DE2730431A1 - Servo valve for hydraulic cylinder - has valve slide and housing bore with two control edges in each direction - Google Patents

Abstract

The servo valve blocks or releases hydraulic fluids. It has a slide, moving in a housing bore. The control edges of the slide, together with the control edges formed by grooves of the bore, execute a valve function, when the slide is moved. The valve slide (12) and the bore (11) have several, pref. two control edges, behind each other, in every direction of flow of the fluid. The circular ribs (23, 24, 33, 34) and ring grooves (25, 26, 41, 42) which form the control edges, are rouned on one side, to achieve advantageous flow conditions.

Description

Translated fromGerman

Servoventil zur Absperrung und/oder Durchschaltung hydraulischerServo valve for shutting off and / or switching hydraulic

Flüssigkeit Die Erfindung bezieht sich auf ein Servoventil zur Absperrungund/ oder Durchschaltung hydraulischer Flüssigkeit mit einem in der Bohrung einesGehäuses geführten Ventilschieber, dessen durch Ringstege gebildete Steuerkantenzusammen mit durch Ringnuten der Bohrung gebildete Steuerkanzen bei entsprechendenEinstellung des Ventilschiebers eine jeweils gewünschte Ventilfunktion ausübten.Liquid The invention relates to a shut-off servo valveand / or switching hydraulic fluid through with one in the bore of aHousing guided valve slide, whose control edges formed by annular webstogether with control lugs formed by annular grooves in the bore at correspondingAdjustment of the valve slide exercise a valve function desired in each case.

Servoventil der zuvor beschriebenen Art sind allseits bekannt undwerden hauptsächlich zur Steuerung hysraulischer Stellglieder, z.B.Servovalve of the type described above are well known andare mainly used to control hydraulic actuators, e.g.

Stellzylinder, benutzt. Durch eine entsprechende Einstellung des Ventilschieberswerden bei einem solchen Servoventil Durchflußkanälefür die hydraulischeFlüssigkeit geöffnet oder versperrt. Dies geschicht mit Hilfe von Steuerkanten,welche durch Ringstege des Ventilschiebers und Ringnuten der den Ventilschierberführenden Bohrung gebildet werden.Adjusting cylinder, used. By setting the valve slide accordinglybecome flow channels in such a servo valvefor the hydraulicLiquid opened or blocked. This is done with the help of control edges,which through the ring webs of the valve slide and ring grooves of the valve slideleading hole are formed.

In hydraulischen Systemen mit schwer brennbaren Fluiden als hydraulischeFlüssigkeit besteht durch Erosion ein schwerwiegendes Problem. Die Steuerkanteneines Servoventils werden hierbei durch die hydraulische Fl;ssigkeit relativ schnellangegriffen, so daß ein Servoventil sehen nach kurzer Betriebszeit durch Erosionausfallen kann. Es ist zwar möglich, ein Servoventil mit Hilfe eines Abschaltventilsdrucklos zu schaltens wenn es nicht benutzt wird.In hydraulic systems with flame-retardant fluids than hydraulicFluid erosion is a serious problem. The control edgesof a servo valve are relatively fast due to the hydraulic fluidattacked, so that a servo valve can see through erosion after a short period of operationcan fail. While it is possible to use a servo valve with the help of a shut-off valveto be depressurized when not in use.

Aber dies ist -abgeschen vom zusätzlichen Aufwand - für hydraulischeSteuerungen, wo ein Servoventil ständig benutzt wird, nicht anwendbar. Eine weitereMethode zur Vermeidung von Erosionsproblemen ist die Möglickeit, die Ringstege einerVentilschiebers breiter als die Ringnuten einer den Ventilschieber führenden Bohrungauszubilden.But this is - given the additional effort - for hydraulic onesControls where a servo valve is in constant use not applicable. AnotherMethod to avoid erosion problems is the possibility of the ring webs oneValve slide wider than the annular grooves of a bore leading to the valve slideto train.

Durch die hierdurch entstehende Überlappung der Steuerkanten ergibtsich aber eine Ver@@hlechterung der Auflösung und damit der Stellgenauigkeit, sodaß diese Möglichkeit für genaue Steuerungen, z.B.The resulting overlap of the control edges resultsbut there is a deterioration in the resolution and thus the positioning accuracy, see abovethat this possibility for precise controls, e.g.

Flugzeugsteuerungen, nicht brauchbar ist. Es ist zwar noch möglich,durch optimale Werkstoffaus@ahl die Standzeit eines Servoventils zu verlängern,aber befriedigend ist diese Meßnahme auch nicht, da sich hierdurch eine Verlängerungder Standzeit von höchstens 10 Prozent ergibt.Aircraft controls, is not usable. It is still possibleto extend the service life of a servo valve through an optimal selection of materials,but this measurement is not satisfactory either, since it extends itthe service life of a maximum of 10 percent results.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Servoventil mit höhererWiderstandsfähigkeit gegen Erosion vorzusehen. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabedadurch gelöst, daß der Ventilschieber und din. Bohrung in jeder Durchschaltrichtungder hydrslulisoken Flüssigkeit jeweils mehrere, vorzugsweise zwei hintereinanderliegende Steuerkanten aufweisen.The invention is based on the object of providing a servo valve with a higherProvide resistance to erosion. According to the invention this object is achievedsolved in that the valve slide and din. Drilling in each switching directionthe hydraulic fluid several, preferably two in a rowhave lying control edges.

Darch die erfindungsgemäße Maßnahme wird jedes bisherige Steuerkantenpaareines Servoventils durch Mehrere hintereinander geschaltete Steuerkantenpaare ersetzt,so daß durch entsprechende Längsverschiebung des Ventilschiebers ein gesteuertesLabyrinth entsteht.Darch the measure according to the invention is every previous pair of control edgesof a servo valve replaced by several control edge pairs connected in series,so that a controlled by appropriate longitudinal displacement of the valve slideLabyrinth is created.

Das hat zur Folge, daß das bisher über einem Steuerkantenpaar stehendeDruckgefälle darch die Zahl der nun vorhandenen Steuerkantenpaare einer Durchschaltrichtungdividiert wird, so daß über jedem Steuerkantepaar nun ein stark verringertes unkritischesDruckgefälle steht. Die nun an den Steuerkantenpaaren entstehende Strömungstätigkeitist daher gering5 wodurch die Ursache fUr die Erosion beseitigt ist.The consequence of this is that the one that has hitherto stood over a pair of control edgesPressure gradient is the number of control edge pairs now present in a switching directionis divided so that there is now a greatly reduced non-critical over each control edge pairPressure gradient. The flow activity now arising at the control edge pairsis therefore small5, which eliminates the cause of the erosion.

Die Erfindung wird anhand einer in der Zeichnung dargestellten Prinzipanordnungnäher erläutert.The invention is based on a principle arrangement shown in the drawingexplained in more detail.

Die beiliegenden Zeichrung zeigt einen Ausschnitt eines Servoventilsmit einem Gehäuse 10, in dessen Bohrung 11 ein Ventilschieber 12 längsverschiebbargeführt ist. Der Ventilschieber 12 besitzt in der Mitte einen Ringsten 13, dessenzwei Kanten je eine Steuerkante 14, 15 bilden. Gegenüber dem Ringsteg 13 ist inder Bohrung 11 eine Ringnut 16 vorgesehen, deren Breite der Dreite des Ringsteges13 angepaßt ist. Aufgrund dieser Ringnut 16 entstehen in der Bohrung 11 Steuerkanten17, 18, die den Steuerkanten 14, 15 in der Sperrstellung des Servoventils gegenüberliegen.Die Steuerkanten 14, 17 bzw. 15, 18 bilden hierbei jeweils ein Steuerkantenpaar,die durch Verschiebung des Ventilschiebers 12 in bekannter Weise eine Ventilfunktionerfüllen. Unmittelbar neben dem Ringsteg 13 schließ sich auf beiden Seiten des Ventilschiebers12 je eine abgcrundete Einschnütung 19 20 an, denen in der Bohrung 11 des Gehäuses10 je ein abgerundeter Steg 21, 22 gegenuberlieet. Beiden Einschnürungen 19, 20folgt jeweils ein einseitig zem Ringsteg 13 hin abgerundeter Ringsteg 23, 24, denenin der Bohrung 11 jeweils eine abgerundete, in den Steg 21, 22 übergehende Ringnut25, 26 gegenüberliegt. Hierdurch entstehen ani Ventilsehieber 12 zwei Steuerkanten27, 28, wobei die Steuerkante 27 durch die scharfe Kante des einseitig abgerundetenRingstegs 23 und die Steuerkante 28 durch die scharfe Kante deseinseitigabgerundeten Ringsteges 24 gebildet wird. Die Kanten der in die Ringstege 21, 22übergehenden Ringnuten 25, 26 bilden ebenfalls Steuerkanten 29, 30 welche den Steuerkanten27, 28 gegenüberlliegen. Die Steuerkanten 27, 29 bzw. 28, 30 bilden jeweils einSteuerkantenpaar.The accompanying drawing shows a section of a servo valvewith a housing 10, in the bore 11 of which a valve slide 12 is longitudinally displaceableis led. The valve spool 12 has in the middle an annular ring 13, whosetwo edges each form a control edge 14, 15. Opposite the ring web 13 is inthe bore 11 is provided with an annular groove 16, the width of which is the third of the annular web13 is adapted. Because of this annular groove 16, control edges arise in the bore 1117, 18, which lie opposite the control edges 14, 15 in the locked position of the servo valve.The control edges 14, 17 and 15, 18 each form a pair of control edges,a valve function by moving the valve slide 12 in a known mannerfulfill. Immediately next to the ring web 13 closes on both sides of the valve slide12 each have a rounded constriction 19 20, those in the bore 11 of the housing10 a rounded web 21, 22 opposite each other. Both constrictions 19, 20follows in each case a one-sided zem ring web 13 towards rounded ring web 23, 24, whichin the bore 11 each has a rounded annular groove that merges into the web 21, 2225, 26 opposite. This creates two control edges on the valve spool 1227, 28, the control edge 27 being rounded by the sharp edge of the one-sidedRing web 23 and the control edge 28 through the sharp edge of theone-sidedrounded ring web 24 is formed. The edges of the in the ring webs 21, 22Overlying annular grooves 25, 26 also form control edges 29, 30 which are the control edges27, 28 are opposite. The control edges 27, 29 and 28, 30 each form aControl edge pair.

Nach dem mit dem Steuerkanten 27, 28 abgeschließenden Ringnuten 23,24 folgt auf der Ventilschieber 12 symetrisch zum Ringsteg 13 je eine Ringnut 31,32. Diese Ringnuten 31, 32 enden jeweils in einem Ringsteg 33, 34, deren Aufgangskantenje eine Steuerkante 35, 36 bilden. Die beiden Anderen Kanten der Ringstege 33, 34sind abgerundet und gehen jeweils in eine abgerundete, je einer Steuerkante 39,40 auslauf@@@@ @insch@@eng 37, 38 über. Im Ventilschieber 12 sind @rch den Steuerkanten39, 40 keine weiteren Einschnürungen bzw.After the ring grooves 23 terminating with the control edges 27, 28,24 follows the valve slide 12 symmetrically to the annular web 13 each an annular groove 31,32. These annular grooves 31, 32 each end in an annular web 33, 34, their rising edgeseach form a control edge 35, 36. The other two edges of the ring webs 33, 34are rounded and each go into a rounded, one each control edge 39,40 auslauf @@@@ @ insch @@ eng 37, 38 over. In the valve slide 12 are @rch the control edges39, 40 no further constrictions or

Stege mehr vorge@@@@.Stege more vorge @@@@.

In der @@@rung 11 des Gehäusen 10 ist in Höhe der Ringstege 33, 34jeweils eine algerandete Ringnut 41, 42 vorgesehen, wodurch sich Steuerkanten 43,44 ergeben, die den Steuerkanten 35, 36 das Ventil-@@@iebers 12 gegenüberliegen.Die Steuerkanten 35, 43 bzw. 36, 44 bilden ebenfalle Steuerkantenpaare. Der Ringnut41, 42 schließen sich in der Bohrung in jeweils ein abge@ndeter Steg 45, 46 an,die mit einer @@herfen als Steuerkante 47, 48 wirkenden Kante enden.In the @@@ tion 11 of the housing 10 is at the level of the annular webs 33, 34each an algerandete annular groove 41, 42 is provided, whereby control edges 43,44 result, the control edges 35, 36 the valve - @@@ iebers 12 opposite.The control edges 35, 43 and 36, 44 also form pairs of control edges. The ring groove41, 42 are connected to each other in a separate web 45, 46 in the bore,which end with a @@ herfen acting as a control edge 47, 48.

Die @@kanten 47, 48 bilden eine seitliche Begrenzung jeweils einerin der Bohrung 11 des Gehäuses 10 vorgesch@nen Ringnut 49, @@, von denen jeweilseine Bohrung 51, 52 zum Rücklauf R der hydraulische Vorgange führt. Über @ins imGehäusen 10 vorgesehenen @@@rung 53, welche in die Ringnut 16 @@rdet, ist das Servoventilmit dem Systemdruck @ der hydraulischen Versorgung verbunden. Zwei weitere im Gehäuse10 vorgegebene Bohrungen 54, 55, die zu den im Ventilschieber 12 vorgesehene Ring@@@@31, 32 führen, diesen zum Zu@ bzw. Abführen der hydraulischen Flüssigkeit für einnicht näher dargestelltes hydraulisches Stellglied.The @@ edges 47, 48 form a lateral boundary each onein the bore 11 of the housing 10 in front of @ nen annular groove 49, @@, each of whicha bore 51, 52 leads to the return R of the hydraulic processes. About @ins imHousing 10 provided @@@ tion 53, which is in the annular groove 16 @@ rdet, is the servo valveconnected to the system pressure @ of the hydraulic supply. Two more in the case10 predefined bores 54, 55, which correspond to the ring @@@@ provided in the valve slide 1231, 32 lead this to the supply or discharge of the hydraulic fluid for ahydraulic actuator not shown in detail.

Bein Verschieben des Ventilschiebers 12 nach rechts wird die hydraulischeFlüssigkeit an den Steucrkantenpaaren 14, i7 und 27, 29 vorbei in die Ringnut 31des Ventilschiebers 12 geführt Von dort gelangt sie über die Bohrung 54 zu einerSeite eines bydrauli.cchen Stellgliedes und wird von der anderen Seite des hydraulischenStellgliedes über die Bohrung 55 in die Ringnut 32 zurückgeführt. Über die Steuerkantenpaare36, 44 und 40, 48 wird die hydraulische Flüssigkeit in die Ringnut 50 der Bohrung11 und über die Bohrung 52 dem Rücklauf R zugeleitet. Erfolgt eine Verschiebungdes Ventilschiebers 12 nach linke, dann wird die hydraulische Flüssigkeit über dieSteuerkantenpaare 15, 18 und 28, 30 in die Bohrung 55 zur Weiterleitung an ein hydraulischesStellglied zugeleitet. Die Rüchführung vom hydraulischen Stellglied erfolgt dannüber die Bohrung 54, die Ringnut 31 die Steuerkantenpaare 35; 1;1 und 39, 4'7, dieRingnut 49 und die Dohrung 51 zum hydraulischen Rücklauf R.When the valve slide 12 is moved to the right, the hydraulicLiquid past the pairs of control edges 14, i7 and 27, 29 into the annular groove 31of the valve slide 12 guided From there it passes through the bore 54 to aSide of a bydrauli.cchen actuator and is from the other side of the hydraulicThe actuator is fed back into the annular groove 32 via the bore 55. About the control edge pairs36, 44 and 40, 48 is the hydraulic fluid in the annular groove 50 of the bore11 and fed to the return R via the bore 52. There is a shiftof the valve slide 12 to the left, then the hydraulic fluid is via theControl edge pairs 15, 18 and 28, 30 in the bore 55 for transmission to a hydraulicActuator fed. The hydraulic actuator is then returnedvia the bore 54, the annular groove 31, the control edge pairs 35; 1; 1 and 39, 4'7, theRing groove 49 and the Dohrung 51 to the hydraulic return R.

Aus dem zuvor geschilderten Ablauf kann man erkennen, daß die hydraulischeFlüssigkeit sowohl im Hinlauf als auch im Rücklauf über jeweils zwei Steuerkantenpaaregeleitet wird, so daß insbesondere in der Sperrstellung dan Druckgefälle an jewelseinem Steuerkantenpaar gegnüber herkömmlichen Servoventilen halbiert ist. An JenSteuerkanten des gesteuerten Labyrinths treten daher nur noch geringe Strömungsgeschwindigkeitenauf, so daß die Ursache für Erosion bes@itigt ist.From the sequence outlined above, it can be seen that the hydraulicLiquid both in the outflow and in the return over two pairs of control edgesis conducted, so that especially in the locked position dan pressure gradient on jewelsa pair of control edges is halved compared to conventional servo valves. To JenControl edges of the controlled labyrinth therefore only occur at low flow velocitiesso that the cause of erosion is eliminated.

Claims (2)

Translated fromGerman

P a t e n t a n s p r ü c h e 1.) ) Servoventil zur Absperrung und/oderDurchschaltung hydrau lischer Flüssigkeit mit einem in der Bohrung eines Gehäusesgeführten Ventilschieber, dessen durch Ringstege gebildeten Steuerkanten zusammenmit durch Ringnuten der Bohrung gebildeten Steuerkanten bei entsprechender Einstellungdes Ventilschiebers eine jeweils gewünschte Ventilfunktion ausübten, dadurch g ck c n n z e i c h n e t , daß der Ventilschieber (12) und die Rohrung (11) in jederDurchschaltrichtung der hydraulischen Flüssigkeit jeweils mehrere, vorzugsweisezwei hintereinanderliegende Steuerkanten aufweisen. P a t e n t a n s p r ü c h e 1.)) Servo valve for shut-off and / orSwitching hydraulic fluid with one in the bore of a housingguided valve slide, whose control edges formed by annular webs togetherwith control edges formed by annular grooves in the bore with the appropriate settingof the valve slide exercise a valve function desired in each case, thereby g ck c n n z e i c h n e t that the valve slide (12) and the tubing (11) in eachSwitching direction of the hydraulic fluid in each case several, preferablyhave two consecutive control edges.2.) Servoventil nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -ne t , daß bestimmte, zur Bildung der Steuerkanhten vorgesehene Ringstege (23, 24,33, 34) und Ringnuten (25, 26, 41, 42) zur Erzielung günstiger Strömungsverhältnisseeinseitig abgerundet sind.2.) Servo valve according to claim 1, characterized in that g e k e n n z e i c h -ne t that certain annular webs (23, 24,33, 34) and annular grooves (25, 26, 41, 42) to achieve favorable flow conditionsare rounded on one side.