DE3909433A1 - Elektrohydraulische stelleinrichtung - Google Patents
Elektrohydraulische stelleinrichtungInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
- F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
- F15B13/04—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
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Description
Die Erfindung geht aus von einer elektrohydraulischen Stelleinrich
tung nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Es ist schon eine solche elektrohydraulische Stelleinrichtung aus
der DE 32 34 231 A1 bekannt, die für eine genaue Betätigung des
Steuerschiebers eines Wegeventils mit einer Lageregelung durch
Kraftvergleich arbeitet. Dabei arbeitet die Stelleinrichtung mit
einem Differentialkolben, dessen beide Stirnseiten über zwei
3-Wege-Regelventile angesteuert werden. Von Nachteil bei dieser
doppelt wirkenden Stelleinrichtung ist, daß die für die Rückführung
dienenden mechanischen Bauelemente, wie Meßfedern, Regelventile und
deren zugehörige Magnetbetätigung in Längsrichtung des Steuerschie
bers des Wegeventils angeordnet sind, so daß sich einmal eine große
axiale Baulänge ergibt. Zum anderen gestaltet sich der Wegabgriff
vom Kolbenschieber des Wegeventils über zwei im Kolben liegende
Innenkegel, einen Kranz von gehäusefest angeordneten Kugeln und
einem einen Außenkegel aufweisenden Bauteil ungünstig und aufwendig.
Durch diese Bauweise ist es sehr schwierig, die Stelleinrichtung re
lativ zum Wegeventil zu justieren. Vor allem können die im Inneren
der Stelleinheit angeordneten Meßfedern nicht unter Betriebsbedin
gungen
eingestellt werden. Zudem arbeitet die Stelleinrichtung mit einem
bei einer Auslenkungsrichtung beidseitig beaufschlagten Differen
tialkolben, was nicht nur zu einem höheren Steuerölverbrauch, son
dern auch zu einem kritischeren Ausfallverhalten der Einrichtung
führt.
Ferner ist aus der DE 26 35 472 C2 eine elektrohydraulische Stell
einrichtung für den Kolbenschieber eines Wegeventils bekannt, bei
der der Stellkolben gleichgroße Druckflächen und eine schräge
Nockenfläche an einem Konus aufweist, der zur Lagerückführung dient.
Das den Stellkolben steuernde, proportional arbeitende Regelventil
ist hier senkrecht zur Längsachse des Kolbenschiebers im Wegeventil
angeordnet, wodurch die Justage erleichtert wird. Diese Stellein
richtung weist nur eine einzige Meßfeder und eine einzige Nocken
fläche auf, so daß der Kraftvergleich für beide Richtungen mit der
gleichen Meßfeder erfolgt. Diese Stelleinrichtung eignet sich daher
nicht für unterschiedliche Hübe in beiden Richtungen, wo außer dem
Nullpunkt ein Arbeitspunkt nach einem bestimmten Hub einzustellen
ist. Ferner arbeitet diese Stelleinrichtung mit einem aufwendigen
4/3-proportional-Wegeventil, das in eine hydraulische Vollbrücke ge
schaltet ist und somit am Stellkolben stets einen Differenzdruck
steuert. Durch die Schaltung als Vollbrücke ergibt sich eine größere
Hysterese und somit eine geringere Laststeifigkeit. Zudem erfolgt
die Lagerückführung durch eine aufwendig bauende Schieberhülse. Die
Brückenschaltung führt zu einem relativ hohen Steuerölverbrauch;
ferner muß zum Ansteuern der federzentrierten Mittelstellung des
Kolbenschiebers das Regelventil bestromt werden. Wird das Wegeventil
über die zusätzliche, manuelle Betätigungseinrichtung betätigt, so
steuert die Stelleinrichtung dagegen; dies führt zu hohen Betäti
gungskräften bei der Handbetätigung.
Die erfindungsgemäße elektrohydraulische Stelleinrichtung mit den
kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den
Vorteil, daß sie eine einfache und kostengünstige Bauweise ermög
licht, die sich zudem durch ein sicheres Ausfallverhalten und durch
eine leichte Justage im Betrieb auszeichnet. Dabei können für beide
Betätigungsrichtungen unterschiedliche Meßfedern verwendet werden,
die sich einzeln justieren lassen. Durch die Verwendung eines druck
ausgeglichenen Stellkolbens und dessen Ansteuerung in einem Druck
aufbausystem wird ein sicheres Ausfallverhalten der Stelleinrichtung
erreicht. Sowohl die Justage der Stelleinrichtung relativ zum Wege
ventil als auch die Einstellung beliebiger Arbeitspunkte ist leicht
und kostengünstig durchführbar.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor
teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch
angegebenen Stelleinrichtung möglich. Besonders vorteilhaft ist eine
Ausbildung nach Anspruch 2, wodurch die Justage einzelner Arbeits
punkte für beide Bewegungsrichtungen in einfacher Weise unter Be
triebsbedingungen durchführbar ist. Zweckmäßige Weiterbildungen las
sen sich nach den Ansprüchen 3 und 4 erzielen, die eine einfache,
kompakte und kostengünstige Bauweise unterstützen. Vorteilhaft ist
es, die Stelleinrichtung gemäß Anspruch 5 weiterzubilden, was neben
einem sicheren Ausfallverhalten den Energieverbrauch niedrig hält.
Der Stellkolben läßt sich dadurch in einem Druckaufbausystem an
steuern, wobei seine beiden Druckflächen bei nicht bestromten Regel
ventilen ständig zum Rücklauf entlastet sind. Äußerst zweckmäßig ist
eine Ausbildung der Stelleinrichtung nach Anspruch 7, was deren ein
fache Justage zum Wegeventil begünstigt, indem das Längsspiel in
Neutralstellung des Kolbenschiebers weitgehend ausgeglichen werden
kann. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den
übrigen Ansprüchen 8-12, die zudem eine kompakte und robuste Bau
weise sowie eine relativ kurze Baulänge der Stelleinrichtung begün
stigen. Besonders zweckmäßig ist ferner eine Ausbildung nach An
spruch 14, wodurch der Stellkolben ohne Demontage der Regelventile
und ihrer Meßstifte im Stellgehäuse aus- und einbaubar ist; zudem
können die Meßstifte kleine Durchmesser aufweisen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge
stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die
einzige Figur zeigt einen Längsschnitt durch eine elektrohydrauli
sche Stelleinrichtung in vereinfachter Darstellung.
Die Figur zeigt einen Längsschnitt durch eine elektrohydraulische
Stelleinrichtung 10, die an ein Wegeventil 11 stirnseitig angebaut
ist und mit deren Hilfe dessen längsbeweglicher Kolbenschieber 12
fernverstellbar ist.
Die Stelleinrichtung 10 weist ein Stellgehäuse 13 auf, das ein von
einem Flansch 14 ausgehendes, rohrförmiges Gehäuseteil 15 aufweist.
Dieses rohrförmige Gehäuseteil 15 nimmt in einer Längsbohrung 16 als
verschiebbares, kolbenartiges Teil einen Stellkolben 17 auf. Der
dicht und gleitend geführte Stellkolben 17 unterteilt die Längsboh
rung 16 in eine dem Wegeventil 11 zugewandte, erste Steuerkammer 18
und in eine äußere, zweite Steuerkammer 19, die ferner durch eine
nach außen ragende Kolbenstange 21 abgedichtet ist. Die Kolben
stange 21 ist zudem im rohrförmigen Gehäuseteil 15 geführt und weist
an ihrem äußeren, stirnseitigen Ende als Schlüsselfläche einen
Innensechskant 22 auf. Eine auf das Gehäuseteil 15 aufgesteckte
Schutzhaube 23 umschließt das herausragende Ende der Kolbenstange 21.
Im Bereich der ersten Steuerkammer 18 weist der Stellkolben 17 einen
ersten, kegelstumpfförmigen Konus 24 auf, an dem eine schräg zur
Längsachse des Stellkolbens 17 verlaufende erste Nockenfläche 25
ausgebildet ist. In entsprechender Weise weist der Stellkolben im
Bereich der zweiten Steuerkammer 19 einen zweiten Konus 26 auf, an
dem die schräg verlaufende, zweite Nockenfläche 27 ausgebildet ist.
Der Stellkolben 17 mit seinen beiden Konus-Abschnitten 24, 26 sowie
mit seiner Kolbenstange 21 ist koaxial zum Kolbenschieber 12 des We
geventils 11 geführt und durch einen Gewindebolzen 28 mit dem Kol
benschieber 12 gekoppelt. Der Gewindebolzen 28 ist einerseits mit
seinem Gewindeende 29 unmittelbar in den Kolbenschieber 12 einge
schraubt, während er an seinem anderen Ende 31 durch eine form
schlüssige, verdrehgesicherte Verbindung, die in Form einer
T-Nut-Einhängung 32 ausgebildet sein kann, an den Stellkolben 17 ge
koppelt ist. Innerhalb des rohrförmigen Gehäuseteils 15 ist im Be
reich des Gewindebolzens 28 ferner eine doppelt wirkende Rückstell
einrichtung 33 angeordnet, die einen inneren (34) sowie einen äuße
ren Federteller 35 aufweist, zwischen denen eine vorgespannte Rück
stellfeder 36 liegt. Als gehäusefeste Anschläge für die beiden Fe
derteller 34, 35 dient einerseits die Stirnwand 37 des Wegeventils
11 und andererseits ein Absatz 38 in der Längsbohrung 16.
Das Stellgehäuse 13 weist zwei trichterförmige Gehäuseansätze 39, 41
auf, die nebeneinander, zueinander parallel und senkrecht zur Längs
achse des Stellkolbens 17 auf das rohrförmige Gehäuseteil 15 aufge
setzt sind, wobei deren Mittelachsen im Bereich der Konusse 24, 26
liegen. Jeder Gehäuseansatz 39, 41 nimmt in seiner mehrfach abge
setzten Ausnehmung 42 bzw. 43 ein erstes (44) bzw. zweites Regelven
til 45 auf, die untereinander baugleich sind. Im folgenden wird des
halb lediglich das erste Regelventil 44 beschrieben, wobei für das
baugleiche zweite Regelventil 45 für gleiche Bauelemente gleiche Be
zugszeichen gelten, die jedoch mit dem Index′ versehen sind.
Das erste Regelventil 44 besteht aus einem Ventileinsatz 46 und
einer zugeordneten Rückführeinrichtung 47. Der Ventileinsatz 46 hat
ein entsprechend der Ausnehmung 42 mehrfach abgesetztes Ventilgehäu
se 48, das mit einem Gewindestutzen 49 in den ersten Gehäuseansatz
39 einschraubbar ist und dabei einen innen liegenden Federraum 51,
einen mittig liegenden Ablaufraum 52 sowie einen außen liegenden
Steuerraum 53 voneinander dicht trennt. Der Federraum 51 steht über
einen Zulaufkanal 54 mit einem Zulaufanschluß 55 in dem Flansch 14
in Verbindung, der vom Wegeventil 11 aus mit Steuerdruckmittel ver
sorgt wird. Ein Ablaufraum 52 ist über einen Ablaufkanal 56 mit
einem Ablaufanschluß 57 verbunden, der ebenfalls über das Wegeventil
11 zum Rücklauf entlastet ist. Der Steuerraum 53 hat über einen ver
setzt zur Zeichenebene liegenden Steuerkanal 58 mit der ersten
Steuerkammer 18 Verbindung, wobei dieser Steuerkanal 58 vereinfacht
dargestellt ist.
Das Ventilgehäuse 48 nimmt in seiner Schieberbohrung als Steuer
schieber einen längsbeweglichen Steuerschieber 59 auf, der über sei
nen Längskanal 61 den Federraum 51 mit einem Ankerraum 62 verbindet.
Durch eine den Längskanal 61 durchdringende Querbohrung sind am
Hohlschieber 59 eine zulaufseitige Drucksteuerkante 63 und durch
eine außen liegende Eindrehung eine Ablaufsteuerkante 64 ausgebil
det. Der Ankerraum 62 ist nach außen hin druckdicht verschlossen und
nimmt einen Anker 65 auf, der von einem auf das Ventilgehäuse 48
aufgesetzten Magneten 66 betätigbar ist. Der Magnet 66 ist ein Pro
portionalmagnet, der entsprechend der Größe seines elektrischen Ein
gangssignals eine Kraft auf den Anker 65 und damit auf den Hohl
schieber 59 ausübt. Der Hohlschieber 59 stützt sich mit seinem in
den Federraum 51 ragenden Ende auf einer Meßfeder 67 ab, die mit
ihrem anderen Ende auf einen Meßstift 68 wirkt, der in einem Boden
teil 69 des ersten Gehäuseansatzes 39 dicht und gleitend geführt
ist. Der Meßstift 68 dichtet somit den Federraum 51 gegen die erste
Steuerkammer 18 ab und tastet mit seinem kugelförmigen Ende in der
ersten Steuerkammer 18 die schräge, erste Nockenfläche 25 ab. Der
Ventileinsatz 46 und die Rückführungseinrichtung 47 sind somit koa
xial zueinander angeordnet und liegen senkrecht zur Längsachse des
Stellkolbens 17. Das baugleiche, zweite Regelventil 45 ist parallel
zum ersten Regelventil 44 an den Zulaufkanal 54 bzw. den Ablaufkanal
56 angeschlossen, während sein Steuerraum 53′ über den entsprechen
den Steuerkanal 58′ mit der zweiten Steuerkammer 19 verbunden ist.
Der Stellkolben 17 weist zwischen seinem eigentlichen Kolben und den
beiden Konussen 24, 26 jeweils einen kegelförmigen Übergangsab
schnitt 72, 73 auf, die besonders zweckmäßig als Konusse ausgebildet
werden und die zusammen mit einer zur Kolbenstange 21 hin liegenden
Fase 74 dazu dienen, daß der Stellkolben 17 ohne Demontage der Re
gelventile 44, 45 und deren Meßstifte 68, 68′ im Stellgehäuse 13
aus- und eingebaut werden kann; diese Bauweise begünstigt auch die
Verwendung von Meßstiften 68, 68′ mit relativ kleinem Durchmesser.
Die Wirkungsweise der elektrohydraulischen Stelleinrichtung 10 zum
Fernbetätigen des Kolbenschiebers im Wegeventil 11 wird wie folgt
erläutert:
In der gezeichneten Neutralstellung des Kolbenschiebers 12 im Wege ventil 11 sind die beiden Magnete 66, 66′ an den Regelventilen 44, 45 stromlos. Der am Zulaufanschluß 55 bereitgestellte Steuerdruck, der sich im Niederdruckbereich bewegt und eine Größenordnung von ca. 15-20 bar erreichen kann, gelangt über den Zulaufkanal 54 in die Federräume 51, 51′ und jeweils über die Längskanale 61, 61′ in den Hohlschiebern 59, 59′ in die Ankerräume 62, 62′. Die Hohlschieber 59, 59′ werden bei stromlosen Magneten von ihren Meßfedern 67 in den gezeichneten Ausgangsstellungen gehalten, so daß der Steuerdruck an den druckausgeglichenen Hohlschiebern 59, 59′ lediglich bis vor die geschlossenen Drucksteuerkanten 63, 63′ gelangt. In diesen Ausgangs stellungen der Hohlschieber 59, 59′ sind die zugeordneten Steuer kammern 18, 19 über die Steuerkanäle 58, 58′, die Steuerräume 53, 53′ und die geöffneten Ablaufsteuerkanten 64, 64′ zu den Ablaufräu men 52, 52′ und weiter zum Ablaufanschluß 57 entlastet. Somit wirkt auf den Stellkolben 17 keine Druckkraft. Der Stellkolben 17 und da mit auch der über den Gewindebolzen 28 gekoppelte Kolbenschieber 12 werden von der doppelt wirkenden Rückstelleinrichtung 33 in der ge zeigten Neutralstellung zentriert.
In der gezeichneten Neutralstellung des Kolbenschiebers 12 im Wege ventil 11 sind die beiden Magnete 66, 66′ an den Regelventilen 44, 45 stromlos. Der am Zulaufanschluß 55 bereitgestellte Steuerdruck, der sich im Niederdruckbereich bewegt und eine Größenordnung von ca. 15-20 bar erreichen kann, gelangt über den Zulaufkanal 54 in die Federräume 51, 51′ und jeweils über die Längskanale 61, 61′ in den Hohlschiebern 59, 59′ in die Ankerräume 62, 62′. Die Hohlschieber 59, 59′ werden bei stromlosen Magneten von ihren Meßfedern 67 in den gezeichneten Ausgangsstellungen gehalten, so daß der Steuerdruck an den druckausgeglichenen Hohlschiebern 59, 59′ lediglich bis vor die geschlossenen Drucksteuerkanten 63, 63′ gelangt. In diesen Ausgangs stellungen der Hohlschieber 59, 59′ sind die zugeordneten Steuer kammern 18, 19 über die Steuerkanäle 58, 58′, die Steuerräume 53, 53′ und die geöffneten Ablaufsteuerkanten 64, 64′ zu den Ablaufräu men 52, 52′ und weiter zum Ablaufanschluß 57 entlastet. Somit wirkt auf den Stellkolben 17 keine Druckkraft. Der Stellkolben 17 und da mit auch der über den Gewindebolzen 28 gekoppelte Kolbenschieber 12 werden von der doppelt wirkenden Rückstelleinrichtung 33 in der ge zeigten Neutralstellung zentriert.
Für eine Auslenkung des Stellkolbens 17 und damit des Kolbenschie
bers 12 nach rechts wird der Magnet 66 am ersten Regelventil 44 mit
einem bestimmten Strom erregt, während das zweite Regelventil 45
stromlos bleibt. Dadurch bewegt die Magnetkraft den Hohlschieber 59
gegen die Meßfeder 67 nach unten, wobei die Ablaufsteuerkante 64 ge
schlossen und die Drucksteuerkante 63 geöffnet wird. Vom Zulaufan
schluß 55 kommendes Steueröl fließt nun über den Federraum 51, den
Längskanal 61 im Hohlschieber 59 und vorbei an der geöffneten Druck
steuerkante 63 in den Steuerraum 53 und weiter über den Steuerkanal
58 in die erste Steuerkammer 18. Der druckbeaufschlagte Stellkolben
17 bewegt sich nunmehr nach rechts. Bei dieser Bewegung aus der
zweiten Steuerkammer 19 verdrängtes Steueröl fließt dabei über den
Steuerkanal 58′, den Steuerraum 53′, die geöffnete Ablaufsteuerkante
64′ und eine äußere Ringnut am Hohlschieber 59′ in den Ablaufraum
52′ und weiter über den Ablaufkanal 56 zum Ablaufanschluß 57. Bei
der Rechtsbewegung des Stellkolbens 17 wird die Meßfeder 67 durch
den auf die erste, schräge Nockenfläche 25 auflaufenden Meßstift 68
stärker gespannt. Der Stellkolben 17 bewegt sich nun solange nach
rechts, bis die Kraft der Meßfeder 67 so groß geworden ist, daß sie
die Drucksteuerkante 63 wieder schließt und die Ablaufsteuerkante 64
noch nicht öffnet. Der Hohlschieber 59 befindet sich dann in einem
Kräftegleichgewicht, bei dem die vom Anker 65 ausgeübte Magnetkraft
auf den Hohlschieber 59 gleich groß ist wie die Kraft der entgegen
wirkenden Meßfeder 67. Der Stellkolben 17 hat dann einen entspre
chenden Hub nach rechts erreicht, dessen Größe proportional ist zu
dem am Magnet 66 eingegebenen Stromwert.
Aus der ausgelenkten Stellung des Stellkolbens 17 kann durch weite
res Erhöhen des Stromwerts am Magnet 66 der Kolbenschieber 12 weiter
nach rechts bis in seine maximale Endstellung ausgelenkt werden.
Wird andererseits nach einer Betätigung des nach rechts ausgelenkten
Stellkolbens 17 der Strom am Magneten 66 wieder bis auf Null zurück
genommen, so wird durch die Kraft der Meßfeder 67 der Hohlschieber
59 in die gezeichnete Ausgangsstellung verschoben, wodurch die Ab
laufsteuerkante 64 die erste Steuerkammer 18 zum Ablaufanschluß 57
entlastet. Beim Abbau des Drucks in der ersten Steuerkammer 18 wird
der Stellkolben 17 von der Rückstellfeder 36 wieder zurückgestellt
bis er schließlich die gezeichnete Neutralstellung erreicht.
Der Stellkolben 17 und damit der Kolbenschieber 12 kann in ent
sprechender Weise aus der gezeichneten Neutralstellung heraus nach
links ausgelenkt werden, wozu am zweiten Regelventil 45 der Magnet
66′ entsprechend bestromt wird und damit ein Druckaufbau in der
zweiten Steuerkammer 19 erfolgt, welche den Stellkolben 17 nach
links auslenkt. Auch hierbei ist die Größe des Hubes proportional
zur Größe des am Magneten 66′ eingegebenen elektrischen Signals.
Die elektrohydraulische Stelleinrichtung 10 arbeitet somit in beiden
Bewegungsrichtungen mit einer Lageregelung durch Kraftvergleich, wo
bei am Stellkolben 17 in beiden Steuerkammern 18, 19 gleich große
wirksame Druckflächen ausgebildet sind und der Stellkolben 17 über
ein Druckaufbausystem gesteuert wird, so daß sich ein sicheres Aus
fallverhalten der Stelleinrichtung 10 ergibt.
In der Neutralstellung ist der Kolbenschieber 12 durch die Rück
stelleinrichtung 33 zentriert, deren Federteller 34, 35 an der
Stirnwand 37 bzw. am Absatz 38 anschlagen, während sie zugleich An
schläge für den Kolbenschieber 12 und den Stellkolben 17 bilden. Die
von der Rückstelleinrichtung 33 verursachten Längentoleranzen können
zu einem Längsspiel des Kolbenschiebers 12 führen, das jedoch mit
Hilfe des in den Kolbenschieber 12 einschraubbaren Gewindebolzens 28
ausgeglichen werden kann. Für einen Spielausgleich in Neutralstel
lung wird bei abgenommener Schutzhaube 23 mit Hilfe der Schlüssel
fläche 22 der Stellkolben 17 und damit auch der verdrehfest mit ihm
gekoppelte Gewindebolzen 28 in den Kolbenschieber 12 soweit einge
schraubt, bis das minimale Spiel erreicht ist. Dieser Einstellvor
gang kann sehr leicht von außen und unter Betriebsbedingungen vorge
nommen werden. Als nicht ausgleichbares Längsspiel am Kolbenschieber
12 verbleibt dann lediglich ein kleines, vernachlässigbares Spiel
infolge der T-Nut-Einhängung 32. Durch die Ausbildung der schrägen
Nockenflächen 25, 27 an den Konussen 24, 26 ist dieser Einstellvor
gang besonders leicht durchführbar. Die Justage der Stelleinrichtung
10 zum Wegeventil 11 gestaltet sich daher einfach.
An der elektrohydraulischen Stelleinrichtung 10 lassen sich die ver
schiedenen Arbeitspunkte in vorteilhafter Weise einstellen. Ein Ar
beitspunkt wird dabei durch den Hub des Kolbenschieber 12 bei einem
bestimmten elektrischen Ansteuersignal an einem Magneten darge
stellt. Das Einstellen dieser Arbeitspunkte erfolgt durch Verspannen
der Meßfedern 67, 67′, wobei die Regelventile 44, 45 entsprechend
tief in ihre Gehäuseansätze 39, 41 eingeschraubt werden. An der
Stelleinrichtung 10 werden in der Regel zwei Arbeitspunkte einge
stellt, für jede Bewegungsrichtung aus der Neutrallage heraus ein
Arbeitspunkt. Handelt es sich bei dem Wegeventil 11 um ein 3-Stel
lungsventil, so können diese Arbeitspunkte für beide Betätigungs
richtungen gleich eingestellt werden. Liegt jedoch ein 4-Stellungs
ventil vor, so wird für jede Betätigungsrichtung ein anderer Ar
beitspunkte eingestellt. Hat eine Betätigungsrichtung nur eine
Schaltstellung so kann der Arbeitspunkt bei relativ kleinem Hub ein
gestellt werden. Hat eine Betätigungsrichtung z. B. zwei Schaltstel
lungen, so ist es zweckmäßig den Hub für die Zwischenstellung einzu
stellen. Beim Einstellvorgang steht die Stelleinrichtung 10 unter
Betriebsbedingungen und wird über das Wegeventil 11 mit Steueröl
versorgt. Die Betätigungsrichtung des Stellkolbens 17 nach rechts
wird durch Einschrauben des linken Regelventils 44 eingestellt, wäh
rend die Betätigungsrichtung nach links durch Einschrauben des zwei
ten Regelventils 45 erfolgt. Beim Einstellvorgang nach rechts wird
z B. der Magnet 66 mit einem abhängig von dem einzustellenden Hub
vorbestimmten elektrischen Strom beaufschlagt und dann das Regelven
til 44 solange von außen in dem Gehäuseansatz 39 eingeschraubt, bis
der Kolbenschieber 12 den gewünschten Hub erreicht hat. Dabei ist es
besonders vorteilhaft, daß der erste Ventileinsatz 46 eine hierfür
geeignete Schlüsselfläche 71 aufweist.
Die Stelleinrichtung 10 arbeitet somit in vorteilhafter Weise mit
zwei unterschiedlichen oder gleichen Meßfedern 67, 67′ für beide Be
tätigungsrichtungen, die sich einzeln justieren lassen. Dabei lassen
sich diese Meßfedern unter Betriebsbedingungen von außen einstellen,
wobei beliebige Arbeitspunkte justierbar sind.
Selbstverständlich sind an der gezeigten Stelleinrichtung 10 Ände
rungen möglich, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen.
Claims (14)
1. Elektrohydraulische Stelleinrichtung zum Betätigen eines in einer
Längsbohrung verschiebbaren kolbenartigen Teils, insbesondere des
Kolbenschiebers eines Wegeventils, bei dem an beiden Stirnseiten
eines das Teil antreibenden Stellkolbens je eine Steuerkammer ange
ordnet ist, von denen jede Steuerkammer zur Auslenkung des durch
eine Rückstellfeder in einer Grundstellung zentrierten Teils nach
beiden Richtungen über ein elektromagnetisch betätigtes Regelventil
mit Druckmittel beaufschlagbar bzw. entlastbar ist, wobei jedes Re
gelventil einen Steuerschieber aufweist, an dem ein Kraftvergleich
zwischen der Größe des elektrischen Eingangssignals und der Kraft
einer Meßfeder durchführbar ist, die in eine mechanische Rückführung
mit dem kolbenartigen Teil geschaltet ist, wozu das Teil zur Rück
führung der Lage für jede Bewegungsrichtung eine schräge Nockenflä
che aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Nockenflächen
(25, 27) am kolbenartigen Teil (12, 17) im Abstand voneinander ange
ordnet sind und zwischen ihnen der die Steuerkammern (18, 19) von
einander trennende Stellkolben (17) angeordnet ist, der gleich große
Druckfächen in den Steuerkammern (18, 19) aufweist und daß die bei
den Regelventile (44, 45) senkrecht zur Längsachse des kolbenartigen
Teils (12, 17) angeordnet sind und jedes Regelventil (44, 45) mit
nur einer Nockenfläche (25, 27) in Wirkverbindung steht.
2. Stelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je
des Regelventil (44, 45) einen Ventileinsatz (46, 46′) aufweist, der
von außen verstellbar in einem Stellgehäuse (13) eingebaut ist.
3. Stelleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß je
der Ventileinsatz (46, 46′) einen Steuerschieber (59, 59′) aufweist,
der über die Meßfeder (67, 67′) mit einem Meßstift (68, 68′) in
Wirkverbindung steht, daß jeder Meßstift (68, 68′) einer Nockenfläche
(25, 27) zugeordnet ist, koaxial zur Meßfeder (67, 67′) und zum
Steuerschieber (59, 59′) liegt und senkrecht zur Längsachse des kol
benartigen Teils (12, 17) angeordnet ist.
4. Stelleinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß an jedem Ventileinsatz (46, 46′) ein proportional wirkender Ma
gnet (66, 66′) angeordnet ist, dessen Anker (65, 65′) mit dem
Steuerschieber (59, 59′) gekoppelt ist.
5. Stelleinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4,
dadurch gekennzeichnet, daß jedes Regelventil (44, 45) als 3-Wege
ventil ausgebildet ist, das wahlweise eine Steuerkammer (18, 19) ab
sperrt, mit dem Steuerdruck-Zulaufanschluß (35) oder einem Ablaufan
schluß (57) verbindet.
6. Stelleinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß je
des Regelventil (44, 45) als Steuerschieber einen Hohlschieber (59,
59′) aufweist, dessen beide stirnseitigen Enden vom Steuerdruck-Zu
laufanschluß (55) her mit Druckmittel beaufschlagt sind und der
einen außenliegenden Bund aufweist, an dem die zulaufseitige Druck
steuerkante (63) und die rücklaufseitige Ablaufsteuerkante (64) an
geordnet sind.
7. Stelleinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-6,
dadurch gekennzeichnet, daß das den Stellkolben (17) aufweisende,
verschiebbare Teil an einem aus einer Steuerkammer (19) dicht he
rausgeführten Ende (21) mindestens eine Schlüsselfläche (22) auf
weist
und an seinem gegenüberliegenden Ende (24) mit einem dem axialen
Spielausgleich dienenden Gewindebolzen (28) verdrehfest verbunden
ist.
8. Stelleinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-7,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Stellgehäuse (13) das kolbenartige
Teil (17) in einer insbesondere sacklochartigen Längsbohrung (16)
geführt ist und das Stellgehäuse (13) zwei senkrecht zur Längsboh
rung (16) angeordnete, die Ventileinsätze (46, 46′) aufnehmende Aus
nehmungen (42, 43) aufweist, in deren jeweiligem Bodenteil (69, 69′)
die Meßstifte (68, 68′) dicht und gleitend geführt sind, welche in
die zugeordneten Steuerkammern (18, 19) ragen.
9. Stelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Stellgehäuse (13) einen Flansch (14) zum stirnsei
tigen Anbau an ein Wegeventil (11) aufweist und das Stellgehäuse
(13) im Bereich zwischen Flansch (14) und der ersten Nockenfläche
(25) eine doppeltwirkende Rückstelleinrichtung (33) aufnimmt.
10. Stelleinrichtung nach einem der Ansprüche 7-9, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Gewindebolzen (28) über eine formschlüssige ver
drehfeste Verbindung (32) lösbar mit dem Stellkolben (17) gekoppelt
ist und insbesondere im Bereich der Rückstelleinrichtung (33) ange
ordnet ist.
11. Stelleinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-10,
dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenfläche (25, 27) jeweils an
einem kegelstumpfförmigen Konus (24, 26) ausgebildet sind.
12. Stelleinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7-11,
dadurch gekennzeichnet, daß das verschiebbar gelagerte Teil mit
seinem Stellkolben (17) und seinem herausragenden kolbenstangenför
migen Ende (21) in dem Stellgehäuse (13) längsbeweglich und dicht
geführt ist.
13. Stelleinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,
daß jedes Regelventil (44, 45) einen druckausgeglichenen Steuer
schieber (59, 59′) aufweist.
14. Stelleinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-13,
dadurch gekennzeichnet, daß beiderseits des Stellkolbens (17)
sprungförmige Änderungen des Außendurchmessers vermeidende, kegel
förmige Übergangsabschnitte (72, 73), insbesondere Konusse, ausge
bildet sind.
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- 1990-02-15 EP EP90102933A patent/EP0388635B1/de not_active Expired - Lifetime
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