DE2248486C2 - Hydraulischer Steuerschieber - Google Patents

Description

2. Hydraulischer Steuerschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils mehrere parallele längsverlaufende Bohrungen (66, 68) in einer Radialbohrung (70 bzw. 72) münden.

3. Hydraulischer Steuerschieber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere gleichsinnig beeinflußte Drosselstellen mit längsverlaufenden Bohrungen (74,86) und axial gegeneinander versetzten Radialbohrungen (76, 84) über einen Bohrungsringraum (62) hintereinandergeschaltet sind.

ten Ringraum umgeben ist, die mit je einem Druckraum eines hydraulischen Stellmotors verbunden sind,

im Bereich der Enden der Bohrung Räume gebildet sind, die mit einem ölauslaß in Verbirdung stehen,
die vorstehenden Umfangsteile des Schieberkörpers Drosselstellen für den öldurchgang von dem ersten Ringraum zu dem zweiten oder dritten Ringraum und von dera dritten bzw. zweiten *üngraum zu dem Auslaß aufweisen, die von längsverlaufenden Kanälen, die mit Ringnuten in Verbindung stehen, und radialen Bohrungen um den Umfang der vorstehenden Umfangsteile gebildet sind.

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Steuerschieber, bei welchem

a) ein Schiebergehäuse mit einer Bohrung vorgesehen ist,

b) ein mit Ringnuten versehener Schieberkörper von zylindrischer Grundform in dieser Bohrung geführt ist,

c) die Bohrung von einem zentralen ersten Ringraum umgeben ist, der mit einer Druckölzuleitung in Verbindung steht,

d) die Bohrung im axialen Abstand beiderseits des ersten Ringraums von einem zweiten und einem drit-Bei bekannten hydraulischen Steuerschiebern werden die Drosselstellen von Ringspalten zwischen dem Schiebergehäuse und den Kanten der vorstehenden Umfangsteiie des Sehieberkorpers gebildet Es hat sich gezeigt, daß bei solchen Steuerschiebern, insbesondere bei hohen Drücken und hohen Strömungsgeschwindigkeiten, eine unerwünscht starke Geräuschbildung durch

das durch den Ringspalt hindurchtretende Öl auftritt Eine solche Geräuschbildung ist in vielen Fällen sehr störend, insbesondere bei manchen militärischen Anwendungen oder bei Maschinen, bei denen eine Mehrzahl solcher Steuerschieber verwendet wird.

Es sind hydraulische Steuerschieber bekannt, bei denen die Drosselstellen von längsverlaufenden Kanälen und radialen Bohrungen gebildet sind (US-PS 28 12 775 und US-PS 31 23 335). Dabei sind die längsverlaufenden Kanäle Hinterschneidungen in den Wandungen der Ringnuten des Schieberkörpers (US-PS 28 12 775) oder Ringräume zwischen einer axialen Sacklochbohrung des Steuerschiebers und einem Schaft (US-PS 31 23 335). Die Radialbohrungen liegen alle in einer Ebene. Sie werden von K?jiten -drs Schiebergehäuses gleichzeitig mehr oder weniger abgedeckt Es sollen durch diese Ausgestaltung axiale Bernoullische Kräfte auf den Schieberkörper vermieden werden. Es geht nicht darum, Geräusche zu vermeiden, die bei starker Drosselung an einem schmalen Drosselspalt entstehen.

Und solche Geräusche werden auch nicht vermieden. Der relativ große Strömungsquerschnitt der Ringnuten und der Hinterschneidungen geht in den relativ dazu kleinen Strömungsquerschnitt der Radialbohrung über. Die Strömungsgeschwindigkeit des Öls beim Austritt aus den Radialbohrungen ist daher hoch. Es erfolgt bei der Schließbewegung weiterhin eine gleichzeitige starke Drosselung aller Radialbohrungen durch die Kante des Ringraums im Schiebegehäuse, wodurch die Geräuschbildung weiter begünstigt wird.

Es ist weiterhin ein hydraulischer Steuerschieber bekannt (DE-OS 19 59 764), bei welchem die Drosselstellen axiale Kanäle und radiale Bohrungen enthalten und bei welchem die radialen Bohrungen axial gegeneinander versetzt auf einer wendeiförmigen Linie angeordnet sind. Dabei hat der Schieberkörper keine Ringnuten, mit denen längsverlaufende Kanäle der Drosselstellen in Verbindung stehen. Vielmehr enthält der zylindrische Schieberkörper auf jeder Seite eine Längsbohrung mit großem Querschnitt. Ein erster Satz von radialen Bohrungen, die längs einer wendeiförmigen Linie angeordnet sind, stellen die Verbindung zwischen dem ölzufuhrkanal und dieser Längsbohrung her. Ein zweiter Satz von radialen Bohrungen, die in einer Ebene liegen, ver-

bindet die Längsbohrung mit dem Druckraum des Stellmotors. Bei Auslenkung des Schieberkörpers nach der anderen Seite stellt der erste Satz von radialen Bohrungen die Verbindung zu dem Druckraum des Stellmotors her und der zweite Satz die Verbindung zu einem Auslaß. Die Einstellung des ölstroms erfolgt dadurch, daß eine mehr oder weniger große Anzahl von radialen Bohrungen abgedeckt wird.

Auch dort ist das Problem der Geräuschbildung durch das ausströmende Öl weder angesprochen noch gelöst- Auch dort ist nämlich der Obergang von dem Längskanal mit großem Querschnitt zu der engen radialen Bohrung oder umgekenrt vorhanden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem hydraulischen Steuerschieber der eingangs definierten Art die Geräuschbildung an den Drosseisteilen zu vermindern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß

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g) jede der Drosselstellen eine Mehrzahl ion längsverlaufenden Bohrungen in dem Schieberkörper enthält und

h) die damit verbundenen radialen Bohrungen axial gegeneinander versetzt auf einer wendeiförmigen Linie um den Umfang der vorstehenden Umfangsteile angeordnet sind.

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Es hat sich gezeigt, daß durch eine solche Ausbildung die Geräusche eines hydraulischen Steuerschiebers erheblich vermindert werden können. Das Öl tritt nicht durch einen schmalen Drosselspalt mit scharfen Kanten hindurch, sondern durch eine Mehrzahl von definierten Axialbohrungen, wobei nach und nach bei der Bewegung des Schieberkörpers immer mehr Radialbohrungen abgedeckt oder freigegeben werden und dementsprechend der ölfluß verändert wird. Eine starke Drosseiung erfolgt also dadurch, daß nur wenige Radialbohrungen freiiiegen, durch welche aber ein normaler Öldurchfluß stattfindet, nicht aber dadurch, daß, wie bei dem Stand der Technik, ein sich um den gesamten Schieberkörper herum erstreckender Rmgspalt gleichmäßig schmal wird.

Die Geräuschbildung läßt sich weiterhin dadurch vermindern, daß jeweils mehrere parallele längsverlaufende Bohrungen in einer Rudialbohrung münden.

Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel inner Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.

F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen nach der Erfindung ausgebildeten Steuerschieber,

F i g. 2 zeigt einen Querschnitt durch den Schieberkörper und zwar auf der linken Seite von F i g. 2 öleinlaßseitig und auf der rechten Seite ölaushßseitig.

Über eine ölzuleitung 10 wird Drucköl zugeführt. In der ölzuleitung 10 ist eine Drosselstelle in Gestalt eines Hahnkükens 12 angeordnet, durch welches ein ge- βο wUnschter Drosselquerschnitt einstellbar ist. Der Öldruck in der ölzuleitung vor der Drosselstelle 12 wird über einen Kanal 14 in eine Bohrung 16 geleitet, in welcher ein Schie'aer 18 geführt ist Die Bewegung des Schiebers 18 ist durch einen Sprengring 20 begrenzt, so daß vor der in F i g. 1 linien Stirnfläche des Schiebers 18 eine Kammer frei bleibt Die Ölzuleitung 10 mündet hinter der Drosselstelle 12 ebenfalls in der Bohrung 16, jedoch vor der anderen Stirnfläche des Schiebers 18. Mit dem Schieber 18 ist ein Federteller 22 verbunden, über welchen der Schieber 18 von einer Druckfeder 24 belastet ist Die Druckfeder 24 sucht den Schieber 18 nach links in F i g. 1 zu drücken und in Anlage an dem Sprengring 20 zu halten. Der Schieber 18 weist eine Ringnut 26 auf. Im Bereich der Ringnut 26 ist die Bohrung 16 von einem Ringraum 28 umgeben. Im Abstand von dem Ringraum 28 ist ein weiterer Ringraum 30 vorgesehen.

Auf der in F i g. 1 rechten Stirnfläche des Schiebers 18 münden Axialbohrungen 32, die an ihrem Unken Ende in Radialbohrungen 34 münden. Die Radialbohrungen sind axial gegeneinander versetzt und, wie in F i g. 1 dargestellt, auf einer wendeiförmigen Linie längs des Umfanges des Schieberkörpers 18 angeordnet Entsprechende Axialbohrungen 36 gehen von der linken Wandung der Ringnut 26 aus und münden ebenfalls in Radialbohrungen 38, die auf einer wende!förmij?.°?i Linie längs des Urnfanges des Schieberkörpers 18 angeordnet sind. Je naich der Stellung des Schieberkörpers 18 sind mehr oder weniger der Radialbohrungen 34 und 38 von den gegenüber den Ringräumen 28 und 30 vorstehenden Wandungsteilen 40,42 der Bohrung 16 abgedeckt

Aus dem Ringraum 30 führt ein Kanal 44 in einen Riingraum 46. Der Ringraum 46 umgibt eine axiale Bohrung 48, in welcher ein Schieberkörper 50 des Steuerschiebers geführt ist Der Schieberkörper 50 besitzt eine zentrale Ringnut 52 und zwei Ringnuten 54 bzw. 56 in der Nähe seiner Enden. Im Abstand von dem Ringraum 46 ist die Bohrung 48 von zwei Ringräumen 58,60 umgeben, die mit je einem Druckraum eines hydraulischen Stellmotors verbunden sind. Der hydraulische Stellmotor kann beispielsweise von einem beidseitig beaufschlagten Kolben gebildet werden, der in einem Zylinder geführt ist wobei die Druckräume von den Zylinderteilen auf der einen und auf der anderen Seite des Kolbens gebildet werden. Es sind weiterhin im Abstand von den Ringräumen 58 und 60 beidseitig von diesen we-iere Ringräume 62 und 64 vorgesehen.

Von der Ringnut 52 gehen nach beiden Seiten längsverlaufende Kanäle 66 bzw. 68 aus, die in Radialbohrungen 70 bzw. 72 münden. Die Radialbohrungen liegen auf wendeiförmigen Linien längs des Umfanges des Schieberkörpers 50, wobei die Linie der Radiaibohrungen 70 gegensinnig zu der Linie der Radialbohrungen 72 verläuft, derart, daß bei einer Bewegung des Schieberkörpers 50 nach links immer mehr Radialbohrungen 70 in den Bereich des Ringraumes 58 gelangen, während die Bohrungen 72 von der Wandung der Bohrung 48 abgedeckt bleiben.

Umgekehrt gelangen bei einer Bewegung des Schieberkörpers 50 nach rechts Bohrungen 72 in den Bereich des Ringraumes 60, während die Bohrungen 70 abgedeckt sind. Von der in F i g. 1 rechter. Wandung der Ringnut 56 gehen Axialbohrungen 74 aus, die in Radialbohrungen 76 münden. Diese Radialbohrungen 76 sind ebenfalls wieder uuf einer wendeiförmigen Linie angeordnet wobei diese Linie gegensinmig zu der wendeiförmigen Linie der Bohrungen 70 verläuft In entsprechender Weise gehen von der linken Wandarg eier Ringnut 54 axiale Bohrungen 78 aus, die in Radialbohrungen 80 münden. Auch die Radialbohrungen 80 sind auf einer wendeiförmigen LWiie angeordnet, die gegensinnig zu der wendeiförmigen Linie der Bohrungen 72 verläuft.

In dem links von der Ringnut 56 liegenden Teil 82 des Schieberkörpers 50 sind Radialbohrungen 84 angeordnet, von denen Axialbohrungen 86 nach links in F i g. 1

verlaufen, die in der linken Stirnseite des Schieberkörpers 50 münden. Die Radialbohrungen 84 liegen wieder auf einer wendelförmig^ Linie, die gleichsinnig zu der wendeiförmigen Linie der Radialbohrungen 76 angeordnet ist Symmetrisch hierzu ist die Anordnung am anderen Ende des Schieberkörpers mit einem endseitigen Teil 88 des Schieberkörpers 50 in welchem Radialbohrungen 90 auf einer wendeiförmigen Linie angeordnet sind, die gleichsinnig zu der wendeiförmigen Linie der Bohrungen 80 verläuft. Von den Radialbohrungen 90 gehen Axialbohrungen 92 aus, die in der rechten Stirnseite des Schieberkörpers 50 münden. Die Teile der Bohrung 48 vor den Stirnseiten des Schieberkörpers 50 stehen mit einem ölauslaß 94 in Vei bindung.

Der Schieberkörper 50 ist von einer Steuerstange 96 her mittels eines Folgekolbensystems versteilbar. Zu diesem Zweck ist die Steuerstange 96 mit zwei im Abfand voneinander angeordneten Kolben 98 und !00 versehen, die in einem Zylinder 102 gleiten. Der Zylinder 102 sitzt seinerseits in einem Kolben 104, der in einem Zylinder 106 im Gehäuse geführt ist. Der Kolben ist durch eine Hülse 108 mit dem Schieberkörper 50 verbunden.

Drucköl gelangt über eine Leitung 110 in eine Umfangsausnehmung 112 des Kolbens 104 und von dort über eine Radialbohrung 114 in einen Ringraum 116. Der Ringraum steht in nicht dargestellter Weise mit dem Innenraum 118 um die Steuerstange % herum und zwischen den Kolben 98 und 100 in Verbindung.

Bei einer Bewegung der Steuerstange 96 nach links tritt Drucköl aus dem Raum 118 an dem Kolben 98 vorbei durch eine Radialbohrung 120 in einen Ringraum 122 und über eine Radialbohrung 124 und eine Axialbohrung 126 in den Zylinderraum 128 rechts von dem Kolben 104. Der Kolben 104 und damit die Hülse 108 und der .Schieberkörper 50 werden somit der Steuerstange 96 folgend nach links bewegt Der Zylinderraum 130 links von dem Kolben 104 wird über eine Axialbohrung 132, eine Radialbohrung 134, einen Ringraum 136 und eine Radialbohrung 138, die von der in F i g. 1 rechten Kante des Kolbens 100 freigegeben wird, über das Innere der Hülse 108 und Bohrungen 140 sowie die Verbindungsleitung 142 mit dem ölauslaß verbunden.

In entsprechender Weise wird bei Bewegung der Steuerstange 96 aus der gezeichneten Stellung heraus nach rechts der Raum 118 mit dem Drucköl über 138, 136,134 und 132 mit dem Zylinderraum 130 verbunden und der Zylinderraum 128 über Kanal 126, Bohrung 124, Ringraum 122 an der linken Kante des Kolbens 98 vorbei, das Innere c?2r Hülse 108 und die Bohrungen 144 mit dem Ölauslaß 94 verbunden.

Der Öldruck in der Leitung 110 wird durch einen Öldruckregler 146 geregelt Dieser Öldruckregler 146 enthält einen Hohlkolben 148 in weichen über eine Leitung 150 Drucköl aus der ölzuleitung 10 über eine Radialbohrung 152 eingeleitet wird. Der Hohlkolben 148 ist von einer Feder 154 belastet Die Radialbohrung 152 bildet mit einer Gehäusekante 156 eine veränderbare Drosselstelle. Es stellt sich im Inneren des Hohlkolbens 148 ein solcher Druck ein, daß der Kraft der Feder 154 die Waage gehalten wird. Dieser Druck wird über eine Bohrung 158 auf den Kanal 110 gegeben.

Die Drosselstelle 12, der Schieber 18 und die Druckfeder 24 bilden einen Mengenregler für das dem Schieber zufließende DrucköL An dem Schieberkörper 18 des Mengenreglers wirkt auf der einen Stirnseite über Kanal 14 der Öldruck in der ölzuleitung 10. Auf die andere Stirnseite wirkt der verminderte Öldruck hinter der Drosselstelle 12. An dem Schieberkörper 18 wirkt also der Druckabfall an der Drosselstelle 12 der Kraft der Feder 24 entgegen. Das öl strömt durch die Bohrungen 32, die Radialbohrung 34, den Ringraum 28, die Bohrun gen 36, die Radialbohrung 38 und den Ringraum 30 zu dem Kanal 44. Der Schieber stellt sich in eine solche Gleichgewichtslage ein, daß ein vorgegebener Druckabfall an der Drosselstelle 12 auftritt, was einer vorgegebenen Strömungsmenge entspricht. Die Schieber-

Drosselstelle wird hier von den hintereinander geschalteten Kanälen 32 und 36 mit den Radialbohrungen 34 und 38 gebildet, wobei je nach der Stellung des Schiebers mehr oder weniger Radialbohrungen 34 freigelegt und die anderen Radialbohrungen abgedeckt sind. Es wird also auch bei dem Mengenregler kein Ringspalt gebildet, der bei starker Drosselung sehr schmal werden muß und dann zu Geräuschbildung Anlaß gibt. Das nrijnWftl in der Leitung 44 wird bei einer Bewegung des Schieberkörpers 50 nach links in F i g. I über die Kanäle 66 in den Ringraum 58 geleitet, von wo aus es in einen Druckraum des hydraulischen Stellmotors gelangt. Die Radialbohrungen 76 sind dabei abgedeckt. Dafür werden Radialbohrungen 80 freigelegt, so daß aus dem anderen Druckraum des hydraulischen Stellmotors über Ringraum 60, Bohrung 80, Kanäle 78, Ringraum 64, Radialbohrungen 90 und Axialbohrungen 92 öl in den öiauslaß M gelangt Auch hier werden Ringspalte vermieden und ersetzt durch Radialbohrungen, von denen je nach Stellung des Schieberkörpers 50 mehr oder weni ger freigegeben werden in Verbindung mit längs verlau fenden Kanälen, z. B. 66.

Es sind einer Radialbohrung, z. B. 70, zwei solche längs verlaufende Kanäle 66 zugeordnet. Dadurch erfolgt nochmal eine Aufteilung der Strömung, was zu

einer weiteren Geräuschverminderung führt Die Spannung des Öls aus dem Druckraum des hydraulischen Stellmotors zum ÖlauslaÖ 94 erfolgt kaskadenförmig über zwei hintereinander geschaltete Drosselstellen 80, 78 und 90,92, was ebenfalls geräuschmindernd wirkt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Hydraulischer Steuerschieber, bei welchem

a) ein Schiebergehäuse mit einer Bohrung vorgesehen ist,

b) ein mit Ringnuten versehener Schieberkörper von zylindrischer Grundform in dieser Bohrung geführt ist,

c) die Bohrung von einem zentralen ersten Ringraum umgeben ist, der mit einer Druckölzuleitung in Verbindung steht,

d) die Bohrung im axialen Abstand beiderseits des ersten Ringraums von einem zweiten und einem dritten Ringraum umgeben ist, die mit je einem Druckraum eines hydraulischen Stellmotors verbunden ist,

e) im Bereich der Enden der Bohrung Räume gebildet sind, die mit einem ölauslaß in Verbindung stehen,

f) die vorstehenden Umfangsteile des Schieberkörpers Drosselstellen für den Öldurchgang von dem ersten Ringraum zu dem zweiten oder dritten Ringraum und von dem dritten bzw. zweiten Ringraum zu iiem Auslaß aufweisen, die von längsverlaufenden Kanälen, die mit Ringnuten in Verbindung stehen, und radialen Bohrungen um den Umfang der vorstehenden Umfangsteile gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß

g) jede der Droiselstelfc^i eine Mehrzahl von längsverlaufenden Bohrungen (66, 68; 74, 78; 86,92) in dem Schieberkc-per enthält und

h) die damit verbundenen radialen Bohrungen (70, 72; 76,80; 84,90) axial gegeneinander versetzt auf einer wendeiförmigen Linie um den Umfang der vorstehenden Umfangsteile angeordnet sind.