DE4443178C1

DE4443178C1 - Directional control slide valve

Info

Publication number: DE4443178C1
Application number: DE19944443178
Authority: DE
Inventors: Roland Pfaff
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Liebherr Aerospace Lindenberg GmbH
Priority date: 1994-11-23
Filing date: 1994-11-23
Publication date: 1996-03-28
Anticipated expiration: 2014-11-24
Also published as: EP0713979A2; EP0713979A3

Abstract

The slide valve has a piston with annular recesses spaced apart on cover surface. The slide piston comprises a control casing (12) in which is arranged a rod (13) extending through it. The rod at one end is connected with an operating component (14) for the slide piston. The rod over has a smaller dia. than the inner dia. of the control casing along its' complete extent. At the fixture the rod has a turned-in formation with a reduced dia. On the turned-in formation is arranged a divided fitment casing, which is axially tensionable against a stop in the control casing.

Description

Die Erfindung betrifft ein direktgesteuertes Wegeschieberventil entsprechend dem Gattungsbegriff des Hauptanspruches.The invention relates to a direct operated directional spool valve according to the Generic term of the main claim.

In der Gruppe der Wegeventile wird unterschieden nach Wegesitz- und Wegeschieberventilen, wobei letztgenannte Ventile sind, in deren Gehäusebohrung ein Schieberkolben axial verschiebbar angeordnet ist. Je nach Anzahl der zu steuernden Wege sind zwei oder mehrere Ringkanäle im Gehäuse eingegossen oder eingedreht. Diese verlaufen im Regelfall konzentrisch um eine Bohrung, so daß sich im Gehäuse Steuerkanten ergeben, die mit den Kanten des Steuerkolbens zusammenwirken. Das Trennen oder Verbinden der Ringräume im Gehäuse erfolgt durch die axiale Bewegung des Steuerkolbens. Die Wegeschieberventile können direktgesteuert oder vorgesteuert sein. Unter dem Begriff "direktgesteuertes Wegeschieberventil" versteht man Wegeschieberventile, deren Steuerkolben direkt durch Magnete, Pneumatik- /Hydraulikzylinder oder durch eine mechanisch wirkende Vorrichtung ohne Zwischenschaltung einer Verstärkung betätigt werden (siehe Der Hydraulik-Trainer Band 1 Grundlagen und Komponenten der Fluidtechnik Hydraulik, Seite 189 bis 194).In the group of directional valves, a distinction is made between directional seat and Directional spool valves, the latter being valves, in their housing bore Sliding piston is axially displaceable. Depending on the number of to be controlled Paths have two or more ring channels cast or screwed into the housing. As a rule, these run concentrically around a bore, so that they are in the housing Result control edges that interact with the edges of the control piston. The The axial spaces separate or connect the annular spaces in the housing Movement of the control piston. The directional spool valves can be directly controlled or be piloted. The term "direct operated directional spool valve" is understood directional spool valves, the control pistons of which are directly actuated by magnets, pneumatic / Hydraulic cylinder or by a mechanical device without Intermediate activation of a reinforcement (see The hydraulic trainer Volume 1 Fundamentals and components of hydraulic fluid technology, pages 189 to 194).

Je nach Einsatz der direktgesteuerten Wegeschieberventile können auf den Steuerkolben Kräfte einwirken, die versuchen, ihn aus seiner idealen Mittellage zu verschieben. Diese elastischen Verschiebungen können Querkräfte hervorrufen, so daß dies zu einem schlechteren Ansprechverhalten infolge einer größeren Hysterese führt. Depending on the use of the direct operated directional spool valves, the Control piston act on forces that try to move it from its ideal center position move. These elastic displacements can cause shear forces, so that this results in poorer responsiveness due to greater hysteresis leads.

In der DE 28 34 132 C2 ist ein hydraulischer Steuerschieber offenbart, bestehend aus einem Gehäuse und einem darin angeordneten Schieberkolben. Dieser Schieberkolben weist ein Innenteil und eine die Steuernuten sowie die Verbindungsbohrungen tragenden Außenhülse auf. Durch das Innenteil erstreckt sich eine Stange, deren Durchmesser geringer ist als der Innendurchmesser des Innenteils. Die Stange ist an beiden Enden mit je einem Flansch verbunden.DE 28 34 132 C2 discloses a hydraulic control slide consisting of a housing and a slide piston arranged therein. This slide piston has an inner part and a bearing the control grooves and the connecting holes Outer sleeve on. A rod, the diameter of which extends through the inner part is smaller than the inner diameter of the inner part. The rod is with at both ends each connected to a flange.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein direktgesteuertes Wegeschieberventil, der eingangs genannten Art anzugeben, das weitgehend querkräftefrei, d. h. mit geringster Hysterese betätigt werden kann und ein sehr gutes Ansprechverhalten aufweist.The object of the invention is to provide a direct operated directional spool valve of the type mentioned at the outset. that is largely free of lateral forces, d. H. can be operated with the lowest hysteresis and has a very good response.

Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Bestandteil von Unteransprüchen.This object is with the specified in the characterizing part of claim 1 Features resolved. Advantageous further developments are part of subclaims.

Im Unterschied zum bekannten Stand der Technik besteht der Steuerkolben aus einer Steuerhülse und einer in der Steuerhülse angeordneten, durch die Steuerhülse sich erstreckenden und mit ihr verbundenen Stange. An einem Ende ist die Stange mit dem Betätigungselement beispielsweise ein Schalthebel und am anderen Ende kraftschlüssig aber in einem bestimmten Umfang winkelbeweglich mit der Steuerhülse über ein Spannelement verbunden. Dazu weist die Stange über die gesamte in der Steuerhülse liegende Erstreckung hinweg einen kleineren äußeren Durchmesser auf. Die im bestimmten Umfang mögliche Winkelbeweglichkeit wird durch eine flexible einseitige Aufhängung der Stange erreicht. Der Vorteil der einseitigen und flexiblen Aufhängung ist darin zu sehen, daß die Stange innerhalb der Steuerhülse auspendeln kann, so daß keine Querkräfte auch bei Verschiebung der Stange auf die Steuerhülse wirken. Nahezu querkraftfrei heißt geringste Reibung bei einem Minimum an Hysterese und damit ein sehr gutes Ansprechverhalten. Dieser Vorteil wirkt sich dahingehend aus, daß für komplizierte Servosteuerantriebe mit einer Vielzahl von Wegeschieberventilen die Ventile so gut wie nicht nachjustiert bzw. nachgeläppt werden müssen und die aufwendige Demontage der Ventile entfällt. Das erspart Kosten für den Wegfall der Montage bzw. Demontage und die Verringerung der erforderlichen Prüftests. Besonders bei Verwendung solcher Wegeschieberventile in der Luftfahrtindustrie ist diese Kosteneinsparung von erheblicher Bedeutung angesichts des hohen Anforderungsprofils an alle wichtigen Bauelemente.In contrast to the known prior art, the control piston consists of a Control sleeve and one arranged in the control sleeve, through the control sleeve itself extending and connected rod. At one end is the pole with the Actuator, for example, a shift lever and at the other end non-positively but to a certain extent with the control sleeve connected via a clamping element. To do this, the rod points across the entire in the Control sleeve lying extension across a smaller outer diameter. The angular mobility that is possible to a certain extent is made possible by a flexible one-sided suspension of the rod reached. The advantage of one-sided and flexible Suspension can be seen in the fact that the rod oscillates within the control sleeve can, so that no transverse forces even when moving the rod on the control sleeve Act. Almost free of lateral forces means minimal friction with a minimum of hysteresis and therefore a very good response. This advantage has an effect from that for complicated servo control drives with a variety of Directional spool valves the valves hardly readjusted or lapped must be and the expensive disassembly of the valves is not necessary. That saves Costs for the elimination of assembly or disassembly and the reduction of required test tests. Especially when using such directional spool valves in This cost saving is of considerable importance for the aviation industry in view of the high requirement profile for all important components.

In der Zeichnung wird anhand eines Ausführungsbeispieles das erfindungsgemäße direktgesteuerte Wegeschieberventil näher erläutert. The drawing according to the invention is shown in the drawing using an exemplary embodiment Direct operated directional spool valve explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäß direktgesteuertes Wegeschieberventil, Fig. 1 is a longitudinal sectional view of a present invention directly operated directional spool valve,

Fig. 2 im vergrößerten Maßstab die Einzelheit Y, Fig. 2 in an enlarged scale the detail Y,

Fig. 3 im vergrößerten Maßstab die Einzelheit X, Fig. 3 in an enlarged scale the detail X,

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie A-B in Fig. 3. Fig. 4 shows a section along the line AB in Fig. 3.

In Fig. 1 ist in einem Längsschnitt ein erfindungsgemäßes direktgesteuertes Wegeschieberventil 1 dargestellt. Es besteht aus einer hier nur teilweise dargestellten Gehäusebuchse 2 mit entsprechenden Anschlüssen 3 bis 7. Üblicherweise ist in der Bohrung der Gehäusebuchse 2 der Steuerkolben direkt angeordnet. Bei der hier dargestellten Ausführungsform für eine Anwendung in der Luftfahrtindustrie z. B. Steuerung des Hauptrotors eines Hubschraubers, ist zwischen der Gehäusebuchse 2 und dem Steuerkolben eine sogenannte Bypass-Hülse 11 angeordnet. Durch diese Bypass-Hülse 11 wird sichergestellt, daß für den Notfall bei einem Klemmen des Steuerkolbens über die Bypass-Hülse 11 der Stellantrieb noch betätigt werden kann.In Fig. 1, a direct controlled directional spool valve 1 according to the invention is shown in a longitudinal section. It consists of a housing socket 2 shown only partially here with corresponding connections 3 to 7 . The control piston is usually arranged directly in the bore of the housing bushing 2 . In the embodiment shown here for an application in the aerospace industry, for. B. control of the main rotor of a helicopter, a so-called bypass sleeve 11 is arranged between the housing bushing 2 and the control piston. This bypass sleeve 11 ensures that the actuator can still be actuated via the bypass sleeve 11 in the event of a jamming of the control piston.

Erfindungsgemäß ist der Steuerkolben zweiteilig aufgebaut und weist eine in der Bypass-Hülse 11 angeordnete Steuerhülse 12 und eine durch sie sich erstreckende Stange 13 auf. An dem linken Ende ist die Stange 13 mit einem Betätigungselement 14 verbunden. In diesem Beispiel ist das Betätigungselement 14 der Steuerhebel für den Hauptrotor eines Hubschraubers, dessen Schwenkbewegung 15 in eine translatorische Bewegung 16 umgewandelt wird. Diese Bewegung 16 bewirkt eine axiale Verschiebung der Stange 13 und der damit verbundenen Steuerhülse 12. Die Anschlüsse 3 bis 6 werden bei der axialen Verschiebung der Steuerhülse 12 über die in der Bypass-Hülse 11 angeordneten Kanäle auf- und zugefahren.According to the invention, the control piston is constructed in two parts and has means disposed in the bypass sleeve 11 and a control sleeve 12 extending through them to rod 13. At the left end, the rod 13 is connected to an actuating element 14 . In this example, the actuating element 14 is the control lever for the main rotor of a helicopter, the pivoting movement 15 of which is converted into a translatory movement 16 . This movement 16 brings about an axial displacement of the rod 13 and the control sleeve 12 connected to it. The connections 3 to 6 are opened and closed during the axial displacement of the control sleeve 12 via the channels arranged in the bypass sleeve 11 .

In den Fig. 2 und 3 sind im vergrößerten Maßstab die Einzelheiten X und Y dargestellt. In beiden Fig. 2, 3 kann man gut erkennen, daß die Stange 13 über die gesamte Erstreckung in der Steuerhülse 12 einen kleineren äußeren Durchmesser aufweist, so daß die Stange 13 sich innerhalb der Steuerhülse 12 bewegen kann. Diese Winkelbeweglichkeit ist hier nur für eine Ebene in Form eines Pfeils 17 angedeutet. In FIGS. 2 and 3, the details X and Y are shown in enlarged scale. In both FIGS. 2, 3 it can be clearly seen that the rod 13 has a smaller outer diameter over the entire extent in the control sleeve 12 , so that the rod 13 can move within the control sleeve 12 . This angular mobility is only indicated for one plane in the form of an arrow 17 .

Fig. 3 zeigt in Verbindung mit dem Querschnitt in Fig. 4 die Einzelheiten der erfindungsgemäßen einseitigen Aufhängung der Stange 13 in der Steuerhülse 12. Im Aufhängebereich weist die Stange 13 eine Eindrehung 18 mit einem geringeren Durchmesser auf. In dieser Eindrehung 18 ist eine geteilte Anpaßhülse 19, 19′ angeordnet. Diese Anpaßhülse 19, 19′ weist einen Führungsbund 20, 20′ auf, der mit einem ringförmigen Absatz 21, 21′ versehen ist. Dieser Absatz 21, 21′ dient als Anschlag für den in einer Ringnut der Steuerhülse 12 angeordneten Sprengring 22. Die eigentliche Verbindung zwischen der Stange 13 und der Steuerhülse 12 erfolgt in der Weise, daß der über die Steuerhülse 12 sich erstreckende Abschnitt 23 der Stange 13 mit Gewinde 24 versehen ist. Auf dieses Gewinde 24 ist als Spannelement 25 eine Mutter aufschraubbar. Damit die Aufhängung flexibel ist, ist zwischen der Stirnseite 26 der Steuerhülse 12 und der Mutter 25 eine nachgiebige Unterlegscheibe 27 angeordnet. Vorzugsweise besteht diese aus Teflon. Damit die Mutter 25 auch bei Schwingungsbeanspruchungen des gesamten Wegeschieberventiles 1 sich nicht lösen kann, wird zur Sicherung eine Mutter 28 als Kontermutter auf das Gewinde 24 aufgeschraubt. FIG. 3 shows in connection with the cross section in FIG. 4 the details of the one-sided suspension of the rod 13 in the control sleeve 12 according to the invention. In the suspension area, the rod 13 has a recess 18 with a smaller diameter. In this recess 18 , a split adapter sleeve 19 , 19 'is arranged. This adapter sleeve 19 , 19 'has a guide collar 20 , 20 ', which is provided with an annular shoulder 21 , 21 '. This paragraph 21 , 21 'serves as a stop for the snap ring 22 arranged in an annular groove of the control sleeve 12th The actual connection between the rod 13 and the control sleeve 12 takes place in such a way that the section 23 of the rod 13 extending over the control sleeve 12 is provided with a thread 24 . A nut can be screwed onto this thread 24 as a tensioning element 25 . So that the suspension is flexible, a flexible washer 27 is arranged between the end face 26 of the control sleeve 12 and the nut 25 . This is preferably made of Teflon. So that the nut 25 cannot loosen even when the entire directional spool valve 1 is subjected to vibrations, a nut 28 is screwed onto the thread 24 as a lock nut to secure it.

Claims

1. Direktgesteuertes Wegeschieberventil mit einer mit Anschlüssen versehenen Gehäusebuchse in deren Gehäusebohrung axial verschiebbar ein Schieberkolben angeordnet ist, der auf der Mantelfläche mit in Abständen angeordneten ringförmigen Ausnehmungen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieberkolben aus einer Steuerhülse (12) und einer in der Steuerhülse (12) angeordneten, durch die Steuerhülse (12) sich erstreckenden und mit ihr verbundenen Stange (13) besteht und die Stange (13) an einem Ende mit dem Betätigungselement (14) für den Schieberkolben verbunden ist und die Stange (13) über die gesamte in der Steuerhülse (12) liegende Erstreckung hinweg einen kleineren Durchmesser aufweist als der Innendurchmesser der Steuerhülse (12) und an dem der Betätigungsseite gegenüberliegenden Ende kraftschlüssig aber in einem bestimmten Umfang winkelbeweglich einseitig mit der Steuerhülse (12) über ein Spannelement (25) verbunden ist.1. Directly controlled directional spool valve with a housing bushing provided with connections in the housing bore of which a spool is axially displaceably arranged, which is provided on the outer surface with spaced annular recesses, characterized in that the spool consists of a control sleeve ( 12 ) and one in the control sleeve ( 12 ) arranged, through the control sleeve ( 12 ) extending and connected to it rod ( 13 ) and the rod ( 13 ) is connected at one end to the actuating element ( 14 ) for the slide piston and the rod ( 13 ) via the entire extension in the control sleeve ( 12 ) has a smaller diameter than the inside diameter of the control sleeve ( 12 ) and is non-positively connected to the control sleeve ( 12 ) on one side but non-positively but at a certain angle with the control sleeve ( 12 ) via a tensioning element ( 25 ) is.

2. Direktgesteuertes Wegeschieberventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Befestigungsende die Stange (13) eine Eindrehung (18) mit einem geringeren Durchmesser aufweist und auf dieser Eindrehung (18) eine geteilte Anpaßhülse (19, 19′) angeordnet ist, die gegen einen in der Steuerhülse (12) anordenbaren Anschlag (22) axial verspannbar ist.2. Directly operated directional spool valve according to claim 1, characterized in that at the fastening end the rod ( 13 ) has a recess ( 18 ) with a smaller diameter and on this recess ( 18 ) a split adapter sleeve ( 19 , 19 ') is arranged which against a stop ( 22 ) which can be arranged in the control sleeve ( 12 ) can be axially clamped.

3. Direktgesteuertes Wegeschieberventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag als ein in einer Ringnut der Steuerhülse (12) einlegbarer Sprengring (22) ausgebildet ist und die Anpaßhülse (19, 19′) einen Führungsbund (20, 20′) aufweist, der anschlagseitig mit einem ringförmigen Absatz (21, 21′) versehen ist. 3. Directly controlled directional spool valve according to claim 2, characterized in that the stop is designed as a snap ring ( 22 ) which can be inserted in an annular groove of the control sleeve ( 12 ) and the adapter sleeve ( 19 , 19 ') has a guide collar ( 20 , 20 '), the stop side is provided with an annular shoulder ( 21 , 21 ').

4. Direktgesteuertes Wegeschieberventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer Stirnseite (26) der Steuerhülse (12) und dem Spannelement (25) eine aus einem leicht verformbaren Werkstoff hergestellte Unterlegscheibe (27) angeordnet ist.4. Directly controlled directional spool valve according to one of claims 1 to 3, characterized in that a washer ( 27 ) made of an easily deformable material is arranged between an end face ( 26 ) of the control sleeve ( 12 ) and the clamping element ( 25 ).

5. Direktgesteuertes Wegeschieberventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlegscheibe (27) aus Teflon ist.5. Direct operated directional spool valve according to claim 4, characterized in that the washer ( 27 ) is made of Teflon.

6. Direktgesteuertes Wegeschieberventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein über die Steuerhülse (12) hinaus sich erstreckender Abschnitt (23) der Stange (13) auf der Befestigungsseite mit einem Gewinde (24) versehen ist, auf dem mindestens ein Spannelement (25) aufschraubbar ist, das nach dem Aufschrauben an der Unterlegscheibe (27) zur Anlage kommt und diese etwas zusammenpreßt.6. Directly controlled directional spool valve according to one of claims 1 to 5, characterized in that a section ( 23 ) of the rod ( 13 ) extending beyond the control sleeve ( 12 ) is provided on the fastening side with a thread ( 24 ) on which at least a clamping element ( 25 ) can be screwed on, which comes into contact with the washer ( 27 ) after being screwed on and compresses it somewhat.

7. Direktgesteuertes Wegeschieberventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mutter (28) als Kontermutter vorgesehen ist.7. Direct operated directional spool valve according to claim 6, characterized in that a nut ( 28 ) is provided as a lock nut.

8. Direktgesteuertes Wegeschieberventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Steuerhülse (12) und der Gehäusebuchse (2) eine Bypass- Hülse (11) mit entsprechenden Kanälen angeordnet ist.8. Direct operated directional spool valve according to one of claims 1 to 7, characterized in that a bypass sleeve ( 11 ) with corresponding channels is arranged between the control sleeve ( 12 ) and the housing bushing ( 2 ).