DE3001859A1 - SERVO VALVE - Google Patents
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Description
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Servoventil nach dem Gattungsbegriff des Anspruches 1. In der DE-OS 29 16 3 59 wurde bereits ein Servoventil vorgeschlagen, das aus einem Steuerventil und einem nachgeschalteten Verstärkerventil besteht. Das S^uerventil besitzt eine Art Prallplatte in Form eines auslenkbaren Strahlrohres, welches durch eine Äuslenkkraft zwischen einem Düsenpaar bewegbar ist. Das Strahlrohr ist an eine Druckkammer angeschlossen und liefert in Abhängigkeit von seiner Stellung ein Eluid unter Drucknehr oder weniger an eine der beiden Düsen. Jede Düse ist an eine entprechende Steuerkammer an jedem Ende des Kolbens des Hauptventiles angeschlossen, um diesen Kolben gemäß dem von den beiden Düsen aufgenommenen Fluid-Differ enzdruck zu bewegen. Der Kolben des Hauptventiles weist mehrere Stege zur Steuerung des Fluidflusses zwischen einem Versorgungsanschluss und zwei Ausgangsanschlüssen auf. Die Drücke an den beiden Ausgangsanschlüssen werden sodann benutzt um eine ausgleichende Rückführungskraft auf das Strahlrohr auszuüben. Ein derartiges Servoventil erfordert sowohl eine aufwendige mecha-The present invention relates to a servo valve according to the preamble of claim 1. In DE-OS 29 16 3 59 was a servo valve has already been proposed, which consists of a control valve and a downstream booster valve. That S ^ uerventil has a kind of baffle plate in the form of a deflectable Jet pipe, which can be moved between a pair of nozzles by an external force. The jet pipe is attached to a pressure chamber connected and, depending on its position, delivers an eluid under pressure or less to one of the two Nozzles. Each nozzle is connected to a corresponding control chamber at each end of the main valve piston To move the piston according to the fluid differential pressure picked up by the two nozzles. The piston of the main valve points several webs for controlling the fluid flow between a supply connection and two output ports. The pressures at the two outlet connections are then used to to exert a compensating return force on the nozzle. A Such a servo valve requires both a complex mechanical
einena
nische Verbindung als auch einen^Druck in eine mechanische Bewegung umwandelnden Wandler, um die Rückführung von den Ausgangsanschlüssen des Hauptventils auf das Strahlrohr zu erzeugen.niche connection as well as a ^ pressure in a mechanical movement converting transducer to produce the feedback from the output ports of the main valve to the jet pipe.
Andererseits ist es im Stand der Technik bekannt, eine derartige mechanische Rückführungsverbindung zu vermeiden und eine lediglich hydraulische Rückführung von den Ausgangsanschlüssen des Hauptventils zu dem Steuerventil vorzusehen. Bei einer derartigen Einrichtung wird die Strahlrohr/Düsenanordnung der Steuerstufe durch ein Steuerventil ersetzt, wobei durch einen Steuerkolben Rückführungskammern gebildet werden, die an die Ausgangsanschlüsse des Hauptventils angeschlossen sind. Bei der Konstruktion einer solchen Anordnung erstrecken sich jedoch die Rückführungsbohrungen von den Ausgangsanschlüssen des Hauptventils zu den Rückführungskammern des Steuerventils über eine beträchtliche Entfernung in dem Ventilgehäuse. Infolgedessen wird die Herstellung desOn the other hand, it is known in the prior art, such avoid mechanical feedback connection and only one provide hydraulic feedback from the output ports of the main valve to the control valve. With such a Device, the jet pipe / nozzle arrangement of the control stage is replaced by a control valve, with a control piston Return chambers are formed which are connected to the output ports of the main valve. When constructing a In such an arrangement, however, the return bores extend a considerable distance from the output ports of the main valve to the return chambers of the control valve in the valve housing. As a result, the production of the
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-4-Ventilgehäuses unnötig teuer und aufwendig.-4 valve housing unnecessarily expensive and time-consuming.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Aufwand der bekannten Anordnungen zu verringern. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß der im Anspruch 1 gekennzeichneten Erfindung. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.It is therefore the object of the present invention to reduce the complexity of the known arrangements. The solution to this The object is achieved according to the invention characterized in claim 1. Further advantageous embodiments of the invention are can be found in the subclaims.
Das erfindungsgemäße Servoventil umfaßt ein Steuerventil mit einem ersten Eingang zum Anschluss an eine Fluid-Druckquelle, mit einem ersten Ausgang zur Erzielung eines Ausgangs-Steuerdruckes und mit einer ersten Betätigungseinrichtung, die aufgrund einer Eingangsgröße den Fluidfluss zwischen dem ersten Eingang und dem ersten Ausgang steuert. Das Servoventil umfaßt ferner ein Verstärkerventil mit einem zweiten an eine Fluid-Druckquelle angeschlossenen Eingang, mit einem zweiten Ausgang zur Erzielung eines Haupt-Fluidausgangsdruckes und mit einem zweiten Betätigungsglied, das an den ersten Ausgang angeschlossen ist, um den Fluidfluss zwischen dem zweiten Eingang und dem zweiten Ausgang zu steuern. Eine Rückführung ist in dem Steuerventil vorgesehen, ifobei der erste Fluid-Ausgangsdruck auf das erste Betätigungsglied einwirkt, um der Eingangsgröße entgegenzuwirken. The servo valve according to the invention comprises a control valve a first input for connection to a fluid pressure source, with a first output for achieving an output control pressure and with a first actuating device which, based on an input variable, controls the fluid flow between the first input and the first output controls. The servovalve further includes a booster valve with a second connected to a source of fluid pressure connected input, with a second output for achieving a main fluid output pressure and with a second actuator, which is connected to the first outlet, to the fluid flow between the second inlet and the second Control output. A return is provided in the control valve with the first fluid output pressure on the first Actuator acts to counteract the input variable.
Anhand der einzigen Figur der beiliegenden Zeichnung sei im folgenden die Erfindung näher erläutert:The following is based on the single figure of the accompanying drawing the invention explained in more detail:
Das Servoventil 10 umfaßt eine Steuerstufe mit einem Steuerkolben 11 und eine Hauptstufe mit einem Hauptkolben 12. Der Steuerkolben 11 ist in einer Bohrung 13 angeordnet, die in dem Ventilgehäuse 14 des Servoventils 10 angebracht wird. Zur leichteren Herstellung erstreckt sich die Bohrung 13 über die gesamte Länge des Ventilgehäuses 14. Stege 15 und 16 des Steuerkolbens 11 sind durch eine Stange 17 eines linearen Kraftmotors 18 positionierbar. Der lineare Kraftmotor 18 ist durch geeignete nicht dargestellte Mittel innerhalb der Endkappe 20 angeordnet und eineThe servo valve 10 comprises a control stage with a control piston 11 and a main stage with a main piston 12. The control piston 11 is arranged in a bore 13 in the valve housing 14 of the servo valve 10 is attached. For ease of manufacture, the bore 13 extends over the entire length of the valve housing 14 are webs 15 and 16 of the control piston 11 positionable by a rod 17 of a linear force motor 18. The linear force motor 18 is not shown by suitable means Means arranged within the end cap 20 and a
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Abdichtung 21 befindet sich zwischen dem Ventilgehäuse 14 und der Endkappe 20. Das andere Ende des Ventilgehäuse 14 ist durch eine Dichtung 22 abgedichtet, die zwischen dem Ventilgehäuse und einer Endkappe 23 angeordnet ist. Die Endkappen 20 und 23 sind mit dem Ventilgehäuse 14 durch irgendwelche geeigneten Mittel wie beispielsweise nicht dargestellte Bolzen verbunden.Seal 21 is between valve housing 14 and end cap 20. The other end of valve housing 14 is through a seal 22, which is arranged between the valve housing and an end cap 23. The end caps 20 and 23 are connected to the valve housing 14 by any suitable Means such as bolts not shown connected.
Ein Versorgungsanschluss 26 ist mit einer Fluidquelle wie beispielsweise Hydrauliköl unter Druck verbunden und erstreckt sich durch den Ventilkörper 1 4, um einen zweiten Eingang bzw. eine Versorgungsdruckkammer 28 des Hauptventils und einen ersten Eingang bzw. eine Versorgungskammer 27 des Steuerventils zu bilden. In seiner zentrierten Stellung liegen die Stege 15 und 16 des Steuerventilkolbens 11 abdichtend über ersten Ausgängen d.h. über den Ausgangskammern 31 und 32. Die Ausgangskammer 31 ist an eine Rückführungskammer 33 und die Ausgangskammer 32 ist an eine Rückführungskammer 34 angeschlossen. Wenn somit der die lineare Kraft liefernde Motor 18 die Stege 15 und 16 nach links verschiebt, so dichtet der Steg 16 weiterhin die Ausgangskammer 32 gegenüber der Versorgungskammer 27 ab, so daß keine Hydraulikflüssigkeit zu der Ausgangskammer 32 fließen kann. Die Ausgangskammer 31 wird jedoch in Richtung auf die Versorgungskammer 27 geöffnet,und es wird nunmehr Hydraulikflüssigkeit von dem Versorgungsanschluss 26 über die Versorgungskammer 27 in die Ausgangskammer 31 zugeführt, die mit der Rückführungskammer 33 verbunden ist, um die durch den Motor 18 auf den Steuerkolben 11 ausgeübte lineare Eingangskraft auszugleichen.A supply port 26 is connected to a fluid source such as Hydraulic oil is connected under pressure and extends through the valve body 1 4 to a second inlet or a Supply pressure chamber 28 of the main valve and a first input or a supply chamber 27 of the control valve form. In its centered position, the webs 15 and 16 of the control valve piston 11 are sealingly above the first outlets i.e. via the exit chambers 31 and 32. The exit chamber 31 is connected to a return chamber 33 and the exit chamber 32 is connected to a return chamber 34. Thus, if the motor 18 delivering the linear force, the webs 15 and 16 to the left moves, the web 16 continues to seal the exit chamber 32 relative to the supply chamber 27, so that no hydraulic fluid can flow to the output chamber 32. The exit chamber However, 31 is opened in the direction of the supply chamber 27, and it is now hydraulic fluid from the The supply connection 26 is fed via the supply chamber 27 into the output chamber 31, which communicates with the return chamber 33 is connected to that by the motor 18 on the control piston 11 to compensate for the applied linear input force.
Die Ausgangskammer 31 ist ferner mit einer Steuerkammer 3 5 des Hauptventils verbunden und ebenso ist die Ausgangskammer 32 an eine Steuerkammer 3 6 in dem Hauptventil angeschlossen. Wenn somit der Steg 15 einen Fluidfluss von der Versorgungskammer 27 zu der Ausgangskammer 31 gestattet, so wird dieses Fluid nicht nur der Rückführungskammer 33 sondern auch der Steuerkammer 35 zugeführt, um den Kolben 12 des Hauptventils nach rechts anzutreibeaThe outlet chamber 31 is also connected to a control chamber 35 of the main valve, and the outlet chamber 32 is likewise connected to a control chamber 36 in the main valve. Thus, when the web 15 allows fluid flow from the supply chamber 27 to the exit chamber 31, this fluid becomes not only the return chamber 33 but also the control chamber 35 to drive the main valve piston 12 to the right
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Die Bohrungen,die die Ausgangskammer 31 mit der Steuerkammer und der Rückführungskainmer 33 verbinden, weisen eine Drcsselöffnung 41 auf, um einem Teil des von der Versorgungskammer 27 zu der Ausgangskammer 31 fließenden Fluids den Zutritt zu einer Rückflusskammer 42 zu gestatten. In gleicher Weise sind die Bohrungen t die die Ausgangskammer 32 mit der Rückführkammer 34 und der Steuerkammer 36 verbinden, mit einer Drosselöffnung 43 an eine Rückflusskammer 44 angeschlossen. Jede Rückflusskammer 42 und 44 ist über nicht dargestellte geeignete Kanäle an eine Rückflussleitung angeschlossen,durch die die Hydraulikflüssigkeit zu der Quelle zurückgeführt wird, an die der Versorgungsanschluss 26 angeschlossen ist. The bores which connect the output chamber 31 to the control chamber and the return chamber 33 have a throttle opening 41 to allow a portion of the fluid flowing from the supply chamber 27 to the output chamber 31 to access a return chamber 42. In the same way, the bores t, which connect the outlet chamber 32 with the return chamber 34 and the control chamber 36, are connected with a throttle opening 43 to a return flow chamber 44. Each return chamber 42 and 44 is connected via suitable channels (not shown) to a return line through which the hydraulic fluid is returned to the source to which the supply connection 26 is connected.
Eine Bohrung 46 verbindet die Rückführungskammer 33 mit der Ausgangskammer 31 und wird zur leichteren Herstellung auf einer Seite des Ventilgehäuses 14 angebracht, wobei sie sich ausreichend tief erstreckt um diese beiden Kammern miteinander zu verbinden. Nach der Anbringung der Bohrung 46 wird diese durch einen Stopfen 47 abgedichtet. In gleicher Weise wird die Bohrung 48, die die Steuerkammer 3 5 mit der Rückführungskammer 33 und der Ausgangskammer 31 verbindet, durch einen Stopfen 49 abgedichtet. Stopfen 52 und 53 dichten in gleicher Weise Bohrungen auf der anderen Seite der Versorgungskammer 27 ab, wobei diese Bohrungen den Bohrungen 46 und 48 entsprechende Funktionen erfüllen. Die Ausgangskammern 31 und 32 werden durch Bohrungen 61 und 62 "gebildet, die in gleicher Weise durch entsprechende Stopfen 63 und 64 abgedichtet sind.A bore 46 connects the return chamber 33 with the output chamber 31 and is for easier manufacture on a Side of the valve housing 14 attached, wherein it extends sufficiently deep to these two chambers with each other connect to. After the bore 46 has been made, it is sealed by a plug 47. In the same way, the Bore 48, which connects the control chamber 35 with the return chamber 33 and the outlet chamber 31, through a plug 49 sealed. Plugs 52 and 53 seal bores on the other side of the supply chamber 27 in the same way, these bores fulfilling the functions corresponding to the bores 46 and 48. The exit chambers 31 and 32 are formed by bores 61 and 62 ″, which are sealed in the same way by corresponding plugs 63 and 64.
Der Hauptventilkolben 12 besitzt ein Paar Stege 93 und 94f die bei der Mittelstellung des Kolbens 12 Ausgangskammem65 und 66 gegenüber der Versorgungskammer 28 abdichten. Die Ausgangskammer 65 ist an den AusgsngsanSchluss 67 und die Ausgangskammer 66 ist an den Äusgangsanschluss 68 angeschlossen.The main valve piston 12 has a pair of webs 93 and 94 f which, when the piston 12 is in the middle position, seal outlet chambers 65 and 66 with respect to the supply chamber 28. The output chamber 65 is connected to the output connection 67 and the output chamber 66 is connected to the output connection 68.
Wenn der Druck in der Steuerkammer 35 anwächst und der Hauptventilkolben 12 sich nach rechts bewegt, so öffnet der Steg 93When the pressure increases in the control chamber 35 and the main valve piston 12 moves to the right, the web 93 opens
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die Verbindung zwischen der Versorgungskammer 28 und der Ausgangskammer 65. Zur gleichen Zeit bleibt die Ausgangskammer 6 gegenüber der Versorgungskammer 28 abgedichtet. Es fließt somit Hydraulikflüssigkeit von dem Versorgungsanschluss 26 über die Versorgungskammer 28 und die Ausgangskammer 65 zu dem Ausgangsanschluss 67. Die Ausgangskammer 65 ist über eine Bohrung 71 und einen Kanal 7 2 an die Rückführkammer 73 angeschlossen, die durch eine Hülse 86 gebildet wird. Die Zuführung der Hydraulikflüssigkeit zu der Rückführkammer 73 dient dem Ausgleich der Kraft die durch den Druck innerhalb der Steuerkammer 35 auf den Kolben 12 ausgeübt wird. In gleicher Weise ist die Ausgangskammer 66 über eine Bohrung 74 und einen Kanal 75 an eine Rückführkammer 76 angeschlossen, die durch eine Hülse 85 gebildet wird. Auch hierdurch wird eine Gegenkraft auf den Kolben 12 gebildet, die dem Druck innerhalb der Steuerkammer entgegenwirkt. Wie aus der Zeichnung erkennbar, wird ein Teil des Rückführungskanals 72 in der Endkappe 20 gebildet und ein Teil des Rückführungskanales 75 befindet sich in der Endkappe 23. Stege 81 und 82 des Hauptventilkolbens 12 steuern den Zufluss, von Hydraulikflüssigkeit von den Ausgangskammern 65 und zu entsprechenden Rückflusskammern 42 und 44. Stege 83 und 84 dichten die Rückflusskammern 42 und 44 gegenüber den benachbarten Steuerkammern 35 und 36 ab. Drosselbohrungen 25, 96, und 98 sind vorgesehen, um ein niederfrequentes Steuerverhalten des Servoventils vorzugeben.the connection between the supply chamber 28 and the outlet chamber 65. At the same time, the outlet chamber 6 remains sealed off from the supply chamber 28. So it flows Hydraulic fluid from the supply connection 26 via the supply chamber 28 and the output chamber 65 to the output connection 67. The outlet chamber 65 is connected to the return chamber 73 via a bore 71 and a channel 7 2, which is formed by a sleeve 86. The supply of hydraulic fluid to the return chamber 73 serves to balance the force caused by the pressure within the control chamber 35 the piston 12 is exerted. The exit chamber is the same 66 is connected via a bore 74 and a channel 75 to a return chamber 76 which is formed by a sleeve 85 will. This also creates a counterforce on the piston 12, which counteracts the pressure within the control chamber counteracts. As can be seen from the drawing, a portion of the return channel 72 is formed in the end cap 20 and a Part of the return channel 75 is located in the end cap 23. Web 81 and 82 of the main valve piston 12 control the inflow, of hydraulic fluid from the exit chambers 65 and to respective return flow chambers 42 and 44. Lands 83 and 84 seal the return flow chambers 42 and 44 from the adjacent control chambers 35 and 36. Throttle bores 25, 96, and 98 are provided in order to specify a low-frequency control behavior of the servo valve.
Wenn im Betrieb der die lineare Kraft liefernde Motor 18 den Steuerkolben 11 in eine Richtung verschiebt, so daß der Steg die Verbindung zwischen der Versorgungskammer 27 und der Ausgangskammer 31 herstellt, so wächst der Druck innerhalb der Steuerkammer 35 an und bewegt den Hauptventilkolben nach rechts. Gleichzeitig wächst der Druck innerhalb der Rückführkammer 33 an und wirkt der Kraft entgegen, die von dem Motor 18 auf den Steuerventilkolben 11 ausgeübt wird. Wenn sich der Hauptventilkolben 12 nach rechts bewegt, so gestattet der Steg 93 einen Fluidfluss von der Versorgungskammer 28 zu der Ausgangskammer 65.When in operation the motor 18 providing the linear force Control piston 11 moves in one direction so that the web connects the supply chamber 27 and the Output chamber 31 produces, the pressure increases within the Control chamber 35 and moves the main valve piston to the right. At the same time, the pressure inside the return chamber 33 increases and counteracts the force exerted on the control valve piston 11 by the motor 18. When the main valve piston 12 moved to the right, the web 93 allows fluid flow from the supply chamber 28 to the exit chamber 65.
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Zur gleichen Zeit gestattet der Steg 82 einen Fluidfluss von der Ausgangskammer 66 zu der Rückflusskammer 44 und somit zurück zu der Fluidquelle. Infolgedessen steigt der Druck am Ausgangsanschluss 67 an, während der Druck am Ausgangsanschluss 68 abnimmt. Der erhöhte Druck am Ausgangsanschluss 67 erhöht den Druck in der Rückführkammer 73, während der abnehmende Druck am Ausgangsanschluss 68 zu einem abnehmenden Druck in der Rückführkammer 76 führt, um ein Gegengewicht zu der angestiegenen auf den Ventilkolben 12 ausgeübten Kraft durch den Druck innerhalb der Steuerkammer 35 zu schaffen.At the same time, the land 82 allows fluid flow from the exit chamber 66 to the return chamber 44 and thus back to the fluid source. As a result, the pressure at the output port 67 increases, while the pressure at the output port 68 decreases. The increased pressure at the output port 67 increases the pressure in the return chamber 73, while the decreasing pressure at the output port 68 leads to a decreasing pressure in the return chamber 76 in order to counterbalance the increased pressure to create force exerted on the valve piston 12 by the pressure within the control chamber 35.
Wenn der Motor 18 eine Kraft auf den Steuerventilkolben 11 ausübt und die Stege 15 und 16 so verschiebt, daß eine Verbindung zwischen der Versorgungskammer 27 und der Ausgangskammer 32 hergestellt wird, so wächst der Druck in der Ausgangskammer an und dieser erhöhte Druck wird der Rückführkammer 34 zugeführt, um der Kraft entgegenzuwirken, die durch den Motor 18 auf den Steuerventilkolben 11 ausgeübt wird. Dieser erhöhte Druck wird ebenfalls der Steuerkammer 36 zugeführt, um auf den Hauptventilkolben 12 eine Kraft in einer Richtung auszuüben, durch welche eine Verbindung zwischen der Versorgungskammer 28 und der Ausgangskammer 66 und zwischen der Rückflusskammer 42 und der Ausgangskammer 65 hergestellt wird. Der Druck am Ausgangsanschluss 68 wächst somit an und erhöht den Druck in der Rückführkammer 76, während der Druck am Ausgangsanschluss 67 abnimmt und den Druck innerhalb der Rückführkainmer 73 vermindert. Dieser Differentialdruck übt eine Kraft auf den Hauptventilkolben 12 aus, die die Kraft ausgleicht, die auf den Hauptventilkolben 12 durch den Druck in der Kammer 36 ausgeübt wird.When the engine 18 exerts a force on the control valve piston 11 and the webs 15 and 16 moves so that a connection between the supply chamber 27 and the exit chamber 32 is established, the pressure in the outlet chamber increases and this increased pressure is fed to the return chamber 34, to counteract the force exerted on the control valve piston 11 by the motor 18. This increased pressure will also supplied to the control chamber 36 to exert a force on the main valve piston 12 in one direction which a connection between the supply chamber 28 and the outlet chamber 66 and between the return flow chamber 42 and the exit chamber 65 is established. The pressure at the outlet connection 68 thus increases and increases the pressure in the return chamber 76, while the pressure at the outlet connection 67 decreases and the pressure within the return chamber 73 decreases. This differential pressure exerts a force on the main valve spool 12 that balances the force on the main valve spool 12 is exerted by the pressure in the chamber 36.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |