DE1750997C - Pressure medium-operated control spool with electromagnetic auxiliary valves - Google Patents
Pressure medium-operated control spool with electromagnetic auxiliary valvesInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen druckmittel- Schieberkolbens unabhängig vom Hilfsventil über jeThe invention relates to a pressure medium slide piston independent of the auxiliary valve via each
betätigten Steuerschieber mit einem längs verschieb- eine Drosselstelle beaufschlagt sind,actuated control spool are acted upon by a longitudinally displaceable throttle point,
liehen Schieberkolben, an dessen Stirnseiten je ein Hierdurch wird gegenüber den bekannten Drei-borrowed slide pistons, on each of the front sides of which one is hereby compared to the known three
Druekraiim ausgebildet ist, mit dem je ein elekiro- wegchilfsvenülen der Vorteil der ImpulsbetätigungDruekraiim is formed, with each one elekiro- wegchilfsvenulen the advantage of impulse actuation
magnetisch helütigte.s Hilfsventil verbunden ist, wo- 5 gegeben, und zwar ohne Verwendung zusätzlicher,magnetically helütigte.s auxiliary valve is connected, where- 5 given, without the use of additional,
bei der Schicherkolhen in seiner jeweiligen End- druckbcaufschlagter Hilfsschieberkolben und ohneat the Schicherkolhen in its respective final pressurized auxiliary slide piston and without
stellung an einem Gehäuseteil derart anliegt, daß dort die Verwendung von komplizierten und bclriebs-position on a housing part in such a way that there the use of complicated and operational
die druckbeaufschlagte Fläche verringert ist. unsicheren Membranen od. dgl., auf die das Druck-the pressurized area is reduced. unsafe membranes or the like, on which the pressure
Ein derartiger clruckmiitelbetätigter Steuerschieber mittel einwirkt, so daß ein außerordentlich einfacherSuch a clruckmiitelbetätierter control slide acts medium, so that an extremely simple
mit zwei Magnetventilen ist aus der deutschen Aus- ίο und außerordentlich zuverlässig arbeitender Steuer-with two solenoid valves is from the German ίο and extremely reliably working control
legcschrifi I 054 297 bekannt. Bei diesem Steuer- schieber geschaffen wurde. Die Zuverlässigkeit wirdlegcschrifi I 054 297 known. This control slide was created. The reliability will
schieber sind die Hilfsventile im Zufluß des Druck- noch dadurch verbessert, daß man bei einer impuls-slide, the auxiliary valves in the inlet of the pressure are further improved by the fact that, in the case of an impulse
miltcls zu den Druckkammern des Steuerschiebers artigen Betätigung wesentlich stärkere Magnete wäh-Miltcls actuation similar to the pressure chambers of the control spool selects considerably stronger magnets.
angcordnct, wodurch der Druck zur Kolbenver- len ka.nn, die mit einer großen Kraft und daher un-angcordnct, whereby the pressure to the piston displacement ka.nn, which with a great force and therefore un-
stellung durch die Hilfsventil aufgebracht und ge- 15 bedingt betriebssicher wirksam sind. Im übrigen wirdposition applied by the auxiliary valve and are conditionally effective. Otherwise will
steuert wird. Vachteilig ist, daß die Magnetspulen eine wesentliche Einsparung an elektrischer Energieis controlled. It is disadvantageous that the magnet coils save a considerable amount of electrical energy
der Magnetventile in Erregung gehalten werden, um erhallen.the solenoid valves are kept excited to echo.
in der gewählten Stellung zu verbleiben. Eine impuls- Durch das Anlegen der hydraulischen Drücke auf artige Betätigung ist nicht vorgesehen. Weiterhin sind geeignete Flächen des Stcuerkolbens wird dieser die Hilfsventil auf Grund ihrer Ausgestaltung als 20 zwangläufig bewegt und in der gewählten Grenz-Durchgangshilfsvcntile kompliziert, da sie doppelt- stellung zwangläufig festgehalten, so daß bei einer wirkend sind und im Fluß liegend, diesen steuernd, Unterbrechung der Stromversorgung keine Gefahr angeordnet sind einer Veränderung des Durchflusses des Strömungs-Weiler ist aus der deutschen Auslegeschrift mediums auftreten kann.to remain in the chosen position. An impulse by applying the hydraulic pressures on like actuation is not provided. There are also suitable surfaces for the piston the auxiliary valve because of its design as 20 inevitably moves and in the selected limit passage auxiliary valve Complicated, since it is inevitably held in duplicate, so that in the case of one are active and lying in the river, controlling it, interruption of the power supply is no danger are arranged a change in the flow of the flow hamlet is from the German interpretation mediums can occur.
I 059 731 ein Steuerschieber mit einem Haupt- und 35 Die genannten vorteilhaften Merkmale des Steuer-I 059 731 a control spool with a main and 35 The mentioned advantageous features of the control
einem Hilfsscb'pbcrkolben und einem elektromagne- Schiebers gemäß der Erfindung sind von besondereran auxiliary piston and an electromagnetic slide according to the invention are of particular interest
tischen Hilfsventil bekannt, bei dem eine Impuls- Bedeutung bei Flugzeugen. Es wird bei Flugzeugentable auxiliary valve known, in which an impulse meaning in aircraft. It will be with airplanes
betätigung vorgesehen <st. Duser Steuerschieber ist verlangt, daß mit einem Minimum an Gewicht undactuation provided <st. Duser spool valve is required to be with a minimum of weight and
jedoch dadurch kompliziert, df-ß er einen zusatz- einem Minimum an Energieverbrauch eine größte Be-However, this is complicated by the fact that an additional minimum of energy consumption is a major
lichen druckbeaufschlagten Schseberkolben benötigt, 3° triebssicherheit bei Steuervorgängen erreicht wird,pressurized spool piston is required, 3 ° operational reliability is achieved during control processes,
der zwischen dem elektromagnetischen Hilfsventil In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel derbetween the electromagnetic auxiliary valve in the drawing is an embodiment of the
und dom Schieberkolben angeordnet ist, um die Be- Erfindung dargestellt. Die Erfindung soll nachstehendand dom slide piston is arranged to the loading invention shown. The invention is intended below
wcgung des Hauptschieberkolbcns zu steuern. Bei mit Bezug auf die Zeichnung näher beschriebento control the movement of the main spool. When described in more detail with reference to the drawing
einem anderen bekannter. Absperr- oder Steuerventil werden.another well-known. Shut-off or control valve.
mit Antrieb durch ein Druckmittel, das unter Steue- 35 Die Zeichnung zeigt einen Schnitt durch einenwith drive by a pressure medium, which is under control 35 The drawing shows a section through a
rung durch eine durch einen kurzzeitigen Impuls aus- druckmittelbetätigten Steuerschieber, der ein Ge-by means of a control spool that is actuated by a brief impulse and
gclöstc Hilfsvenlilanordnung auf eine Membran r:in- häuse !0 besitzt, in dem eine abgestufte Bohrung 11Gclöstc auxiliary valve arrangement on a membrane r: inhäus! 0, in which a stepped bore 11
wirkt, ist als nachteilig die Verwendung von Mem- angeordnet ist. Innerhalb der Bohrung ist eine Hülseacts, is arranged as disadvantageous the use of Mem-. Inside the bore is a sleeve
brauen anzusehen, die reparaturanfällig sind und auf 12 eingesetzt, die drei axial in einem Abstand zuein-eyebrows, which are prone to repair and used on 12, the three axially spaced apart
Grund ihrer Neigung /um Bruch unzuverlässig und 4" ander angeordnete, äußere ringförmige Nuten 13, 14,Unreliable due to their tendency to break and 4 "differently arranged, outer annular grooves 13, 14,
wenig betriebssicher sind. 15 aufweist, die mit Durchgängen 16, 17, 18 in demare not very reliable. 15 having, with passages 16, 17, 18 in the
A'le diese hilfsizesteucrtcn Ventile weisen für die Gehäuse 10 in Verbindung stehen. Das Innere derAll of these auxiliary size control valves have a connection for the housing 10. The inside of the
Ausbildung des Hilfsventil das Merkmal auf, daß Hülse Xl ist außerdem mit drei in einem Abstand Formation of the auxiliary valve has the feature that sleeve Xl is also with three at a distance
dieses sowohl den Zulauf als auch den Ablauf zu zueinander angeordneten ringförmigen Nuten 19, 20,this both the inlet and the outlet to mutually arranged annular grooves 19, 20,
bzw. von der Druckkammer bewirkt. Anders sind die 45 21 versehen, die mit den äußeren Nuten 13,14, 15or caused by the pressure chamber. The 45 21 with the outer grooves 13, 14, 15 are provided differently
sogenannten Durchgangshilfsventile ausgestaltet, die über entsprechende Durchgänge 19', 20', 2Γ in Ver-so-called passage auxiliary valves, which are connected via corresponding passages 19 ', 20', 2Γ in
dcrart in Bc/ug /um Zu- bzw. Abfluß aus der Druck- bindung stehen. Innerhalb des Innenraumes derdcrart in Bc / ug / around the inflow or outflow from the pressure connection. Inside the interior of the
kammer des Steuerschiebers angeordnet sind, daß der Hülse 12 ist glcitbar ein Schicberkolben 22 angeord-chamber of the control slide are arranged that the sleeve 12 is glcitbar a sliding piston 22 is arranged-
Zulauf zum Druckraum direkt über eine Drossel- net. der mittels einer Feder 23 in die dargestellteInlet to the pressure chamber directly via a throttle net. by means of a spring 23 in the illustrated
steife und der Ahhtif durch einen Kanal weiteren 50 Stellung gedrückt wird. Außerdem sind in dem Ge-stiff and the Ahhtif is pushed through a channel another 50 position. In addition, there are
üucrschnitts, beherrscht von dem Hilfsventil, erfolgt. häuse 10 zwei weitere Kanäle 24, 25 vorgesehen, dieücrschnitts, dominated by the auxiliary valve, takes place. housing 10 two further channels 24, 25 provided, the
Ein snlchcs Durchgangshilfsventil ist in der deutschen mit einer Quelle für ein Druckmittel in VerbindungA snlchcs through auxiliary valve is in the German with a source for a pressure medium in connection
Patentschrift 807 348 beschrieben. stehen. In dem Gehäuse 10 ist außerdem noch einPatent 807,348. stand. In the housing 10 is also still a
Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik Abflußdurchgang 26 ausgebildet, der in VerbindungBased on the known prior art, drain passage 26 is formed, which is in connection
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen ss mit zwei Kammern 27,28 steht, die in einem Ge-the invention is based on the object of providing a ss with two chambers 27, 28 which are in one
druckmittulbetiitigten Steuerschieber mit einem längs häuse 29 ausgebildet sind. Jede der Kammern 27,23Druckmittulbetiitierten control slide with a longitudinal housing 29 are formed. Each of the chambers 27, 23
vcrschicblichen Schicbcrkolben und zwei elcktro- enthält je ein federbelastetes Verschlußglied einesDifferent shift pistons and two elcktro- each contains a spring-loaded locking member of one
magnetisch betätigten Hilfsvcntilen zu schaffen, bei Hilfsventil» 30 bzw. 31. Die Verschlußglieder derTo create magnetically operated auxiliary valves, with auxiliary valve> 30 or 31. The closure members of the
dem die gewählte Stellung des Steuerschiebers auf· Hilfsvenlile 30 bzw. 31 sind an Ankern 32,33 vonthe selected position of the control slide on · Auxiliary valves 30 and 31 are on anchors 32,33 of
rcchlcrhallen bleibt, auch wenn ein Signalimpuls an 60 Elektromagneten befestigt.The clatter remains even when a signal pulse is attached to 60 electromagnets.
einem der elektromagnetischen Hilfsventile aufhört Die Versehlußgliedcr der Hilfsventile 30,31 stützenone of the electromagnetic auxiliary valves ceases to support the closure members of the auxiliary valves 30,31
wirksam zu sein. sich auf Sitze ab, die in Bauteilen 34, 35 ausgebildetto be effective. on seats that are formed in components 34, 35
dall die elektromagnetisch betätigten Hilfsventile nur Durchgang, der in einem Raum mündet, der zwischendall the electromagnetically operated auxiliary valves only passage that opens in a space that between
durch einen kurzzeitigen Impuls betätigt werden, als £5 dem Gehäuse 29 und einem Teil 37 gebildet wird.be actuated by a momentary impulse as £ 5 the housing 29 and a part 37 is formed.
entsprechenden benachbarten Ende des Schicberkolbens 22 gebildet wird. Das Teil 37 ist koaxial zu der Hülse 12 innerhalb der Bohrung Il angeordnet und besitzt einen äußeren ringförmigen Durchgang 38, der mit dem Kanal 24 in Verbindung steht. Das Teil 37 besitzt außerdem einen axial ausgebildeten ringförmigen Sitz 39, gegen den sich das entsprechende Ende des Schicberkolbens 22 dichtend anlegen kann. Der ringförmige Durchgang 38 steht mit dein inneren- Teil des Bauteils 37 über eine Drosselslelle 40 in Verbindung, und wenn der Schieherkolben sich an den Sitz 39 anlegt, wird eine Verbindung zwischen dem Durchgang 36 und der Drosselslelle 40 gesperrt.corresponding adjacent end of the schicber piston 22 is formed. The part 37 is arranged coaxially to the sleeve 12 within the bore II and has an outer annular passage 38 in communication with channel 24. The Part 37 also has an axially formed annular seat 39 against which the corresponding The end of the Schicber piston 22 can create a seal. The annular passage 38 is with your inner part of the component 37 via a throttle plate 40 in connection, and if the Slide piston rests against the seat 39, a connection between the passage 36 and the Drosselslelle 40 blocked.
Das Teil 35, das mit dem Verschlußglied des Hilfsventils 31 zusammenwirkt, ist ebenfalls durchbohrt und steht über eine Bohrung 41 in dem Gehäuse IO in Verbindung mit einem Raum, du an dem entgegengesetzten Ende des Schicberkolbens 22 angeordnet ist. Dieses Ende des Schieberkolbens 22 ist so ausgebildet, daß es sich auf einem axial vorspringenden, ringförmigen Sitz 42 abstützt. Der Sitz 42 ist auf einem Zylinder 43 ausgebildet, der innerhalb der Bohrung 11 angeordnet ist und koaxial mit Bezug auf die Hülse 12 eingesetzt ist. Das Innere des Zylinders 43 steht über den Kanal 25 mit der Quelle des Druckmittels in Verbindung, wobei eine mittlere Drosselstelle 44 in dem Zylinder 43 derart ausgebildet ist, daß durch diese das Druckmittel in einen Raum eintritt, der sich an dem unteren Ende des Schieberkolbens. 22 befindet, wenn dieser nicht in Eingriff mit dem Sitz 42 steht.The part 35, which with the closure member of the auxiliary valve 31 cooperates, is also bored through and is via a bore 41 in the housing IO in connection with a space, you arranged at the opposite end of the slide piston 22 is. This end of the spool 22 is designed so that it is on an axially projecting, annular seat 42 is supported. The seat 42 is formed on a cylinder 43 which is inside the Bore 11 is arranged and inserted coaxially with respect to the sleeve 12. The inside of the cylinder 43 is connected to the source of the pressure medium via the channel 25, with a central throttle point 44 is formed in the cylinder 43 in such a way that the pressure medium enters a space through it, which is at the lower end of the spool. 22 is located when this is not in engagement with the seat 42 is.
Der Schicberkolben 22 ist in seinem Inneren mit einer axial verlaufenden Bohrung versehen, und es sind zwei radiale Bohrungen 45, 46 an den entgegengesetzten Enden des Schieberkolbens 22 angeordnet. Die axial verlaufende Bohrung in dem Schicberkolben 22 steht außerdem mit der ringförmigen Nut 21 in der Hülse 12 über Durchgänge 47 dauernd in Verbindung, und auf diese Weise kann das Druckmittel in der axialen Bohrung des Schieberkolbens 22 über die Durchgänge 47, über die ringförmige Nut 21 und über die ringförmige Nut 15 aus dem Durchgang 18 austreten, der z.B. an einen niedrigeren Druck angeschlossen ist.The Schicber piston 22 is provided in its interior with an axially extending bore, and it two radial bores 45, 46 are arranged at the opposite ends of the slide piston 22. The axially extending bore in the sliding piston 22 also stands with the annular groove 21 in the sleeve 12 via passages 47 permanently in connection, and in this way the pressure medium in the axial bore of the slide piston 22 via the passages 47, via the annular groove 21 and exit via the annular groove 15 from the passage 18 which, for example, is at a lower pressure connected.
Im Betrieb steuert der druckmittelbetätigle Steuerschieber den Fluß eines Druckmittels durch die Durchgänge 16. 17, 18, und in der in der Zeichnung dargestellten Stellung stehen die Durchgänge 17,18 miteinander über eine ringförmige Nut 48 in Verbindung, die an der äußeren Oberfläche des Schieberkolbcns 22 ausgebildet ist. Ein vorstehendes Teil ist an dem Schicherkolben 22 ausgebildet und unterbricht die Verbindung zwischen dem Durchgang 16 und der Nut 48. Auf diese Weise tritt das Druckmittel in dem Durchgang 17 über den Durchgang 18, der mit einer Drosselstelle 49 versehen ist. In operation, the pressure medium-actuated control slide controls the flow of a pressure medium through the passages 16, 17, 18, and in the position shown in the drawing, the passages 17, 18 are connected to one another via an annular groove 48 which is located on the outer surface of the slide piston 22 is trained. A protruding part is formed on the Schich flask 22 and interrupts the connection between the passage 16 and the groove 48. In this way, the pressure medium in the passage 17 passes through the passage 18, which is provided with a throttle point 49.
Damit der Schieberkalben 22 in seiner Stellung, die in der Zeichnung dargestellt ist, verbleibt, tritt das Druckmittel aus dem Kanal 24 in den Raum an dem oberen Ende des Schicberkolbens 22 ein und erzeugt eine Druckkraft, die auf dieses Ende wirkt. Die Feder 13 erzeugt ebenfalls eine Druckkraft, die in der gleichen Richtung wirksam ist. Diese Kräfte an dem oberen Ende des Schieberkolbens 22 bewirken, daß das entgegengesetzte Ende sich kräftig auf dem Sitz 42 abstutzt, so daß, obwohl der Druck in dem Kanal 25 deich dem Druck in dem Kanal 24 ist. dieser Druck nur auf eine kleinere Flüche an dem oberen Ende wirksam ist. Es wird daher ein Gleichgewichtszustand aufrechterhalten, bis der Raum an dem oberen Ende des Schieherkolhens entlastet wird, was durch Abheben des Verschlußulicdes des Hilfsventil So that the slide caliper 22 remains in its position shown in the drawing, the pressure medium enters the space at the upper end of the slide piston 22 from the channel 24 and generates a compressive force which acts on this end. The spring 13 also generates a compressive force which is effective in the same direction. These forces at the upper end of the spool 22 cause the opposite end to bear forcefully on the seat 42 so that although the pressure in the channel 25 is equal to the pressure in the channel 24. this pressure is only effective on a minor curses at the top end. A state of equilibrium is therefore maintained until the space at the upper end of the slide piston is relieved, which is achieved by lifting the closure gate of the auxiliary valve
30 von dessen Sitz geschieht. Hierdurch tritt das Druckmittel aus dem Raum an dem oberen Finde des Schiebcrkolbens 22 in die Kammer 27 und daher in den Durchgang 26 ein. Dieser Durchgang ist ebenso wie der Durchgang 18 an einen Teil des Gerätes mit einem relativ niedrigen Druck angeschlossen.30 happens from its seat. As a result, the pressure medium emerges from the space at the upper find of the slide piston 22 into the chamber 27 and therefore into the passage 26. This passage is also like passage 18 connected to part of the device at a relatively low pressure.
Nach dem Entleeren des Raumes an dem oberen Ende des Schicberkolbens 22 steigt der Druck in dem Kanal 25 genügend an, daß der Schichcrkolh.cn 22 gegen die Wirkung der Feder 23 nach oben bewegt wird, bis er sich an den Sil/ 39 andrückt, worauf nunmehr die Fläche an .iem oberen Ende des Schieherkolbcns, auf die der [>mck von dem Kanal 24 einwirkt, kleiner ist als die Fläche an dem entgegengesetzten Ende des Schicberkolbcris, auf den der Druck über den Kanal 25 einwirkt.After the space at the upper end of the valve piston 22 has been emptied, the pressure in the piston rises Channel 25 is sufficient that the Schichcrkolh.cn 22 against the action of the spring 23 is moved upwards until it presses against the Sil / 39, whereupon now the surface at the upper end of the screw piston onto which the [> mck of the canal 24 acts, is smaller than the area at the opposite end of the Schicberkolbcris on which the Pressure acts through the channel 25.
Wenn sich der Schiehcrkolhcn an den Silz 39 anlegt, wird die Bohrung 45 mit dem Raum an dem oberen E:nde des Schieberkolbcns 22 in Verbindung gebracht. Auf diese Weise wird, wenn das Vcrschlußglied des Hilfsventil 30 wieder mil seinem Silz in Kontakt gebracht wird, dieser Raum über die Bohrung 45, über den Durchgang 47, über die ringförmige Nut 21 und über den Durchgang 18 entlastet.When the Schiehcrkolhcn applies to said Silz 39, the bore 45 with the space at the top E: walls of the Schieberkolbcns 22 to be associated. In this way, when the closing member of the auxiliary valve 30 is brought into contact with its socket again, this space via the bore 45, via the passage 47, via the annular groove 21 and via the passage 18 is relieved.
Wenn somit der Schicberkolben 22 aus seiner Stellung, die in der Zeichnung dargestellt ist, in seine zweite Stellung bewegt wurde, wird die Verbindung zwischen den Durchgängen 17, 18 unterbrochen und eine Verbindung zwischen den Durchgängen 16, 17 über die ringförmige Nut 48 hergestellt.Thus, when the Schicberkolben 22 from its position, which is shown in the drawing, in its second position was moved, the connection between the passages 17, 18 is interrupted and a connection is established between the passages 16, 17 via the annular groove 48.
Diese Verbindungswege werden so lange aufrechterhalten, bis der zweite Magnetanker 33 impulsartig betätigt wird und das Verschlußglicd des HilfsvcniiisThese connecting paths are maintained until the second armature 33 is pulsed is operated and the closure member of the auxiliary valve
31 von seinem Sitz abhebt. Der ilaum am unleren Ende des Schiebcrkolbens wird über den Durchgant; 41 entleert. Der Druck in diesem Raum fällt daher ab, und der Schieberkolben 22 wird unter der Wirkung der Feder 23 und außerdem unter der Wirkung des Druckes im Kanal 24 nach unten bcwegl. Dieser Druck wirkt auf eine größere Fläche, nachdem der Schieberkolben die Fläche des Sitzes 39 verlassen hat. Der Zustand, der in der Zeichnung dargestellt ist, wird somit wieder hergestellt. Unter diesen Bedingungen ist die Bohrung 46 zum Inneren der axialen Bohrung des Schicberkclbcns 22 offen, so daß jeder in diesem Raum vorhandene Druck aus dem Ende des Schicberkolbens 22 über den Durchgang 18 a'-stritt.31 lifts from its seat. The space at the bottom The end of the slide piston is over the passageway; 41 emptied. The pressure in this room is therefore falling from, and the spool 22 is under the action of the spring 23 and also bcwegl downwards under the action of the pressure in the channel 24. This pressure acts on a larger area after the slide piston leaves the area of the seat 39 has. The state shown in the drawing is thus restored. Under these Conditions, the bore 46 is open to the interior of the axial bore of the Schicberkclbcns 22, so that any pressure present in this space from the end of the sliding piston 22 via the passage 18 a'-stritt.
Es ist also nur erforderlich, einen Signalimpuls an eines der Hilfsventil«! anzulegen, um eine Bewegung des Schieberkolbens 22 zu bewirken. Im Falle einer Verwendung von Elektromagneten ist das ein elektrisches Signal. Es ist jedoch, falls es erforderlich ist, auch jede andere Art eines Signals denkbar. It is only necessary to send a signal pulse to one of the auxiliary valves «! to apply in order to cause a movement of the spool 22. In the case of using electromagnets, this is an electrical signal. However, any other type of signal is also conceivable if necessary.
Das Gerät, das in der Zeichnung dargestellt ist, ist beispielsweise für die Steuerung eines Hilfsbrennstoffsystems für eine Gasturbine verwendbar.The device shown in the drawing is For example, it can be used to control an auxiliary fuel system for a gas turbine.
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