Hintergrund der Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich auf hydraulische Servoventile und betrifft
insbesondere Servoventile zur Steuerung von Hochleistungs- und
Hochgeschwindigkeits-Stellorganen des Typs, der einen hydraulischen
Kraftverstärker als erste Stufe und ein Kolbenschieberventil als zweite Stufe
umfaßt. Die Erfindung ist konkret auf ein Servoventil gerichtet, das einen
Verzögerungs-Kontrollmechanismus umfaßt, um eine hohe Beschleunigung,
d.h. hohe Kräfte, in dem von dem Servoventil betätigten Stellorgan im Fall
eines Versagens des Servomechanismus oder des Stellorgans zu vermeiden,
so wie im Oberbegriff des Anspruchs 1 definiert und aus DE-A-2419311
bekannt.
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Fluid-Steuerventile, nämlich hydraulische Servoventile, sind gut bekannt,
und es existieren zahlreiche Beispiele. Ein typisches Servoventil ist in dem
U.S.-Patent Nr. 3,228,423 beschrieben. Diese Ventile werden häufig zur
Steuerung der Bewegung eines hydraulischen Stellorgans verwendet, wenn
eine Präzisionssteuerung der Bewegung und ein schnelles Ansprechen erfor
derlich sind. Diese Servoventile weisen eine gute Linearität des
Ansprechverhaltens auf, wobei der Ausgangswert in einem großen Bereich
proportional zum Eingangswert ist. Bei Ventilen dieses Typs gibt es eine erste Stufe,
die einen sogenannten Vorschubmotor (torque motor) umfaßt, welcher eine
Prallplatte steuert, die zwischen einem Paar mit Verstärkeranschlüssen
gekoppelten Fluidstrahlen angeordnet ist. Eingangsdruck und Rücklauf bzw.
Abfluß sind mit dieser ersteil Stufe verbunden, und der Vorschubmotor
steuert die Prallplatte derart, daß den Verstärkerausgängen Differenzdrücke
zugeführt werden, die proportional zu dem an den Anker des
Vorschubmotors angelegten Signal sind.
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Eine als Kolbenschieberventil ausgebildete zweite Stufe umfaßt ein
Ventilgehäuse mit geeigneten Kanälen und Anschlüssen, einer zylindrischen Hülse
oder Laufbuchse mit präzisionsgeschnittenen Anschlüssen (Durchlässen) und
Öffnungen und einem Schieberkolben, der in der Laufbuchse vor- und
zurückbewegbar ist. Der Schieberkolben hat Steuerflächen und Steuernuten
an der zylindrischen Fläche, so daß die Steuerflächen und
Anschlußöffnungen in der Laufbuchse präzise veränderbare Blenden definieren, die im
Verhältnis zu den Verstärker-Ausgangswerten stehende Fluidströme an den
ersten und zweiten Steueranschluß abgeben. Die Ausgangsdrücke der
Verstärkeranschlüsse werden dem ersten und dem zweiten Ende des
Schieberkolbens zugeführt, um diesen nach rechts oder links von einer
Mittelstellung oder Nullposition zu treiben. In der Nullposition sind die
Ausgangsdrücke an den Steueranschlüssen im Gleichgewicht.
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Ein Arm koppelt den Schieberkolben mechanisch mit der Praliplatte und
sorgt für die mechanische Rückkopplung zu der ersten Stufe.
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Es gibt zahlreiche Abwandlungen an der Grundausführung des
hydraulischen Servoventils; einige davon gehen aus den U. S.-Patenten
Nr.3,221,760; 4,617,966 und 4,456,031 hervor. Ein Schieberkolben und
eine Laufbuchse für eine zweite Stufe werden in U.S.-Patent Nr.4,337,797
beschrieben.
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Im Fall von Hochgeschwindigkeits-, Hochleistungs-Stellorganen wird
angestrebt, einen Mechanismus zur Begrenzung der Beschleunigung des
gesteuerten hydraulischen Stellorgans für den Fall eines Versagens der
hydraulischen Kaftverstärkerstufe oder der Regelsehaltungen stromaufwärts
davon vorzusehen. Zu diesem Zweck ist es notwendig, die erste Stufe zu
überbrücken und den Schieberkolben der zweiten Stufe zügig, aber sanft auf
einen Sollpunkt nahe seiner Nullposition zu treiben. Das Ziel besteht hier
darin, die Bewegung des Stellorgans auf einem kleinen Abschnitt seiner
Hublänge oder -strecke derart zu verlangsamen, daß die Beschleunigung
oder Verzögerung auf ein annehmbares Niveau begrenzt wird, idealerweise
auf weniger als 0,4 g.
Ziele und Zusammenfassung der Erfindung:
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Ein Ziel dieser Erfindung besteht darin, ein Servoventil mit einem
kontrollierten Entlastungsmechanismus, d.h. ein sogenanntes "Abbruchventil",
zu schaffen, welches den Schieberkolben sanft in seine Sollposition bringt,
um ein Rückstellen des gesteuerten Stellorgans bei einer Verzögerung zu
ermöglichen, die einen Zielhöchstwert nicht überschreitet.
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Ein weiteres Ziel besteht in der Schaffung eines kontrollierten
Entlastungsmechanismus, der den Servoventil-Schieberkolben ohne Überschwingen oder
Nachschwingen (hunting or ringing) in seine Sollposition bringt.
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Noch ein weiteres Ziel besteht in der Schaffung eines kontrollierten
Entlastungsmechanismus, der den Schieberkolben in seine Sollposition bringt, so
daß die Bewegungszeit und die Verschiebung des gesteuerten Stellorgans ab
dem Moment der Abgabe eines Entlastungssignals minimiert sind.
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Gemäß einem Aspekt dieser Erfindung ist ein
Verzögerungs-Kontrollmechanismus, der einem als Kolbenschieberventil ausgebildeten hydraulischen
Servoventil zugeordnet ist, auf einer Seite des Schieberkolbens in dem
angeschlossenen Verstärkerflüssigkeitskanal zwischengeschaltet, welcher
Flüssigkeit von der ersten Stufe zu einem Ende des Schieberkolbens leitet.
In dem Verzögerungs-Kontrollmechanismus befindet sich ein hydraulisch
angetriebener Positionierer in Form eines Kolbens, der hydraulisch in eine
offene Position gedrückt wird, aber mittels einer Feder in eine geschlossene
Position gedrückt wird. Der Positionierer hat eine Verstärkeranschluß-
Absperrfläche, welche mit einem Verstäreranschluß zusammenwirkt, um
den Fluidstrom zwischen dem entsprechenden Verstärkeranschluß und dem
Ende des Servoventil-Schieberkolbens zu ermöglichen bzw. zu sperren,
wenn der Positionierer in seiner offenen bzw. geschlossenen Position ist.
Ein Solenoidventil, dem ein Steuereingangssignal zugeführt wird, hat einen
Eingangsanschluß, der über eine Druckminderblende an eine
Versorgungsdruckquelle angeschlossen ist, und einen zweiten Anschluß, der an den
Abfluß oder Rücklauf angeschlossen ist. Im aktivierten Zustand des
Solenoidventils steht der Eingangsanschluß unter dem Versorgungsdruck, im
deaktivierten Zustand jedoch sinkt der Eingangsanschluß auf einen
niedrigen Druck. Das hydraulische Stellorgan des Positionierers, das
vorzugsweise die Form eines Kolbens hat, steht in Verbindung mit dem Solenoid
ventil-Eingangsanschluß. Wenn das Solenoidventil aktiviert wird, drückt der
Kolben oder das Stellorgan den Positionierer auf, so daß der Schieberkolben
des Servoventils direkt mit dem Fluidverstärkerkanal verbunden ist. Wenn
jedoch das Solenoidventil nicht aktiviert ist, fällt der Flüssigkeitsdruck am
Kolben ab, und die Vorspannfeder, deren Federkraft größer ist als die Kraft
des auf den Kolben oder das Stellorgan wirkenden Restfluiddrucks, drückt
den Positionierer in die geschlossene Position und trennt den
Verstärkerkanal von dem Schieberkolben des Servoventils.
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Es ist wenigstens ein Entlastungskanal, vorzugsweise ein Paar
Entlastungskanäle, vorgesehen und in hydraulischer Verbindung mit dem
entsprechenden Ende des Schieberkolbens des Servoventils angeordnet. Diese
Entlastungskanäle weisen jeweils eine kalibrierte Blende auf, um den Fluß der
Hydraulikflüssigkeit zwischen jenem Ende des Schieberkolbens und dem
verminderten Druck am Eingangsanschluß des Solenoidventils zu begrenzen.
Diese Blenden werden so gewählt, daß eine sanfte Verschiebung des
Schieberkolbens in seine Nullposition erzielt wird. Zunächst hat eine
Kolbenverschiebungsblende die Funktion, den Fluidstrom bei einem bestimmten Wert
zu halten, und wenn das Servoventil sich seiner Nullposition nähert, hat
eine Nullüberschreitungsblende die Funktion, den Strom weiter zu
verringern, bis der Schieberkolben seinee Sollposition erreicht.
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Der Positionierer umfaßt einen Schaft, der axial zum entsprechenden Ende
des Schieberkolbens des Servoventils hin hervorragt. Wenn sich der
Positionierer in seiner geschlossenen Position befindet, trifft dieser Schaft auf die
Stirnfläche des Schieberkolbens, wenn letzterer in seiner Nullposition ist.
Der Positionierer weist eine Positionierer-Verschiebungsfläche auf, welche
einen Fluidstrom von dem hydraulischen Stellorgan zu einem Positionierer-
Verschiebungsanschluß zuläßt, der über eine
Positionierer-Verschiebungsblende mit dem Solenoidventil-Eingangsanschluß in Verbindung steht. Die
Positionierer-Verschiebungsfläche verschließt den
Positionierer-Verschiebungsanschluß nach einer vorbestimmten Bewegung. Es ist auch ein
Entlastungsdurchlaß vorhanden, der eine Verbindung zwischen dem
hydraulischen Stellorgan oder Kolben und dem Solenoidventil-Eingangsanschluß
herstellt; in diesem Entlastungsdurchlaß ist eine
Positionierer-Nullüberschreitungsblende zwischengeschaltet. Die
Positionierer-Verschiebungsblende und die Positionierer-Nullüberschreitungsblende weisen
Öffnungsgrößen auf, die eine sanfte Bewegung des Positionierers ermöglichen, wenn
er den Schieberkolben über seine Nullposition in seine Sollposition schiebt.
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Dieser Mechanismus bewirkt, daß der Schieberkolben des Servoventils auf
kontrollierte Weise in seine Sollposition bewegt wird, sobald das
Solenoidventil des Verzögerungs-Kontrollmechanismus angesteuert wird, d.h. wenn
sein Steuerstrom absinkt. Die Bewegung des Positionierers in seiner
zugehörigen Hülse oder Laufbuchse ist darauf ausgelegt, eine konstante
Verzögerung in der folgenden Stufe des Stellorgans, die von dem Servo
ventil gesteuert wird, zu erreichen, um die Beschleunigung oder
Verzögerung des Stellorgans unterhalb eines akzeptablen Höchstwertes, d.h.
unterhalb etwa 0,4 g, zu halten.
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Die obigen und viele weitere Ziele, Eigenschaften und Vorteile dieser
Erfindung werden klarer anhand der nachstehenden Beschreibung einer
bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen.
Kurze Zeichnungsbeschreibung:
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Fig. 1 ist eine teilweise geschnittene Stirnansicht einer
Servoventil-Anordnung, die einen Verzögerungs-Kontrollmechanismus gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung aufweist.
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Fig. 2 ist ein durch einen Schnitt entlang der Linie 2-2 der Fig. 1
erhaltener Aufriß.
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Fig. 3 ist eine entlang der Linie 3-3 der Fig. 2 geschnittene
Querschnittsdarstellung des Verzögerungs-Kontrollmechanismus.
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Fig. 4 ist eine vergrößerte Querschnittsdarstellung des
Verzögerungs-Kontrolimechanismus, entlang der Linie 4-4 der Fig. 3 geschnitten.
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Fig. 5 ist ein Querschnitt einer Einzelheit entlang der Linie 5-5 der Fig. 1.
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Fig. 6 zeigt in Vergrößerung einen Teil des in Fig. 2 dargestellten
Verzögerungs-Kontrollmechanismus.
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Fig. 7 ist ein Diagramm, in dem die allmähliche Veränderung der freien
Kolbenschieberventil-Anschlußfläche in Abhängigkeit von der Zeit nach
Auslösung des Verzögerungs-Kontrollmechanismus der Erfindung dargestellt
ist.
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Fig. 8 ist ein Diagramm, in dem die Verzögerung der darauffolgenden Stufe
in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt ist.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführunosform
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Bezugnehmend auf die Zeichnungen, und zwar zunächst auf Fig. 1 und 2,
hat eine zweistufige Servoventil-Anordnung 10 ein Ventilgehäuse 11, auf
dem eine erste Stufe 12 oder hydraulischer Kraftverstärker angebracht ist.
Die erste Stufe 12 hat ein Gehäuse 13, in dem ein Vorschubmotor (torque
motor) 14 mit einern Plattenventil 15 positioniert ist, welches proportionale
Flüssigkeitsdrücke A&sub1; und A&sub2; durch die Verstärkerausgangskanäle 16 und
17 leitet. Die Flüssigkeits-Verstärkerdrücke A&sub1; und A&sub2; steuern eine zweite
Stufe 18, die innerhalb des Ventilgehäuses 11 unterhalb der ersten Stufe 12
angeordnet ist. In der zweiten Stufe enthält eine zylindrische Hülse oder
Laufbuchse 19 einen Servoventil-Schieberkolben 20, wobei diese beiden
Bauteile in bekannter Weise ausgeführt sind. Die Laufbuchse hat eine
Anzahl Ausgangsanschlüsse 21, welche Steuerflüssigkeitsdrücke C&sub1; und C&sub2;
bei kontrollierten Strömungsgeschwindigkeiten durch entsprecliende
Steuerkanäle 22 und 23 zuführen. Die Steuerdrücke C&sub1; und C&sub2; werden an eine
darauffolgende, nicht dargestellte Stellorgan-Stufe angelegt. Die in den
Steuerausgangskanälen 22 und 23 herrschenden Drücke und
Strömungsgeschwindigkeiten hängen von den Positionen der entsprechenden
Steuerflächen des Schieberkolbens 20 und der damit zusammenwirkenden Anschlüsse
in der Laufbuchse 19 ab, welche mit einer Druckkammer 24 und einer oder
mehreren Rücklauf- oder Abflußkammern 25 in Verbindung stehen. Bei
einer bevorzugten Ausführungsform wird der Druckkammer 24 ein Fluid
mit hohem Druck zugeführt, während der in den Rücklaufkammern
auftretende Rücklaufdruck R auf einem Minimum gehalten wird.
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Bei dieser Ausführungsform befinden sich an dem linken und rechten Ende
des Schieberkolbens 20 Wellenstümpfe 26, welche in entsprechenden
inneren Laufbuchsen oder Hülsen 27 eingefügt sind. Die Wellenstümpfe 26
dienen als Hubkolben zum Positionieren des Schieberkolbens 20 innerhalb
der Laufbuchse 19. Bei normaler Betriebsart sind die von der ersten Stufe
12 ausgehenden Verstärkerkanäle 16 und 17 jeweils an das linke oder rechte
Ende des Schieberkolbens 20 angeschlossen, d.h. an die zwei äußeren
Flächen der Wellenstümpfe 26. Zu diesem Zweck ist, wie in Fig. 2
dargestellt, an der rechten Seite eine Endabdeckung 28 befestigt, die einen
Flüssigkeitskanal 29 enthält, welcher den Verstärkerflüssigkeitsdruck A&sub2; zu
dem Wellenstumpf 26 am rechten Ende des Schieberkolbens 20 leitet.
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Eine Vertilanordnung 30 zum kontrollierten Entlasten ist, wie in Fig. 2
dargestellt, an der linken Seite des Servoventilgehäuses 11 angebracht.
Einzelheiten dieser Anordnung werden unter Bezugnahme auf Fig. 3, 4, 5
und 6 näher erläutert.
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Die Ventilanordnung 30 zum kontrollierten Entlasten hat ein
Endabdekkungsgehäuse 31, das an der linken Seite des Ventilgehäuses 11 befestigt ist
und einen Flüssigkeitskanal enthält, welcher unter normalen Bedingungen
mit derselben Wirkung wie der Kanal 29 der Bndabdeckung 28 funktioniert.
Der Kanal 32 leitet normalerweise den Verstärkerflüssigkeitsdruck A&sub1; von
dem Kanal 16 zum linken Wellenstumpf 26. Innerhalb des Gehäuses 31
befindet sich ein kolbenartiger Positionierer 33, welcher verschiebbar
innerhalb einer Hülse 34 oder Laufbuchse angebracht ist, die ihrerseits
innerhalb einer Axialbohrung in dem Gehäuse 31 eingefügt ist. Ein distaler
Schaft 35 an dem Positionierer 33 ragt in den Fig. 2 und 4 nach rechts
hervor, um an die Position der Stirnfläche des Wellenstumpfs 26 zu stoßen.
In der Nähe dieses Schafts 35 befindet sich eine
Verstärkeranschluß-Absperrfläche 36, welche einen Verstärkeranschluß 37 der Hülse 34 öffnet
oder schließt. Dieser Anschluß 37 steht in Verbindung mit dem Kanal 32.
In einer aktivierten oder zurückgezogenen Stellung des Positionierers 33 ist
die Fläche 36 benachbart, d.h. links, von dem Verstärkeranschluß 37
positioniert und ermöglicht den freien Fluß der Verstärkerflüssigkeit von
der ersten Stufe 12 durch die Kanäle 16 und 32 zu der Stimseite des
Wellenstumpfes 26. Bei der vorgeschobenen oder geschlossenen Stellung des
Positionierers 33 jedoch versperrt die Fläche 36, wie hier gezeigt, den
Anschluß 37 und unterbricht so die Verbindung zwischen dem hydraulischen
Kraftverstärker der ersten Stufe und diesem Ende des Schieberkolbens. Eine
Positionierer-Verschiebungsfläche 38, die besser in Fig. 6 dargestellt ist,
wirkt mit einer Positionierer-Verschiebungsblende 39 in der Hülse 34
zusammen, um das Fließen der Flüssigkeit zu oder von einem an dem
Positionierer 33 angeformten Stellkolben 40 zuzulassen. Eine Positionierer-Null
blende 41 steht direkt mit einer Kammer des Kolbens 40 in Verbindung.
Diese Positionerer-Nullblende 41 ist weniger durchlässig als die
Positionierer-Verschiebungsblende 39.
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Ebenfalls an dem Positionierer 42 gezeigt, befindet sich zu dem Kolben 40
benachbart ein Positionierer-Schaft 42, auf den eine Folge von Federn 43
geschichtet ist. Diese Federn 43 werden von einer Scheibe 44 festgeklemmt,
die ihrerseits innerhalb eines schalenförmigen, auf dem Gehäuse 31
aufgeschraubten
Federgehäuses 45 gehalten wird. Eine
Anschlagsbund-Einstellmutter 46 ist auf einem herausragenden gewindeten Ende des Schaftes 42
angeordnet. Die Anschlagsbundmutter 46 ermöglicht die Einstellung der
Endsollposition des Positionierers. Eine Metallabdeckung 47 ist an der
Anordnung 30 über dem Federgehäuse 45 befestigt. Bei dieser
Ausführungsform werden die Federn so gewählt, daß sie eine zur Überwindung der auf
den Schieberkolben wirkenden Flüssigkeitskraft ausreichende Federkraft
haben.
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Bei dieser Ausführungsform ist eine Öffnung 48 in dem Schaft 35 zur
Übertragung von Flüssigkeitsdruck auf das Ende des Schafts durch eine
Axialbohrung vorgesehen.
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Wie ausführlicher in Fig. 6 dargestellt, ist die Hülse 27 mit einem Kolben-
Verschiebungsanschluß 49 versehen, der einer Kolben-Verschiebungsfläche
50 am nächstgelegenen (linken) Ende des damit zusammenwirkenden
Wellenstumpfes 26 gegenüberliegt Flüssigkeit, die durch den
Kolben-Verschiebungsanschluß 49 entweicht, durchfließt eine
Kolben-Verschiebungsblende 51.
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Diese Flüssigkeit, die unter einem Druck B&sub1; steht, durchfließt dann ein
Absperrventil 52, wie in Fig. 3 gezeigt. Das Absperrventil ist vorgesehen,
um eine Beeinträchtigung des normalen Betriebs des Servoventils durch den
Kolben-Verschiebungsanschluß 49, die Fläche 50 und die Blende 51 zu
verhindern.
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Es ist auch an einer oder beiden Seiten des Wellenstumpfes 26 eine
Nullüberschreitungsöffnung 53 vorgesehen, und diese steht in Verbindung mit
einer weiteren, bis zur Stimseite des Wellenstumpfes 26 reichenden
Axialbohrung. Diese Nullüberschreitungsöffnung 53 wird von mehreren Flächen
an dem Wellenstumpf 26 abgesichert. Ein Nullüberschreitungsanschluß 54
in der Hülse 27 steht in hydraulischer Verbindung mit der
Nullüberschreitungsöffnung
53, wenn sich der Schieberkolben 20 seiner Nullposition
nähert. Der Anschluß 54 ist mit einer Nullüberschreitungsblende 55
versehen, um den Fluidstrom bei einer kontrollierten Geschwindigkeit und bei
einem Druck B&sub2; durch das Absperrventil 52 (Fig. 3) zu ermöglichen.
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Die Nullüberschreitungsblende 55 ist weniger durchlässig als die Kolben-
Verschiebungsblende 51.
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Wie in Fig. 5 gezeigt, wird Hochdruckflüssigkeit durch einen Flüssigkeits
filter 56 und eine Druckminderblende 57 in eine Flüssigkeitsleitung 58
innerhalb des Gehäuses 31 gespeist. Wie wieder anhand von Fig. 3 deutlich
wird, ist die Leitung 58 an eine Eingangsseite eines Solenoidventils 59
gekoppelt. Das Solenoidventil 59 wird normalerweise durch Energiezufuhr
in einer geschlossenen Stellung gehalten; im Falle eines Signalausfalls
jedoch öffnet sich das Ventil, um die Leitung 58 mit einem anderen Kanal
60 zu verbinden, welcher unter Abfluß- oder Rücklaufdruck steht. Somit
herrscht in der Leitung 58 ein Flüssigkeitsdruck D, welcher normalerweise
der Versorgungsdruck ist. Im Falle eines Fehlbetriebs, bei welchem sich
das Solenoidventil öffnet, sinkt der Druck D auf einen ungefähr dem
Rücklaufdruck entsprechenden niedrigen Druck. Wie ebenfalls in Fig. 3 gezeigt
wird, sind die Kolben-Verschiebungsblende 51 und
Kolben-Nullüberschreitungsöffnung 53 durch ein Absperrventil 52 mit der Leitung 58 verbunden.
Das Absperrventil 52 läßt einen Fluidstrom nur zu, wenn der Druck D
niedrig ist, d.h. nur wenn das Solenoidventil 59 geöffnet ist.
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Bei normalem Betrieb wird das Solenoidventil 29 zum Schließen aktivieut,
und der in der Leitung 58 auftretende Druck D ist der Versorgungsdruck.
Der gesamte Flüssigkeitsdruck wirkt dann auf den Positioniererkolben 40,
und die Kolbenkraft überwindet die Kraft der Federn 43 und treibt den
Positionierer 33 in seine offene Stellung. Dies ermöglicht eine ungestörte
hydraulische Verbindung zwischen dem Verstärkerkanal 16 der ersten Stufe
und der linken Seite des Schieberkolbens 20.
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Bei einem Fehlbetrieb wird das Solenoid 59 abgeregt, wodurch der Druck
D in der Leitung 58 verringert wird. Die von den Federn 43 ausgeübte
Federkraft ist dann höher als die gegen den Kolben 40 wirkende
hydraulische Kraft, und die Federn 43 treiben den Positionierer schnell in die
geschlossene Stellung (d.h. nach rechts). Die Fläche 36 versperrt dann den
Verstärkeranschluß 37, um den Fließweg aus den Kanälen 16 und 32 zu
unterbrechen. Wenn sich der Schieberkolben 20 in der ganz links in Fig. 2
dargestellten Stellung befindet, hat der Positionierer 33 die Funktion, gegen
den Schieberkolben 20 zu drücken, so daß der Schaft 35 den Wellenstumpf
26 nach rechts treibt, bis der Schieberkolben 20 seine Sollposition erreicht.
Anfänglich strömt Flüssigkeit von dem Kolben 40 durch die Positionierer-
Verschiebungsblende 39. Sobald jedoch die
Positionierer-Verschiebungsfläche 38 ausreichend verschoben wurde, um die Strömung durch diese
Blende 39 zu unterbrechen, erfolgt die restliche von dem Kolben 40
ausgehende Strömung durch die Positionierer-Nullblende 41, wobei die
Fließgeschwindigkeit niedriger ist.
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Wie in Fig. 7 gezeigt, besteht die Wirkung dieser Bewegung des
Positionierers 33 an dem Schieberkolben 20 in einem allmählichen Schließen der
Anschlüsse in der Laufbuchse 19, während sich der Schieberkolben 20
seiner Nullposition nähert. Durch das Zusammenwirken der Positionierer-
Verschiebungs- und Nullüberschreitungsblenden ergibt sich eine im
wesentlichen parabolische Kurve. Dadurch wird so genau wie möglich eine
konstante Geschwindigkeitsabnahme vom Beginn des Fehlbetriebs zu einem
Zeitpunkt T&sub0; bis zum Erreichen der Nullposition des Schieberkolbens 20 zu
einem Zeitpunkt Tsoll erzielt. Vorzugsweis wird die Beschleunigung
unterhalb eines zulässigen Höchstwerts gehalten.
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Für den Fall, daß der Schieberkolben 20 sich in seiner rechtesten oder
distalen Position befindet, wenn ein Fehlbetrieb eintritt, wird sich der
Positionierer 33, wie zuvor beschrieben, in seine geschlossene Position
bewegen. Dadurch wird der über die Verstärkerkanäle 16 und 32 auf den
Wellenstumpf 26 einwirkende Druck der Verstärkerstufe unterbrochen. Der
in den Verstärkerkanälen 17 und 29 verbleibende Flüssigkeitsdruck treibt
den Wellenstumpf 26 und den Schieberkolben 20 auf die Nullposition zu
aufgrund des Druckunterschieds zwischen den Enden der Wellenstümpfe.
Nun beginnt Flüssigkeit durch die Kolben-Verschiebungsblende 51
abzufließen. Dann unterbricht, wenn der Schieberkolben 20 sich seiner Nullposition
nähert, die Kolben-Verschiebungsfläche 50 die Strömung durch die Blende
51, und der Flüssigkeitsfluß setzt sich durch die Nullüberschreitungsblende
55 fort. Diese zwei Blenden 51 und 55 werden so gewählt, daß
Steuerungseigenschaften, wie in Fig. 7 dargestellt, erzielt werden, damit der
Schieberkolben 20 allmählich in seine Nullposition gebracht wird und Verzögerungs
wirkungen auf beliebigen folgenden Stufen weitgehend abgemildert werden.
In beiden Fällen wird der Schieberkolben 20 im Fehlbetrieb in seine
Sollposition gebracht und dort. gehalten. Der Druck in Verstärkerkanal 29
drückt den Schieberkolben 20 fest gegen die auf den Positionierer 33
wirkende Federspannung. Es gibt kein Überschwingen oder Nachschwingen im
Bereich der Soliposition. Daher tritt keine weitere Vibration in den
anschließenden oder nachfolgenden Stufen auf. In der Sollposition liegt der
Positionierer-Schaft 35 gegen das Ende des Schieberkolbens 20 an. Die
Einstellmutter 46 ermöglicht die Einstellung des Sollpunktes an dem
Positionierer.
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Obwohl die vorliegende Erfindung ausführlich in bezug auf eine bevorzugte
Ausführungsform beschrieben wurde, sollte klar sein, daß die Erfindung
sich nicht auf diese konkrete Ausführungsforrn beschränkt. Zudem
erscheinen in dieser Beschreibung Ausdrücke bezüglich der Richtung oder
Ausrichtung lediglich zum besseren Verständnis der erläuterten
Ausführungsform. Diese Ausdrücke, so wie links, rechts, oberer, oberhalb und
unterhalb, sollten nicht einschränkend gedeutet werden. Zahlreiche Verände
rungen und Variationen der oben beschriebenen Ausführungsform werden
Fachleuten geläufig sein, so wie Verstärker der ersten Stufe alternierender
Bauart oder mehrs(ufige Kolbenschieberantriebe, ohne daß dadurch der
Bereich dieser Erfindung, so wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert
ist, verlassen würde.