EP0662565B1 - Hydraulic amplifier - Google Patents
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- EP0662565B1 EP0662565B1 EP19940100249 EP94100249A EP0662565B1 EP 0662565 B1 EP0662565 B1 EP 0662565B1 EP 19940100249 EP19940100249 EP 19940100249 EP 94100249 A EP94100249 A EP 94100249A EP 0662565 B1 EP0662565 B1 EP 0662565B1
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- control
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- 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
- F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
- F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
- F15B13/04—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
- F15B13/042—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by fluid pressure
- F15B13/043—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by fluid pressure with electrically-controlled pilot valves
- F15B13/0436—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by fluid pressure with electrically-controlled pilot valves the pilot valves being of the steerable jet type
Definitions
- the present invention relates to a hydraulic amplifier according to the jet pipe principle for a servo or proportional valve according to the preamble of claim 1.
- Such an amplifier is known, for example, from FR-A 1 393 707 and usually comprises an electric drive with permanent magnets and control coils which generate variable magnetic fields in response to an electric control signal.
- the amplifier also has an armature, which is moved by the drive, and a jet pipe mechanically coupled to the armature, to which the movements of the armature are transmitted.
- the jet pipe is supplied with hydraulic fluid under operating pressure via a feed pipe.
- the jet pipe has an outlet nozzle from which a fluid jet emerges.
- an outlet nozzle is used, as is shown enlarged in longitudinal and cross section in FIG. 4.
- the nozzle 1 has the shape of a hollow cylinder, the walls of which have a sufficient wall thickness so that the nozzle still has sufficient rigidity even at maximum operating pressure.
- the circular inner cross-section narrows evenly and steadily up to an outlet opening 3.
- the outlet area 2 consequently has the shape of a truncated cone.
- the jet pipe is aimed at a receiver, the structure of which is shown in FIG. 5 from the representation of the longitudinal and cross-section.
- a conventional receiver 4 has two receiver openings 5, each of which is connected to the end faces of a control piston (not shown) of the servo or proportional valve via a corresponding oblique bore 6 and adjoining transverse bores 7.
- the outlet nozzle of the jet pipe In the zero position of the valve, the outlet nozzle of the jet pipe is directed uniformly onto both receiver openings, as a result of which the pressure generated in the oblique and transverse bores by the outflowing liquid is the same. As a result, the control pressure on both ends of the control piston is also the same, as a result of which the control piston remains in the zero position. If the outlet nozzle of the jet pipe is directed to a large extent onto one of the two receiver openings, the pressure in this control channel (consisting of oblique and transverse bores) increases and decreases in the other control channel. The resulting pressure difference causes the control piston to move.
- the known hydraulic amplifier is disadvantageous if the useful flow through the amplifier is to be increased. This is necessary, for example, if you want to increase the stability and dynamics of the amplifier.
- the useful flow is determined, among other things, by the diameter of the outlet nozzle and the operating pressure used. If one increases the diameter of the outlet nozzle, which is circular in cross section, in order to increase the useful flow, the so-called working stroke inevitably also increases.
- the working stroke is defined by the distance that the jet pipe travels in the area of the outlet opening until the emerging jet, starting from the zero position, is completely aimed at the receiver opening. In the case of an outlet nozzle which is circular in cross section, the working stroke is half the diameter of the outlet opening.
- a jet pipe, the outlet opening of which has a diameter of 0.5 mm must have a distance of 0.25 mm swing out to fully hit one of the two receiver openings.
- the present invention has for its object to provide a hydraulic amplifier that is simple and inexpensive to manufacture and in which a high useful flow and at the same time a small working stroke can be achieved.
- the outlet nozzle with a rectangular cross section By designing the outlet nozzle with a rectangular cross section, the useful flow is increased on the one hand compared to an outlet nozzle with a circular cross section, which leads to an increase in the stability and dynamics of the amplifier.
- the formation of an outlet opening with a rectangular cross section has the advantage that the flow can be determined over the slot width with the same slot width, ie head tube stroke.
- the receiver according to the invention has a beam splitter with at least one control edge in order to enable an exact division of the fluid jet directed thereon.
- the working stroke is reduced, namely to a distance which is equal to half the shorter side of the rectangular cross section of the outlet nozzle.
- the beam splitter comprises a wedge-shaped tip with two flat surfaces that converge at an acute angle. At the point where they meet, the two flat surfaces form a control edge.
- the design of the beam splitter in the form of a wedge-shaped tip is particularly easy to manufacture and brings excellent results with regard to the exact division of the fluid jet.
- the wedge-shaped tip of the beam splitter is flattened at one end in such a way that a flat surface is formed with two control edges, which divides the fluid jet directed thereon.
- a beam splitter designed in this way has shown a particularly good flow behavior of the hydraulic fluid.
- the beam splitter is designed as a cylindrical pin and the receiver has a longitudinal bore extending in the beam direction and two transverse bores arranged transversely thereto.
- the pin is arranged in the longitudinal bore at a point at which the flat surfaces of the beam splitter come to lie opposite the input openings of the transverse bores.
- the cylindrical pin is preferably installed in the longitudinal bore, as a result of which it seals against the hydraulic fluid is closed.
- manufacture and assembly of a receiver designed in this way is particularly simple.
- an outlet nozzle 8 shown in FIG. 1 is used.
- the outlet nozzle has the shape of a hollow cylinder with a circular shape, like that in the conventionally designed outlet nozzle Internal cross section. At one end of the nozzle it tapers very sharply to an outlet area 9 and opens into a slot-shaped outlet opening 10 which is rectangular in cross section.
- the side lengths of the rectangular cross section are, for example, 1 mm lengthways and 0.3 mm crossways.
- FIGS. 2A, 2B and 3 show parts of a receiver 11 suitable for the outlet nozzle described above.
- the receiver has only one receiver opening 12 and an adjoining longitudinal bore 13, which extends in the direction of the fluid jet emerging from the outlet nozzle.
- two transverse bores 14 extend transversely thereto in opposite directions, which are connected to the end faces, not shown, of a control piston.
- FIG. 2A shows the design of a beam splitter 15 as a cylindrical pin with a wedge-shaped tip.
- the tip has two flat surfaces which converge at an acute angle and form an angle ⁇ of approximately 30 to 60 ° with one another. At the point where the two surfaces meet, they form a sharp control edge 17.
- FIG. 2B An alternative embodiment of the beam splitter 15 is shown in FIG. 2B.
- the wedge-shaped tip is flattened at one end, so that a flat surface of width B and two control edges 17 are formed.
- the beam splitter 15 When mounting the amplifier, the beam splitter 15 is pressed into the longitudinal bore 13 of the receiver so that the flat surfaces of the beam splitter come to lie opposite the transverse bores 14.
- the fluid jet in the embodiment shown in FIG. 2A strikes the control edge 17 of the wedge-shaped tip of the beam splitter and is evenly divided by this.
- Each part of the fluid jet strikes one of the two flat surfaces at an angle of ⁇ / 2.
- both parts of the fluid jet are deflected in their direction and directed into the corresponding transverse bore 14.
- the fluid jet strikes the flat surface of the width B without experiencing any deflection.
- the beam When using the beam splitter with a flattened tip, the beam "wanders" over one of the two control edges 17 and strikes one of the two flat surfaces 18. This creates a greater pressure in the transverse bore of the receiver, which is opposite this surface 18, than in the other Cross bore, which in turn builds up the pressure difference to control the valve.
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Verstärker nach dem Strahlrohrprinzip für ein Servo- oder Proportionalventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a hydraulic amplifier according to the jet pipe principle for a servo or proportional valve according to the preamble of
Ein solcher Verstärker ist beispielsweise aus der FR-A 1 393 707 bekannt und umfaßt gewöhnlicherweise einen elektrischen Antrieb mit Permanentmagneten und Steuerspulen, die im Ansprechen auf ein elektrisches Steuersignal veränderliche magnetische Felder erzeugen. Der Verstärker weist weiterhin einen Anker auf, der von dem Antrieb bewegt wird, sowie ein mit dem Anker mechanisch gekoppeltes Strahlrohr, auf das die Bewegungen des Ankers übertragen werden. Das Strahlrohr wird über ein Beschickungsrohr mit unter Betriebsdruck stehender Hydraulikflüssigkeit versorgt. Das Strahlrohr besitzt eine Auslaßdüse, aus der ein Fluidstrahl austritt.Such an amplifier is known, for example, from FR-A 1 393 707 and usually comprises an electric drive with permanent magnets and control coils which generate variable magnetic fields in response to an electric control signal. The amplifier also has an armature, which is moved by the drive, and a jet pipe mechanically coupled to the armature, to which the movements of the armature are transmitted. The jet pipe is supplied with hydraulic fluid under operating pressure via a feed pipe. The jet pipe has an outlet nozzle from which a fluid jet emerges.
Herkömmlicherweise wird eine Auslaßdüse verwendet, wie sie im Längs- und Querschnitt in Fig. 4 vergrößert dargestellt ist.Conventionally, an outlet nozzle is used, as is shown enlarged in longitudinal and cross section in FIG. 4.
Die Düse 1 besitzt die Form eines Hohlzylinders, dessen Wände eine ausreichende Wandstärke aufweisen, damit die Düse auch bei maximalem Betriebsdruck noch eine ausreichende Steifigkeit besitzt. Im Auslaßbereich 2 verengt sich der kreisförmige Innenquerschnitt gleichmäßig und stetig bis zu einer Auslaßöffnung 3. Der Auslaßbereich 2 besitzt folglich die Form eines Kegelstumpfes.The
Das Strahlrohr ist auf einen Empfänger gerichtet, dessen Aufbau aus der Darstellung des Längs- und Querschnitts in Fig. 5 gezeigt ist. Ein solcher herkömmlicher Empfänger 4 besitzt zwei Empfängeröffnungen 5, die über je eine entsprechende Schrägbohrung 6 und sich daran anschließende Querbohrungen 7 mit den Stirnseiten eines nicht dargestellten Steuerkolbens des Servo- oder Proportionalventils verbunden sind.The jet pipe is aimed at a receiver, the structure of which is shown in FIG. 5 from the representation of the longitudinal and cross-section. Such a
In der Nullstellung des Ventils ist die Auslaßdüse des Strahlrohrs gleichmäßig auf beide Empfängeröffnungen gerichtet, wodurch der Druck, der in den Schräg- und Querbohrungen von der ausströmenden Flüssigkeit erzeugt wird, gleich ist. Folglich ist der Steuerdruck auf beiden Stirnseiten des Steuerkolbens ebenfalls gleich, wodurch der Steuerkolben in der Nullstellung verbleibt. Wird die Auslaßdüse des Strahlrohrs zu einem größeren Teil auf eine der beiden Empfängeröffnungen gerichtet, so nimmt der Druck in diesem Steuerkanal (bestehend aus Schräg- und Querbohrungen) zu und in dem anderen Steuerkanal ab. Die daraus resultierende Druckdifferenz veranlaßt eine Bewegung des Steuerkolbens.In the zero position of the valve, the outlet nozzle of the jet pipe is directed uniformly onto both receiver openings, as a result of which the pressure generated in the oblique and transverse bores by the outflowing liquid is the same. As a result, the control pressure on both ends of the control piston is also the same, as a result of which the control piston remains in the zero position. If the outlet nozzle of the jet pipe is directed to a large extent onto one of the two receiver openings, the pressure in this control channel (consisting of oblique and transverse bores) increases and decreases in the other control channel. The resulting pressure difference causes the control piston to move.
Es wird bei dem oben beschriebenen hydraulischen Verstärker als nachteilig angesehen, daß seine Herstellung relativ aufwendig und daher teuer ist. Einerseits ist die Herstellung des kegeligen Auslaßbereichs der Düse aufwendig, andererseits ist die Ausführung von Schrägbohrungen in dem Empfänger schwierig und erfordert ein mehrfaches Einspannen bei der Bearbeitung des Werkstücks, wodurch sich die Herstellungskosten zusätzlich erhöhen.It is considered disadvantageous in the hydraulic amplifier described above that its manufacture is relatively complex and therefore expensive. On the one hand, the manufacture of the conical outlet area of the nozzle is complex, on the other hand, the execution of oblique bores in the receiver is difficult and requires multiple clamping during the machining of the workpiece, which increases the manufacturing costs.
Darüber hinaus ist der bekannte hydraulische Verstärker unvorteilhaft, wenn der Nutzfluß durch den Verstärker erhöht werden soll. Dies ist beispielsweise erforderlich, wenn man die Stabilität und die Dynamik des Verstärkers erhöhen möchte. Der Nutzfluß wird unter anderem von dem Durchmesser der Auslaßdüse und dem verwendeten Betriebsdruck bestimmt. Vergrößert man den Durchmesser der im Querschnitt kreisförmigen Auslaßdüse, um den Nutzfluß zu erhöhen, erhöht sich unvermeidlicherweise auch der sogenannte Arbeitshub. Der Arbeitshub ist definiert durch diejenige Wegstrecke, die das Strahlrohr im Bereich der Auslaßöffnung zurücklegt, bis der austretende Strahl, ausgehend von der Nullstellung, vollständig auf die Empfängeröffnung gerichtet ist. Bei einer im Querschnitt kreisförmigen Auslaßdüse beträgt der Arbeitshub die Hälfte des Durchmessers der Auslaßöffnung. Beispielsweise muß ein Strahlrohr, dessen Auslaßöffung einen Durchmesser von 0,5 mm besitzt, eine Wegstrecke von 0,25 mm ausschwenken, um eine der beiden Empfängeröffnung vollständig zu treffen.In addition, the known hydraulic amplifier is disadvantageous if the useful flow through the amplifier is to be increased. This is necessary, for example, if you want to increase the stability and dynamics of the amplifier. The useful flow is determined, among other things, by the diameter of the outlet nozzle and the operating pressure used. If one increases the diameter of the outlet nozzle, which is circular in cross section, in order to increase the useful flow, the so-called working stroke inevitably also increases. The working stroke is defined by the distance that the jet pipe travels in the area of the outlet opening until the emerging jet, starting from the zero position, is completely aimed at the receiver opening. In the case of an outlet nozzle which is circular in cross section, the working stroke is half the diameter of the outlet opening. For example, a jet pipe, the outlet opening of which has a diameter of 0.5 mm, must have a distance of 0.25 mm swing out to fully hit one of the two receiver openings.
Die somit zwangsweise mit der Vergrößerung des Druchmessers der Auslaßöffnung einhergehende Erhöhung des Arbeitshubes ist jedoch unerwünscht. Für einen größeren Arbeitshub benötigt man ein größeres elektrisches Steuersignal, das nur mit einem größer dimensionierten und komplexeren Schaltkreis erzeugt werden kann. Weiterhin erhöht sich bei zunehmendem Arbeitshub die Biegespannung eines elastischen Biegerohres, welches ein Rückstellmoment für den beweglichen Anker erzeugt. Schließlich führt ein erhöhter Arbeitshub auch zu einer Abnahme der Dynamik des hydraulichen Verstärkers.However, the increase in the working stroke which is inevitably associated with the increase in the diameter of the outlet opening is undesirable. For a larger working stroke, a larger electrical control signal is required, which can only be generated with a larger and more complex circuit. Furthermore, the bending stress of an elastic bending tube, which generates a restoring moment for the movable armature, increases with an increasing working stroke. Finally, an increased working stroke also leads to a decrease in the dynamics of the hydraulic amplifier.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hydraulischen Verstärker anzugeben, der einfach und kostengünstig herzustellen ist und bei dem ein hoher Nutzfluß und gleichzeitig ein geringer Arbeitshub erreicht werden kann.The present invention has for its object to provide a hydraulic amplifier that is simple and inexpensive to manufacture and in which a high useful flow and at the same time a small working stroke can be achieved.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß von einem hydraulischen Verstärker mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved according to the invention by a hydraulic amplifier with the features of
Daraus ergeben sich die folgenden Vorteile. Durch die Ausbildung der Auslaßdüse mit einem rechteckigen Querschnitt wird einerseits der Nutzfluß gegenüber einer Auslaßdüse mit kreisförmigem Querschnitt erhöht, was zu einer Erhöhung der Stabilität und der Dynamik des Verstärkers führt. Andererseits hat die Ausbildung einer im Querschnitt rechteckigen Austrittsöffnung den Vorzug, daß bei gleicher Schlitzbreite, d.h. Steuerrohrhub, über die Schlitzbreite der Durchfluß bestimmt werden kann. Darüber hinaus weist der erfindungsgemäße Empfänger einen Strahlteiler mit wenigstens einer Steuerkante auf, um eine exakte Teilung des darauf gerichteten Fluidstrahls zu ermöglichen. Zusätzlich reduziert sich der Arbeitshub, nämlich auf eine Strecke, die gleich der Hälfte der kürzeren Seite des rechteckigen Querschnitts der Auslaßdüse ist. Die Reduzierung des Arbeitshubs hat zur Folge, daß im Biegerohr geringere Spannungen auftreten und die Dynamik des Verstärkers verbessert ist. Letztendlich reduziert sich auch der Aufwand für die Herstellung eines solchen Empfängers, da die Notwendigkeit von zwei Empfängeröffnungen und der damit verbundenen Schrägbohrungen entfällt und die zur Erzeugung des Steuersignals erforderliche Elektronik einfach aufgebaut ist.This has the following advantages. By designing the outlet nozzle with a rectangular cross section, the useful flow is increased on the one hand compared to an outlet nozzle with a circular cross section, which leads to an increase in the stability and dynamics of the amplifier. On the other hand, the formation of an outlet opening with a rectangular cross section has the advantage that the flow can be determined over the slot width with the same slot width, ie head tube stroke. In addition, the receiver according to the invention has a beam splitter with at least one control edge in order to enable an exact division of the fluid jet directed thereon. In addition, the working stroke is reduced, namely to a distance which is equal to half the shorter side of the rectangular cross section of the outlet nozzle. The reduction in the working stroke results in lower stresses in the bending tube occur and the dynamics of the amplifier is improved. Ultimately, the effort for the production of such a receiver is also reduced, since the need for two receiver openings and the associated oblique bores is eliminated and the electronics required for generating the control signal are simply constructed.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt der Strahlteiler eine keilförmige Spitze mit zwei, im spitzen Winkel aufeinander zulaufende, ebene Flächen. An dem Punkt ihres Zusammentreffens bilden die beiden ebenen Flächen eine Steuerkante. Die Ausführung des Strahlteilers in Form einer keilförmigen Spitze ist besonders einfach herzustellen und bringt hinsichtlich der exakten Teilung des Fluidstrahls hervorragende Ergebnisse.In a preferred embodiment, the beam splitter comprises a wedge-shaped tip with two flat surfaces that converge at an acute angle. At the point where they meet, the two flat surfaces form a control edge. The design of the beam splitter in the form of a wedge-shaped tip is particularly easy to manufacture and brings excellent results with regard to the exact division of the fluid jet.
In einer dazu alternativen Ausführung ist die keilförmige Spitze des Strahlteilers an ihrem einen Ende so abgeflacht, daß eine ebene Fläche mit zwei Steuerkanten ausgebildet ist, die den darauf gerichteten Fluidstrahl teilt. Ein so ausgebildeter Strahlteiler hat ein besonders gutes Strömungsverhalten der Hydraulikflüssigkeit gezeigt.In an alternative embodiment to this, the wedge-shaped tip of the beam splitter is flattened at one end in such a way that a flat surface is formed with two control edges, which divides the fluid jet directed thereon. A beam splitter designed in this way has shown a particularly good flow behavior of the hydraulic fluid.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Strahlteiler als ein zylindrischer Stift ausgebildet und der Empfänger weist eine sich in Strahlrichtung erstreckende Längsbohrung sowie zwei quer dazu angeordnete Querbohrungen auf. Der Stift ist in der Längsbohrung an einer Stelle angeordnet, an der die ebenen Flächen des Strahlteilers den Eingangsöffnungen der Querbohrungen gegenüber zu liegen kommen. Dadurch wird der in den Empfänger eintretende Strahl direkt in die Querbohrungen eingeleitet, woraus eine gute Durchflußverstärkung resuliert. Dadurch entfällt auch die Notwendigkeit der Schrägbohrungen, die in der Herstellung teuer sind.In a preferred embodiment, the beam splitter is designed as a cylindrical pin and the receiver has a longitudinal bore extending in the beam direction and two transverse bores arranged transversely thereto. The pin is arranged in the longitudinal bore at a point at which the flat surfaces of the beam splitter come to lie opposite the input openings of the transverse bores. As a result, the beam entering the receiver is introduced directly into the transverse bores, which results in good flow amplification. This also eliminates the need for oblique holes, which are expensive to manufacture.
Vorzugsweise ist der zylindrische Stift in die Längsbohrung eingebaut, wodurch diese dichtend gegenüber der Hydraulikflüssigkeit verschlossen ist. Zudem ist die Herstellung und Montage eines so ausgebildeten Empfängers besonders einfach.The cylindrical pin is preferably installed in the longitudinal bore, as a result of which it seals against the hydraulic fluid is closed. In addition, the manufacture and assembly of a receiver designed in this way is particularly simple.
Im folgenden soll die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:
- Fig. 1
- einen Längs- und Querschnitt durch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Auslaßdüse und des Empfängers nach der vorliegenden Erfindung,
- Fig. 2A
- einen Querschnitt, eine Seitenansicht und eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines Strahlteilers, der in dem in Fig. 1 dargestellten Empfänger verwendet wird,
- Fig. 2B
- einen Querschnitt, eine Seitenansicht und eine Draufsicht einer alternativen Ausführung eines Strahlteilers, der in dem in Fig. 1 dargestellten Empfänger verwendet wird,
- Fig. 3
- einen Längs- und Querschnitt durch einen Teil des erfindungsgemäßen Empfängers gemäß Fig. 1 mit dem in Fig. 2A dargestellten Strahlteiler,
- Fig. 4
- einen Längs- und Querschnitt druch eine herkömmliche Auslaßdüse mit kreisförmigem Querschnitt, und
- Fig. 5
- einen Längs- und Querschnitt durch einen herkömmlichen Empfänger, wie er mit der in Fig. 4 dargestellten Auslaßdüse verwendet wird.
- Fig. 1
- 2 shows a longitudinal and cross section through a preferred exemplary embodiment of an outlet nozzle and of the receiver according to the present invention,
- Figure 2A
- 2 shows a cross section, a side view and a top view of an exemplary embodiment of a beam splitter which is used in the receiver shown in FIG. 1,
- Figure 2B
- 3 shows a cross section, a side view and a top view of an alternative embodiment of a beam splitter which is used in the receiver shown in FIG. 1,
- Fig. 3
- 2 shows a longitudinal and cross section through part of the receiver according to the invention according to FIG. 1 with the beam splitter shown in FIG. 2A,
- Fig. 4
- a longitudinal and cross-section through a conventional outlet nozzle with a circular cross-section, and
- Fig. 5
- a longitudinal and cross section through a conventional receiver, as used with the outlet nozzle shown in Fig. 4.
Bei dem hydraulischen Verstärker nach der vorliegenden Erfindung kommt eine gemäß Fig. 1 dargestellte Auslaßdüse 8 zum Einsatz. Die Auslaßdüse besitzt wie die in herkömmlicherweise ausgebildete Auslaßdüse die Form eines Hohlzylinders mit kreisförmigem Innenquerschnitt. An einem Ende der Düse verjüngt sich diese sehr stark zu einem Auslaßbereich 9 und mündet in einer schlitzförmigen Auslaßöffnung 10, die im Querschnitt rechteckförmig ausgebildet ist. Die Seitenlängen des rechteckförmigen Querschnitts betragen beispielsweise 1 mm längs und 0,3 mm quer.In the hydraulic booster according to the present invention, an outlet nozzle 8 shown in FIG. 1 is used. The outlet nozzle has the shape of a hollow cylinder with a circular shape, like that in the conventionally designed outlet nozzle Internal cross section. At one end of the nozzle it tapers very sharply to an
Die Fig. 2A, 2B und 3 zeigen Teile eines für die oben beschriebene Auslaßdüse passenden Empfängers 11. Der Empfänger besitzt nur eine Empfängeröffnung 12 und eine daran sich anschließende Längsbohrung 13, die sich in der Richtung des aus der Auslaßdüse austretenden Fluidstrahls erstreckt. Von der Längsbohrung 13 ausgehend erstrecken sich quer dazu zwei Querbohrungen 14 in entgegengesetzten Richtungen, die mit den nicht dargestellten Stirnflächen eines Steuerkolbens verbunden sind.2A, 2B and 3 show parts of a
Fig. 2A zeigt die Ausführung eines Strahlteilers 15 als einen zylindrischer Stift mit einer keilförmig ausgebildeten Spitze. Die Spitze weist zwei ebene Flächen auf, die im spitzen Winkel aufeinander zulaufen und einen Winkel α von etwa 30 bis 60° miteinander einschließen. An dem Punkt, an dem die beiden Flächen zusammenstoßen, bilden sie eine scharfe Steuerkante 17 aus.2A shows the design of a
Eine alternative Ausführung des Strahlteilers 15 ist in Fig. 2B dargestellt. Darin ist die keilförmig ausgebildete Spitze an ihrem einen Ende abgeflacht, so daß eine ebene Fläche der Breite B und zwei Steuerkanten 17 ausgebildet sind.An alternative embodiment of the
Bei der Montage des Verstärkers wird der Strahlteiler 15 in die Längsbohrung 13 des Empfängers so eingepreßt, daß die ebenen Flächen des Strahlteilers gegenüber den Querbohrungen 14 zu liegen kommen.When mounting the amplifier, the
In der Nullstellung des Steuerkolbens trifft der Fluidstrahl bei der in Fig. 2A dargestellten Ausführungsform auf die Steuerkante 17 der keilförmigen Spitze des Strahlteilers und wird von diesem gleichmäßig geteilt. Jeder Teil des Fluidstrahls trifft auf eine der beiden ebenen Flächen unter einem Winkel von α/2. Dadurch werden beide Teile des Fluidstrahls in ihrer Richtung abgelenkt und in die entsprechende Querbohrung 14 geleitet. Bei der in Fig. 2B dargestellten Ausführung des Strahlteilers mit abgeflachter Spitze trifft der Fluidstrahl auf die ebene Fläche der Breite B, ohne eine Ablenkung zu erfahren. Es entsteht bei beiden Ausführungsformen ein gleichmäßiger Steuerdruck auf beiden Seiten der Stirnflächen des Steuerkolbens, wodurch der Steuerkolben in der Nullstellung gehalten wird.In the zero position of the control piston, the fluid jet in the embodiment shown in FIG. 2A strikes the
Wenn im Ansprechen auf ein elektrisches Steuersignal der Anker und das damit verbundene Strahlrohr bewegt wird, ändert sich die Richtung des aus der Auslaßdüse 10 austretenden Fluidstrahls. Bei Ausführung des Strahlteilers mit einer Steuerkante 17 wird der auftreffende Fluidstrahl zu ungleichen Teilen getrennt. Die unterschiedlichen Teile des Fluidstrahls erzeugen unterschiedliche Drücke in den Querbohrungen des Empfängers. Es baut sich dementsprechend in einer der Querbohrungen ein größerer Steuerdruck auf, wogegen sich in der anderen Querbohrung der Steuerdruck entsprechend vermindert. Daraus resultiert eine Druckdifferenz, die auf die Stirnflächen des Steuerkolbens wirkt und diesen zu einer Bewegung aus seiner Nullstellung heraus veranlaßt.When the armature and the jet pipe connected thereto is moved in response to an electrical control signal, the direction of the fluid jet emerging from the
Bei der Verwendung des Strahlteilers mit abgeflachter Spitze "wandert" der Strahl über eine der zwei Steuerkanten 17 und trifft auf eine der beiden ebenen Flächen 18. Dadurch entsteht in derjenigen Querbohrung des Empfängers, die dieser Fläche 18 gegenüberliegt, ein größerer Druck als in der anderen Querbohrung, woraus sich wiederum die Druckdifferenz zur Steuerung des Ventils aufbaut.When using the beam splitter with a flattened tip, the beam "wanders" over one of the two
Claims (5)
- Hydraulic booster for a control piston, comprising: an outlet nozzle (10), from which emerges a fluid jet directed towards a receiver (11), the receiver being connected by bores (14) to the end faces of a control piston,
characterized in that
the outlet nozzle (10) has an outlet opening which is rectangular in cross section and that the receiver (11) has a receiver opening (12), in which is disposed a jet splitter (15) having at least one control edge (17) for splitting the fluid jet directed towards it. - Hydraulic booster according to claim 1, characterized in that the jet splitter (15) comprises a wedge-shaped tip having two plane surfaces (18) tapering towards one another at an acute angle (a) and the two surfaces form the control edge (17) at the point where they meet.
- Hydraulic booster according to claim 1, characterized in that the wedge-shaped tip of the jet splitter (15) is flattened at its one end in such a way as to form a plane surface (19) with two control edges (17), which splits the fluid jet directed towards it.
- Hydraulic booster according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the jet splitter (15) takes the form of a cylindrical pin (16) and the receiver (11) has a longitudinal bore (12), which extends in jet direction, as well as two transverse bores (14) disposed perpendicular thereto and that the pin (16) is disposed in the longitudinal bore at a point where the plane surfaces (18) of the jet splitter come to lie opposite the inlet openings of the transverse bores (14).
- Hydraulic booster according to claim 4, characterized in that the cylindrical pin (16) is fitted sealingly into the longitudinal bore (13).
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