DE2404807A1

DE2404807A1 - Beschleunigungsregelventil fuer mediumdurchfluss und stellgliedsystem mit einem solchen ventil

Info

Publication number: DE2404807A1
Application number: DE19742404807
Authority: DE
Inventors: Peter John Maltby; Charles Philip Smith; John Roger Wynne
Original assignee: Lucas Aerospace Ltd
Current assignee: Northrop Grumman Properties Ltd
Priority date: 1973-02-02
Filing date: 1974-02-01
Publication date: 1974-08-08
Also published as: JPS49106025A; FR2216618B1; FR2216618A1; IT1008180B

Description

COHAUSZ & FLORACK

PAT E JSTTAN WALT S BÜRO 4 DÜSSELDORF SCHUMANNSTR. 97 2404807

PATENTANWÄLTE: Dipl.-Ing. W. COHAUSZ · Dipl.-Ing. W. FLORACK · Dipl.-Ing. R. KNAUF · Dr.-Ing., Dipl.-Wirtsch.-Ing. A. GERBER

Lucas Aerospace Limited

Well Street

GB-Birmingham 50. Januar 1974

Beschleunigungsregelventil für Mediumdurchfluß und Stellgliedsystem

mit einem solchen Ventil

Die Erfindung "betrifft ein Beschleunigungsregelventil für einen Kediumdurchfluß und ein Stellgliedsystem mit einem solchen Ventile

Ein Beschleunigungsregelventil mit einen Mediumdurchfluß gemäß der Erfindung ist gekennzeichnet durch einen Körper, ein in dem Körper gleitbares Durchflußregelelement, das eine Blende bildet, deren Querschnittsfläche durch die Position des Regelelements im Körper bestimmt ist, am Körper/angreifende j?edermittel zum Drücken des /und am !Regelelement Regelelements in eine Position kleinsten Blendenquerschnittsfläche, wobei der Körper einen Einlaß und einen Auslaß in Verbindung mit der Blende auf gegenüberliegenden Seiten derselben aufweist, wobei eine solehe Anordnung vorgesehen ist, daß dann, wenn der Auslaßmediumdurch geringer als der Einlaßmediumdruck ist, das Regelelement durch die Mediumdxuekdifferenz in Richtung auf die Position der größten Blendenquerschnittsfläche gedruckt wird, und Mittel zum hydraulischen Dämpfen der Bewegung des Regelelements in Richtung auf die Position der größten Blendenquerschnittsfläche.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen sind:

Fig. 1 ein Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines Mediumdurchflußventils gemäß der Erfindung,

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Pig. 2 und 3 Schnitte an den Linien 2-2 bzw. 3-3 in Fig. 1,

Fig. 4 eine Abwicklung eines Teils eines Regelelements des in Fig. 1 gezeigten Ventils,

Fig. 5 ein Schaubild, das eine Verwendung des Ventils nach Fig. 1 bis 4 in einem hydraulischen Stellgliedsystem zeigt,

Fig. 6 eine Darstellung einer Alternativausführung des Mediumdurchflußventils,

Fig. 7 ein Schnitt an der Linie 7-«7 der Fig. 5 und

Fig. 8 eine Abwicklung eines Teils des Regelelements des in Fig. 6 gezeigten Ventils.

Das dargestellte Ventil 9 zeigt einen Körper 10 mit einem abnehmbaren Endteil 11, wobei der Körper 10 und der Endteil 11 mit Öffnungen 12 bzw. 13 versehen sind, die jweils den Auslaß bzw. den Einlaß des Ventils bilden. Im Körper 10 befindet sich ein Dämpferkörper 14 am Auslaß 12, eine Hülse 15» die sich gegen den Dämpferkörper 14 legt, und eine Blendenring 16 zwischen der Hülse 15 und dem Endteil 11.

Der Blendenring 16 ist im Schnitt in Fig. 3 gezeigt und weist eine Lagerhülsenpartie 17 und eine Blendenpartie 18 auf. Zwischen diesen beiden Partien 17 und 18 ist der Ring 16 mit einer inneren Ringnut 19 versehen. Eine Folge von sich axial erstreckenden Blindlöchern 20 sind in den Ring 16 eingeformt, um die ITu t 19 mit dem Raum im Körper 10 zwischen dem Ring 16 und dem Dämpferkörper 14 zu verbinden.

Der Dämpferkörper 14 weist ferner eine Lagerhülsenpartie 21 auf, die koaxial zur Lagerhülsenpartie 17 des Rings 16 liegt, wobei sich diese beiden Partien 17 und 21 in Richtung aufeinander zu erstrecken. Der Dämpferkörper 14 hat ein nicht runden äußeren Querschnitt, um Kanäle 22 an der Außenseite vorbei zu bilden. Im Dämpferkörper 14 sitzt ein Hxlfsventilkörper 23, in dem einVentilglied 24 sitzt, in dem sich eine gedrosselte Blende 25 befindet. Eine Feder 26 drückt das Ventilglied 24 gegen einen Sitz 23a am Hilfsventilkörper 23. Der den Hilfsventilkörper 23 umgebende ringförmige Kanal 27 steht mit dem Inneren der Hülsenpartie 21 in Verbindung, ebenso wie ein Mittelloch 28 durch daen Hilfsventilkörper 23. Bohrungen 29 im Körper 23 verbinden diesen raing-

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förmigen Kanal 27 mit dem den Sitz 23 umgebenden Saum.

Das Hilfsventil arbeitet so, daß ein ungedrosselter Durchfluß von Flüssigkeit aus dem Auslaß 12 in das Innere der Hülsenpartie 21 durch die Bohrungen 29 und den Kanal 27 ermöglicht wird, wobei das Yentilglied

24 von seinem Sitz 23a durch die Druckdifferenz abgehoben \d.rd, die einen solchen Durchfluß bewirkt. Ein Durchfluß in die entgegengesetzte Richtung muß jedoch durch die gedrosselte Blende 25 gehen.

Das Yentil weist ferner ein Regelelement 30 auf, das axial in den Hülsenpartien 17 und 21 gleitbar ist. 3in Ende des Hegelelements 30 sitzt in der Hülsenpartie 21 und wirkt wie ein Zylinder, der Flüssigkeit durch das Hilfsventil verdrängt. Das xlegelelement 30 ist also frei zum Wandern von links nach rechts, wie das in Fig. 1 dargestellt ist, aber einer Bewegung in entgegengesetzte Richtung stellt sich eine Dämpfungskraft entgegen, die von der Notwendigkeit herrührt, daß die aus dem Inneren der Hülsenpartie 21 verdrängte Flüssigkeit die gedrosselte Blende

25 passieren muß.

Das gegenüberliegende Ende des Elements 30 ist mit einer Folge sieh axial erstreckender Nuten 31 versehen, und es wirkt mit der Blendenpartie 18 des Rings 16 zusammen. Die Nuten 3I haben unterschiedliche Tiefen und damit unterschiedliche Querschnitte über ihre Längen hinweg und stehen mit einer ringförmigen Umfangsnut 32 im Element 30 auf der Seite der Blendenpartie 18 am Einlaß 13 in Verbindung. Jede Nut 31 ist durch den Rand eines scheibenförmigen Schnittwerkzeugs gebildet und ändert sich damit in der Tiefe in Richtung auf die Nut 32. Es sind sechs Nuten 31 vorgesehen, und diese befinden sich in unterschiedlichen axialen Lagen, wie aus Fig. 4 zu sehen ist. Die Anordnung ist eine solche, daß eine bestimmte Beziehung zwischen der effektiven Durchfluß-Querschnittsfläche zwischen dem Ring 16 und dem Element 30 und der Position des Elements 30 erreicht wird.

Das Element 30 wird durch eine Feder 33 iⁿ Richtung auf den Einlaß 13 gedrückt, wobei die Hülsenpartie I7 einen Anschlag bildet, um die Bewegung in dieser Richtung zu begrenzen. In der Grenzposition befindet sich

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die effektive Querschnittsfläche für den Durchfluß ader Blende zwischen dem Rirg 16 und dem Element 30 auf einem Minnimum, ist aber größer als Hull.

In Fig· 5 ist das Tentil 9 nach Fig. 1 bis 4 iⁿ den Hydraulikkreis eines Stellgliedsystems eingeschaltet, das ein doppeltwirkendes hydraulisches Stellglied 34» ein Servoventil 35» das die Zuleitung von Medium zum Stellglied 34 «steuert, und eine Servosteuerung 36 aufweist, welche das Ventil in Erwiderung auf ein Eingangssignal steuert. Eine Rückkppplungsverfibindung zwischen dem Stellglied 34 "und der Steuerung 36 ist so vorgesehen, daß die Steuerung J>6 zum Bringen des Stellglieds in eine !Ruhestellung eingerichtet ist, die dem Eingangssignal entspricht. Das Ventil 9 wird verwendet, um eine Verbindung zwischen dem Ventil 35 und einer Hochdruek-Flüssigkeitszuleitung in der Form einer Pumpe 37 zu regeln.

Wenn das Ventil 35 geschlossen ist, so daß durch das Ventil 9 kein Durchfluß durchgeht, tritt kein Druckabfall an der Blende zwischen dem Ring 16 und dem Element 30 auf. Die Feder 33 drückt damit das Element in seine Position kleinsten Blendenquerschnitts. Wenn das Ventil 35 geöffnet wird, fällt der Druck im Auslaß 12, so daß das Element 30 nach links gemäß der Darstellung in Fig. 1 mit einer Geschwindigkeit gedrückt wird, die durch die Daruckdifferenz und die Größe der Blende 25 bestimmt wird. Anfangs wird der Durchfluß durch das Ventil 9 gedrosselt, er kann aber allmählich mit der Verdrängung des Elements 30 größer werden. Als Folge davon wird das Stellglied 34 und die durch dieses bewegte Last glatt beschleunigt, anstatt in Bewegung gestoßen zu werden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Hüten 31 so angeordnet, daß sie eine im wesentlichen konstante Beschleunigungscharakteristik ergeben, gegebenenfalls kann aber auch auf Wunsch eine andere Charakteristik vorgesehen sein. Wenn das Ventil 35 am Ende der erforderlichen Bewegung geschlossen wird, bestimmt sich die Verzögerung des Stellglieds durch das Ventil 35 und dessen Steuerung 36. Wenn kein Druckabfall mehr zwischen dem Einlaß 13 und dem Auslaß 12 vorhanden ist, wandert das Element 30 in seine Ausgangsposition zurück, und zwar durch die Federkraft der Feder 33. Eine

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freie Bewegung des Elements 30 wird dadurch ermöglicht, daß das Hilfsventilglied 24 geöffnet wird.

Die Alternativausführung des in Fig. 6, 7 und 8 gezeigten Mediumdurchflußventils ist allgemein dem vorstehend beschirebenen ähnlich. Es hat einen Körper 40 mit einem Einlaß 41 und einem Auslaß 42. Eine Hülse 43 sitzt dichtend zwischen dem Einlaß 41 und dem Auslaß 42 und erstreckt sich mit Spiel in den Körper 40. Die Hülse 45 hat eine Blendenpartie 45a, die mit einer Anzahl von Löchern 44 versehen ist, die in axial im Abstand angeordneten Reihen liegen, wie das im einzelnen in Fig. 8 gezeigt ist. Dabei sind eine Gruppe Löcher 44a in der Reihe, die vom Einlaß 41 abgewandt ist, in einem größeren Durchmesser als der Rest der Löcher vorgesehen.

Der Einlaß 41 kann mit dem Auslaß 42 über die Löcher 44 in Verbindung treten, je nach der Position eines Regelelements 45» das dichtend in der Hülse 43 gleitbar ist. Ein Dämpferkörper 46 greift dichtend an der Hülse 43 an. Innerhalb des Dämpferkörpers 46 befindet sich ein Hilfsventil 47» das allgemein dem in Fig. 1 gezeigten und vorstehend beschriebenden Hilfsventil gleicht. Der Dämpferkörper 46 hat eine nicht rundeaa Außenseite, wodurch der Auslaß 42 über das Spiel zwischen der Hülse 43 und dem Körper 40 und über ein Filterelement 48 mit dem Hilfsventil 47 in Verbindung treten kann. Das Regelelement 49 des Hilfsventils 47 hat ebenfalls eine nicht runde Außenseite, so daß dann, wenn das Element 49 von seinem Sitz in Erwiderung auf den Druck im Auslaß 42 abgehoben wird, Flüssigkeit in eine Kammer 50 fließen kann, um das Regelelement 45 in eine Richtung drücken kann, um progressiv die Löcher 44 zu schließen. Die Hülse 43 weist zusätzliche Löcher 51 auf, um eine Verdrängung von Flüssigkeit zu ermöglichen, die durch die Gleitbeewegung des Elements 45 verdrängt wird.

Das Element 45 wird wie zuvor in eine Richtung gespannt, um die Löcher 44 zu verschließen, und zwar durch eine Feder 52. Eine Gruppe Löcher 44*> können jedoch durch das Element 45 nicht verschlossen werden.

Die Arbeitsweise der Alternativausführung des Ventils ist im wesentlichen

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die gleiche wie deie des ersten Ausführungsbeispiels, und das Alteraativventil ist zur Verwendung für eine Hydraulikschaltung vorgesehen, wie sie in Pig. 5 gezeigt ist.

Ansprüche

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Claims

Ansprüche

1. Besohletinigungsregelventil für einen Mediumdurchfluß, gekennzeichnet durch einen Körper, ein in dem Körper gleitbares Durchflußregelelement, das eine Blende bildet, deren Querschnittsfläche durch die Position des Begelelements im Körper bestimmt ist, am Körper und am Hegelelement angreifende Pedermittel zum Drücken des Hegelelements in eine Position kleinsten Blendenquerschnittsfläche, wobei der Körper einen Einlaß und einen Auslaß in Verbindung mit der Blende auf gegenüberliegenden Seiten derselben aufweist, wobei eine söLche Anordnung vorgesehen ist, daß dann, wenn der Auslaßmediumdruck geringer als der Einlaßmediumdruck ist, das Regelelement durch die Mediumdruckdifferenz in Richtung auf die Position der größten Blendenquerschnittsfläche gedruckt wird, und Mittel zum hydraulischen Dämpfen der Bewegung des Hegelelements in Richtung auf die Position der größten Blendenq"iE?schnittsflache.

2. Yentil nach Anspruchi, gekennzeichnet durch eine Hülse in dem Körper zwischen dem Einlaß und dem Auslaß, wobei das Regelelement axial in der Hülse zur Änderung der Blendenquerschnittsfläche gleitbar ist.

3. Yentil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse eine Blendenpartie aufweist, mit der zur Bildung der Blende das Regelelement zusammenwirkt.

4. Yentil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelelement mit mehreren sich axial erstreckenden Nuten versehen ist, durch die das Medium an der Blendenpartie der Hülse vorbeifließen kann«,

5. Yentil nach Anspruch 4i dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten einen unterschiedlichen Querschnitt über ihre Längen hinweg haben.

6. Yentil nach Anspruch 4 oder 5> dadurch gekennzeichnet, daß sich die üuten in unterschiedlichen axialen Lagen am Regelelement vbefinden.

7. Yentil nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß 28 039

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das Regelelement mit einer Umfangsnut versehen ist, mit der/sich /die axial erstreckenden Hüten in Verbindung stehen.

8. Ventil nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsnut auf der Seite der Blendenpartie an dem Einlaß liegt.

9. Ventil nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Blendenpartie mit einer Anzahl von Löchern versehen ist, die im axialen Abstand an der Hülse angeordnet sind.

10_o Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Kittel zum hydraulischen Dämpfen der Bewegung des Regelelements eine Hülse, in der das Regelelement zur Bildung einer Kammer dichtend verschiebbar ist, eine Hediumdurchflußdrosselstelle zwischen der Kammer und dem Auslaß und ein Rückschlagventil aufweisen, das auf eine Erhöhung des Drucks am Auslaß oder auf eine Abnahme des Drucks in der Kammer derart anspricht, daß die Durchflußdrosselstelle im ifebenstrom passiert wird.

11. Ventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil einen Sitz und ein auf den Sitz zu gespanntes Schließglied aufweist und daß die Durchflußdrosselstelle mit einem Kanal versehen ist, der sich durch das Schließglied erstreckt.

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