DE1947678A1 - Drucksteuerventil mit mehreren Abtastergliedern - Google Patents

Drucksteuerventil mit mehreren Abtastergliedern

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DE1947678A1
DE1947678A1 DE19691947678 DE1947678A DE1947678A1 DE 1947678 A1 DE1947678 A1 DE 1947678A1 DE 19691947678 DE19691947678 DE 19691947678 DE 1947678 A DE1947678 A DE 1947678A DE 1947678 A1 DE1947678 A1 DE 1947678A1
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Description

J 539
O ■ -ing. HAN3 RUSCHKEl '·' v.-'ng HEINZ AGULAR r, Z
International Basic Economy Corporation, New York, N.Y., V.St.A.
Drucksteuerventil mit mehreren Abtastergliedern
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Drucksteuerventile, insbesondere auf eine Vorrichtung, die unter dem Einfluß von mehreren abgetasteten Drucksignalen betrieben wird.
Die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung weist ein Drucksteuerventil mit mehreren Schiebern (oder Ventilkörpern) auf, das eine Hauptsteuerungsverstärkerschiebereinrichtung einschließt, die den Flüasigkeitszufluß an eine Laststelle beeinflussen kann bis die abgetasteten Drucksignale auf die Enden des Verstärkerschiebers gegeben und dazu benutzt werden, dessen Arbeitsweise zu steuern. Die Enden solcher Schieber sind einander fläohenmäßig angeglichen, sind federdruckbelastet und werden durch die Drucksignale hydraulisch betrieben,
Die Steuerung wird erfindungsgemäß erzielt durch eine Anzahl von Abtaster- und Vorverstärkerschiebereinheiten, die die Steuerveretärker-Steueretrömung regulieren unter dem Einfluß einer Anzahl von zugeordneten Druoksignalen. Diese Abtmetereinheiten können wahlweise so angeordnet werden, daß sie ihr· jeweiligen Signale entweder von innen aus dem Druoksteuer-
0098U/U16
ventil, oder von einer äußeren Druckquelle oder von einer Kombination von beiden erhalten.
Durch Verwendung derartiger Mehrfachabtastereinheiten kann eine große Zahl von Steuerkombinationen mit einer HauptsteuerungsVerstärkerschiebereinheit erreicht werden. Dies wird auf engstem Baum in Gestalt eines einzigen Ventilgehäuses erzielt, das entweder innere oder äußere Signale mit jeder Abtasterschiebereinheit aufnehmen kann, die wiederum nur das jeweils zugeordnete Drucksignal aufnehmen bzw. durch dieses betätigt werden können.
Bisher haben konventionelle ferngesteuerte Steuereinrichtungen ventilkegel- oder kugelartige Abtastereinrichtungen benutzt, die eine direkte Druckmessung vornehmen und eine Steuerströmung hervorrufen, so daß ein Druckabfall an einer Öffnung eine Hauptsteuerungsventileinheit in Tätigkeit setzt. Derartige ventilkegel- oder kugelartige Abtastvorrichtungen sind jedoch bei Verwendung in Drucksystemen äußerst beschränkt und können keine Druckdifferenzsteae1*"..·,:-- vt^oaehmen, sondern nur Absolutdrucks teuerungs-ru Auen aiuSere Drueksignale können nicht durch diese Abtaster vsrarbeitet werden, weil sie nicht wie Abtaster mit Schiebern ausbalanciert (balanced) sind.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der, daß die Abtasterschieber Steuerdrucksignale oder Federkräfte auf beiden Seiten oder Steuerkräfte von anderen Bedienmitteln aufnehmen können, die alle von dem gesteuerten Drucksystem vollständig unabhängig sind. Infolgedessen wird eine äußerst vielseitige Drucksteuerung erzielt.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der, daß das Mehrfachdrucksteuerventil als Entlastungsventil angeordnet werden kann, wobei der Hauptsteuerungsverstärkerschieber so angeschlossen ist, daß er Flüssigkeit aus einen hydraulischen System abläßt. Bei dieser Anordnung wird einer der Abtaster- '
BADOBfQJNAL 0 0 98U/U16 -~
vorverstärker so angeschlossen, daß er den Leitungsdruck der Entlastungsströmung mißt und als Fernsteuerung für den Hauptsteuerungsverstärkerschieber dient. Gleichzeitig ist ein zweiter Abtastervorverstärker eingerichtet, um ein äußeres Signal zu empfangen und die maximale Einstellung durch den ersten Abtastervorverstärker zu übersteuern, wenn ein äußeres Drucksignal aufgebracht wird. Folglich steuern die beiden Abtaster und Vorverstärker den gleichen Hauptsteuerungsverstärkerschieber, wobei das Steuergerät mit dem niedrigeren Druck den Vorrang hat.
Abwandlungen Bind möglich, etwa indem ein Abtastervorverstärker durch Messen des Druckabfalls an einer Öffnung in einer Hydraulikleitung mit einem Differenzdruck beliefert wird, so daß die Funktionsweise abgeändert wird in eine Strömungseteuerung, wobei ein vorrangiger Abtastervorverstärker den Hauptsteuerungsverstärkerschieber im wesentlichen veranlaßt, · als Strömungssteuerungs-Uberströmkanal zu wirken zum Aufrechterhalten der Strömung durch die Öffnung mit einem konstanten Druckabfall, und wobei der andere Steuerabtastervorverstärker den absoluten Leitungsdruck mißt, so daß der Hauptsteuerungs-Verstärkerschieber als ein Druckentlastungsventil wirkt, wenn der Druck einen vorherbestimmten Wert erreicht. Das heißt, daß die Vorrichtung als Kombination von Strömungssteuerung und Druckentlastungsventil wirkt, wobei die miteinander in Beziehung stehenden Funktionsweisen gleicher Einzelteile dazu benutzt werden, beide Funktionen zu erzielen.
Es ist ersichtlich, daß Abwandlungen einfach erzielt werden können indem die Verbindungen der Mehrfachabtastervorverstärker so verändert werden, daß sie verschiedene ausgewählte Kombinationen von Drucksignalen abtasten.
Demzufolge ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein neues Drucksteuerventil vorzusehen, bei dem ein Hauptsteuerungs-Verstärkerschieber und eine Anzahl von Abtastervorvef-
0C98 U/ U 1 6
Stärkerschiebern in einzigartiger Weise zusammenwirken, um die vielen Steuerfunktionen zu erzielen.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der beschriebenen Art vorzusehen, bei dem die gleichen Steuergrundelemente in einer einzigartigen Weise zusammenwirken, wobei bestimmte Elemente jeweils mehrere Steuerfunktionen ausführen.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein neues Drucksteuerventil vorzusehen, das durch eine Anzahl voneinander unabhängiger Drucksignale betrieben wird, wobei bestimmte Signale bei der Betätigung des HauptsteuerungsVerstärkers des Systems Vorrang haben.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein neues Drucksteuerventil vorzusehen, das als Kombination von Strömungssteuerung und Druckentlastungsventil wirkt, und das die miteinander in Beziehung stehenden Arbeitsweisen der gleichen Schiebergrundbauteile benutzt, um beide Funktionen zu erzielen«
Weitere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung ersichtlich, wobei Bezug genommen wird auf die beigefügten Zeichnungen, in denen eine bevorzugte Aueführungsform der Erfindung gezeigt ist. In den Zeichnungen ist (sind) :
Fig. 1 ein Funktionsschema des erfindungsgemäßen Mehrfachdrucksteuerventils |
Fig*. 2 eine Schnittansicht des Ventils der Fig.1, wobei der Schnitt längs Linie 2-2 der Fig.3 gelegt ist j
Fig. 3 eine Schnittansicht des Ventils der Fig.1, wobei der Schnitt längs Linie 3-3 der Fig.2 gelegt istf
die Fig. 4 bis 6 Schnittansichten des Ventils der genannten Figur, wobei die Schnitte längs den mit den jeweiligen Nummern bezeichneten Linien gelegt sind.
00 98U/U16
Die Fig. 1 zeigt ein Punktionsschema der Vorrichtung mit getrennten inneren und äußeren Drucksignalen, die so angeordnet sind, daß sie je einen der beiden Abtastervorverstärker betreiben. In dieser Ausführungsform arbeitet die Vorrichtung nur als Drucksteuerung.
Wie in Pig. 1 zu sehen ist, ist eine Pumpe 10 an eine Leitung 18 angeschlossen, die ihrerseits an ein Lastdrucksystem 36 und auch an den Eingang des Steuerverstärkers 16 angeschlossen ist. Letzterer schließt gewöhnlich einen Schieber 48 ein, der, wenn er in Durchlaßstellung gebracht wird, die Leitung 18 an das Reservoir 19 über die Leitung 28 anschließt. Dies geschieht, wenn eine Druckdifferenz an der Öffnung 52 eine Druckzunahme in der Leitung 18 und an der Oberseite 57 des Schiebers 48 verursacht. Dieses veranlaßt den Schieber, sich entgegen der Kraft einer Feder 50 in eine Durchlaßstellung zu bewegen, wodurch die Strömung am Schieber vorbei zum Reservoir beeinflußt wird.
Bei normalem Betrieb arbeitet der Steuerverstärker 16 als Hochdruckentlastungsventil, dessen Grenzen und Arbeitsweise im Folgenden beschrieben werden. Eine Abtaster- und Vorverstärkereinrichtung 14 ist so eingerichtet, daß sie über die Leitung 20 auf das untere Ende 21 des Steuerverstärkerschiebers 48 als Fernsteuerung wirkt.
Wenn der Druck in der Leitung 18 ein durch die auf einen Abtasterschieber 44 einwirkende Feder 46 vorherbestimmtes Niveau erreicht hat, bewegt der Flüssigkeitsdruck auf der Oberseite 43 des Schiebers 44 diesen in steuernder Weise in eine Durchlaßstellung, wodurch die Leitung 20 an die Leitung 28 und das Reservoir angeschlossen wird. Dieser Vorgang erlaubt es einer Steuerflüssigkeit von der Leitung 18 durch die öffnung 52 zu der Leitung 20 zu ströaen. Wenn diese Steuerströmung gewisse Grenzen erreioht, wird eine Druckdifferenz am Schieber 48 erzeugt, um der Feder 50 im Steuerverstärker entgegenzuwirken, und der Schieber 48 veranlaßt die Leitung 18,
0098U/U1B
sich zur Leitung 28 und zum Reservoir hin zu öffnen, wodurch die Strömung von der Leitung 18 zum Tank umgeleitet wird. In dieser Weise ergibt sich ein Führungeverhalten des Hauptschiebers 48, um eine Drucksteuerung in beeinflussender Weise zu bewirken.
Ein zweiter Abtastervorverstärker 12 besitzt einen Eingang 47, der mit der Leitung 20 verbunden ist, die ihrerseits vermittels des entgegen der Druckkraft der Feder 42 ablaufenden Öffnungsvorganges des Schiebers 40 mit der Leitung und dem Reservoir verbunden wird.
Dieser Abtastervorverstärker wird durch ein Drucksignal betätigt, das in die Leitung 32 von einer äußeren Führungsquelle eingegeben wird. Falls solch eine Führungsquelle vom Hauptleitungsdruck 18 herkommen sollte, dann arbeitet die Vorrichtung als eine Führungsdrucksteuerung des Hauptleitungsdruckes, bei dem ein Führungsglied wie etwa der Abtastervorverstärker auf ein hohes Niveau eingestellt werden kann, zum Seispiel
ο
105,46 kg/ca (1500 psi), vxl §.st filiere Abtastervorverstärker 12 wird variabel zwiseJ-^ sa.B. 0 und 105,46 kg/cm (1500 psi) gemacht. Dies würde eine Möglichkeit darstellen.
Als nächstes werden verschiedene Elemente beschrieben, die in dem Schaltkreis zum Dämpfen der Funktionen benutzt werden, um die oben beschriebene Hauptkreiswirkungsweise zu erzeugen.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, steht die Hauptströmung von der Pumpe in der Leitung 18 mit der oberen Endfläche 57 des Hauptverstärkerschiebers 48 über eins Absperrventil 72 in Verbindung, das gewöhnlich unter Druckeiawirkung von der Feder 70 geschlossen ist. Wenn sich eine Strömung in der Leitung 18 einstellt, kann sie in die obere Kammer des Steuerverstärkers 16 eintreten und die Oberseite 57 des Schiebers infolge des geöffneten Absperrventils 72 mit Flüssigkeitsdruck beaufschlagen. Wenn jedoch der Schieber 48 sich In umgekehrter Sichtung * infolge der unteren Feder 50 zu bewegen sucht, schließt sich
0098U/U18 BADORfGiNAL
das Absperrventil 72 infolge des Strömungsbehinderungsverhaltens der Dämpfungsöffnung 74. Dies ist so zu verstehen, daß der Schieber für schnelles Öffnen eingerichtet ist, aber sein Schließ- oder Rückführvorgang ist verzögert. Infolgedessen werden wilde Schwingungen oder Erschütterungen des Schiebers 48 verhindert, falls unerwünschte Effekte sich in dem System ergeben.
Wie weiter in Fig. 1 gezeigt wird-, steht die Öffnung 52 mit einer Speicherkammer 90 in Verbindung, die Öl enthält und dadurch am Boden 21 des Steuerverstärkerschiebers 48 eine Federkraft liefert. Obwohl das öl zwar eine geringe Kompressibilität besitzt, kann der Hauptverstärkerschieber 48 in dem Augenblick schnell in die Offeneteilung gezwungen werden, in dem infolge des Widerstandes der Öffnung 52 ein Strömen des Öls zu dem Abtastervorverstärker 14 eingeschränkt wird. Dies isoliert die Enden des Schiebers von Pumpenpulsationen und es ist ersichtlich, daß die federnde Kammer 90 und der Widerstand der Öffnung als Widerstands-Kapazitäts-Netzwerk funktionieren, das Pulsationen herauszufiltern sucht und dem Schieber zusätzliche Stabilität verleiht.
Die Fig. 2 bis 6 illustrieren den strukturellen Aufbau der Einzelteile des Hehrfachabtasterdrücketeuerventils der vorliegenden Erfindung.
Wie am besten in Fig. 2 zu sehen ist, weist die Vorrichtung ein Bit 100 bezeichnetes Hauptgehäuse auf, auf dem ein Hilfsgehäuse 122 angeordnet ist.
Wie in Fig. 2 zu sehen ist, schließt das Hauptgehäuse 100 e_ine Hülse 80 ein, die mit einer Bohrung versehen ist und in der der oben erwähnte Steuerverstärkerschieber 48 verschieblieh angeordnet ist. Ein Ende des Schiebers 48 ist durch eine Feder 50 beaufschlagt, deren unteres Ende einen Federhalter umgreift, während das obere Ende der Feder 50 durch ein Schraubteil 82 festgehalten wird, das in das Hauptgehäuse eingeschraubt wird.
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Eine metallene Kappe 102 bildet die oben beschriebene Speicherkammer 90, die Öl enthält.
Das andere Ende des Schiebers 48 (Fig. 2) wird durch eine Feder 70 beaufschlagt, dessen oberes Ende in einem Federhalter 84 sitzt, und dessen unteres Ende gegen einen entfernbaren Schraubstopfen 85 drückt.
Die Fig. 2 und 5 illustrieren am besten die beiden Abtaster und Vorverstärker 14 und 16# Jeder dieser Vorverstärker schließt einen Handeinstellknopf 104 ein, mit dem ein mit einem Gewinde versehener Federandrückstab 106 in Längsrichtung eingestellt werden kann. Das untere Ende eines jeden Stabes 106 verschiebt über ein Lager 114 einen oberen Federhalter 115» und das untere Ende einer jeden Feder 42 und 46 schließt einen unteren Federhalter 116 ein, der gegen eine untere Kugel 118 drückt, wobei letztere in kraftübertragendem Verhältnis zu" den jeweiligen Schiebern 40 oder 44 stehen.
Wie in Fig. 5 gezeigt wird, steht das untere Ende 49 des Schiebers 40 mit der Leitung 32 (Fig. 1) in Verbindung, die zu einem äußeren Drucksignal 38 führt.
Das untere Ende 43 des Schiebers 44 (Fig. 2) ist dem Flüssigkeitsdruck in der Leitung 18 ausgesetzt.
Es ist zu beachten, daß die verschiedenen Steueröffnungen und Durchtritte, die in Fig. 1 illustriert und beschrieben sind, auch in den Schnitten 2 bis 6 erscheinen und mit entsprechenden Nummern bezeichnet sind.
Patentansprüche
C 0 9 8 U / U 1 6

Claims (11)

  1. -9- J 539
    Patentansprüche
    (1 .l)rucksteuerventil mit mehreren Abtastern und einem Gehäuse,
    ' gekennzeichnet durch eine einen gewöhnlich in Verschlußsteilung befindlichen Schieber umfassende Steuerverstärkereinrichtung mit einem Eingang zum Verbinden mit einer Laststelle, mit einem Ausgang zum Verbinden mit einem Reservoir, mit einer ersten Verstärkersteueröffnung und einer Verstärkergegendruckfeder am anderen Ende des Verstärkerschiebers, durch einen ersten Abtaster mit einem gewöhnlich in Schließstellung befindlichen ersten Abtasterschieber, mit einem Eingang und einem mit dem Reservoir in Verbindung stehenden Ausgang und mit einer gegen das eine Ende des ersten Abtasterschiebers drückenden Feder, wobei das andere Ende des Abtasterschiebers mit einer ersten Abtasteröffnung in Verbindung steht, durch einen zweiten Abtaster mit einem gewöhnlich in Verschlußstellung befindlichen zweiten Abtasterschieber, mit einem Eingang und einem mit dem Reservoir in Verbindung stehenden Ausgang und mit einer gegen das eine Ende des zweiten Abtastschiebers drückenden Feder, wobei das andere Ende des Abtasterschiebers mit einer zweiten AbtasterÖffnung in Verbindung steht, durch Öffnungsvorrichtungen, durch erste Rohrleitungsmittel, die den Steuerverstärkereingang und die erste Steueröffnung an einem Ende des Verstärkerschiebers mit einer Seite der Öffnungsvorrichtungen verbindet, durch zweite Rohrleitungsmittel, die die zwei Abtastereingange und die zweite Steueröffnung am anderen Ende des Verstärkerschiebers mit der anderen Seite der Öffnungsvorrichtungen verbindet, durch eine Rohrleitung für den ersten Abtaster, die die AbtastersteuerÖffnung des ersten Abtasters mit einem ersten Drucksignal verbindet, und durch eine Rohrleitung für den zweiten Abtaster, die die Steueröffnung des zweiten Abtasters mit einem zweiten Drucksignal verbindet.
  2. 2.Drucksteuerventil mit mehreren Abtastern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Rohrleitungen für den
    0 0 98U/U16
    Abtaster mit einem inneren Drucksignal und die andere der Rohrleitungen für den Abtaster mit einem zweiten Drucksignal von einer äußeren Führung her in Verbindung steht.
  3. 3. Drucksteuerventil mit mehreren Abtastern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Rohrleitungen für den Abtaster jeweils mit voneinander unabhängigen inneren Drucksignalen in Verbindung stehen.
  4. 4. Drucksteuerventil mit mehreren Abtastern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnets daß die zwei Rohrleitungen für den Abtaster jeweils mit voneinander unabhängigen äußeren Drucksignalen in Verbindung stehen.
  5. 5. Drucksteuerventil mit mehreren Abtastern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Abtasterrohrleitungen mit einem von der Laststelle herrührenden inneren Drucksignal und die andere der Abtasterrohrleitungen mit einem von einer äußeren Führung herkommenden Prucksignal in Verbindung stehen*
  6. 6. Drucksteuerventil mit mehreren Abtastern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Abtasterrohrleitungen mit einem von der Laststelle herrührenden inneren Drucksignal und die andere der Abtasterrohrleitungen mit einem zweiten inneren Drucksignal in Verbindung stehen.
  7. 7. Drucksteuerventil mit mehreren Abtastern, gekennzeichnet durch die Kombination von einer Steuerverstärkereinrichtung, die einen Verstärkereingang zur Verbindung mit einer Flüssigkeitsdruckquelle und einer Lastdruckque'lle, einen gewöhnlich in Schließstellung befindlichen Schieber zum Steuern der Strömung zu diesem Eingang, eine erste Verstärkerateueröffnung an einem Ende des Schiebers, und eine zweite Verstärkersteueröffnung an dem anderen Ende des Schiebers aufweist, von einer Anzahl von voneinander unabhängigen Abtastereinrichtungen, von denen jede einen durch einen gewöhnlich
    0098U/1416
    19A7678
    in Schließstellung befindlichen Schieber gesteuerten Abtastereingang, der mit dem federbeaufschlagten Ende des Verstärkerschiebers in Verbindung steht, einen gewöhnlich verschlossenen Abtasterausgang und eine Abtastersteueröffnung aufweist, die ein Ende des jeweiligen Abtasterschiebers mit einem Drucksignal verbindet, von Hohrleitungsmitteln, die die Verstärkersteueröffnungen, Abtastereingänge und YerStärkereingänge verbinden, und von einer Öffnung zum Erzeugen eines Druckabfalls in den Rohrleitungscitteln zwischen dem Verstärkereingang und der zweiten Verstärkersteueröffnung.
  8. 8. Drucksteuerventil mit mehreren Abtastern nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daS bestimmte dieser Abtastersteueröffnungen mit einem inneren Drucksignal und bestimmte andere dieser Abtastersteueröffnungen mit einem zweiten gesonderten Drucksignal von einer äußeren Führung in Verbindung stehen.
  9. 9. Drucksteuerventil mit mehreren Abtastern nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bestimmte dieser Abtastersteueröffnungen mit einem inneren DruckeigüHl und bestimmte andere dieser Abtastersteueröffnungen mit einem zweiten gesonderten inneren Drucksignal -in Verbindung stehen.
  10. 10.Drucksteuerventil mit mehreren Abtastern nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bestimmte dieser Abtastersteueröffnungen mit einem Drucksignal von einer äußeren Führung und bestimmte andere dieser Abtastersteueröffnungen mit einem zweiten Drucksignal von einer zweiten äußeren Führung in Verbindung stehen.
  11. 11.Drucksteuerventil mit mehreren Abtastern nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine dieser Abtastersteueröffnungen mit einem inneren Drucksignal von dem Lastdruck her und bestimmte andere dieser Abtastersteueröffnungen mit einem zweiten gesonderten inneren Drucksignal in Verbindung stehen.
    ^.Drucksteuerventil mit mehreren Abtastern nach Anspruch 7,
    0 0 3 814/1416
    dadurch gekennzeichnet, daß eine dieser Abtastersteueröffnungen mit einem Drucksignal von dem Lastdruck her und bestimmte andere dieser Abtastersteueröffnungen mit einem zweiten gesonderten Ilrucksignal von einer äußeren Führung her in Verbindung stehen.
    J 539
    HEE/Wr
    L-.38U/U1G
    Leerseite
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