DE1917522A1

DE1917522A1 - Steuerschieber

Info

Publication number: DE1917522A1
Application number: DE19691917522
Authority: DE
Inventors: Card Geoffrey Alexander; Smith Robert Paul
Original assignee: DOWTY HYDTAULIC UNITS Ltd
Current assignee: DOWTY HYDTAULIC UNITS Ltd
Priority date: 1968-04-08
Filing date: 1969-04-05
Publication date: 1970-05-27
Also published as: GB1256878A

Description

*- · PATENTANWÄLTE

dr.ing. H. NEGENDANK · dipl-iktg. H. HAUCK · DIPL.-PHYS.W. SCHMITZ

HAMBURG-MÜNCHEN ZUSTELLUNGSANSCHRIFT: HAMBURG 36 · NEUER WALL il TEL. 36 74 28 UND :te 41 IB IBtEGR. NEGEDAPA.TENT HAMBURG MÜNCHEN 15 · MOZARTSTR. 23

TEL.5380386

TELEGR. NEGEDAPATENT MÜNCHEN

Hamburg, den 3. April 1969

Dowty. Electrics Limited, Station Street, lewkesbury, Gloucestershire (England)

Steuerschieber.
Die Erfindung betrifft einen Steuerschieber.

Der erfindungsgemäß vorgeschlagene Steuerschieber besteht aus einem Ventilkörper und einem Ventilglied mit zwei Stegkörpern, die in Oberflächenberührung mit dem Gehäuse verschiebbar sind, um die Öffnung zweier Durchlässe in dem Ventilgehäuse zu steuern, wobei die beiden Stegkörper relativ zueinander so einstellbar sind, daß der Abstand zwischen den beiden Stegkörpern in Verschiebungsrichtung verändert werden kann.

Bei einer Ausführung weist das Ventilgehäuse eine zylindrische Bohrung auf, in welche die Durchlässe einmünden, und das Ventilglied kann aus einem Kolben mit zwei zylindrischen, in einem gegenseitigen Abstand angeordneten Stegkörpern bestehen, die in die zylindrische Bohrung ein-

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gepaßt und innerhalb derselben verschiebbar sind.

Das Yentilglied soll entsprechend eines weiteren Merkmais der Erfindung so ausgebildet sein, daß der eine Stegkörper vermittels einer Schraubvorrichtung auf einer mittigen Stange in Axialrichtung einstellbar ist. Dieser Stegkörper soll eine zylindrische Innenbohrung aufweisen, die sich in einem Paßsitz mit einem zusammenwirkenden, zylindrischen Stangenabschnitt befindet, die Lage des Steg- W körpers genau festlegt und gewährleistet, daß die zylindrische Außenfläche des Stegkörpers in jeder Axialeinstellung des Stegkörpers in bezug auf die Stange genau zu der zylindrischen Bohrung innerhalb des Yentilkörpers ausgerichtet ist.

Ein Schraubstellglied soll die Verbindung zwischen dem Ventilglied und einer Steuervorrichtung für das Ventilglied bilden, wobei das Stellglied die Axialeinstellung des gesamten Ventilgliedes in bezug auf die Steuervor-' · richtung erleichtert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Steuerschieber,

Fig. 2 einen teilweisen Querschnitt durch ein Schraubstellglied, das zu Verbindung des Steuerschiebers mit einer Steuervorrichtung geeignet ist, und

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Pig. 3 eine schematische Darstellung einer Servo-

ventilanlage mit zwei Steuerschiebern nach der Erfindung.

Es soll zunächst Pig. 1 "betrachtet werden. Der Ventilkörper 1 weist eine mittige Bohrung 11 auf, die durch die ganze Länge des Ventilkörpers hindurchgeführt ist. Innerhall) der Bohrung sind drei Durchlässe 12, H und 16 in der Porm von Ringnuten auf der Innenseite der Bohrung ausgebildet. Von der Außenfläche des Ventilkörpers ist ein Verbindungskanal 15 zu dem Durchlaß H, ein zweiter Verbindungskanal 17 zu dem Durchlaß 16 und ein dritter Verbindungskanal 18 zu dem Durchlaß 12 geführt. An der Außenseite des Ventilkörpers sollen geeignete Vorrichtungen vorgesehen sein, vermittels welcher hydraulische Rohrleitungen an die Verbindungskanäle angeschlossen werden können.

Innerhalb der Bohrung 11 ist ein Ventilglied 19 verschiebbar gelagert. Das Ventilglied besteht aus einer mittigen Stange 21, die zwei Stegkörper 20 und 22 trägt. Der Stegkörper 22 weist eine äußere, zylindrische Oberfläche auf, die genau in die Bohrung 11 eingepaßt und mit einer Randfläche 23 (die als Drossel- oder Zumeßrand bezeichnet wird) versehen ist, welche genau bearbeitet ist, damit sie in einer Ebene unter einem rechten Winkel zur Achse der Bohrung 11 liegt. Der Zumeßrand 23 wirkt mit dem Drosseloder Zumeßrand 24- des Durchlasses H zusammen, welcher ebenfalls in einer solchen Weise bearbeitet ist, daß er in

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einer Ebene unter einem genau rechten Winkel zur Achse der Bohrung 11 liegt. Eine kleine Verschiebung des Stegkörpers 22, durch welche der Rand 23 über den Rand 24 hinaus verschoben und ein verhältnismäßig enger Spalt geöffnet wird, bewirkt die Öffnung eines großen Strömungsmitteldurchlasses, da der enge Spalt zwischen den Rändern 23 und 24 vollständig um die Bohrung 11 herum verläuft.

In dem Stegkörper 22 befindet sich eine sehr genau ausgeführte Innenbohrung 25, die genau auf eine zylindrische Oberfläche 26 an dem linken Ende der Stange 21 paßt, wobei diese Anordnung in einer solchen Weise ausgeführt ist, daß der Stegkörper in bezug auf die Stange in Axialrichtung verschoben werden kann, ohne dabei seine genaue Ausrichtung innerhalb der Bohrung 11 zu verlieren. Die Bohrung 25 ist bis zu einem nach innen gerichteten Plansch 27 geführt und ein oder mehrere Zapfenstifte 28 sind in sich gegenüberliegende Ausnehmungen des Plansehe8 27 und des Stangenendes 21 eingesetzt, wobei diese Stifte dazu dienen, eine Drehung des Stegkörpers 22 um die Stange 21 zu verhindern, jedoch gleichzeitig eine gegenseitige Axialverschiebung der beiden Teile zu gestatten.

Eine Schraubgewindebohrung 29 erstreckt sich von dem linken Ende des Yentilgliedes in die Stange 21 hinein und dient zur Aufnahme eines Gewindegliedes 31. Außerhalb der Bohrung 29 weist das Gewindeglied 31 einen Plansch 32 auf, der in einen Eingriff mit dem linken Ende der Stange

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und mit der Innenfläche des Flansches 27 kommen kann. Das Gewindeglied ers-treckt sich durch eine kleine, mittige Ausnehmung 33 des Flansches 27 und auf das vorstehende Ende des Gewindegliedes ist eine Gegenmutter 34 aufgeschraubt. Zwischen der Gegenmutter 34 und der Endflache 36 des Stegkörpers 22 ist eine gewölbte, federnde Beilegscheibe 35 angeordnet. Das äußerste Ende des Gewindegliedes 31 ißt in der Form eines Sechskants 37 ausgebildet, der während der Einstellung mit einem Schraubenschlüssel gehalten werden kann. Das Gewindeglied 31 weist eine kleine, mittige Bohrung 38 auf, in welche ein Spannbolzen 39 eingesetzt ist. Das innere Ende des Spannbolzens ist mit einem sich verjüngenden Eopf 41 versehen, der in eine sich verjüngende Buchse 42 an dem inneren Ende des Gewindegliedes 31 eingesetzt werden kann. In der Wand der Buchse 42 befinden sich ein oder mehrere Schlitze 43, welche gestatten, daß sich die Buchse 42 bei Anlegen einer Spannung an den Spannbolzen 39 ausdehenen und das Gewindeglied 31 innerhalb der Bohrung 29 verriegeln kann. Die Spannung wird durch Anziehen einer Mutter 44 an dem mit einem Gewinde versehenen äußeren Ende des Spannbolzens 39 erzeugt, wodurch der Spannbolzen 39 in einen Eingriff mit dem Gewindeglied 31 kommt.

Der Stegkörper 20 weist eine genau bearbeitete Innenbohrung 45 auf, die genau auf eine zylindrische Oberfläche 46 an dem rechten Endabschnitt der Stange 21 paßt. Die

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Innenbohrung 45 ist bis zu einem nach innen gerichteten Plansch 47 geführt, durch den hindurch ein Zapf en 48 mit dem Ende der Stange 21 in Eingriff kommt, um eine gegenseitige Drehung zwischen dem Stegkörper 20 und der Stange 21 zu verhindern. Von einem Sechskantabschnitt 51 erstreckt sich ein Gewindebolzen 49 nach innen in eine Gewindebohrung 52 der Stange 21. Der Sechskantabschnitt 51 ist gegen den Plansch 47 verriegelt, so daß der Stegkörper 20 fest mit der Stange 21 verbunden ist. Der Stegkörper 20 weist einen Drossel- oder Zumeßrand 30 auf, der in der für die Ränder 23 und 24 beschriebenen Weise mit einem Drosselrand 40 des Durchlasses 16 zusammenwirken kann.

Eine Gewindestange 53 erstreckt sich von dem Sechskantabschnitt 51 nach außen in ein Schraubstellglied hinein, das im einzelnen in Mg. 2 dargestellt ist und zur Verbindung des Steuerschiebers mit einer Steuer- oder Betätigungsvorrichtung dient. Das Schraubstellglied weist zwei Plansche 55 und 56 auf, die jeweils einen Vorsprung 57, bzw. 58 mit einem Innengewinde aufweisen. Das Gewinde 59 innerhalb des Vorsprunges 57 steht in einem Eingriff mit der Gewindestange 53 und eine Gegenmutter 61 ermöglicht die Verriegelung des Schraubstellgliedes in einer gewünschten Stellung auf der Gewindestange 53. In den Vorsprung 58 des _f Stellgliedes ist eine Gewindestange 62 eingeschraubt und steht von diesem Vorsprung vor. Der Plansch 56 ist durch drei Gewindebolzen 65 mit dem Plansch 55 verbunden, wobei die Schäfte der Gewindebolzen 63 durch Ausnehmungen 64 des Plansches 56 hindurchgeführt sind, die etwas größer bemessen

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sind ale die Schäfte, um eine geringe QuerversetjBung zwischen den Flanschen 55 und 56 zu gestatten und dadurch geringe Fluchtungefehler zwischen der Steuervorrichtung und dem Ventilglied 19 auszugleichen.

Um den Steuerschieber betriebsbereit zu machen,muß die Überlagerung der Stegkörper 20 und 22 in bezug auf die mit diesen Stegkörpern zusammenwirkenden Durchlässe H und 16 genau eingestellt werden. Die Überlagerung des hier dargestellten Schiebers wird durch den Abstand gemessen, um welchen das Ventilglied 19 aus der mittigen Stellung in einer der beiden Richtungen verschoben werden muß, um einen der beiden Durchlässe 14 oder 16 zu öffnen. Die Einstellung der überlagerung erfolgt zunächst durch Einstellung des Stegkörpere 20 und anschließend durch Einstellung des Stegkörper· 22. Zu diesem Zweck wird die Steuervorrichtung in die Neutralstellung gebracht und die Gegenmutter 61 gelöst. Das ganze Ventilglied 19 wird dann durch Drehen der Mutter 34 in Axialrichtung verschoben, so daß die Gewindestange 53 mehr oder weniger weit in den Vorsprung 57 hineingedreht wird,und die Stellung des Randes 30 des Stegkurpers 20 in bezug auf den Rand 40 des Durchlasses 16 einen gewünschten Wert annimmt. Dann wird die Gegenmutter 61 angesogen. Durch Festhalten des vorstehenden Sechskantabechnittes 37 und Lösen der Mutter 44 wird die Verriegelung des Gewindegliedes 31 in der Bohrung 29 gelöst. Während der Sechskantabschnitt 37 an einer Drehung gehindert wird, wird gleichseitig auch die Gegenmutter 34 gelöst. Dann läßt sich das

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Gewindeglied 31 vermittels eines auf den Sechs'kantabschnitt 37 aufgesteckten Schraubenschlüssels drehen, wobei eine Verdrehung des gesamten Yentilgliedes 19 durch Festhalten der Gegenmutter 61 verhindert wird. Dazu kann es erforderlich sein, die Gegenmutter 34 anzuziehen, damit der Stegkörper 22 der Einstellung des Gewindegliedes 31 folgt. Wenn die Ränder 23 und 24 in die gewünschte Einstellung gebracht worden sind, wird zunächst die Gegenmutter 34 und dann die Mutter 44 festgezogen.

Fig. 3 zeigt ein Servoventilsystem, in welchem zwei Steuerschieber 66 und 67 verwendet werden, die beide dem in Fig. 1 dargestellten Steuerschieber entsprechen. In. diesem System steuert ein elektrischer Antriebsmotor 68 eine Klappe 69, die zwischen zwei Düsen 71 und 72 angeordnet ist. Den Düsen 71 und 72 wird über die Drosselstellen 73 und 74 ein unter Druck stehendes Strömungsmittel durch eine Druckleitung 75 zugeführt. Die Düsen 71 und 72 sind mit zwei Arbeitskammern 76 und 77 verbunden, welche sich an den beiden Enden eines Zylinders 78 befinden, der einen Schieber 79 mit drei Stegkörpern umgibt. Der Schieber mit den drei Stegkörpern verbindet in Abhängigkeit von seiner Yerschiebungsrichtung die unter hohem Strömungsmitteldruck stehende Rohrleitung 75 und die unter dem Druck eines Vorratbehälters stehende Rohrleitung 81 in der einen oder der anderen Richtung mit einer von zwei Rohrleitungen 82 und 83, die mit den beiden Enden eines Relaiszylinders 85 verbunden sind, innerhalb dessen ein Relaiskolben 86 verschiebbar gelagert

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ist. Der Reläiskolben 86 stellt die Steuervorrichtung für die "beiden Steuerschieber 66 und 67 dar, und die Kolbenstange 87 ist mit den beiden Schraubstellgliedern 88 und 89 verbunden, welche ihrerseits" mit den Yentilgliedern der beiden Steuerschieber 66 und 67 verbunden sind.

Ein elektrisches Steuersignal wird über eine Leitung 91 in das System eingegeben und gelangt zu einem Verstärker 92, dessen Ausgangssignal zur Steuerung des elektrischen Antriebsmotors 68 dient. Ein Übertrager 93, der auf die Bewegung des Relaiskolbens 86 anspricht, liefert über die Leitung 94 ein Rückkopplungssignal zum Verstärker 92. Das Ausgangssignal des Verstärkers 92 stellt effektiv den Unterschied zwischen dem Steuersignal und dem Rückkopplungssignal dar, die über die Leitungen 91 und 94 zugeführt werden. Die Stellung, welche die Klappe 69 aufgrund des dem elektrischen Antriebsmotors 68 zugeführten Signals einnimmt, steuert den relativen Druck in den Arbeitskammern 76 und 77 infolge der Drosselstellen 73 und 74, wodurch der Schieber 79 in einer solchen Weise verschoben wird, daß er den hohen Druck und den Druck des Vorratsbehälters an die Enden des Relaiszylinders 85 anlegt, um den Relaiskolben 86 zu verschieben. Die Verschiebung des Relaiskolbens wird durch den Übertrager 93 in der Form eines Signals dem Verstärker mitgeteilt, so daß die Verschiebung des Relaiskolbens genau proportional ist dem Steuersignal in der Leitung 91. Durch die Bewegung des Relaiskolbens werden gleichzeitig die beiden Steuerschieber 66 und 67 eingestellt. Die mittigen

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Durchlässe 95 und 96 der Steuerschieber 66 bzw. 67 sind mit einem zur genauen Steuerung dienenden Stellmotor oder Betriebsmotor -verbunden. Die Anordnung ist dabei so ausgelegt, daß der Steuerschieber 66 und der Steuerschieber die Zufuhr und den Rückfluß von Strömungsmittel für den Stellmotor genau steuern, so daß dessen Bewegung dem Signal in.der Leitung 91 entspricht. Der Stellmotor kann von einer großen Ausführung sein, die mit großen Durchflußmengen betrieben wird. Eine genaue Einstellung der Überlagerung in den beiden Steuerschiebern 66 und 67 gestattet, den Stellmotor in gewünschter Weise zu steuern.

Der in !ig. 1 dargestellte Aufbau des Steuerschiebers gibt nicht nur eine Einstellmöglichkeit der Überlagerung, sondern ermöglicht auch eine leichte Wartung und Überholung des Steuerschiebers. Während des Gebrauches kann die genaue Zumeßkapazität des Steuerschiebers durch Erosion an den Zumeßrändern 23, 24, 30 und 40 verändert werden. Zur Wiederherstellung der genauen Zumeßkapazität des Steuer-Schiebers lassen sich die Stegkörper 20 und 22 herausnehmen und die Zumeßränder können abgedreht werden, so daß sich neue Oberflächen ergeben. Die Ränder 56 und 57 können gleichfalls abgedreht werden, um neue Ränder zu erhalten. Während des Zusammenbaus des Steuerschiebers kann die Überlagerung in gewünschter Weise neu eingestellt werden.

In der beschriebenen Ausführung lassen sich die beiden Stegkörper 20 und 22 von der Stange 21 abnehmen, wodurch

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das Abdrehen der Zumeßränder erleichtert wird. Es liegt jedoch durchaus im Rahmen der Erfindung, die Stange 21 in einem Stück mit dem Stegkörper 20 auszubilden und nur den Stegkörper 22 verschiebbar auf der Stange 21 zu lagern.

In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel haben die Steuerflächen des Steuerschiebers eine zylindrische form. Die Erfindung läßt sich jedoch gleichermaßen auch auf andere Ausführungen von Steuerschiebern anwenden, in denen die Oberflächen keine zylindrische Form aufweisen.

In der dargestellten Ausführung sind die Zumeßränder der Stegkörper und die Durchlässe kreisförmig ausgebildet, es ist jedoch genau so gut möglich, an diesen Rändern Schlitze oder Verjüngungen anzuordnen, um jedes beliebige Verhältnis zwischen der Verschiebung des Ventilgliedes und der Ventilöffnung zu erhalten.

- Patentansprüche :

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Claims

Patentansprüche :

1. ) Steuerschieber, gekennzeichnet durch einen Ventil-Körper (11) und ein Ventilglied (19) mit zwei Stegkörpern (20, 22), die in Oberflächenberührung mit dem Gehäuse verschiebbar sind, um die Öffnung zweier Durchlässe (H, 16) in dem Ventilgehäuse zu steuern, wobei die beiden Stegkörper relativ zueinander so einstellbar sind, daß der

^ Abstand zwischen den beiden Stegkörpern in Verschiebungsrichtung verändert werden kann.

2. Steuerschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse eine zylindrische Bohrung (11) aufweist, in welche die Durchlässe einmünden, und das Ventilglied aus einem Kolben (21) mit zwei zylindrischen, in einem gegenseitigen Abstand angeordneten Stegkörpern besteht.

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3. Steuerschieber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied so ausgebildet ist, daß der eine Stegkörper (22) vermittels einer Schraubvorrichtung (31, 39) auf einer mittigen Stange (21) in Axialrichtung einstellbar ist.

4. Steuerschieber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgenannte Stegkörper eine zylindrische Innenbohrung (25) aufweist, die sich in einem Paßsitz mit

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einem zusammenwirkenden, zylina.risch.en Stangenabschnitt (26) befindet, und daß die zylindrische Außenfläche des Stegkorpers in jeder Axialeinstellung des Stegkörpers in "bezug auf die Stange genau zu der zylindrischen Bohrung (11) des Ventilkörpers ausgerichtet ist.

5. .Steuerschieber nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß der Stegkörper vermittels einer Vorrichtung (28) mit der Stange in' Verbindung steht, die dazu dient, eine Drehung zwischen Stegkörper und Stange zu verhindern, und daß die Schraubvorrichtung ein von der Stange und dem Stegkörper getrenntes, mit diesen jedoch in Eingriff stehendes Gewindeglied (31) aufweist, das dazu dient, den Stegkörper durch eine Drehung des Gliedes in bezug auf die Stange und den Stegkörper in Axialrichtung gegenüber der Stange zu verschieben.

6. Steuerschieber nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sperrvorrichtung (34i 44) vorgesehen ist, die dazu dient, eine Drehung des Gewindegliedes in bezug auf die Stange zu verhindern, wenn der Stegkörper gegenüber der Stange in Axialrichtung verstellt worden ist.

7· Steuerschieber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Schraubstellglied (88,89), das mit einer Steuervorrichtung (86) und dem Ventilglied (19) verbunden werden kann und zur Axialeinstellung des Ventil*- gliedes in bezug auf die Steuervorrichtung dient.

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