DE1102513B

DE1102513B - Magnetsteuerventil

Info

Publication number: DE1102513B
Application number: DES31785A
Authority: DE
Inventors: Rene Lucien
Original assignee: Societe dInventions Aeronautiques et Mechaniques SIAM SA
Current assignee: Societe dInventions Aeronautiques et Mechaniques SIAM SA
Priority date: 1952-10-08
Filing date: 1953-01-10
Publication date: 1961-03-16

Description

Magnetsteuerventil Die Erfindung bezieht sich auf ein Magnetsteuerventil für eine Druckflüssigkeit, insbesondere mit Steuerung mit Elektronenröhren, mit einem Anschluß für die ankommende Druckflüssigkeit, einem Anschluß für den Servomotor und einem Anschluß für einen Rücklaufbehälter, wobei alle drei Anschlüsse mit der gleichen Kammer verbunden sind.
Bei einfachen Magnetventilen, die nur absperren können, ist es bekannt, zur Verhinderung eines Zuschlagens des Ventils besondere Stoßdämpfer vorzusehen. Es ist ferner bei einem solchen einfachen Magnetventil bekannt, das mit dem Anker verbundene Ventil bei seiner federbetätigten Schließbewegung durch Flüssigkeitsverdrängung über eine Umwegleitung zu dämpfen, um so ebenfalls ein Zuschlagen des Ventils zu vermeiden.
Das Magnetsteuerventil nach der Erfindung soll Anwendung finden bei der Lösung von Steuerungsproblemen hoher Genauigkeit, bei denen durch die Servomotoren sehr häufige Korrekturen in beiden Richtungen notwendig sind. Bei derartigen Einrichtungen reicht es nicht aus, das Zuschlagen des Ventils zu verhindern, sondern es ist notwendig, die Schwingungen und Geräusche zu vermeiden, die die äußerst schnellen Veränderungen der Ventilstellungen begleiten können. Zugleich ist ein stabiles Arbeiten des Magnetsteuerventils unbedingt erforderlich.
Diese Forderungen werden nach der Erfindung dadurch erfüllt, daß in den Strömungsweg der Druckflüssigkeit zwischen der Kammer und dem Anschluß zum Rücklaufbehälter ein Ventil eingeschaltet ist, das in üblicher Weise mit dem Anker des Elektromagneten fest verbunden ist und daß die Druckflüssigkeit zwischen dem Ventil und diesem Anschluß durch eine Kammer hindurchgeht, die mit dem Anschluß durch wenigstens eine gedrosselte Bohrung verbunden ist und daß der Anker durch den Boden der Kammer nach Art eines Dämpfungskolbens derart hindurchgeht, daß auf der dem Ventil entgegengesetzten Seite auf den Anker ein Gegendruck der Druckflüssigkeit ausgeübt wird, dessen Wert in dem gleichen Maße zunimmt oder abnimmt, in dem der Durchgangsquerschnitt des Ventils zunimmt oder abnimmt. Dadurch wird der Vorteil erzielt, daß die Bildung von störenden Geräuschen und von schädlichen Schwingungen bei der Ventilbetätigung ausgeschlossen ist, ohne daß ein gesonderter Dämpfungskolben verwendet wird. Der dem Servomotor zugeführte Druck ist eine stetige und gleichbleibende Funktion des Steuerstromes. Durch die Erfindung wird ein unbedingt stabiles Arbeiten gesichert und daher ein Magnetsteuerventil geschaffen, das sehr hohen Genauigkeitsanforderungen gewachsen ist.
Eine besonders zweckmäßige Ausbildung des Magnetsteuerventils ergibt sich dadurch, daß die Kammer, die Leitung zum Sitz. des Ventils der Magnetanker und die Kammer koaxial zur Wicklung des Elektromagneten angeordnet sind.
Als besonders vorteilhaft erwiesen hat sich die Anordnung von zwei gleichen Magnetsteuerventilen nach der Erfindung, die symmetrisch angeordnet sind, und deren Anschlüsse zu einem doppeltwirkenden hydraulischen Servomotor führen, wobei die beiden Wicklungen der Elektromagneten derart in einen elektrischen Steuerstromkreis eingeschaltet sind, daß sie in entgegengesetzter Weise wirken.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Magnetsteuerventils nach der Erfindung bei seiner Anwendung als Steuervorrichtung für einen doppelt wirkenden Servomotor dargestellt.
Die Steuervorrichtung enthält im Gehäuse D zwei gleich ausgebildete, symmetrisch angeordnete Magnetsteuerventile. Es tragen gleiche Teile gleiche Bezugszeichen.
Beide Steuerventile I und II besitzen eine gemeinsame DruckflüssigkeitszuleitungP und eine gemeinsame Rücklaufleitung H zum Flüssigkeitsbehälter, wobei jedes Ventil I, 1I den Druck in den entsprechenden Kammern eines doppeltwirkenden Servomotors regelt. In der Zeichnung sind die Druckquelle, der Flüssigkeitsbehälter und der Servomotor nicht dargestellt, da sie nicht Gegenstand der Erfindung sind. Mit der Steuervorrichtung kann auch ein einfach wirkender Servomotor gesteuert werden. In dem Fall braucht nur ein Ventil der Steuervorrichtung benutzt zu werden.
Jedes Ventil I, II hat eine Kammer B, die einerseits durch eine kalibrierte Öffnung ct mit dem Anschluß A für die Druckquelle und andererseits über den Anschluß V mit dem Verbraucherkreis, z. B. dem Servomotor, verbunden ist.
Wenn der Druck der durch den Anschluß A zugeführten Druckflüssigkeit nicht genau konstant ist, ist das kein Nachteil, da selbst eine merkbare Druckänderung die Steuervorrichtung nicht stört.
Die kalibrierte Öffnung a bestimmt die Größe der Flüssigkeitslieferung nach dem Verbrauchsdruck, z. B. dem Arbeitsdruck des Servomotors.
Der Druck in der Kammer B wird vom Durchgangsquerschnitt der Öffnung b an der Mündung des Kanals c bestimmt, dessen anderes Ende in die Kammer B mündet.
Der Drosselquerschnitt der Öffnung b wird durch ein elektromagnetisch gesteuertes Ventil geregelt. Das Ausführungsbeispiel arbeitet mit einem kegelförmigen Verschlußstück d, das aber auch durch eine andere Form, z. B. eine Kugel, eine Nadel, einen Schieber, eine flache Klappe od. dgl., ersetzbar ist.
Das Ventil d wird durch einen Magnetanker e gesteuert, der das Ventil d gegen die Öffnung b mit einer dem Strom der Wicklung f proportionalen Kraft drückt. Diese Wicklung f liegt im Magnetfeld g, in dessen Achse der Kanal c liegt.
Das Verschlußstück d in der Öffnung b regelt den Flüssigkeitsdruck in der Kammer B, da ein Teil der Druckflüssigkeit durch die Kanäle hl und h2, die obere Kammer i, die Bohrungen J, die Kammern. h und h, den Rücklaufanschluß R und die Rücklauflei-_ng Hin den Behälter zurückfließt. Die Bohrungen J sind so kalibriert, daß in Abhängigkeit von der Liefermenge in der oberen Kammer i ein bestimmter Druck herrscht und derart auf den Magnetanker e wirkt, daß er dessen Bewegung behindert. Diese Gegenwirkung beseitigt praktisch jedes Geräusch, das sonst durch das Flattern des Magnetankers e zustande kommt. Sie bedingt zwar einen gewissen Leistungsverlust in dieser Stufe, erhöht aber die Steuerfähigkeit und eine hohe Leistung der ganzen Einrichtung.
Diese paarweisen Steuervorrichtungen reit den zwei genau gleichen Magnetsteuerventilen haben den großen Vorteil, daß sie völlig unabhängig von den Beschleunigungskräften der Steuervorrichtung arbeiten. Solche Beschleunigungskräfte können nämlich bei Unsymmetrien unter Umständen die Arbeit der Steuervorrichtung empfindlich stören.
Der dem hydraulischen Motor durch die Steuervorrichtung gelieferte Druck ist eine lineare Funktion des Stroms in der Wicklung f. Zweckmäßig schützt man den Eingang jedes Ventils I,II durch ein hinter dem Anschluß A für die Druckflüssigkeit angeordnetes Filter 1.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Maglietsteuerventil für eine Druckflüssigkeit, insbesondere mit einer Steuerung mit Elektronenröhren, mit einem Anschluß für die ankommende Druckflüssigkeit, einem Anschluß für den Servomotor und einem Anschluß für einen Rücklaufbehälter, wobei alle drei Anschlüsse mit der gleichen Kammer verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß in den Strömungsweg der Druckflüssigkeit zwischen der Kammer (B) und dem Anschluß (K) zum Rücklaufbehälter ein Ventil (b, d) eingeschaltet ist, das in üblicher Weise mit dem Anker (e) des Elektromagneten (g) fest verbunden, ist und daß die Druckflüssigkeit zwischen dem Ventil (b, d) und dem Anschluß (K) durch eine Kammer (i@ hindurchgeht, die mit dem Anschluß (K) durch wenigstens eine gedrosselte Bohrung (j) verbunden ist und daß der Anker (e) durch den Boden der Kammer (i) nach Art eines Dämpfungskolbens derart hindurchgeht, daß auf der dem Ventil (b, d) entgegengesetzten Seite auf den Anker (e) ein Gegendruck der Druckflüssigkeit ausgeübt wird, dessen Weft in dem gleichen Maße zunimmt oder abnimmt, in dem der Durchgangsquerschnitt des Ventils (b; d) zunimmt oder abnimmt.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da.ß die Kammer (B), die Leitung (c) zum Sitz (b) des Ventils (b, d), der Magnetanker (e) und die Kammer (i) koaxial zur Wicklung (f) des Elektromagneten (g) angeordnet sind.
3. Die Anordnung von zwei gleichen Magnetsteuerventilen nach den Ansprüchen 1 und 2, die symmetrisch angeordnet sind und deren Anschlüsse (u) zu einem doppeltwirkenden hydraulischen Servomotor führen, wobei die beiden Wicklungen (f) der Elektromagneten (g) derart in einen elektrischen Steuerstromkreis eingeschaltet sind, daß sie in entgegengesetzter Weise wirken. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 554 60'6, 571723; schweizerische Patentschrift Nr. 158 338; französische Patentschriften Nr. 574 387, 667 004; französische Zusatzpatentschrift Nr. 22 949 (Zusatz zur Patentschrift Nr. 520 807) ; britische Patentschriften Nr. 18$ 680, 553 273, 555 623; USA.-Patentschriften Nr. 1333 681, 2 108 979, 2 425 380, 2 573 369.