EP0110024A1 - Device for changing the force acting on an actuator - Google Patents

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EP0110024A1
EP0110024A1 EP83108660A EP83108660A EP0110024A1 EP 0110024 A1 EP0110024 A1 EP 0110024A1 EP 83108660 A EP83108660 A EP 83108660A EP 83108660 A EP83108660 A EP 83108660A EP 0110024 A1 EP0110024 A1 EP 0110024A1
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EP
European Patent Office
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actuator
control
pressure medium
piston
chamber
Prior art date
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EP83108660A
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German (de)
French (fr)
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EP0110024B1 (en
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Helmut Göttling
Walter Brausfeld
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Wabco Westinghouse Steuerungstechnik and Co GmbH
Original Assignee
Wabco Westinghouse Steuerungstechnik and Co GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wabco Westinghouse Steuerungstechnik and Co GmbH filed Critical Wabco Westinghouse Steuerungstechnik and Co GmbH
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    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F15B2211/50—Pressure control
    • F15B2211/505—Pressure control characterised by the type of pressure control means
    • F15B2211/50554—Pressure control characterised by the type of pressure control means the pressure control means controlling a pressure downstream of the pressure control means, e.g. pressure reducing valve
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    • F15B2211/50—Pressure control
    • F15B2211/52—Pressure control characterised by the type of actuation
    • F15B2211/526—Pressure control characterised by the type of actuation electrically or electronically
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    • F15B2211/50—Pressure control
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/8593—Systems
    • Y10T137/86919—Sequentially closing and opening alternately seating flow controllers

Definitions

  • the invention relates to a device for changing the force acting on an actuator according to the preamble of claim 1.
  • Such a device is previously known from DE- ⁇ S 17 76 078.
  • several pressure-operated control pistons are provided, which act directly on the actuator via their piston rod.
  • the control pistons have different active surfaces. With the selection of the number of control pistons and / or the selection of the respective effective area size, which is acted upon by the pressure medium, different forces can be generated which are exerted by the control pistons on the actuator.
  • the actuator is used in the known device for actuating a pilot valve for a servomotor. The pressure exerted by the pilot valve acts as a restoring force on the actuator.
  • the invention has for its object to provide a device of the type mentioned, which is independent of control pressure fluctuations, works precisely and can be implemented with simple means.
  • the device according to the invention offers, in addition to the independence of fluctuations in a pressure acting on the control piston, the advantage of being able to easily change the jumps between the individual switching stages of the forces acting on the actuator by replacing the spring acting on the control element or the control piston. If several control elements are provided, these are arranged in such a way that a tilting movement of the actuator is prevented.
  • the pressure control valve shown in FIG. 1 has a pressure medium inlet 29 arranged in a housing 23 and a pressure medium outlet 22.
  • the pressure medium inlet 29 is connected to a pressure medium source and the pressure medium outlet 22 is connected to a consumer.
  • a valve insert 24 provided with two seals 27, 33 is arranged in a bore 28 running in the direction of the longitudinal axis of the housing 23.
  • the valve insert 24 has a valve seat 31 which, together with a valve closure body 30, forms a first valve 30, 31, via which the pressure medium inlet 29 can be connected to the pressure medium outlet 22.
  • the valve closure body 30 is loaded by a spring 25, which is guided in a bore 26, in the direction of the valve seat 31.
  • the pressure medium outlet 22 is connected to a control chamber 20 via a bore 21.
  • the control chamber 20 is delimited by a piston 18 provided with a sealing ring 19.
  • a disk-shaped traverse serving as an actuator 16 is fastened, which can be brought to bear upon a stroke of the piston 18 in the direction of the control chamber 20 towards a step 17 serving as stop 17 of the housing bore receiving the actuator 16 is.
  • the side of the housing recess opposite the stop 17 is closed off by a disk-shaped seal 14.
  • a stepped bore is arranged centrally, which in the area of Ab is designed as a valve seat 36.
  • a valve closure member 34 forms, together with the valve seat 36, a second valve 34, 36 serving as an outlet valve, via which the space above the piston 18 can be connected to the control chamber 20.
  • the second valve 34, 36 also serves as an outlet valve for the control chamber 20.
  • the valve closure body 34 of the second valve 34, 36 is fixedly connected to the valve closure body 30 of the first valve 30, 31 by means of a rod 32.
  • a housing 9, provided with a cover 5, of a device for actuating the actuator 16 is fastened by means of screws 6, 47.
  • a seal 51 is arranged between the cover 5 and the housing 9.
  • Fifteen cylindrical pressure medium chambers are arranged in the housing 9, of which only three pressure medium chambers 8, 46 and 45 are shown here.
  • the pressure medium chambers are arranged symmetrically with respect to the central axis of the actuator 16.
  • the pressure medium chamber 8 is delimited by a first control piston 11 provided with a sealing ring 10, which can be displaced in the direction of the actuator 16 against the force of a spring 13.
  • the control piston 11 On its side facing away from the pressure medium chamber 8, the control piston 11 has an extension serving as a stop 12.
  • the spring 13 is guided through a recess provided in the disk-shaped seal 14 and is supported on the actuator 16 with its end facing away from the control piston 11.
  • a second control piston 40 provided with a sealing ring 43 delimits the pressure medium chamber 46.
  • a spring 38 is arranged between the side of the second control piston 40 facing away from the pressure medium chamber 46 and the actuator 16.
  • the second control piston 40 has, on its side facing the spring 38, an extension serving as a stop 39, which comes into contact with the disk-shaped seal 14 when the control piston 40 is moved in the direction of the actuator 16.
  • the pressure middle chamber 45 is delimited by a third control piston 42 provided with a sealing ring 44, which can be displaced in the direction of the actuator 16 against the force of a spring 50.
  • the third control piston 42 also has an extension designed as a stop 41, which cooperates with the disk-shaped sealing element 14.
  • the springs arranged between the control piston and the actuator are of identical design. In order to be able to change the stroke of the control pistons, it is conceivable to design the stops formed from the extensions of the control pistons and the seal so that they can be changed.
  • solenoid valves 1, 2, 3, 4 are arranged on the cover 5 of the housing 9.
  • the solenoid valves are used to control the fifteen pressure medium chambers.
  • the solenoid valves are connected to a pressure medium source via pressure medium lines, not shown here.
  • the solenoid valves are controlled electrically by a 16-position switch.
  • the pressure medium chamber 45 is connected to the solenoid valve 2 via a bore 48 and a corresponding recess in the seal 51.
  • the solenoid valve 3 is connected to the pressure medium chamber 8 via a channel 7 and a corresponding recess in the seal 51.
  • FIG. 2 the pressure medium chamber arrangement of the device shown and described in Fig. 1 for changing a manipulated variable is shown in section.
  • the parts that are the same as the parts shown in FIG. 1 are provided with the same reference numerals.
  • the housing 9 In the housing 9 are fifteen cylindrical pressure medium chambers 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 8, 60, 45, 61, 62, 63, 46 are provided, in which control pistons, not shown here, are arranged displaceably against the force of springs.
  • the pressure medium chambers are arranged symmetrically to the central axis of the actuator 16 shown in FIG. 1.
  • the first pressure medium chamber 46 is arranged centrally and is connected to a first solenoid valve via a channel (not shown here).
  • Two further pressure medium chambers 62, 63 are arranged in mirror image to one another and lie on an imaginary axis running through the center.
  • the two pressure medium chambers 62, 63 are connected to one another via a channel 67, which is connected via a channel 68 to a second solenoid valve.
  • a channel 64 and interconnected pressure medium chambers 8, 60, 45, 61 are arranged in such a way to the pressure medium chambers 62, 63 that together with these they form an inner ring around the centrally arranged pressure medium chamber 46.
  • the four pressure medium chambers 8, 60, 45, 61 are connected via the channel 64 to the solenoid valve 3 shown in FIG. 1.
  • the remaining pressure medium chambers 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58 and 59 form an outer ring around the centrally arranged pressure medium chamber 46.
  • These pressure medium chambers are connected to one another via a channel 66.
  • Another channel 65 connected to the chamber 57 leads to a solenoid valve, not shown here.
  • the branches leading from the individual channels to the associated pressure medium chambers are identified by dots.
  • the pressure control valve should control a pressure of 2 bar.
  • the 16-position switch is set to level 1 and a voltage is thus applied to the solenoid valve connected to the centrally arranged pressure medium chamber 4f.
  • the solenoid valve opens and pressure medium flows into the pressure medium chamber 46 from the pressure medium source.
  • the control piston 40 is displaced towards the actuator 16 by the pressure building up in the pressure medium chamber 46 until its stop 39 comes into contact with the seal 14.
  • the space below the control piston 40 is vented via the second valve serving as the outlet valve 34, 36.
  • the spring 38 arranged between the actuator 16 and the control piston 40 causes the piston 18 connected to the actuator 16 to move toward the control chamber 20 when the control piston 40 moves downward.
  • the stroke of the piston 18 is ended when the actuator 16 comes to rest against the stop 17.
  • the outlet valve 34, 36 comes into the closed position and the first valve 30, 31 serving as the inlet valve is brought into the open position by means of the rod 32.
  • the pressure medium inlet 29 of the pressure control valve is now connected to the pressure medium outlet 22 via the inlet valve 30, 31.
  • Pressure medium flows from the pressure medium source to the consumer.
  • the pressure building up in the control chamber 20 via the bore 21 in connection with the pressure medium outlet 22 moves the piston 18 against the force of the spring 38 in the direction of the control piston 40.
  • the inlet valve 30, 31 reaches the closed position.
  • the pressure medium supply to the consumer is interrupted. If the pressure to be controlled by the pressure control valve is to be increased to 8 bar, for example, the 16-position switch is switched to position 4.
  • the solenoid valve 3 connected to the four pressure medium chambers 8, 60, 45, 61 is brought into the open position and the solenoid valve connected to the centrally arranged pressure medium chamber 46 is brought into the closed position.
  • the control pistons 11, 42 arranged in the four pressure medium chambers 8, 60, 46, 61 are so far displaced in the direction of the actuator 16 ben until they come to rest on the seal with their stops 12, 41.
  • the centrally arranged pressure medium chamber 46 is simultaneously vented via the associated solenoid valve, the control piston 40 is moved upwards by the spring 38. Due to the force of the springs 13, 50 of the four control pistons 11, 42, the actuator 16 and the piston 18 connected to it are displaced downward due to the disturbance of the balance of forces.
  • the inlet valve 30, 31 returns to the open position and the consumer is again connected to the pressure medium source via the pressure medium outlet 22, the inlet valve 30, 31 and the pressure medium inlet 29. If the pressure in the consumer and thus also the pressure in the control chamber 20 has risen to such an extent that there is a balance between the opposing forces acting on the actuator 16, the inlet valve 30, 31 comes into the closed position due to the preceding continuous upward movement of the piston 18.
  • the 16-position switch is set to position 0.
  • the four pressure medium chambers 8, 60, 45, 61 are vented, the control pistons 11, 42 move upwards.
  • the associated springs 13, 50 relax. Now that the force exerted on the actuator 16 by the pressure in the control chamber 20 via the piston 18 predominates, the piston 18 continues to move upward.
  • the second valve 35, 36 serving as the outlet valve comes into the open position and the consumer is vented via the pressure medium outlet 22, the bore 21 and the control chamber 20 and the outlet valve 34, 36.
  • the pressure to be controlled by the pressure control valve can be increased or decreased in stages. In this exemplary embodiment, fifteen switching stages or pressure stages are possible.
  • the solenoid valves connected to the pressure medium chambers can be designed as pulse valves.
  • FIG. 3 shows a working cylinder whose piston position is specified by means of a device for changing a manipulated variable.
  • a working piston 89 connected to a piston rod 91 is displaceably arranged in a cylinder 74.
  • the piston rod 91 is led out of the cylinder 74 through an opening 92 provided in the end wall of the cylinder 74 and provided with a sealing ring 93.
  • the working piston 89 divides the cylinder 74 into a working chamber 90 on the piston rod side and a spring chamber 94 lying opposite the working chamber 90 on the piston rod side on the other side of the working piston 89.
  • a compression spring 88 is arranged in the spring chamber 94 and has one end on the working piston 89 and is supported at its other end on a disk-shaped actuator 84.
  • the actuator 84 has on its side facing away from the spring chamber 94 rods 87, 108 which are guided in corresponding bores provided in the cylinder cover 105.
  • the rods 87, 108 extend through the cylinder cover 105 into a cup-shaped cap 107.
  • a plate 109 is fastened, which has a centrally arranged recess 69 with a valve seat 70.
  • a further valve seat 111 is arranged in the cylinder cover 105 coaxially with the valve seat 70.
  • a double valve body 112, 114, 71 forms an inlet valve 111, 112 with the valve seat 111 and an outlet valve 70, 71 with the valve seat 70.
  • the double valve body 112, 114, 71 is held on the inlet valve seat 111 by a spring 113.
  • a pressure medium line 77 leads from the outlet of the inlet valve 111, 112 to the working chamber 90 of the cylinder 74.
  • the inlet of the inlet valve 111, 112 is connected via a channel 102 to a pressure medium source, which is not shown here
  • a bellows 72 is arranged between the plate 109 and the cylinder cover 105.
  • a plurality of pressure medium chambers are provided in the cylinder cover 105, only four pressure medium chambers 79, 80, 99, 101 being shown in the illustration for the sake of a better overview. Each pressure medium chamber is delimited by a control piston 78 or 81 or 98 or 100.
  • a spring 82 or 83 or 95 or 97 is assigned to each control piston 78, 81, 98, 100.
  • the springs are supported on the one hand on the actuator 84 and on the other hand on the associated control piston.
  • the stroke of each control piston is limited in the direction of the actuator 84 by a stop 86, 85, 110, 96.
  • the pressure medium chambers 79, 80, 99, 101 are connected to solenoid valves via bores 75, 76, 103, 104, which are provided in the cylinder cover 105.
  • solenoid valves 106 and 73 are shown in the figure.
  • the solenoid valves are connected to a pressure medium source.
  • the solenoid valves can be individually connected to a voltage source via a multi-position switch.
  • a switching pulse is given, for example, to the solenoid valve 73.
  • the solenoid valve 73 opens and thus connects the pressure medium chambers 79, 99 to the pressure medium source.
  • the pressure building up in the pressure medium chambers 79, 99 displaces the control pistons 78, 98 in the direction of the actuator 84.
  • the force exerted on the control pistons 78, 98 is transmitted to the actuator 84 and thus the actuator 84 is displaced in the direction of the working piston 89.
  • the outlet valve seat 70 arranged on the plate 109 connected to the actuator 84 rests on the double valve body 71, 114, 112 and takes it along.
  • the outlet valve 70, 71 is now closed and the inlet valve 111, 112 reaches the open position.
  • Via the now opened inlet valve 111, 112 and the pressure medium line 77 passes pressure medium from the pressure medium source into the working chamber 90.
  • the pressure building up in the working chamber 90 displaces the working piston 89 against the force of the spring 88 in the direction of the actuator 84.
  • the actuator 84 is displaced against the force of the springs 82, 95.
  • the inlet valve 111, 112 comes into the closed position.
  • the pressure medium supply to the working chamber 90 is now interrupted and the working piston 89 remains in its current position.
  • the pressure medium chambers 79, 99 are vented via the solenoid valve 73.
  • the control pistons 78, 98 move upwards and the springs 82, 95 relax. Now that the force exerted on the actuator 84 by the spring 88 predominates, the actuator 84 is displaced further upward.
  • the exhaust valve seat 70 lifts off from the double valve body 71, 114, 112.
  • the working chamber 90 is vented through the pressure medium line 77, the opened outlet valve 70, 71 and the outlet 69.
  • the spring 88 brings the working piston 89 into its original position.
  • anchors of electro designed as control elements can also be used magnets act directly on the springs acting on the actuator.
  • control pistons pneumatically, hydraulically or manually switchable valves.

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Abstract

A force transmitting fluid actuator for use with a control device wherein an actuator member, movable within an actuator housing, actuates the control device due to the urging force of a plurality of pistons which can be selectively pressurized in unitary increments. The plurality of pistons are disposed within pressure chambers formed in the actuator housing in a symmetrical ring-shaped arrangement concentric to a single pressure chamber disposed on the vertical axis of the housing. A number of passageways interconnect the plurality of pressure chambers to form groupings of pressure chambers which act simultaneously in response to operation of a solenoid valve associated with each passageway. In addition to the symmetrical arrangement of the pressure chambers, the valve and passageway arrangement provide for a symmetric pressurization of the pressure chambers thereby resulting in a balanced force being exerted on the actuator. The amount of force each piston can exert on the actuator is limited by a piston stop designed to contact a portion of the housing while the actual piston force is transmitted by a spring disposed between each piston and the actuator. In this manner, fluctuations in the pressurizing force are not transmitted from the piston to the actuator.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Verändern der auf ein Stellglied einwirkenden Kraft gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a device for changing the force acting on an actuator according to the preamble of claim 1.

Eine derartige Einrichtung ist durch die DE-ÖS 17 76 078 vorbekannt. Bei dieser Einrichtung sind mehrere druckmittelbetätigte Steuerkolben vorgesehen, die über ihre Kolbenstange direkt auf das Stellglied wirken. Die Steuerkolben weisen unterschiedliche Wirkflächen auf. Damit können über die Auswahl der Steuerkolbenanzahl und/oder die Auswahl der jeweiligen Wirkflächengröße, die vom Druckmittel beaufschlagt wird, unterschiedliche Kräfte erzeugt werden, die von den Steuerkolben auf das Stellglied ausgeübt werden. Das Stellglied dient bei der bekannten Einrichtung zur Betätigung eines Vorsteuerventils für einen Stellmotor. Als Rückstellkraft wirkt auf das Stellglied der vom Vorsteuerventil ausgesteuerte Druck.Such a device is previously known from DE-ÖS 17 76 078. In this device, several pressure-operated control pistons are provided, which act directly on the actuator via their piston rod. The control pistons have different active surfaces. With the selection of the number of control pistons and / or the selection of the respective effective area size, which is acted upon by the pressure medium, different forces can be generated which are exerted by the control pistons on the actuator. The actuator is used in the known device for actuating a pilot valve for a servomotor. The pressure exerted by the pilot valve acts as a restoring force on the actuator.

Da die von den Steuerkolben auf das Stellglied ausgeübten Kräfte vom Druck des die Steuerkolben beaufschlagenden Druckmittels abhängig sind, können vorgegebene Kräfte nur bei Einhaltung eines kostanten Druckes des auf die Steuerkolben wirkenden Druckmittels erzielt werden. Dies bedeutet, daß die Einstellgenauigkeit der auf das Stellglied ausgeübten Kräfte von der Konstanz des erwähnten Druckes abhängig ist.Since the forces exerted by the control piston on the actuator are dependent on the pressure of the pressure medium acting on the control piston, predetermined forces can only be achieved if the pressure medium acting on the control piston remains at a high pressure. This means that the setting accuracy of the forces exerted on the actuator depends on the constancy of the pressure mentioned.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche von Steuerdruckschwankungen unabhängig ist, genau arbeitet und mit einfachen Mitteln realisierbar ist.The invention has for its object to provide a device of the type mentioned, which is independent of control pressure fluctuations, works precisely and can be implemented with simple means.

Diese Aufgabe wird mit den in den Patentansprüchen 1 und 2 angegebenen Erfindungen gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindungen werden in den Unteransprüchen aufgezeigt.This object is achieved with the inventions specified in patent claims 1 and 2. Further developments and advantageous refinements of the inventions are shown in the subclaims.

Die erfindungsgemäße Einrichtung bietet neben der Unabhängigkeit von Schwankungen eines die Steuerkolben beaufschlagenden Druckes den Vorteil, durch Austauschen de das Steuerglied bzw. den Steuerkolben beaufschlagenden Feder auf einfache Art und Weise die Sprünge zwischen den einzelnen Schaltstufen der auf das Stellglied einwirkenden Kräfte verändern zu können. Werden mehrere Steuerglieder vorgesehen, so sind diese derart angeordnet, daß eine Kippbewegung des Stellgliedes verhindert wird.The device according to the invention offers, in addition to the independence of fluctuations in a pressure acting on the control piston, the advantage of being able to easily change the jumps between the individual switching stages of the forces acting on the actuator by replacing the spring acting on the control element or the control piston. If several control elements are provided, these are arranged in such a way that a tilting movement of the actuator is prevented.

Anhand der Abbildungen werden nachstehend zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.Two exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with the aid of the figures.

Es zeigen:

  • Fig. 1 ein Druckregelventil mit einer Einrichtung zum Verändern der Höhe des Ausgangsdruckes,
  • Fig. 2 eine Draufsicht auf die Druckmittelkammer-Anordnung für die Steuerkolben zum Einstellen der Steuerkraft und
  • Fig. 3 einen Arbeitszylinder mit einer Einrichtung zur Vorgabe eines vom Arbeitskolben zurückzulegenden Weges.
Show it:
  • 1 is a pressure control valve with a device for changing the level of the outlet pressure,
  • Fig. 2 is a plan view of the pressure medium chamber arrangement for the control piston for adjusting the control force and
  • Fig. 3 shows a working cylinder with a device for specifying a path to be covered by the working piston.

Das in Fig. 1 dargestellte Druckregelventil weist einen in einem Gehäuse 23 angeordneten Druckmitteleingang 29 und einen Druckmittelausgang 22 auf. Der Druckmitteleingang 29 ist mit einer Druckmittelquelle und der Druckmittelausgang 22 ist mit einem Verbraucher verbunden. In einer in Richtung der Längsachse des Gehäuses 23 verlaufenden Bohrung 28 ist ein mit zwei Dichtungen 27, 33 versehener Ventileinsatz 24 angeordnet. Der Ventileinsatz 24 weist einen Ventilsitz 31 auf, der zusammen mit einem Ventilverschlußkörper 30 ein erstes Ventil 30, 31 bildet, über welches der Druckmitteleingang 29 mit dem Druckmittelausgang 22 verbindbar ist. Der Ventilverschlußkörper 30 wird von einer Feder 25, die in einer Bohrung 26 geführt wird, in Richtung auf den Ventilsitz 31 zu belastet. Der Druckmittelausgang 22 steht über eine Bohrung 21 mit einer Steuerkammer 20 in Verbindung. Die Steuerkammer 20 wird von einem mit einem Dichtring 19 versehenen Kolben 18 begrenzt. Auf der der Steuerkammer 20 abgewandten Seite des Kolbens 18 ist eine als Stellglied 16 dienende scheibenförmige Traverse befestigt, die bei einem Hub des Kolbens 18 in Richtung auf die Steuerkammer 20 zu an einer als Anschlag 17 dienenden Abstufung der das Stellglied 16 aufnehmenden Gehäusebohrung zur Anlage bringbar ist. Diedem Anschlag 17 gegenüberliegende Seite der Gehäuseausnehmung wird von einer scheibenförmigen Dichtung 14 abgeschlossen. Im Kolben 18 ist zentrisch eine abgestufte Bohrung angeordnet, welche im Bereich der Abstufung als Ventilsitz 36 ausgebildet ist. Ein Ventilver-schlußkörper 34 bildet zusammen mit dem Ventilsitz 36 ein als Auslaßventil dienendes zweites Ventil 34, 36, über welches der Raum oberhalb des Kolbens 18 mit der Steuerkammer 20 verbindbar ist. Das zweite Ventil 34, 36 dient gleichzeitig als Auslaßventil für die Steuerkammer 20. Der Ventilverschlußkörper 34 des zweiten Ventils 34, 36 ist mittels einer Stange 32 fest mit dem Ventilverschlußkörper 30 des ersten Ventils 30, 31 verbunden.The pressure control valve shown in FIG. 1 has a pressure medium inlet 29 arranged in a housing 23 and a pressure medium outlet 22. The pressure medium inlet 29 is connected to a pressure medium source and the pressure medium outlet 22 is connected to a consumer. A valve insert 24 provided with two seals 27, 33 is arranged in a bore 28 running in the direction of the longitudinal axis of the housing 23. The valve insert 24 has a valve seat 31 which, together with a valve closure body 30, forms a first valve 30, 31, via which the pressure medium inlet 29 can be connected to the pressure medium outlet 22. The valve closure body 30 is loaded by a spring 25, which is guided in a bore 26, in the direction of the valve seat 31. The pressure medium outlet 22 is connected to a control chamber 20 via a bore 21. The control chamber 20 is delimited by a piston 18 provided with a sealing ring 19. On the side of the piston 18 facing away from the control chamber 20, a disk-shaped traverse serving as an actuator 16 is fastened, which can be brought to bear upon a stroke of the piston 18 in the direction of the control chamber 20 towards a step 17 serving as stop 17 of the housing bore receiving the actuator 16 is. The side of the housing recess opposite the stop 17 is closed off by a disk-shaped seal 14. In the piston 18, a stepped bore is arranged centrally, which in the area of Ab is designed as a valve seat 36. A valve closure member 34 forms, together with the valve seat 36, a second valve 34, 36 serving as an outlet valve, via which the space above the piston 18 can be connected to the control chamber 20. The second valve 34, 36 also serves as an outlet valve for the control chamber 20. The valve closure body 34 of the second valve 34, 36 is fixedly connected to the valve closure body 30 of the first valve 30, 31 by means of a rod 32.

Auf dem Gehäuse 23 des Druckregelventils ist ein mit einem Deckel 5 versehenes Gehäuse 9 einer Einrichtung zum Betätigen des Stellgliedes 16 mittels Schrauben 6, 47 befestigt. Zwischen dem Deckel 5 und dem Gehäuse 9 ist eine Dichtung 51 angeordnet.On the housing 23 of the pressure control valve, a housing 9, provided with a cover 5, of a device for actuating the actuator 16 is fastened by means of screws 6, 47. A seal 51 is arranged between the cover 5 and the housing 9.

Im Gehäuse 9 sind fünfzehn zylindrische Druckmittelkammern angeordnet, von denen hier lediglich drei Druckmittelkammern 8, 46 und 45 dargestellt sind. Die Druckmittelkammern sind bezogen auf die Mittelachse des Stellgliedes 16 symmetrisch angeordnet. Die Druckmittelkammer 8 wird von einem mit einem Dichtring 10 versehenen ersten Steuerkolben 11 begrenzt, welcher gegen die Kraft einer Feder 13 in Richtung auf das Stellglied 16 zu verschiebbar ist. Auf seiner der Druckmittelkammer 8 abgewandten Seite weist der Steuerkolben 11 einen als Anschlag 12 dienenden Fortsatz auf. Die Feder 13 ist durch eine in der scheibenförmigen Dichtung 14 vorgesehene Ausnehmung hindurchgeführt und stützt sich mit ihrem dem Steuerkolben 11 abgewandten Ende auf dem Stellglied 16 ab. Ein zweiter mit einem Dichtring 43 versehener Steuerkolben 40 begrenzt die Druckmittelkammer 46. Zwischen der der Druckmittelkammer 46 abgewandten Seite des zweiten Steuerkolbens 40 und dem Stellglied 16 ist eine Feder 38 angeordnet. Der zweite Steuerkolben 40 weist auf seiner der Feder 38 zugewandten Seite einen als Anschlag 39 dienenden Fortsatz auf, welcher bei einem Hub des Steuerkolbens 40 in Richtung auf das Stellglied 16 zu an der scheibenförmigen Dichtung 14 zur Anlage kommt. Die Druckmittelkammer 45 wird von einem dritten, mit einem Dichtring 44 versehenen Steuerkolben 42 begrenzt, welcher gegen die Kraft einer Feder 50 in Richtung auf das Stellglied 16 zu verschiebbar ist. Der dritte Steuerkolben 42 weist ebenfalls einen als Anschlag 41 ausgebildeten Fortsatz auf, der mit dem scheibenförmigen Dichtelement 14 zusammenwirkt. Die zwischen den Steuerkolben und dem Stellglied angeordneten Federn sind gleich ausgebildet. Um den Hub der Steuerkolben verändern zu können, ist es denkbar, die aus den Fortsätzen der Steuerkolben und der Dichtung gebildeten Anschläge veränderbar, d.h. einstellbar auszubilden.Fifteen cylindrical pressure medium chambers are arranged in the housing 9, of which only three pressure medium chambers 8, 46 and 45 are shown here. The pressure medium chambers are arranged symmetrically with respect to the central axis of the actuator 16. The pressure medium chamber 8 is delimited by a first control piston 11 provided with a sealing ring 10, which can be displaced in the direction of the actuator 16 against the force of a spring 13. On its side facing away from the pressure medium chamber 8, the control piston 11 has an extension serving as a stop 12. The spring 13 is guided through a recess provided in the disk-shaped seal 14 and is supported on the actuator 16 with its end facing away from the control piston 11. A second control piston 40 provided with a sealing ring 43 delimits the pressure medium chamber 46. A spring 38 is arranged between the side of the second control piston 40 facing away from the pressure medium chamber 46 and the actuator 16. The second control piston 40 has, on its side facing the spring 38, an extension serving as a stop 39, which comes into contact with the disk-shaped seal 14 when the control piston 40 is moved in the direction of the actuator 16. The pressure middle chamber 45 is delimited by a third control piston 42 provided with a sealing ring 44, which can be displaced in the direction of the actuator 16 against the force of a spring 50. The third control piston 42 also has an extension designed as a stop 41, which cooperates with the disk-shaped sealing element 14. The springs arranged between the control piston and the actuator are of identical design. In order to be able to change the stroke of the control pistons, it is conceivable to design the stops formed from the extensions of the control pistons and the seal so that they can be changed.

Dies kann z.B. durch Anordnen von Distanzstücken zwischen der Dichtung 14 und den Federn 13, 38, 50 erfolgen. Um Fertigungstoleranzen ausgleichen zu können, ist es möglich, zwischen den Steuerkolben und den Böden der zugeordneten Druckmittelkammern weitere, vorzugsweise veränderbare Anschläge vorzusehen. Auf dem Deckel 5 des Gehäuses 9 sind vier Magnetventile 1, 2, 3, 4 angeordnet. Die Magnetventile dienen zur Ansteuerung der fünfzehn Druckmittelkammern. Über hier nicht gezeigte Druckmittelleitungen sind die Magnetventile mit einer Druckmittelquelle verbunden. Elektrisch werden die Magnetventile über einen 16-Stellungs-Schalter angesteuert. Wie die Abbildung zeigt, ist die Druckmittelkammer 45 über eine Bohrung 48 und eine entsprechende Ausnehmung in der Dichtung 51 mit dem Magnetventil 2 verbunden. Das Magnetventil 3 steht über einen Kanal 7 und eine entsprechende Ausnehmung in der Dichtung 51 mit der Druckmittelkammer 8 in Verbindung.This can e.g. by placing spacers between the seal 14 and the springs 13, 38, 50. In order to be able to compensate for manufacturing tolerances, it is possible to provide further, preferably changeable stops between the control pistons and the bottoms of the associated pressure medium chambers. Four solenoid valves 1, 2, 3, 4 are arranged on the cover 5 of the housing 9. The solenoid valves are used to control the fifteen pressure medium chambers. The solenoid valves are connected to a pressure medium source via pressure medium lines, not shown here. The solenoid valves are controlled electrically by a 16-position switch. As the figure shows, the pressure medium chamber 45 is connected to the solenoid valve 2 via a bore 48 and a corresponding recess in the seal 51. The solenoid valve 3 is connected to the pressure medium chamber 8 via a channel 7 and a corresponding recess in the seal 51.

In Fig. 2 ist die Druckmittelkammer-Anordnung der in Fig. 1 gezeigten und beschriebenen Einrichtung zum Verändern einer Stellgröße im Schnitt dargestellt. Der besseren Übersicht halber sind die den in Fig. 1 gezeigten Teilen gleichen Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In Fig. 2, the pressure medium chamber arrangement of the device shown and described in Fig. 1 for changing a manipulated variable is shown in section. For the sake of clarity, the parts that are the same as the parts shown in FIG. 1 are provided with the same reference numerals.

Im Gehäuse 9 sind fünfzehn zylindrische Druckmittelkammern mern 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 8, 60, 45, 61, 62, 63, 46 vorgesehen, in welchen hier nicht dargestellte Steuerkolben gegen die Kraft von Federn verschiebbar angeordnet sind. Die Druckmittelkammern sind symmetrisch zur Mittelachse des in Fig. 1 gezeigten Stellgliedes 16 angeordnet. Die erste Druckmittelkammer 46 ist zentrisch angeordnet und steht über einen hier nicht gezeigten Kanal mit einem ersten Magnetventil in Verbindung. Zwei weitere Druckmittelkammern 62, 63 sind spiegelbildlich zueinander angeordnet und liegen auf einer durch das Zentrum verlaufenden gedachten Achse. Die beiden Druckmittelkammern 62, 63 stehen über einen Kanal 67 miteinander in Verbindung, welcher über einen Kanal 68 an ein zweites Magnetventil angeschlossen ist. Vier, über einen Kanal 64 und untereinander verbundene Druckmittelkammern 8, 60, 45, 61 sind derart zu den Druckmittelkammern 62, 63 amgeordnet, daß sie zusammen mit diesen einen inneren Ring um die zentrisch angeordnete Druckmittelkammer 46 bilden. Die vier Druckmittelkammern 8, 60, 45, 61 sind über den Kanal 64 mit dem in Fig. 1 gezeigten Magnetventil 3 verbunden. Einen äußeren Ring um die zentrisch angeordnete Druckmittelkammer 46 bilden die restlichen Druckmittelkammern 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58 und 59. Diese Druckmittelkammern sind über einen Kanal 66 untereinander verbunden. Ein an die Kammer 57 angeschlossener weiterer Kanal 65 führt zu einem hier nicht dargestellten Magnetventil. Die von den einzelnen Kanälen zu den zugehörigen Druckmittelkammern führenden Abzweigungen sind durch Punkte gekennzeichnet.In the housing 9 are fifteen cylindrical pressure medium chambers 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 8, 60, 45, 61, 62, 63, 46 are provided, in which control pistons, not shown here, are arranged displaceably against the force of springs. The pressure medium chambers are arranged symmetrically to the central axis of the actuator 16 shown in FIG. 1. The first pressure medium chamber 46 is arranged centrally and is connected to a first solenoid valve via a channel (not shown here). Two further pressure medium chambers 62, 63 are arranged in mirror image to one another and lie on an imaginary axis running through the center. The two pressure medium chambers 62, 63 are connected to one another via a channel 67, which is connected via a channel 68 to a second solenoid valve. Four, via a channel 64 and interconnected pressure medium chambers 8, 60, 45, 61 are arranged in such a way to the pressure medium chambers 62, 63 that together with these they form an inner ring around the centrally arranged pressure medium chamber 46. The four pressure medium chambers 8, 60, 45, 61 are connected via the channel 64 to the solenoid valve 3 shown in FIG. 1. The remaining pressure medium chambers 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58 and 59 form an outer ring around the centrally arranged pressure medium chamber 46. These pressure medium chambers are connected to one another via a channel 66. Another channel 65 connected to the chamber 57 leads to a solenoid valve, not shown here. The branches leading from the individual channels to the associated pressure medium chambers are identified by dots.

Unter Einbeziehung der Fig. 2 wird die Funktion der Einrichtung gemäß Fig. 1 nachstehend näher erläutert.2, the function of the device according to FIG. 1 will be explained in more detail below.

Es wird angenommen, daß vom Druckregelventil ein Druck von 2 bar ausgesteuert werden soll. Zu diesem Zweck wird der 16-Stellungs-Schalter auf die Stufe 1 eingestellt und so an das mit der zentrisch angeordneten Druckmittelkammer 4f in Verbindung stehende Magnetventil eine Spannung angelegt.It is assumed that the pressure control valve should control a pressure of 2 bar. For this purpose, the 16-position switch is set to level 1 and a voltage is thus applied to the solenoid valve connected to the centrally arranged pressure medium chamber 4f.

Das Magnetventil öffnet und von der Druckmittelquelle strömt Druckmittel in die Druckmittelkammer 46. Der Steuerkolben 40 wird durch den sich in der Druckmittelkammer 46 aufbauenden Druck soweit in Richtung auf das Stellglied 16 zu verschoben, bis sein Anschlag 39 an der Dichtung 14 zur Anlage kommt. Über das als Auslaßventil 34, 36 dienende zweite Ventil wird der Raum unterhalb des Steuerkolbens 40 entlüftet. Die zwischen dem Stellglied 16 und dem Steuerkolben 40 angeordnete Feder 38 bewirkt bei der Abwärtsbewegung des Steuerkolbens 40 einen Hub des mit dem Stellglied 16 verbundenen Kolbens 18 in Richtung auf die Steuerkammer 20 zu. Der Hub des Kolbens 18 ist beendet, wenn das Stellglied 16 am Anschlag 17 zur Anlage kommt. Während der Abwärtsbewegung des Kolbens 18 gelangt das Auslaßventil 34, 36 in die Schließstellung und das als Einlaßventil dienende erste Ventil 30, 31 wird mittels der Stange 32 in die Offenstellung gebracht. Der Druckmitteleingang 29 des Druckregelventils ist jetzt über das Einlaßventil 30, 31 mit dem Druckmittelausgang 22 verbunden. Von der Druckmittelquelle strömt Druckmittel zum Verbraucher. Der sich über die mit dem Druckmittelausgang 22 in Verbindung stehende Bohrung 21 in der Steuerkammer 20 aufbauende Druck verschiebt den Kolben 18 gegen die Kraft der Feder 38 in Richtung auf den Steuerkolben 40 zu. Hat der Druckverbraucher und somit auch der Druck in der Steuerkammer 20 eine Höhe erreicht, die der auf das Stellglied 16 entgegengerichtet einwirkenden Kraft der Feder 38 entspricht, gelangt das Einlaßventil 30, 31 in die Schließstellung. Die Druckmittelzufuhr zum Verbraucher wird unterbrochen. Soll der vom Druckregelventil auszusteuernde Druck z.B. auf 8 bar erhöht werden, so wird der 16-Stellungs-Schalter in die Position 4 geschaltet. Das mit den vier Druckmittelkammern 8, 60, 45, 61 in Verbindung stehende Magnetventil 3 wird in die Offenstellung und das mit der zentrisch angeordneten Druckmittelkammer 46 verbundene Magnetventil wird in die Schließstellung gebracht. Die in den vier Druckmittelkammern 8, 60, 46, 61 angeordneten Steuerkolben 11, 42 werden soweit in Richtung auf das Stellglied 16 zu verschoben, bis sie mit ihren Anschlägen 12, 41 an der Dichtung zur Anlage kommen. Die zentrisch angeordnete Druckmittelkammer 46 wird gleichzeitig über das zugehörige Magnetventil entlüftet, der Steuerkolben 40 wird von der Feder 38 nach oben verschoben. Durch die Kraft der Federn 13, 50 der vier Steuerkolben 11, 42 werden das Stellglied 16 und der mit diesem verbundene Kolben 18 aufgrund der Störung des Kräftegleichgewichtes nach unten verschoben. Das Einlaßven- ventil 30, 31 gelangt wieder in die Offenstellung und der Verbraucher ist über den Druckmittelausgang 22, das Einlaßventil 30, 31 sowie den Druckmitteleingang 29 wieder mit der Druckmittelquelle verbunden. Ist der Druck im Verbraucher und somit auch der Druck in der Steuerkammer 20 soweit angestiegen, daß Gleichgewicht zwischen den auf das Stellglied 16 einander entgegengerichtet einwirkenden Kräften herrscht, gelangt das Einlaßventil 30, 31 durch die vorangegangene kontinuierliche Aufwärtsbewegung des Kolbens 18 in die Schließstellung.The solenoid valve opens and pressure medium flows into the pressure medium chamber 46 from the pressure medium source. The control piston 40 is displaced towards the actuator 16 by the pressure building up in the pressure medium chamber 46 until its stop 39 comes into contact with the seal 14. The space below the control piston 40 is vented via the second valve serving as the outlet valve 34, 36. The spring 38 arranged between the actuator 16 and the control piston 40 causes the piston 18 connected to the actuator 16 to move toward the control chamber 20 when the control piston 40 moves downward. The stroke of the piston 18 is ended when the actuator 16 comes to rest against the stop 17. During the downward movement of the piston 18, the outlet valve 34, 36 comes into the closed position and the first valve 30, 31 serving as the inlet valve is brought into the open position by means of the rod 32. The pressure medium inlet 29 of the pressure control valve is now connected to the pressure medium outlet 22 via the inlet valve 30, 31. Pressure medium flows from the pressure medium source to the consumer. The pressure building up in the control chamber 20 via the bore 21 in connection with the pressure medium outlet 22 moves the piston 18 against the force of the spring 38 in the direction of the control piston 40. When the pressure consumer and thus also the pressure in the control chamber 20 has reached a height which corresponds to the force of the spring 38 acting in the opposite direction on the actuator 16, the inlet valve 30, 31 reaches the closed position. The pressure medium supply to the consumer is interrupted. If the pressure to be controlled by the pressure control valve is to be increased to 8 bar, for example, the 16-position switch is switched to position 4. The solenoid valve 3 connected to the four pressure medium chambers 8, 60, 45, 61 is brought into the open position and the solenoid valve connected to the centrally arranged pressure medium chamber 46 is brought into the closed position. The control pistons 11, 42 arranged in the four pressure medium chambers 8, 60, 46, 61 are so far displaced in the direction of the actuator 16 ben until they come to rest on the seal with their stops 12, 41. The centrally arranged pressure medium chamber 46 is simultaneously vented via the associated solenoid valve, the control piston 40 is moved upwards by the spring 38. Due to the force of the springs 13, 50 of the four control pistons 11, 42, the actuator 16 and the piston 18 connected to it are displaced downward due to the disturbance of the balance of forces. The inlet valve 30, 31 returns to the open position and the consumer is again connected to the pressure medium source via the pressure medium outlet 22, the inlet valve 30, 31 and the pressure medium inlet 29. If the pressure in the consumer and thus also the pressure in the control chamber 20 has risen to such an extent that there is a balance between the opposing forces acting on the actuator 16, the inlet valve 30, 31 comes into the closed position due to the preceding continuous upward movement of the piston 18.

Soll der Verbraucher entlüftet werden, so wird der 16-Stellungs-Schalter in die Position 0 gebracht. Die vier Druckmittelkammern 8, 60, 45, 61 werden entlüftet, die Steuerkolben 11, 42 fahren nach oben. Die zugehörigen Federn 13, 50 entspannen sich. Da jetzt die vom Druck in der Steuerkammer 20 über den Kolben 18 auf das Stellglied 16 ausgeübte Kraft überwiegt, fährt der Kolben 18 weiter nach oben. Das als Auslaßventil dienende zweite Ventil 35, 36 gelangt in die Offenstellung und der Verbraucher wird über den Druckmittelausgang 22, die Bohrung 21 sowie die Steuerkammer 20 und das Auslaßventil 34, 36 entlüftet.If the consumer is to be vented, the 16-position switch is set to position 0. The four pressure medium chambers 8, 60, 45, 61 are vented, the control pistons 11, 42 move upwards. The associated springs 13, 50 relax. Now that the force exerted on the actuator 16 by the pressure in the control chamber 20 via the piston 18 predominates, the piston 18 continues to move upward. The second valve 35, 36 serving as the outlet valve comes into the open position and the consumer is vented via the pressure medium outlet 22, the bore 21 and the control chamber 20 and the outlet valve 34, 36.

Je nach Anzahl der gleichzeitig angesteuerten Druckmittelkammern kann der vom Druckregelventil auszusteuernde Druck stufenweise erhöht oder abgesenkt werden. In diesem Ausführungsbeispiel sind fünfzehn Schaltstufen bzw. Druckstufen möglich. Um bei Ausfall des Steuerdruckes ein ungewolltes Entlüften des Verbrauchers zu verhindern, können die mit den Druckmittelkammern verbundenen Magnetventile als Impulsventile ausgebildet sein.Depending on the number of pressure medium chambers controlled at the same time, the pressure to be controlled by the pressure control valve can be increased or decreased in stages. In this exemplary embodiment, fifteen switching stages or pressure stages are possible. In order to prevent unwanted venting of the consumer if the control pressure fails, The solenoid valves connected to the pressure medium chambers can be designed as pulse valves.

Fig. 3 zeigt einen Arbeitszylinder dessen Kolbenstellung mittels einer Einrichtung zum Verändern einer Stellgröße vorgegeben wird.3 shows a working cylinder whose piston position is specified by means of a device for changing a manipulated variable.

In einem Zylinder 74 ist ein mit einer Kolbenstange 91 .verbundener Arbeitskolben 89 verschiebbar angeordnet. Die Kolbenstange 91 ist durch eine in der Stirnwand des Zylinders 74 vorgesehene, mit einem Dichtring 93 versehene Öffnung 92 aus dem Zylinder 74 herausgeführt. Der Arbeitskolben 89 unterteilt den Zylinder 74 in eine kolbenstangenseitige Arbeitskammer 90 und eine der kolbenstangenseitigen Arbeitskammer 90 gegenüber auf der anderen Seite des Arbeitskolbens 89 liegende Federkammer 94. In der Federkammer 94 ist eine Druckfeder 88 angeordnet, die sich mit ihrem einen Ende auf dem Arbeitskolben 89 und mit ihrem anderen Ende an einem scheibenförmigen Stellglied 84 abstützt. Das Stellglied 84 weist auf seiner der Federkammer 94 abgewandten Seite Stangen 87, 108 auf, die in entsprechenden im Zylinderdeckel 105 vorgesehenen Bohrungen geführt werden. Die Stangen 87, 108 erstrecken sich durch den Zylinderdeckel 105 hindurch bis in eine topfförmige Kappe 107 hinein. An den freien Enden der mit dem Stellglied 84 verbundenen Stangen 87, 108 ist eine Platte 109 befestigt, welche eine zentrisch angeordnete Ausnehmung 69 mit einem Ventilsitz 70 aufweist. Koaxial zum Ventilsitz 70 ist ein weiterer Ventilsitz 111 im Zylinderdeckel 105 angeordnet. Ein Doppelventilkörper 112, 114, 71 bildet mit dem Ventilsitz 111 ein Einlaßventil 111, 112 und mit dem Ventilsitz 70 ein Auslaßventil 70, 71. Der Doppelventilkörper 112, 114, 71 wird von einer Feder 113 auf dem Einlaßventilsitz 111 gehalten. Vom Ausgang des Einlaßventils 111, 112 führt eine Druckmittelleitung 77 zur Arbeitskammer 90 des Zylinders 74. Der Eingang des Einlaßventils 111, 112 ist über einen Kanal 102 mit einer Druckmittelquelle, die hier nicht dargestellt ist, verbunden- Zwischen der Platte 109 und dem Zylinderdeckel 105 ist ein Faltenbalg 72 angeordnet. Im Zylinderdeckel 105 sind mehrere Druckmittelkammern vorgesehen, wobei in der Abbildung der besseren Übersicht halber lediglich vier Druckmittelkammern 79, 80, 99, 101 dargestellt sind. Jede Druckmittelkammer wird von einem Steuerkolben 78 bzw. 81 bzw. 98 bzw. 100 begrenzt. Jedem Steuerkolben 78, 81, 98, 100 ist eine Feder 82 bzw. 83 bzw. 95 bzw. 97 zugeordnet. Die Federn stützen sich einerseits am Stellglied 84 und andererseits am zugehörigen Steuerkolben ab. Der Hub eines jeden Steuerkolbens wird in Richtung auf das Stellglied 84 zu von einem Anschlag 86, 85, 110, 96 begrenzt. Über Bohrungen 75, 76, 103, 104, welche im Zylinderdeckel 105 vorgesehen sind,.. sind die Druckmittelkammern 79, 80, 99, 101 mit Magnetventilen verbunden.A working piston 89 connected to a piston rod 91 is displaceably arranged in a cylinder 74. The piston rod 91 is led out of the cylinder 74 through an opening 92 provided in the end wall of the cylinder 74 and provided with a sealing ring 93. The working piston 89 divides the cylinder 74 into a working chamber 90 on the piston rod side and a spring chamber 94 lying opposite the working chamber 90 on the piston rod side on the other side of the working piston 89. A compression spring 88 is arranged in the spring chamber 94 and has one end on the working piston 89 and is supported at its other end on a disk-shaped actuator 84. The actuator 84 has on its side facing away from the spring chamber 94 rods 87, 108 which are guided in corresponding bores provided in the cylinder cover 105. The rods 87, 108 extend through the cylinder cover 105 into a cup-shaped cap 107. At the free ends of the rods 87, 108 connected to the actuator 84, a plate 109 is fastened, which has a centrally arranged recess 69 with a valve seat 70. A further valve seat 111 is arranged in the cylinder cover 105 coaxially with the valve seat 70. A double valve body 112, 114, 71 forms an inlet valve 111, 112 with the valve seat 111 and an outlet valve 70, 71 with the valve seat 70. The double valve body 112, 114, 71 is held on the inlet valve seat 111 by a spring 113. A pressure medium line 77 leads from the outlet of the inlet valve 111, 112 to the working chamber 90 of the cylinder 74. The inlet of the inlet valve 111, 112 is connected via a channel 102 to a pressure medium source, which is not shown here A bellows 72 is arranged between the plate 109 and the cylinder cover 105. A plurality of pressure medium chambers are provided in the cylinder cover 105, only four pressure medium chambers 79, 80, 99, 101 being shown in the illustration for the sake of a better overview. Each pressure medium chamber is delimited by a control piston 78 or 81 or 98 or 100. A spring 82 or 83 or 95 or 97 is assigned to each control piston 78, 81, 98, 100. The springs are supported on the one hand on the actuator 84 and on the other hand on the associated control piston. The stroke of each control piston is limited in the direction of the actuator 84 by a stop 86, 85, 110, 96. The pressure medium chambers 79, 80, 99, 101 are connected to solenoid valves via bores 75, 76, 103, 104, which are provided in the cylinder cover 105.

Der besseren Übersicht halber sind in der Abbildung nur zwei Magnetventile 106 und 73 dargestellt. Die Magnetventile sind mit einer Druckmittelquelle verbunden. Über einen Mehr-Stellungs-Schalter sind die Magnetventile einzeln mit einer Spannungsquelle verbindbar.For the sake of clarity, only two solenoid valves 106 and 73 are shown in the figure. The solenoid valves are connected to a pressure medium source. The solenoid valves can be individually connected to a voltage source via a multi-position switch.

Soll der Arbeitskolben 89 und somit auch die Kolbenstange 91 um einen vorbestimmten Betrag verschoben werden, so wird z.B. auf das Magnetventil 73 ein Schaltimpuls gegeben. Das Magnetventil 73 öffnet und verbindet so die Druckmittelkammern 79, 99 mit der Druckmittelquelle. Der sich in den Druckmittelkammern 79, 99 aufbauende Druck verschiebt die Steuerkolben 78, 98 in Richtung auf das Stellglied 84 zu. Mittels der zwischen dem Stellglied 84 und den Steuerkolben 78, 98 angeordneten Federn 82, 95 wird die auf die Steuerkolben 78, 98 ausgeübte Kraft auf das Stellglied 84 übertragen und so das Stellglied 84 in Richtung auf den Arbeitskolben 89 zu verschoben. Bei dieser Verschiebebewegung setzt der an der mit dem Stellglied 84 verbundenen Platte 109 angeordnete Auslaßventilsitz 70 auf den Doppelventilkörper 71, 114, 112 auf und nimmt diesen mit. Das Auslaßventil 70, 71 ist jetzt geschlossen und das Einlaßventil 111, 112 gelangt in die Offenstellung. Über das nun geöffnete Einlaßventil 111, 112 und die Druckmittelleitung 77 gelangt von der Druckmittelquelle Druckmittel in die Arbeitskammer 90. Der sich in der Arbeitskammer 90 aufbauende Druck verschiebt den Arbeitskolben 89 gegen die Kraft der Feder 88 in Richtung auf das Stellglied 84 zu. Ist die Kraft der so vorgespannten Feder 88 soweit angewachsen, daß sie die Kraft der von den Steuerkolben 78, 98 belasteten Federn 82, 95 überwindet, wird das Stellglied 84 gegen die Kraft der Federn 82, 95 verschoben. Sobald sich die entgegengerichtet auf das Stellglied 84 einwirkenden Kräfte der Federn 88 und 82, 95 im Gleichgewicht befinden, gelangt das Einlaßventil 111, 112 in die Schließstellung. Die Druckmittelzufuhr zur Arbeitskammer 90 ist jetzt unterbrochen und der Arbeitskolben 89 verharrt in seiner augenblicklichen Position.If the working piston 89 and thus also the piston rod 91 are to be displaced by a predetermined amount, a switching pulse is given, for example, to the solenoid valve 73. The solenoid valve 73 opens and thus connects the pressure medium chambers 79, 99 to the pressure medium source. The pressure building up in the pressure medium chambers 79, 99 displaces the control pistons 78, 98 in the direction of the actuator 84. By means of the springs 82, 95 arranged between the actuator 84 and the control pistons 78, 98, the force exerted on the control pistons 78, 98 is transmitted to the actuator 84 and thus the actuator 84 is displaced in the direction of the working piston 89. During this displacement movement, the outlet valve seat 70 arranged on the plate 109 connected to the actuator 84 rests on the double valve body 71, 114, 112 and takes it along. The outlet valve 70, 71 is now closed and the inlet valve 111, 112 reaches the open position. Via the now opened inlet valve 111, 112 and the pressure medium line 77 passes pressure medium from the pressure medium source into the working chamber 90. The pressure building up in the working chamber 90 displaces the working piston 89 against the force of the spring 88 in the direction of the actuator 84. If the force of the spring 88 so biased has grown to such an extent that it overcomes the force of the springs 82, 95 loaded by the control pistons 78, 98, the actuator 84 is displaced against the force of the springs 82, 95. As soon as the forces of the springs 88 and 82, 95 acting in opposite directions on the actuator 84 are in equilibrium, the inlet valve 111, 112 comes into the closed position. The pressure medium supply to the working chamber 90 is now interrupted and the working piston 89 remains in its current position.

Soll der Arbeitskolben 89 wieder seine Ausgangssstellung einnehmen, so werden die Druckmittelkammern 79, 99 über das Magnetventil 73 entlüftet. Die Steuerkolben 78, 98 fahren nach oben und die Federn 82, 95 entspannen sich. Da jetzt die von der Feder 88 auf das Stellglied 84 ausgeübte Kraft überwiegt, wird das Stellglied 84 weiter nach oben verschoben. Der Auslaßventilsitz 70 hebt vom Doppelventilkörper 71, 114, 112 ab. Durch die Druckmittelleitung 77, das geöffnete Auslaßventil 70, 71 sowie den Auslaß 69 wird die Arbeitskammer 90 entlüftet. Die Feder 88 bringt den Arbeitskolben 89 in seine ursprüngliche Stellung.If the working piston 89 is to return to its starting position, the pressure medium chambers 79, 99 are vented via the solenoid valve 73. The control pistons 78, 98 move upwards and the springs 82, 95 relax. Now that the force exerted on the actuator 84 by the spring 88 predominates, the actuator 84 is displaced further upward. The exhaust valve seat 70 lifts off from the double valve body 71, 114, 112. The working chamber 90 is vented through the pressure medium line 77, the opened outlet valve 70, 71 and the outlet 69. The spring 88 brings the working piston 89 into its original position.

Je mehr Steuerkolben mit Druck beaufschlagt werden, desto größer muß die entgegengerichtet wirkende Kraft der zwischen dem Kolben 89 und dem Stellgleid 84 angeordneten Feder 88 werden, um die Kraft der von den Steuerkolben belasteten Federn 82, 83, 95, 97 zu überwinden. Dies bedeutet, daß die Feder 88 durch einen längeren Hub des Kolbens 89 stärker vorgespannt werden muß.The more control pistons are pressurized, the greater the counteracting force of the spring 88 arranged between the piston 89 and the actuator 84 must be in order to overcome the force of the springs 82, 83, 95, 97 loaded by the control pistons. This means that the spring 88 must be biased more by a longer stroke of the piston 89.

Zur Betätigung des Stellgliedes können anstelle von Steuerkolben auch als Steuerglieder ausgebildete Anker von Elektromagneten direkt auf die das Stellglied beaufschlagenden Federn einwirken.To actuate the actuator, instead of control pistons, anchors of electro designed as control elements can also be used magnets act directly on the springs acting on the actuator.

Es ist auch denkbar, den von den Steuerkolben begrenzten Druckmittelkammern pneumatisch, hydraulisch oder von Hand schaltbare Ventile vorzuschalten.It is also conceivable to connect the pressure medium chambers delimited by the control pistons pneumatically, hydraulically or manually switchable valves.

Claims (17)

1. Einrichtung zum Verändern der auf ein Stellglied einwirkenden Kraft mit folgenden Merkmalen: a) das Stellglied steht mit wenigstens einem Steuerglied in Wirkverbindung; b) das Stellglied ist bei Kraftbeaufschlagung des Steuergliedes mittels des Steuergliedes bewegbar; c) zur Bewegung des Stellgliedes gegen die vom Steuerglied ausgeübte Kraft ist eine Rückstellkraft vorgesehen;
gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: d) zwischen dem Stellglied und dem Steuerglied ist eine Feder angeordnet, über welche das Stellglied mit dem Steuerglied in Wirkverbindung steht; e) es ist ein Anschlag vorgesehen, welcher den Weg des Steuergliedes in Richtung auf die Feder zu begrenzt. 1. Device for changing the force acting on an actuator with the following features: a) the actuator is operatively connected to at least one control member; b) the actuator can be moved by the control element when the control element is acted upon; c) a restoring force is provided for moving the actuator against the force exerted by the control element;
characterized by the following features: d) a spring is arranged between the actuator and the control element, via which the actuator is operatively connected to the control element; e) a stop is provided which limits the path of the control element in the direction of the spring. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: a) das Steuerglied ist als Steuerkolben ausgebildet; b) der Steuerkolben begrenzt eine Druckmittelkammer, welche über eine Ventileinrichtung mit einer Druckmittelquelle verbindbar ist; c) das Stellglied ist bei Druckbeaufschlagung der Druckmittelkammer mittels des Steuerkolbens bewegbar. 2. Device according to claim 1, characterized by the following features: a) the control member is designed as a control piston; b) the control piston delimits a pressure medium chamber which can be connected to a pressure medium source via a valve device; c) the actuator is movable when the pressure medium chamber is pressurized by means of the control piston. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuerglied der Anker eines Elektromagneten dient.3. Device according to claim 1, characterized in that the armature of an electromagnet serves as the control member. 4. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Steuerglieder vorgesehen sind, welche so angeordnet sind, daß bei Betätigen der Steuerglieder eine Kippbewegung des Stellgliedes verhindert wird.4. Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that a plurality of control elements are provided, which are arranged such that a tilting movement of the actuator is prevented when the control elements are actuated. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerglieder so angeordnet sind, daß sie zur Mittelachse des Stellgliedes den gleichen Abstand aufweisen.5. Device according to claim 4, characterized in that the control elements are arranged so that they are at the same distance from the central axis of the actuator. 6. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei der den Steuerkolben zugeordneten Druckmittelkammern über eine gemeinsame Ventileinrichtung mit einer Druckmittelquelle verbindbar sind.6. Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least two of the pressure medium chambers assigned to the control piston can be connected to a pressure medium source via a common valve device. 7. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuerglied zentrisch zum Stellglied und wenigstens zwei weitere Steuerglieder, bezogen auf die Mittelachse des Stellgliedes, symmetrisch angeordnet sind.7. Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that a control element is arranged symmetrically to the actuator and at least two further control elements, based on the central axis of the actuator. 8. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: a) es sind mehrere Steuerkolben vorgesehen, wobei ein Steuerkolben zentrisch zum Stellglied und wenigstens zwei weitere Steuerkolben, bezogen auf die Mittelachse des Stellgliedes, symmetrisch angeordnet sind; b) die vom zentrisch angeordneten Steuerkolben begrenzte Druckmittelkammer ist über eine erste Ventileinrichtung mit der Druckmittelquelle verbindbar. c) die von wenigstens zwei symmetrisch angeordneten Steuerkolben begrenzten Druckmittelkammern, welche bezogen auf die Mittelachse des Stellgliedes einander gegenüberliegen, sind über eine gemeinsame Ventileinrichtung gleichzeitig mit der Druckmittelquelle verbindbar; 8. Device according to at least one of the preceding claims, characterized by the following features: a) a plurality of control pistons are provided, one control piston being arranged symmetrically with respect to the actuator and at least two further control pistons with respect to the central axis of the actuator; b) the pressure medium chamber delimited by the centrally arranged control piston can be connected to the pressure medium source via a first valve device. c) the pressure medium chambers delimited by at least two symmetrically arranged control pistons, which are opposite one another with respect to the central axis of the actuator, can simultaneously be connected to the pressure medium source via a common valve device; 9. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag veränderbar ist.9. Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the stop is changeable. 10. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Druckmittelkammer ein weiterer Anschlag vorgesehen ist, welcher den Hub des Steuerkolbens in Richtung von der Feder weg begrenzt.10. The device according to at least one of the preceding claims, characterized in that a further stop is provided in the region of the pressure medium chamber, which limits the stroke of the control piston in the direction away from the spring. 11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag veränderbar ist.11. The device according to claim 10, characterized in that the stop is changeable. 12. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die die Steuerkolben aufnehmenden Kammern über druckmittelbetätigbare Ventile ansteuerbar sind.12. The device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the chambers receiving the control piston can be controlled via pressure-operated valves. 13. Einrichtung nach wenistens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die die Steuerkolben aufnehmenden Kammern über von Hand schaltbare Ventile ansteuerbar sind.13. The device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the chambers receiving the control piston can be actuated via valves which can be switched by hand. 14. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche für eine Regelventileinrichtung, welche wenigstens einen Druckmitteleingang, einen Druckmittelausgang sowie einen mit wenigstens einem Ventilsitz zusammenwirkenden Ventilkörper aufweist, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: a) das Stellglied (16) ist mit einem Regelkolben (18) verbunden; b) der Regelkolben (18) begrenzt eine Steuerkammer (20), welche auf der der federbeaufschlagten Seite des Stellgliedes (16) abgewandten Seite des Stellgliedes (16) angeordnet ist; c) der Regelkolben (18) steht mit dem Ventilkörper (30, 31, 34, 36) in Wirkverbindung; d) der Druckmittelausgang (22) der Hegelventileinrichtung ist mit der vom Regelkolben (18) begrenzten Steuerkammer (20) verbunden. 14. Device according to at least one of the preceding claims for a control valve device which has at least one pressure medium inlet, a pressure medium outlet and a valve body interacting with at least one valve seat, characterized by the following features: a) the actuator (16) is connected to a control piston (18); b) the control piston (18) delimits a control chamber (20) which is arranged on the side of the actuator (16) facing away from the spring-loaded side of the actuator (16); c) the control piston (18) is in operative connection with the valve body (30, 31, 34, 36); d) the pressure medium outlet (22) of the control valve device is connected to the control chamber (20) delimited by the control piston (18). 15. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche für einen Arbeitszylinder mit einem Arbeitskolben, welcher eine Arbeitskammer von einer Regelfederkammer trennt, wobei der Arbeitskolben vom Druck in der Arbeitskammer gegen die Kraft der Regelfeder verschiebbar ist, gekennzeichnet durch die folgenen Merkmale: a) die Regelfeder (88) ist zwischen dem Stellglied (84) und dem Arbeitskolben (89) angeordnet; b) das Stellglied (84) steht mit einer Ventileinrichtung (70, 71, 114, 111, 112) in Wirkverbindung, über welche die Arbeitskammer (94) mit einer Druckmittelquelle verbindbar ist. 15. Device according to at least one of the preceding claims for a working cylinder with a working piston, which separates a working chamber from a control spring chamber, the working piston being displaceable against the force of the control spring by the pressure in the working chamber, characterized by the following features: a) the control spring (88) is arranged between the actuator (84) and the working piston (89); b) the actuator (84) is in operative connection with a valve device (70, 71, 114, 111, 112), via which the working chamber (94) can be connected to a pressure medium source. 16. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erzeugen der auf das Stellglied einwirkenden Rückstellkraft eine Regelfeder vorgesehen ist.16. The device according to at least one of the preceding claims, characterized in that a control spring is provided for generating the restoring force acting on the actuator. 17. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Steuergliedern und dem Stellglied angeordneten Federn gleich ausgebildet sind.17. The device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the between the control elements and the actuator arranged springs are identical.
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