DE2158201A1

DE2158201A1 - Steuerventil

Info

Publication number: DE2158201A1
Application number: DE19712158201
Authority: DE
Inventors: John Wayne Utica Mich Curnow (V St A) P
Original assignee: Sperry Rand Corp
Current assignee: Unisys Corp
Priority date: 1970-11-30
Filing date: 1971-11-24
Publication date: 1972-06-15
Also published as: JPS5229005B1; FR2116142A5; DE2158201B2; CA948955A; US3683958A; AU466209B2; GB1360082A; DE2158201C3; SE374803B; AU3378571A

Description

Sperry Rand Corporation £ Ί 5 8 2 U.

Troy, Michigan, USA

Die Erfindung betrifft ein Steuerventil, dessen Gehäuse eine Einlaß- und eine Auslaßöffnung aufweist, zwischen denen eine Strömung gesteuert wird.

Siaierventile werden vielfach als DrucKbegrenzungs-Einrichtungen in Anlagen hohen Fluidumdruckes, wie Z.B. hydraulische Leistungsschaltungen, wegen ihrer Zuverlässigkeit und leichten Einstellbarkeit verwendet. Durch Verändern des Federdruckes an einem kleinen Steuerventil und durch Verwendung eines druckbetätigten Kobens wird die Notwendigkeit vermieden, das Haupt- oder Entlastungsventil mit einer starken Feder zu steuern. Allerdings ist sogar die leichtere Feder des Steuerventils noch viel zu stark, als daß sie durch eine elektromagnetische Einrichtung vernünftiger Größe und Kosten eingestellt werden könnte.

Demgemäß ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein gesteuertes Entlastungsventil zu schaffen, welches eine einfache, zuverlässige und billige elektromagnetische Einrichtung zum Verändern der Druckeinstellung, bei welcher das Entlastungsventil öffnet, aufweist.

Dieses Ziel wird erreicht durch ein, die Strömung steuerndes, verschiebbares Hauptventil, einen verschiebbaren Kolben, der mit dem Hauptventil verbunden ist und auf

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einer Seite dem Einlaßdruck und auf der anderen Seite dem Druck in einer Steuerkammer ausgesetzt ist, eine Einrichtung zum Herstellen eines Steuerflußes von der Einlaßöffnung über die Steuerkammer zu der Auslaßöffnung, wobei Verengungen oberhalb und unterhalb der Steuerkammer vorgesehen sind, und eine elektromagnetische Einrichtung zum Verändern einer der Verengungen, um dadurch den Steuerkammerdruck auf ein vorgewähltes Niveau zu bringen, wodurch sich das Druckniveau, bei welchem sich das Hauptventil öffnet, mit dem Grad der Erregung des Elektromagneten ändert.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung, ist ein bevorzugtes, erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines ges-feuertes Entlastungsventils dargestellt.

Das Gehäuse 10 hat eine Einlaßöffnung 12, eine bei 14 dargestellte Verlängerung davon und eine Auslaßöffnung 1.6. Das Gehäuse 10 beinhaltet eine Stuerkammer 18, in welche ein Kolben 20 verschiebbar eingebaut ist, welcher einen Teil eines Hauptventils 22 bildet, das normalerweise den Fluß durch eine Auflagefläche 24 zwischen der Einlaßöffnung 12 und der Auslaßöffnung 16 sperrt. Der Kolben 20 hat eine rohrförmige Verlängerung 26 mit einem Durchmesser, der dem effektiven Durchmesser der Auflagefläche 24 gleich ist, und dieses gleitet in einer Bohrung 28 in einem Deckelglied 30, welches mittels Bolzen, die nicht gezeigt sind, an dem Gehäuse 10 befestigt ist. Federn 32 und 34 drängen das Ventil 22 gegen die Auflagefläche 24.

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Ein innerer Durchgang 26 verbindet das I.nnere der Bohrung 28 mit der Auslaßöffnung 16. Der soweit beschriebene Aufbau ist typisch für ein gesteuertes Entlastungsventil, welches außer der oben beschriebenen noch viele andere Formen haben kann.

Das Hauptventil 22 wird auf seiner Auflagefläche durch die Federn 32 und 34 gehalten, welche durch den hydraulischen Druck unterstützt werden, der in der Steuerkammer 18 herrscht. Diese Kräfte wirken der hebenden Kraft entgegen, welche an der Unterseite des Kolbens 20 durch den an der Einlaßöffnung 12 existierenden Fluidumdruck ausgabt wird. Um ein veränderbares Druckniveau festzulegen, bei welchem das Hauptventil öffnet, ist eine Einrichtung zur veränderbaren Festlegung des Druckniveaus in der Steuerkammer 18 vorgesehen. Folglich ist ein schmaler Strömungspfad von der Einlaßöffnung 12 zu der Auslaßöffnung 16 über die Steuerkammer 18 vorgesehen. Dieser Pfad beinhaltet zwei Einlasse zu der Steuerkammer 18, nämlich einen Durchgang 40-42, welcher eine veränderliche Öffnung bei 44 und eine festgelegte Verengung 38 durch den Kolben 20 einschließt. Letztere kann weggelassen werden, wird aber zur Verbesserung der Empfindlichkeit der Anlage bevorzugt. Der Auslaß oder abwärtsführende Pfad von der Steuerkammer 18 weist einen vom Durchgang 42 ausgehenden Nebendurchgang 46, ein Druckausgleichsventil 48 und eine feststehende, aber einstellbare Verengung 50 auf, welche zu einem Durchgang 52 führt. Das Ausgleichsventil 48 hält einen konstanten Druckabfall (durch die Feder 49 festgelegt) über der Verengung 50 aufrecht und hält somit eine

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konstante Durchflußmenge von Durchgang 46 zu Durchgang 52 aufrecht, unabhängig von der Druckdifferenz zwischen der Steuerkammer 18 und der Auslaßöffnung 16. Der Durchgang 52 führt zu der Auslaßöffnung 16.

Zur Steuerung der Öffnung 44 ist ein elektromagnetisch betätigtes Prallplattenventil 54 vorgesehen, welches durch eine elektromagnetische Einrichtung 56 gesteuert wird. Abhängig von dessen Erregungsgrad öffnet oder verengt die Prallplatte 54 die Öffnung 44. Die Erregung kann in üblicher Weise festgelegt werden, so z.B. durch einen variablen Widerstand 58, welcher die Zufuhr von einer Gleichstromquelle 60 steuert. Ein Stabilisierungskolben 62 wirkt der magnetischen Kraft auf die Prallplatte 54 als Reaktion auf den Überdruck an dem Austritt der Öffnung 44 gegenüber dem Druck in der Auslaßöffnung 16, wie er in dem Durchgang 52 ersdieint, entgegen.

Im Betrieb hält die Prallplatte 54 bei einer gegebenen Einstellung des variablen Widerstandes 58 einen vorausbestimmten Abstand zur Öffnung 44 aufrecht. Wenn man sich daran erinnert, daß der Fluß' durch die Verengung 50 durch das Ausgleichsventil 48 konstant gehalten wird, so wid das Druckniveau in der Steuerkammer 18 durch den Druckabfall festgelegt, welcher als Folge des Flußes durch die zwei verengten Pfade 38 und 44 auftritt, wenn deren Gesamtfluß dem Fluß durch die Verengung 50 gleich ist. Sobald der Einlaßdruck dazu neigt, den Wert zu überschreiten, welcher durch den Druck in der Steuerkammer 18 und zusätzlich durch die Kraft der Federn 32 und 34 festgelegt ist,

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hebt dieser auf die untere Fläche des Kolbens 20 ausgeübte Einlaßdruck das Ventil 22 und Fluidum läuft über in die Auslaßöffnung 16.

Wenn es erwünscht ist, den Druck zu erhöhen, bei welchem das Ventil 22 öffnet, wird die Erregung des Elektromagneten 56 durch Einstellen des Widerstandes 58 vergrößert, wodurch die Öffnung 44 weiter geöffnet wird und der Druck in der Steuerkammer 18 ansteigt. Entsprechend kann ein reduzierter Druck eingestellt werden durch Verringerung der Erregung des Elektromagneten 56. Somit kann irgendeine gewünschte Druckeinstellung über einen kontinuierlichen Bereich lediglich durch Einstellen des variablen Widerstandes 58 erreicht werden, welcher natürlich manuell oder automatisch und an Ort und Stelle oder von einem entfernten Punkt aus eingestellt werden kann.

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Claims

Patentansprüche

1, )'Steuerventil, dessen Gehäuse eine Einlaß- und eine Auslaßöffnung aufweist, zwischen denen eine Strömung gesteuert wird,

gegenzeichnet durch ein die Strömung steuerndes verschiebbares Hauptventil, einen verschiebbaren Kolben, der mit dem Hauptventil verbunden ist und auf einer Seite dem Einlaßdruck und auf der anderen Seite dem Druck in einer Steuerkammer ausgesetzt ist, eine Einrichtung zum Herstellen eines Steuerflußes von der Einlaßöffnung über die Steuerkammer zu der Auslaßöffnung, wobei Verengungen oberhalb und unterhalb der Steuerkammer vorgesehen sind, und eine Einrichtung zum Verändern einer der Verengungen, um dadurch den Siaierkammerdruck auf ein vorgewähltes Niveau zu bringen und somit das Öffnen des Hauptventils bei einem bezogenen Druckniveau an der Einlaßöffnung zu ermöglichen.
2. Ventil nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Einstellen der Verengung elektromagnetisch die Veränderung der Verengung erzielt, wodurch sich das Druckniveau, bei welchem das Hauptventil öffnet, mit dem Grad der Erregung des Elektromagneten gndert.

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3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verengungen Druck-kompensiert sind, um eine feststehende Durchflußmenge aufrecht zu erhalten.
4. Ventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet eine Prallplatte aufweist und die zugeordnete Verengung durch eine Mündung gebildet wird, welche sich gegenüber der Prallplatte befindet.

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