sitzbohrungen des Hilfsventils können dadurch durch das Gabelende des Verschlußstückes nie gleichzeitig ganz verschlossen werden, so daß in Mittelstellung immer Druckmittel durchströmt. Dies bedeutet, daß der Durchfluß nicht auf Null reduziert werden kann.

Die Aufgabe, den Durchfluß durch das Hilfsventil von dem Wert Null aus zu regeln, wird gelöst, indem erfindungsgemäß die Sitzbohrungen einander gegenüber und senkrecht zur Achse des Schieberkolbens angeordnet werden, und das Verschlußstück mit seinen Gabelenden den Schieberkolben reitsitzartig umgreift.

Hierdurch wird erreicht, daß in Symmetriestellung der Sitzbohrungen relativ zu den Gabelenden des Verschlußstücks die Öffnungen dieser Sitzbohrungen völlig verschlossen werden.

Die Erfindung soll an Hand der Zeichnungen näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt einen Horizontalschnitt längs der Linie 1-1 der Fig. 2;

Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht, teilweise im Schnitt, einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3 zeigt einen Vertikalschnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 2;

Fig. 4 zeigt einen Teilschnitt längs der Linie 4-4 der Fig. 1;

Fig. 5 zeigt einen Teilschnitt längs der Linie 5-5 der Fig.l;

Fig. 6 zeigt einen Teilschnitt längs der Linie 6-6 der Fig.l;

Fig. 7 bis 9 zeigen vergrößerte Schnitte einer wahlweisen Ausbildung der Sitzbohrungen, und Steuerschieber

Anmelder: General Precision, Inc.,

New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dr. I.M.Maas, Patentanwalt, München 23, Ungererstr. 25

Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 4. Juni 1959 (Nr. 818 210)

William Austin Molander, Montville, N. J.,

und Stanley Joseph Gut,

Wayne, N.J. (V.St.A.),

sind als Erfinder genannt worden

Fig. 10 und 11 zeigen Aufrisse des aus dem Gehäuse entnommenen Schiebers in End- und Seitenansicht.

Am übersichtlichsten ist in Fig. 2 der Gesamtaufbau des Steuerschiebers innerhalb eines Gehäuses 10 gezeigt. Ein elektromagnetischer Torsionsmotor 11, der auf elektrische Signale mit niedriger Amplitude anspricht, bestimmt die Stellung eines gabelförmigen Verschlußstücks 12. Vorzugsweise ist das Verschlußstück 12 fest mit dem Motoranker 13 verbunden, der von einem Torsionsstab 14 od. dgl. getragen wird, um ein Rückstellmoment um die Achse 15 des Torsionsstabs 14 auf diesen auszuüben.

Wie am besten aus Fig. 3 ersichtlich, ist das Verschlußstück 12 mit zwei sich nach unten erstreckenden Gabelenden 16 und 17, die den Schieberkolben 18 reitsitzartig umgreifen, versehen.

Die Sitzbohrungen 31 und 33 im Schieberkolben 18 sind durch die Bewegung der Gabelenden 16 und 17 zu öffnen bzw. zu schließen.

Der Schieberkolben 18 kann in einer Hülse 19 gleiten. Diese Hülse 19 befindet sich innerhalb des Gehäuses 10 und weist ein Paar Einlaßöffnungen 20 und 21 sowie ein Paar Auslaßöffnungen 22 und 23 auf. Um den Flüssigkeitsdurchfluß zwischen den benachbarten Einlaß- und Auslaßöffnungen zu steuern, ist der Schieberkolben 18 mit Bunden 24 und 25 versehen. Diese Bunde 24 und 25 sind so breit und so

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glichen wird, da durch eine stets offene Verbindung zur Druckmittelquelle das Druckmittel ergänzt wird. In derselben Weise wird durch eine Verschiebung des Verschlußstücks 12 nach rechts eine Verschiebung des 5 Schieberkolbens 18 nach rechts erzielt. Es ist natürlich notwendig, den Wiederaufbau des Drucks in der zuvor entleerten Druckkammer 65 bzw. 66 zu verzögern, wozu feste Drosselbohrungen 38 und 39 vorgesehen sind.

Wie aus Fig. 1 zu ersehen, können diese Drosselbohrungen 38 und 39 in Filtereinrichtungen 40 und 41 führen. In diese kann das Druckmittel aus der nicht dargestellten Druckmittelquelle durch geeignete Leitungen eingeführt werden. Da diese Drosselbohrun-

angeordnet, daß sie normalerweise die Auslaßöf&nuv gen 22 und 23 abdichten, wenn der Schieberkolben 18 seine neutrale Mittelstellung einnimmt. Eine Bewegung des Schieberkolbens 18 nach rechts stellt dann die Verbindung zwischen den Einlaßöffnungen 20 und den Auslaßöffnungen 22 sowie zwischen den Auslaßöffnungen 23 und einer Rücklauföffnung 26 her.

In derselben Weise werden durch eine Bewegung des Schieberkolbens 18 nach links die Auslaßöffnungen 23 mit den Einlaßöffnungen 21 verbunden, wäh- io rend die Auslaßöffnungen· 22 mit der Rücklauf öffnung 27 verbunden wird, die mit dem Rücklaufanschluß 60 (Fig. 10) in Verbindung steht.

Die Einlaßöffnungen 20 und 21 werden vermittels

geeigneter Leitungen innerhalb des Gehäuses 10 mit 15 gen 38 und 39 nur geringe Querschnitte haben, sind einer gemeinsamen Druckmittelquelle und die Auslaß- diese durch die Ansammlung von Schmutz und andeöffnungen 22 und 23 über die Verbraucheranschlüsse ren Fremdbestandteilen, z. B. Metallteilchen, wie Grat-61 und 62 (Fig. 10) mit dem Verbraucher, z. B. einem späne u. dgl., leicht zu verstopfen, hydraulischen Motor, verbunden. Daher wird jede der Filtereinrichtungen 40 und 41

Der Schieberkolben 18 ist mit zwei nicht mitein- 20 mit einem Sieb 42 bzw. 43 versehen, ander verbundenen Längskanälen 28 und 29 versehen. Gegen Metallteilchen, die noch durchgeschwemmt

Der Längskanal 28 steht bei 34 mit dem Druckraum werden, schützen hohlzylindrische Magnetabschneider 65 in der Hülse 19 in Verbindung und setzt sich dann 44 und 45.

in eine Verbindungsbohrung 30 in einem gehärteten Um die Filtereinrichtungen 40 und 41 ebenso wie

Stahleinsatz 18 α fort, der auf den Schieberkolben 18 25 die Drosselbohrungen 38 und 39 leicht zugänglich zu aufgepaßt ist. Die Verbindungsbohrung 30 geht in die halten, sind sie gleichachsig angeordnet, so daß sie Sitzbohrung 31 über. Der Längskanal 29 steht bei 35 nach Entfernung der Verschlußstopfen 46 und 47 ausmit dem Druckraum 66 in Verbindung und setzt sich und eingebaut werden können. Die Verschlußstopfen in einer Verbindungsbohrung 32 fort, die in die Sitz- 46 und 47 können mit Ringdichtungen 48 versehen bohrung 33 mündet. Die Sitzbohrungen 31 und 33 30 sein.

sind in axialer Richtung gegeneinander versetzt an- Um den höheren, vom Schieberkolben 18 gesteuergeordnet, wie Fig. 1 zeigt. ten Druck von den niederen Drucken in den Druck-

Die gegenüberliegenden. Oberflächen des Einsatzes räumen 65 und 66 zu trennen, ist der Schieberkolben 18 a, in die die Sitzbohrungen 31 und 33 münden, sind 18 mit Bunden 50 an seinen Enden versehen. Weiter abgeflacht und parallel zueinander angeordnet, um 35 sind Bunde 51 beiderseits des Mittelteils des Schieber-Auflageflächen für die sich nach unten erstreckenden kolbens 18 vorgesehen, um die Auslaßöffnungen 22 Gabelenden 16 und 17 des Verschlußstücks 12 zu bil- und 23 von der Rücklaufkammer 36 zu trennen, den. Die Drosselbohrungen 38 und 39 sind in Platten,

Zwar sind die Sitzbohrungen 31 und 33 nach Fig. 1 die mit Paßsitz in den Enden der Hülse 19 angebracht in Längsrichtung zueinander versetzt angeordnet, kön- 40 sind, angeordnet.

nen aber auch in einer Flucht liegen, jedoch müssen Das Verschlußstück 12 ist druckentlastet. Vor

dann die Gabelenden 16 und 17 zueinander versetzt allem, wenn beide Gabelenden 16 und 17 die Sitzbohangeordnet sein. rungen 31 und 33 abdichten, drücken die Drucke

Die Gabelenden 16 und 17 des Verschlußstücks 12 durch die Sitzbohrungen 31 und 33 in entgegengesetzbedecken die Sitzbohrungen 31 und 33, wenn sich das 45 ter Richtung. Da diese Drucke gleich sind, sind die Verschlußstück 12 und der Schieberkolben 18 in ihrer Gabelenden 16 und 17 im Gleichgewicht und besitzen

im wesentlichen dasselbe Spiel gegenüber den Sitzbohrungen 31 und 33.

Die Fig. 7 bis 9 zeigen eine andere Ausführungs-50 form der Erfindung, wobei der Einsatz 69 im Schieberkolben 18 an jeder Seite mit einem Paar von Sitzbohrungen 70 und 71, wie am besten in Fig. 8 gezeigt, versehen ist. Bei dieser Ausführungsform führt jede der Verbindungsbohrungen 72 und 73 durch den Em-

die in axialer Richtung versetzte gegenüberliegende 55 satz 69 zu beiden Sitzbohrungen 70 und 71 an jeder Sitzbohrung 33 durch das Gabelende 16 nicht geöff- Seite, wobei sie durch schräge Verbindungsbohrungen net. Das Druckmittel im Druckraum 65 fließt durch 74 und 75 führt. Der Vorteil dieser Anordnung gegenden Längskanal 28, die Verbindungsbohrung 30 und über einer solchen mit jeweils nur einer einzigen Sitzdurch die Sitzbohrung 31 zur Rücklaufkammer 36 und bohrung ist ein im Gleichgewicht befindliches Drehfließt von da durch die Rücklaufbohrung 67 zu einem 60 moment auf jede der Oberflächen 76 und 77 des Ein-Vorratsbehälter (nicht dargestellt). Dies verringert den satzes 69, wodurch gesichert wird, daß der Einsatz 69, Druck im Druckraum 65, während der Druck im der Schieberkolben 18 und das Verschlußstück 12 im Druckraum 66 erhalten bleibt. Als Folge davon gleitet Gleichgewicht gehalten werden. Zweitens, wenn eine der Schieberkolben. 18 nach links, bis die Sitzbohrung der Sitzbohrungen an jeder Seite verstopft werden 31 wieder unter das Gabelende 17 gleitet und durch 65 sollte, sichert die Anordnung einer zusätzlichen Sitzdieses abgedichtet wird, wodurch ein weiteres Aus- bohrung, daß das Ventil nicht außer Betrieb gesetzt fließen aus dem Druckraum 65 verhindert und der wird, da es mit nur einer freien, unverlegten Sitzboh-Druck in den Druckräumen 65 und 66 wieder ausge- rung an jeder Seite arbeiten kann.

neutralen Mittelstellung befinden. Die Mittelstellung des Schieberkolbens 18 ist erreicht, wenn der Druck im Druckraum 65 gleich dem Druck im Druckraum 66 ist.

Wenn das Verschlußstück 12 durch den Torsionsmotor 11, ζ. B. nach links verschoben wird (Fig. 1), wird die Sitzbohrung 31 durch die Bewegung des Gabelendes 17 teilweise oder ganz geöffnet, jedoch

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Steuerschieber mit Antrieb durch das zu steuernde Druckmittel, das unter Steuerung durch ein Hilfsventil mit gabelförmigem Verschlußstück, dessen Sitze sich am Schieberkolben befinden, durch Längskanäle im Schieberkolben zu bzw. von stirnseitigen Druckräumen desselben hin- bzw. zurückgeleitet wird, dadurch gekenn zeichnet, daß die Sitzbohrungen (31,33) einander gegenüber und senkrecht zur Achse des Schieberkolbens (18) liegen und das Verschlußstück (12) mit seinen Gabelenden (16, 17) den Schieberkolben (18) reitsitzartig umgreift.

2. Steuerschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sitzbohrungen (31, 33) des Hilfsventils in axialer Richtung des Schieberkolbens (18) zueinander versetzt angeordnet sind.

3. Steuerschieber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß den durch Drossel- ao bohrungen (38, 39) gebildeten Zuleitungen des Druckmittels zu den Druckräumen (65, 66) je eine Filtereinrichtung (40, 41) zugeordnet ist, die aus einem Sieb (42, 43) und einem Magnetabscheider (44, 45) besteht.

4. Steuerschieber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebe (42, 43) und die Magnetabscheider (44, 45) koaxial zum Schieberkolben (18) angeordnet sind.

5. Steuerschieber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sitzbohrungen (31, 33) des Hilfsventils und die von diesen zu den Längskanälen (28, 29) des Schieberkolbens (18) führenden Verbindungsbohrungen (30, 32) in einem Einsatz (18 a) angeordnet sind, der fest mit dem Schieberkolben (18) verbunden ist.

6. Steuerschieber nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (18 a) mit einem Paar gegenüberliegenden flachen Oberflächen versehen ist, in die die Sitzbohrungen (31, 33) münden.

7. Steuerschieber nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieberkolben (18) in einer zylindrischen Hülse (19) des Schiebergehäuses (10) gleitet, welche Hülse (19) an ihren Enden Verschlußstopfen (46, 47) aufweist, die die Filtereinrichtungen (40, 41) aufnehmen.

8. Steuerschieber nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (69) an jeder Seite ein Paar von Sitzbohrungen (70, 71) trägt (Fig. 7 bis 9).

9. Steuerschieber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsventil durch einen Torsionsmotor (11 bis 14) entsprechend elektrischen Signalen bewegt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 965 740;
britische Patentschriften Nr. 636 679, 654 425;
USA.-Patentschrift Nr. 2 742 919.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1 089 602.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen