DD233395A1

DD233395A1 - CONSTANTLY ADJUSTABLE ELECTRO-HYDRAULIC ADJUSTING UNIT FOR LATERAL VALVES

Info

Publication number: DD233395A1
Application number: DD27202984A
Authority: DD
Inventors: Ekart Michael; Guenter Saupe
Original assignee: Orsta Hydraulik Veb K
Priority date: 1984-12-28
Filing date: 1984-12-28
Publication date: 1986-02-26

Abstract

Die Erfindung betrifft eine stetig stellbare elektrohydraulische Stelleinheit fuer Laengsschieberventile, bei der ein von einem Proportionalmagneten und einer Rueckstellfeder beaufschlagter Steuerschieber je nach der Stellgroesse in einen von zwei Bereichen auslenkbar ist, in denen jeweils einer der beiden Steuerraeume des Stellgliedes mit dem Stelldruck beaufschlagt und der andere Steuerraum druckentlastet ist. Durch die Erfindung sollen die dynamischen Eigenschaften derartiger Stelleinheiten verbessert werden. Es ist Aufgabe der Erfindung, eine solche Stelleinheit zu schaffen, die bei Lageabweichungen des Stellgliedes praktisch unverzoegert reagiert. Dies wird erreicht, indem der Steuerschieber in einer axial zwischen zwei Federn verschiebbaren Steuerhuelse gefuehrt ist, indem das Stellglied mit einem Zweikolbenschieber in Verbindung steht, dessen zwei Stirnflaechen in der zugehoerigen Gehaeusebohrung die beiden Steuerraeume des Stellgliedes begrenzen, indem jeder Steuerraum ueber eine Drosselstelle mit der Aussparung zwischen den beiden Kolbenabschnitten verbunden ist und indem das Stellglied durch ein Rueckfuehrelement mit der Steuerhuelse in kraftschluessiger oder formschluessiger Verbindung steht. FigurThe invention relates to a continuously adjustable electro-hydraulic actuator for Laengsschieberventile, in which an acted upon by a proportional solenoid and a return spring spool is deflected depending on the manipulated variable in one of two areas, in each of which one of the two control spaces of the actuator applied to the control pressure and the other Control chamber is relieved of pressure. The invention is intended to improve the dynamic properties of such actuators. It is an object of the invention to provide such a control unit that reacts practically undisturbed in positional deviations of the actuator. This is achieved by the spool is guided in an axially displaceable between two springs Steuerhuelse by the actuator is in communication with a two-piston valve whose two Stirnflaechen limit in the associated Gehaeusebohrung the two Steuerraeume the actuator by each control chamber via a throttle point with the Recess between the two piston sections is connected and by the actuator is by a return element with the Steuerhuelse in kraftschluessiger or formschluessiger connection. figure

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine stetig stellbare elektrohydraulische Stelleinheit für Längsschieberventile, bei der ein von einem Proportionalmagneten und einer diesem entgegenwirkenden Rückstellfeder^beaufschlagter Steuerschieber mit zwei Steuerkanten, der bei nicht erregtem Proportionalmagneten unter der Wirkung derRückstellfeder eine Endstellung einnimmt, in der das Stellglied durch zwei zugeordnete Rückstellfedern in seiner Mittelstellung zentriert ist, vom Proportionalmagneten aus der Endstellung je nach der Stellgröße in einen von zwei Bereichen auslenkbar ist, in denen jeweils einer der beiden Steuerräume des Stellgliedes mit dem Stelldruck beaufschlagt und der andere Steuerraum druckentlastet ist.The invention relates to a continuously adjustable electro-hydraulic actuator for longitudinal slide valves, in which one of a proportional solenoid and a counteracting return spring ^ acted spool with two control edges, which occupies a non-energized proportional solenoid under the action of the return spring has an end position in which the actuator by two associated return springs is centered in its center position, is deflected by the proportional solenoid from the end position depending on the manipulated variable in one of two areas, in each of which one of the two control chambers of the actuator with the control pressure applied and the other control chamber is depressurized.

Characteristic of the known technical solutions

Bei einer bekannten derartigen Stelleinheit wird die jeweilige Lage des Stellgliedes von einem induktiv arbeitenden Wegaufnehmer erfaßt und in ein elektrisches Signal umgeformt, das als Istwert einem elektronischen Regler zugeführt und zur Bildung der Stellgröße für die Ansteuerung des Proportionalmagneten verwendet wird. Aus einer solchen konstruktiven Gestaltung ergibt sich der Nachteil, daß infolge der mehrfachen Energieumwandlung der Regelvorgang nicht schnell genug verläuft, um bei unstetigen Axialkraftverlauf am Stellglied zu verhindern, daß das Stellglied aus der durch den Sollwert vorgegebenen Regelstellung auswandert.In a known actuator such the respective position of the actuator is detected by an inductively operating transducer and converted into an electrical signal, which is fed as an actual value to an electronic controller and used to form the manipulated variable for the control of the proportional magnet. From such a structural design, there is the disadvantage that due to the multiple energy conversion of the control process is not fast enough to prevent discontinuous Axialkraftverlauf the actuator that the actuator emigrates from the predetermined by the setpoint control position.

Object of the invention

Durch die Erfindung sollen die dynamischen Eigenschaften von Stelleinheiten der beschriebenen Art verbessert werden.The invention is intended to improve the dynamic properties of actuator units of the type described.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Stelleinheit zu schaffen, die bei Lageabweichungen des Stellgliedes praktisch unverzögert reagiert.The invention has for its object to provide such a control unit that reacts virtually instantaneously in positional deviations of the actuator.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daßAccording to the invention, this object is achieved in that

a) der Steuerschieber in einer im Gehäuse axial zwischen zwei Federn verschiebbaren druckausgeglichenen Steuerhülse geführt ist, deren Weg in Richtung auf den Proportionalmagneten zu von einem Anschlag begrenzt ist,a) the spool is guided in a housing axially displaceable between two springs pressure-balanced control sleeve whose path is limited in the direction of the proportional solenoid to a stop,

b) in der Steuerhülse radiale Bohrungen angeordnet sind, über die bei Auslenkung des Steuerschiebers oder bei Verschiebung der Steuerhülse einer von zwei äußeren Anschlüssen mit einem zentralen Anschluß in Verbindung steht, wobei bei einer Mittelstellung von Steuerschieber und Steuerhülse zueinander oder bei nicht erregtem Proportionalmagneten alle Anschlüsse gesperrt sind,b) in the control sleeve radial bores are arranged, on the deflection of the spool or upon displacement of the control sleeve is one of two outer terminals with a central terminal in connection, wherein at a middle position of spool and control sleeve to each other or not energized proportional solenoid all connections are locked,

c) die beiden äußeren Anschlüsse mit je einem der beiden Steuerräume des Stellgliedes verbunden sind,c) the two outer connections are each connected to one of the two control chambers of the actuator,

d) das Stellglied mitein^rn Zweikolbenschieber in Verbindung steht, dessen z^ei äußere Stirnflächen in der zugehörigen Gehäusebohrung die beiden Steuerräume des Stellgliedes begrenzen,d) the actuator is connected to a two-piston slide whose outer end surfaces in the associated housing bore delimit the two control chambers of the actuator,

e) jeder der beiden Steuerräume eine der beiden dem Stellglied zugeordneten Rückstellfeder aufnimmt und über eine Drosselstelle mit der Aussparung zwischen den beiden Kolbenabschnitten verbunden ist, die mit einem zentralen Anschluß in Verbindung steht,e) receives each of the two control chambers one of the two return spring associated with the actuator and is connected via a throttle point with the recess between the two piston portions, which communicates with a central terminal,

f) der eine zentrale Anschluß mit einer Zulaufleitung und der andere zentrale Anschluß mit einer Ablaufleitung verbunden ist undf) the one central terminal is connected to a feed line and the other central terminal is connected to a drain line and

g) das Stellglied durch ein Rückführelement mit der Steuerhülse in kraftschlüssiger oder formschlüssiger Verbindung steht.g) the actuator is connected by a return element with the control sleeve in non-positive or positive connection.

embodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung ist der Axialschnitt eines hydraulischen Wegeventils mit der erfindungsgemäßen Stelleinheit dargestellt.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawing, the axial section of a hydraulic directional control valve is shown with the adjusting unit according to the invention.

Ein von einem Proportionalmagneten 1 und einer diesem entgegenwirkenden Rückstellfeder 2 beaufschlagter Steuerschieber 3 mit zwei Steuerkanten 4 und 5 ist in einer im Gehäuse 6 axial zwischen zwei Federn 7 und 8 verschiebbarer Steuerhülse 9 geführt, deren Weg in Richtung auf den Proportionalmagneten 1 zu von einem Anschlag 10 begrenzt ist. Über radiale Bohrungen 11,12 und 13 in der Steuerhülse 9 und die Aussparungen 14 und 15 im Steuerschieber 3 ist jeweils einer von zwei äußeren Anschlüssen 16 und 17 mit einem zentralen Anschluß 18 verbindbar. Durch eine Querbohrung 19 und eine Längsbohrung 20 im Steuerschieber 3 sind die Steuerhülse 9 und der Steuerschieber 3 druckausgeglichen.One of a proportional solenoid 1 and a counteracting this return spring 2 acted control spool 3 with two control edges 4 and 5 is guided in a housing 6 axially displaceable between two springs 7 and 8 control sleeve 9, the way in the direction of the proportional solenoid 1 to a stop 10 is limited. Via radial bores 11, 12 and 13 in the control sleeve 9 and the recesses 14 and 15 in the control slide 3, one of two outer connections 16 and 17 can be connected to a central connection 18. By a transverse bore 19 and a longitudinal bore 20 in the control slide 3, the control sleeve 9 and the spool 3 are pressure balanced.

Der im dargestellten Wegeventil als Stellglied 21 verwendete Kolbenlängsschieber steht mit einem Zweikolbenschieber 22 in Verbindung, dessen zwei äußere kreisringförmige Stirnflächen 23 und 24 in der zugehörigen Gehäusebohrung 25 die beiden Steuerrräume 26 und 27 des Stellgliedes 21 begrenzen. Jeder der beiden Steuerräume 26 und 27 nimmt eine der beiden dem Stellglied 21 zugeordneten Rückstellfedern 28 und 29 auf und ist über eine Drosselstelle 30 bzw. 31 mit der Aussparung 32 zwischen den beiden Kolbenabschnitten 33 und 34 verbunden, die mit einem zentralen Anschluß 35 in Verbindung steht. Ein Steuerkanal 36 verbindet den Steuerraum 26 mit den äußeren Anschluß 17, und der Steuerraum 27 ist über einen Steuerkanal 37 mit dem äußeren Anschluß 16 verbunden. Das Stellglied 21 steht durch ein Rückführelement 38 mit der Steuerhülse 9 in kraftschlüssiger Verbindung. Der zentrale Anschluß 35 ist mit einer Zulaufleitung 39 und der zentrale Anschluß 18 mit einer Ablaufleitung 40 verbunden.The piston longitudinal slide used in the illustrated directional control valve 21 is in communication with a two-piston valve 22 whose two outer annular end faces 23 and 24 in the associated housing bore 25 delimit the two control chambers 26 and 27 of the actuator 21. Each of the two control chambers 26 and 27 receives one of the two actuators 21 associated return springs 28 and 29 and is connected via a throttle body 30 and 31 with the recess 32 between the two piston portions 33 and 34 which communicates with a central terminal 35 in connection stands. A control channel 36 connects the control chamber 26 with the outer terminal 17, and the control chamber 27 is connected via a control channel 37 to the outer terminal 16. The actuator 21 is connected by a return element 38 with the control sleeve 9 in non-positive connection. The central terminal 35 is connected to a supply line 39 and the central terminal 18 to a drain line 40.

Bei nicht erregtem Proportionalmagneten 1 nimmt der Steuerschieber 3 unter der Wirkung der Rückstellfeder 2 die gezeigte Endstellung ein, in der die äußeren Anschlüsse 16 und 17 und der zentrale Anschluß 18 gesperrt sind. Da demzufolge die beiden Steuerräume 26 und 27 über die Drosselstellen 30 und 31 mit dem gleichen Druck beaufschlagt sind, wird das Stellglied 21 durch die beiden Rückstellfedern 28 und 29 in seiner Mittelstellung zentriert und sperrt dabei die Verbraueranschlüsse 41 und 42, so daß ein an den Verbraucheranschlüssen 41 und 42 angeschlossener Arbeitszylinder 43 hydraulisch blockiert ist. Die Last wird durch ein mittels des Stellgliedes 21 mechanisch entsperrbares Rückschlagventil 44 in ihrer jeweiligen Lage leckvolumenstromfrei gehalten.When the proportional solenoid 1 is not energized, the control slide 3 assumes the end position shown under the action of the restoring spring 2, in which the outer connections 16 and 17 and the central connection 18 are blocked. As a result, the two control chambers 26 and 27 are acted upon via the throttle bodies 30 and 31 with the same pressure, the actuator 21 is centered by the two return springs 28 and 29 in its center position and blocks the consumer ports 41 and 42, so that a to the Load connections 41 and 42 connected working cylinder 43 is hydraulically blocked. The load is held by a by means of the actuator 21 mechanically releasable check valve 44 in its respective position leakage volume flow.

Soll die Kolbenstange des Arbeitszylinders 43 einfahren, die Last also gesenkt werden, ist dem Proportionalmagneten 1 ein entsprechender elektrischer Strom zuzuführen. Unter Überwindung der Vorspannkraft der Rückstellfeder 2 wird der -Steuerschieber 3 vom Proportionalmagneten 1 gemäß der durch den elektrischen Strom vorgegebenen Stellgröße aus der Endstellung ausgelenkt und dadurch der Steuerraum 27 über den Steuerkanal 37, den äußeren Anschluß 16, die radialen Bohrungen 11, die Aussparung 14, die radialen Bohrungen 12 und den zentralen Anschluß 18 mit der Ablaufleitung 40 verbunden, während der äußere Anschluß 17 gesperrt bleibt. Infolgedessen wird der Steuerraum 27 druckentlastet, und der als Stellglied 21 verwendete Kolbenlängsschieber des Wegeventils wird durch den im Steuerraum 26 herrschenden Stelldruck aus seiner Mittelstellung nach rechts ausgelenkt. Da bei dieser Bewegung auch das Rückführelement 38 seine Lage verändert und daher die Einbaulängen der Federn 7 und 8 größer werden, verschiebt die Feder 7 die Steuerhülse 9 ebenfalls nach rechts, bis bei einer Mittelstellung von Steuerschieber 3 und Steuerhülse 9 zueinander die äußeren Anschlüsse 16 und 17 und der zentrale Anschluß 18 wieder gesperrt sind. Dann ist das Stellglied 21 um einen dem elektrischen Strom und der Auslenkung des Steuerschiebers 3 proportionalen Beitrag ausgelenkt, und über die vom Stellglied 21 freigegebenen Drosselquerschnitte 45 und 46 kann dosiert Druckmittel aus der Druckleitung 47 über den Verbraucheranschluß 41 zum Arbeitszylinder 43 und vom Arbeitszylinder über den Verbraucheranschluß 42 und das entsperrte Rückschlagventil 44 zur Ablauf leitung 48 fließen und somit die Kolbenstange des Arbeitszylinders 43 einfahren. Droht das Stellglied 21 auf Grund der beträchtlichen Beschleunigung, die es nach dem Öffnen des Rückschlagventils 44 erfährt, auszuwandern, wird seine ungewollte Auslenkung sofort wieder dem mittels des Steuerschiebers 3 vorgegebenen Sollwert angeglichen, weil die durch die zwei Federn 7 und 8 und das Rückführelement 38 kraftschlüssig mit dem Stellglied 21 verbundene Steuerhülse 9 durch ihre parallel verlaufende Verschiebung ohne jede Verzögerung auf alle Bewegungen des Stellgliedes 21 reagiert.If the piston rod of the working cylinder 43 retract, so the load is lowered, the proportional solenoid 1 is to supply a corresponding electric current. By overcoming the biasing force of the return spring 2, the control slide 3 is deflected from the proportional solenoid 1 according to the manipulated variable predetermined by the electric current from the end position and thereby the control chamber 27 via the control channel 37, the outer terminal 16, the radial holes 11, the recess 14th , the radial bores 12 and the central port 18 connected to the drain line 40, while the outer terminal 17 remains locked. As a result, the control chamber 27 is relieved of pressure, and used as the actuator 21 piston longitudinal slide of the directional control valve is deflected by the pressure prevailing in the control chamber 26 actuating pressure from its central position to the right. Since in this movement, the return element 38 changes its position and therefore the installation lengths of the springs 7 and 8 are larger, the spring 7 also moves the control sleeve 9 to the right until at a middle position of spool 3 and control sleeve 9 to each other, the outer terminals 16 and 17 and the central terminal 18 are locked again. Then, the actuator 21 is deflected by a the electric current and the deflection of the spool 3 proportional contribution, and on the released from the actuator 21 throttle cross sections 45 and 46 can metered pressure fluid from the pressure line 47 via the consumer port 41 to the working cylinder 43 and the working cylinder on the Consumer terminal 42 and the unlocked check valve 44 to the drain line 48 flow and thus retract the piston rod of the working cylinder 43. Threatens the actuator 21 due to the considerable acceleration that it experiences after the opening of the check valve 44, emigrate his unwanted deflection is immediately adapted again to the predetermined by the spool 3 setpoint, because by the two springs 7 and 8 and the return element 38th non-positively connected to the actuator 21 control sleeve 9 by their parallel displacement without any delay to all movements of the actuator 21 reacts.

Da der Hub des Steilgliedes 21 durch entsprechende Bemessung der Federn 7 und 8 an den durch den Proportionalmagneten 1 bestimmten Hub des Steuerschiebers 3 angepaßt ist, genügt es folglich , jeweils andere Federn 7 und 8 einzusetzen, um die Stelleinheit mit Ventilen mit unterschiedlichen Hüben kombinieren zu können.Since the stroke of the steep member 21 is adapted by appropriate design of the springs 7 and 8 to the determined by the proportional solenoid 1 stroke of the spool 3, it is therefore sufficient to use each other springs 7 and 8 to combine the actuator with valves with different strokes can.

Die Funktion der Stelleinheit ändert sich nicht, wenn der zentrale Anschluß 18 mit der Zulaufleitung 39 und der zentrale Anschluß 35 mit der Ablaufleitung 40 verbunden wird. Dazu muß aber der Steuerkanal 36 an den äußeren Anschluß 16 und der Steuerkanal 37 an den äußeren Anschluß 17 herangeführt werden, damit sich der Steuerschieber 3 und der Kolbenlängsschieber gleichsinnig bewegen.The function of the adjusting unit does not change when the central terminal 18 is connected to the supply line 39 and the central terminal 35 to the drain line 40. For this purpose, however, the control channel 36 must be brought to the outer terminal 16 and the control channel 37 to the outer terminal 17 so that the spool 3 and the piston longitudinal slide move in the same direction.

Anstelle des starren Rückführlementes 38 und der Feder 8 kann auch eine Biegefeder als Rückführelement verwendet werden. Beide Federn 7 und 8 können wegfallen, wenn das Stellglied 21 mittels eines Hebels als Rückführelement mit der Steuerhülse 9 formschlüssig verbunden wird.Instead of the rigid Rückführlementes 38 and the spring 8 and a bending spring can be used as a return element. Both springs 7 and 8 can be omitted if the actuator 21 is positively connected by means of a lever as a return element with the control sleeve 9.

Wird vom Anwender gefordert, daß das Stellglied 21 gleichzeitig sowohl elektrohydraulisch als auch von Hand betätigbar ist, muß in der Zulajfleitung 39 ein Druckminderventil 49 angeordnet sein, damit die aus dem Steuerdruck resultierende auf den Kolbenlängsschieber wirkende Kraft begrenzt ist und mithin die elektrohydraulisch^ Stelleinheit mit der Handstelleinheit 50 übersteuert werden kann.If the user requires that the actuator 21 is actuated both electro-hydraulically and by hand at the same time, a pressure-reducing valve 49 must be arranged in the inlet line 39 so that the force resulting from the control pressure is limited to the piston longitudinal slide and consequently the electrohydraulic actuating unit the handset 50 can be overridden.

Claims

Invention claim:

Permanently adjustable electrohydraulic actuating unit for longitudinal slide valves, in which one of a proportional solenoid and a counteracting return spring acted on control spool with two control edges, the non-energized proportional solenoid under the action of the return spring assumes an end position in which the actuator centered by two associated return springs in its center position is, can be deflected by the proportional solenoid from the end position depending on the manipulated variable in one of two areas, in each of which one of the two control chambers of the actuator with the control pressure applied and the other control chamber is depressurized, characterized in that

a) the spool (3) in a housing (6) axially between two springs (7; 8) displaceable pressure balanced control sleeve (9) is guided whose path in the direction of the proportional solenoid (1) to a stop (10) limited is

b) in the control sleeve (9) radial bores (11; 12; 13) are arranged on the deflection of the spool (3) or upon displacement of the control sleeve (9) one of two outer terminals (16; 17) with a central terminal (18) is connected, wherein at a middle position of control slide (3) and control sleeve (9) to each other or when not energized proportional solenoid (1) all ports (16; 17; 18) are locked,

c) the two outer connections (16; 17) are each connected to one of the two control chambers (26; 27) of the actuator (21),

d) the actuator (21) with a two-piston valve (22) is in communication, the two outer end faces (23; 24) in the associated housing bore (25) the two control chambers (26; 27) of the actuator (21) limit.

e) each of the two control chambers (26; 27) receives one of the two return springs (28; 29) associated with the actuator (21) and a throttle point (30 or 31) with the recess (32) between the two piston sections (33; ) connected to a central terminal (35).

f) one central connection (35 or 18) is connected to a supply line (39) and the other central connection (18 or 35) is connected to a discharge line (40), and

g) the actuator (21) by a return element (38) with the control sleeve (9) is in frictional or positive connection.

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