DE2419311A1

DE2419311A1 - Mit hoher geschwindigkeit arbeitendes ventil

Info

Publication number: DE2419311A1
Application number: DE2419311A
Authority: DE
Inventors: Robert D Nicholson
Original assignee: Koehring Co
Current assignee: Koehring Co
Priority date: 1973-08-16
Filing date: 1974-04-22
Publication date: 1975-02-27
Also published as: JPS5045182A; IT1011304B; AU6715474A; GB1470686A; US3910314A

Description

DR.-ING. R. DÖRING DIPL.-PHYS. DR. J. FRICKE

BRAUNSCHWEIG MÜNCHEN

Uns.Z.: 1786

KOEHRING COMPANY,·
Milwaukee, Wisconsin, USA

Mit hoher Geschwindigkeit arbeitendes Ventil

Die Erfindung betrifft ein mit hoher Geschwindigkeit arbeitendes Ventil, insbesondere ein elektrohydraulisches Ventil, bei dem ein Kraftmotorabschnitt und ein hydraulischer Abschnitt vorgesehen sind, welche einen Hauptzumeß- und einen Pilotabschnitt aufweisen.

In der Vergangenheit konnte festgestellt werden, daß die zur Verfügung stehenden Abschalt- und Ableitventile häufig relativ langsam ansprechen, so daß dann, wenn eine rasche Abschaltung und Ableitung des Druckmittels erforderlich sind, um eine Beschädigung der Ausrüstung oder der Werkstücke zu verhindern, das Ansprechen des Ventiles häufig oder nicht immer in der Zeit stattfindet, in der eine solche Beschädigung oder Zerstärung verhindert werden kann. Weiterhin habtn solche Ventile in der Vergangenheit allgemein nicht einen Pilotabeohnitt zusätzlich zu dem Hauptmeßabschnitt aufgewiesen. Auch solche Ventile besaßen bisher für gewöhnlich feste Stellungen für die Ventilsitze.

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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein solches Ventil so weiterzubilden, daß es mit außerordentlich großer Geschwindigkeit, anspricht und mit außerordentlich großer Geschwindigkeit die Druckmittelwirkung auf die hydraulische Betätigungseinrichtung abschaltet, so daß jede Beschädigung des Werkzeuges oder des Werkstückes vermieden wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch £pLöst, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, welche auf die Anfangsbewegung des Ventilgliedes in Richtung auf die Schließstellung anspricht und durch die die Beschleuniguhgsgeschwindigkeit des Ventilgliedes in Richtung auf diese Schließstellung regenerativ vergrößerbar ist. Dabei ist vorteilhafterweise das Ventilglied als Ventilschieber ausgebildet. Die Einrichtung kann dabei so getroffen werden, daß der Ventilschieber mit großer Geschwindigkeit in einem Hauptzumeßabschnitt von einer Offenstellung in eine Geschlossenstellung bewegt wird, und zwar mit einer Beschleunigungsgeschwindigkeit, die regenerativ zunimmt. Diese Zunahme erfolgt in Abhängigkeit von einem vorbestimmten Wechsel eines elektrischen Eingangssignals, das dem Ventil zugeführt wird. Dabei kann die unter Druck stehende und in das Ventil eingeführte Flüssigkeit abgeschaltet und der unter Druck stehende Flüssigkeitsstrom aus dem Ventil zu der Flüssigkeit kurzgeschlossen werden, die von dem Ventil zurückfließt. Die Kurzschließung kann aber auch zu der Flüssigkeit erfolgen, die von der Betätigungseinrichtung zum Ventil zurückfließt. Es können aber auch die unter Druck stehende Flüssigkeitsströmung, die aus dem

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Ventil" austritt, sowie die zu dem Ventil zurückfließende Strömung abgedichtet werden. Zweckmäßigerweise umfaßt das Ventil dabei einen einstellbaren, jedoch freischwimmenden Ventilsitz.

Bisher übliche Ventile dieser Art haben keine Pilotabschnitte zusätzlich zu einem Hauptzumeßabschnitt aufgewiesen. Bei ihnen gab es auch keine regenerative Betätigung, durch die bei anfänglicher Betätigung der Nettokräfte eine Betätigungssteigerung ausgelöst wird, um die Betätigungsgeschwindigkeit des Ventils zu vergrößern.

Das neue Ventil umfaßt einen Kraftmotorabschnitt und einen hydraulischen Abschnitt. Der hydraulische Abschnitt umfaßt einen Pilotabschnitt und einen Hauptzumeßabschnitt. Der Hauptzumeßabschnitt weist vorteilhafterweise einen Schieber auf, der normalerweise in eine Offenstellung gegen einen schwimmend gelagerten Ventilsitz vorgespannt ist. Eine Grenzstellung dieses Ventilsitzes ist zweckmäßigerweise einstellbar. Der Pilotabschnitt des Ventils spricht auf ein elektrisches Eingangssignal für den ilo tor ab schnitt an, um die regenerative Betätigung des Ventils auszulösen und den Schieber in Richtung auf die Schließstellung zu bewegen. Hierdurch werden die Strömung von Druckmittel unter Druck in das Ventil abgeschaltet und die Strömung von Druckmittel unter Druck aus dem Ventil abgeleitet in die von dem Ventil zurückfließende Strömung.

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Das Hochgeschwindigkeitsventil kann verwendet werden als Monitor-Plüssigkeitsströmung durch ein elektrohydraulisches Servoventil, welches die Flüssigkeit in einen hydraulischen Betätigungsteil zumißt. Ein solches System soll nach Möglichkeit dann, wenn das elektrische Signal zu dem Servoventil abgeschaltet wird, die hydraulische Strömung durch das Servoventil zu der Betätigungseinrichtung unmittelbar abschalten. Das Ventil gemäß der' Erfindung kann vor dem Servoventil oder hinter dem Servoventil in einem solchen System verwendet werden. Es kann z.B. so ausgebildet werden, daß es anspricht auf den Verlust eines Rückführungssignals zu dem Servoventil.

In einer Modifikation des mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Ventils gemäß der Erfindung kann eine Einrichtung vorgesehen sein, welche bei Bewegung des Schiebers in die Schließstellung die unter Druck stehende Strömung aus dem Ventil mit der von der Betätigungseinrichtung zurückkehrenden Flüssigkeit kurzschließt, welche Betätigungseinrichtung so geschaltet ist, daß sie bei Betätigung des Ventiles Strömungsmittel von dem Ventil erhält bzw. Strömungsmittel dem Ventil zum Rücklauf zuleitet. Eine andere Modifikation eines solchen mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Ventils kann so aussehen, daß die Strömung von Strömungsmittel unter Druck aus dem Ventil und die zum Ventil zurücklaufende Strömung jeweils bei Betätigung des Ventils abgeblockt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen _anmehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.

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Es zeigen:

B'ig. 1 schematisch einen Längsschnitt von einem offenen elektromechanischen und mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Abschalt- und Auslaßventil gemäß der Erfindung, wobei das Ventil in der Offenstellung gezeigt ist.

Fig. 2 das Ventil in gleicher Darstellung wie in Pig.1, jedoch in der geschlossenen oder Abschaltstellung.

Fig. 3 ein Diagramm von einem System, in welchem das Ventil gemäß Fig.l oder 2 verwendet werden kann.

Fig. 4 einen Längsschnitt des Hauptzumeßabschnittes eines modifizierten Ventils ähnlich dem Ventil nach Fig.l u.2, welches so ausgebildet ist, daß es zwischen einem elektrohydraulischen Servoventil und einem hydraulischen Betätigungsglied gemäß Fig.3 verwendet werden kann, wobei die Figur außerdem eine Einrichtung zeigt, um die unter Druck stehende Ventilflüssigkeit zur von der Betätigungseinrichtung bei Betätigung des Ventils rückfließenden Flüssigkeit kurzzuschließen und

Fig. 5 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 4 ein weiter abgewandeltes Ausführungsbeispiel des Hauptzumeßabschnittes, wobei jedoch die Ventilflüssigkeit, die unter Druck steht, und die von der Betätigungseinrichtung zurückkehrende Flüssigkeit bei Betätigung des Ventils blockiert sind.

Das mit hoher Geschwindigkeit arbeitende Abschalt- und Ablaßventil 10 nach Fig.l umfaßt einen hydraulischen Abschnitt.12 und einen Kraftmotorab-schnitt 14. Der hydraulische Abschnitt

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- 6. umfaßt einen Hauptzumeßabschnitt 16 und einen Pilot-Abschnitt 18,

Der Kraftmotorabschnitt 14 umfaßt einen Kern 20 aus V/eicheisen oder anderem magnetisch durchlässigem Material. Dieser weist zwei Betätigungsspulen 22 und 24 auf, die auf den Kern aufgewickelt sind, sowie einen Permanentmagneten 26, der die in Pig.l dargestellte Gestalt aufweist und in der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Weise angeordnet ist. Die Spulen 22 und 24 sind mit einer äußeren elektrischen Energiequelle verbunden, die nicht gezeigt ist. Die Verbindung erfolgt durch die Anschlüsse 28 in bekannter Weise.

Der Kraftmotor 14 umfaßt einen Anker 30, der auf einem flexiblen Röhrchen 32 zwischen den Spulen 22 und 24 in unmittelbarer Nähe zu dem Kern 30 und dem Permanentmagneten 26 unterstützt ist. Der flexible Schlauch oder das Rohr 32 weist einen erweiterten zylindrischen Abschnitt 34 an einem Ende auf, der in eine Ausnehmung 36 des Ventilkörpers 38 eingepaßt ist. Das flexible Rohr 32 in Verbindung mit dem Anker 30 und einem O-Ring 40 liefert eine Abdichtung zwischen dem elektrischen und dem hydraulischen Abschnitt des Ventils 10. Das flexible Rohr ist außerdem so ausgebildet, daß es eine Schwenkmöglichkeit für den Anker 30 in Übereinstimmung mit den Feldflüssen ermöglicht, die durch den Magneten 26 und die Spulen 22 und 24 um den Anker 30 erzeugt werden.

Der Permanentmanget 26 umfaßt zwei getrennte im Gegensinne orientierte Flußfelder im Kern 20, welche zu zwei Feldern

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W 7 mm

von entgegengesetzten Richtungen auf den beiden Seiten des Ankers führen. Die Spulen 22 und 24 induzieren ein Flußfeld, dessen Kreis durch die Basis des Kernes 20 und gerade durch den Anker 30 läuft. Der durch die Spule .induzierte Fluß ist proportional zu dem Strom in den Spulen 22 und 24 und verstärkt den Fluß auf einer Seite des Ankers 30 und vermindert den Fluß auf der anderen Seitej so daß eine unbalancierte Kraft und damit eine Bewegung des Ankers resultieren.

Die begrenzten Stellungen des Ankers 30 bezüglich der Schwenk-

bewegungen aufgrund der elektrischen Energie, die den Spulen und 24 zugeführt wird, oder aufgrund der Vorspannung, die durch den Permanentmagneten 26 erzeugt wird, werden durch Einstellschrauben 42 und 44 vorgegeben, die nach Abnahme des Gehäuses 46 von dem Antriebsmotor 14 zugänglich sind.

Bei Betrieb des Motorabschnittes 14 des Ventils 10 nimmt der Anker 30 unter der Annahme, daß an den Spulen 22 und 24 über die Anschlüsse 28 kein elektrisches Signal anliegt, die Stellung ein, die in Fig.2 gezeigt ist, und zwar aufgrund des Flußfeldes des Permanentmagneten 26 durch den Kern ^20. Beim Einschalten der Spulen 22 und 24 schwenkt der Anker 30 entgegen der Vorspannung durch den Permanentmagneten 26 in die Stellung nach Fig.l.

Die Konstruktion und die Arbeitsweise solcher Kraftmotoren ist

i bekannt und braucht daher nicht im Detail erläutert zu werden.

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Einzelheiten hierzu können aus der US-Patentschrift 2 859 391 entnommen werden.

Der Hauptzumeßabschnitt 16 .des hydraulischen Abschnittes 12 des Ventiles IO umfaßt einen Steuerschieber 48, der in der zylindrischen Bohrung 50 in dem Ventilkörper 38 angeordnet ist. Der Steuerschieber 48 kann mit dem Umfang des Endes 57 in Eingriff mit einer konischen Ventilsitzfläche 56 auf einem schwimmend angeordneten Ventilsitzglied 54 treten, wobei sich der Steuerschieber 48 in der in Fig. 1 gezeigten Offenstellung befindet, um die Kammer 58 in dem schwimmend angeordneten Ventilsitzelement 54 von der Ringkammer 60 in dem Ventilgehäuse 38 abzudichten.

Ein Steg 52 an einem Ende 57 des Steuerschiebers 48 weist einen geringfügig abgeschrägten Abschnitt 62 auf, um den Eintritt des Steges 52 in die zylindrische Bohrung 50 von der Kammer 60 her bei Bewegung des Steuerschiebers 48 nach rechts in Pig.l zu erleichtern. Der Steuerschieber 48 umfaßt weitere Stege 64 und 66 am anderen Ende, die durch eine Ringnut70 voneinander getrennt sind.

Der Steuerschieber 48 ist mit einer Ausnehmung 72 im Ende 74 versehen, welche zwei Abschnitte von unterschiedlichem Durchmesser zur Aufnahme einer Feder 76 aufweist, welche den Ventilschieber 48 in Fig. 1 nach links vorspannt. Querbohrungen 78 und 80 sind in dem Ventilschieber 48 vorgesehen, um eine Ver-

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bindung zwischen der ringförmigen Nut 70 und dem kleineren Durchmesser 82 der Ausnehmung 72 zu gewährleisten.

Das Ende 74 des Ventilschietrers 48 kann an einer Abschlußkappe 84 des Ventils angreifen, die in einem Abschnitt 86 von größerem Durchmesser des zylindrischen Kanals 50 durch das Ventilgehäuse 38 eingeschraubt ist. Die Anschlagfläche 88 der Abschlußkappe 84 liefert außerdem einen Anschlag für das rechte Ende der Feder-76,' wie sich dies aus·Fig.1 ergibt. j

Eine Einstellschraube 90 in dem schwimmend gelagerten Ventilsitz 54 dient dazu, eine Einstellung des Ventilsitzes 54 nach Abnahme der Abschlußkappe 92 zu ermöglichen, die ihrerseits in einem größeren Abschnitt 94 des zylindrischen Kanals 50 eingeschraubt ist. Die Kappe 92 ist mit einer konischen Ausnehmung 96 zur Aufnahme des konischen Endes der Einstellschraube 90 versehen.

Der schwimmend gelagerte Ventilsitz 54 ist mit einem O-Dichtungsring 98 versehen, der sich um den Sitz 54 erstreckt und eine gewisse radiale Bewegung des Sitzes 54 ermöglicht. Der Ventilsitz 54 ist außerdem mit einem Kanal 100 versehen, der sich in radialer Richtung zwischen der Ausnehmung 58 und einer Kammer 102 erstreckt.

Zusätzlich zu der Kammer 60, die durch Kanal 110 mit einer Quelle für hydraulische Flüssigkeit unter Druck über Leitung 104 verbunden ist, ist eine ringförmige Kammer 112 im Ventil-'

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körper 38 vorgesehen, die über einen Kanal Hd mit einer Rückkehrleitung 114 für die Flüssigkeit verbunden ist. Die Bohrung 50 in dem Ventilgehäuse 38 steht über einen Kanal 106 mit einer Auslaßleitung 108 für unter Druck stehende hydraulische Flüssigkeit in Verbindung.

Wie dargestellt, ist der Ventilschieber 58 in Fig. 1 in Berührung mit dem Ventilsitzglied 54 vorgespannt. Wenn die Einstellschraube 90 entsprechend einjustiert ist, steht anfänglich die Leitung 104 mit der Leitung 108 in Verbindung. Die ringförmige Nut 70 des Ventilschiebers 48 befindet sich gerade links von der Kammer 112,.so daß diese Kammer abgedichtet ist und sich ein unterschiedlicher Druck in der Kammer II8 am rechten Ende des Ventilschiebers 48, in der Ausnehmung 72 und den öffnungen 78 und 80 im Vergleich zu der Kammer 112 aufbauen kann·, bis eine Bewegung des Ventilschiebers 48 nach rechts erfolgt.

Der Pilot-Abachnitt 18 dea hydraulischen Bereiches 12 des Hoch geschwindigkeitsventils 10 umfaßt Kanäle 120 und 122, die sich zwischen den Kammern 102 und II8 an entgegengesetzten Enden der zylindrischen Bohrung 50 durch den Ventilschieber 48 erstrecken, sowie die Pilot-Ventilhülaen 124 und 126. Eine Bohrung 128 mit Meßöffnungen 130 und 132 erstreckt sich zwischen den Kanälen 120 und 122. Der Kanal 128 ist im Bereich zwischen den Drosselöffnungen 130 und 132 mit der Kammer 60 über Kanal 134 verbunden*

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Die Düsen 124 und 126 liefern vorbestimmte Meßöffnungen, die in der Kammer 136 münden, die ihrerseits mit der Kammer 112 über Kanal 138 in Verbindung steht. Die Düsen 124 und 126 sind in Verbindung mit einem Prallplattenelement 140 wirksam, das an dem Anker 30 befestigt ist, um sich mit diesem zu bewegen. Hierbei wird der Druck in den Kammern 102 und 118 verändert, wie nachher bei Betrachtung der Arbeitsweise des Hochgeschwindigkeitsventils 10 deutlich wird. Die Prallplatte 140 ist mit einem Dämpfungsgewicht 142 versehen.

Bei Betrieb des Hochgeschwindigkeitsventils 10 wird dann, wenn ein elektrisches Signal über die Anschlüsse 28 den Spulen 22 und 24 zugeführt wird, die Prallplatte 140, die mit dem Anker 30 zur gemeinsamen Bewegung um die Schwenkachse, die durch das Rohr oder den Schlauch 32 gebildet wird, so vorgespannt, daß die Öffnung durch die Düse 126 stärker .als die öffnung durch ·!

die Düse 124 gedrosselt wird. Dadurch unterstützt der Druck in, j der Kammer II8 die Feder 76, um den Steuerschieber 48 in der linken Stellung in Fig.l zu halten. Wenn auf diese Weise elektri-! sehe Energie dem Motorabschnitt 14 des Ventils 10 zugeführt ist, wird hydraulische Flüssigkeit unter Druck durch die Leitung 104, die Kammer 60, durch die Bohrung 40 und durch den Kanal 106 nach außen zur Leitung IO8 geleitet.

VJenn dann aus irgendeinem Grunde das elektrische Signal zum Kraftabschnitt 14 abgeschaltet wird, so wird der Anker 30 rasch in die Stellung nach Fig. 2 bewegt, und zwar aufgrund

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der anfänglichen Vorspannung des Ankers 30 durch den Permanentmagneten 26. Hierbei wird die Düse 12¹I stärker gedrosselt als die Düse 126, und zwar durch die Prallplatte l40. Dadurch nimmt der Druck in der Kammer 102 zu, während der Druck in der Kammer 118 absinkt.

Die Zunahme des Druckes in der Kammer 102 erhöht über den Kanal 100 den Druck in der Ausnehmung 48. Dieser erhöhte Druck wirkt auf das Ende 57 des Steuerschiebers 48, so daß dieser Schieber beginnt, sich von dem Ventilsitzglied 54 zu entfernen. Sobald das Ende 57 des Steuerschiebers 48 damit beginnt, sich von der Ventilsitzfläche 56 abzuheben, kann der Druck des Strömungsmittels in der Kammer 60 in die Ausnehmung 58 übergreifen, um dadurch den Abstand zwischen dem Ventilsitz 56 und dem Ende 57 des Ventilschiebers 48 zu vergrößern. Hierdurch wird regenerativ die Beschleunigung des Ventilschiebers 48 auf seiner Bewegung nach rechts in Fig. 1 erheblich vergrößert.

Das Absenken des Druckes in der Kammer II8 führt zusätzlich zu einer Verminderung des Rückdruckes auf den Steuerschieber 48. Hierdurch wird weiterhin die Bewegungsgeschwindigkeit des Ventilschiebers 48 nach rechts in Fig. 1 vergrößert. Sobald der Schieber 48 damit beginnt, sich nach rechts in Fig.l zu bewegen, öffnet sich die Nut 70 zur Kammer 112, wodurch das Druckmittel aus der Kammer II8 durch die Ausnehmung 72, die öffnungen 78 und 80 und die Hut 70 in die Kammer 112 gelangen kann. Hierdurch wird weiter regenerativ die 'Beschleunigungsgeschwindigkeit

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für den Steuerschieber 48 vergrößert, wenn sich der Steuerschieber 48 nach rechts bewegt.

Eine solche Ausbildung und Arbeitsweise führen zu einem besonders schnell arbeitenden Abschaltventil, bei dem dann, wenn der Steg in die Bohrung 50 auf der rechten Seite der Kammer 60 eintritt, wie dies gezeigt ist, die unter Druck stehende Flüssigkeitsströmung zur Leitung Io8 abgebrochen wird. Wenn der Steuerschieber 48 seine Bewegung nach rechts fortsetzt, gelangt der Steg in die Kammer 112, um die Leitung 108 und die Leitung 114 zu verbinden, wodurch Strömungsmittel von der Leitung 108 zur Strömungsrückkehrleitung 114 kurzgeschlossen wird, und zwar durch den Kanal 106, die zylindrische Bohrung 50, die Kammer und den Kanal '116.

Das Hochgeschwindigkeitsventil verbleibt in der Abschaltstellung, wie sie in Fig.2 gezeigt ist, bis das elektrische Signal erneut dem Ventil 10 zugeführt wird, um den Anker 30 so zu bewegen, daß die Prallplatte l40 in die Stellung in Fig.l gelangt und der Druck in der Kammer 60 abgesenkt wird. Unter diesen Bedingungen wird der Steuerschieber 48 nach links durch die Vorspannung der Feder 76 zurückgeführt, um das Hochgeschwindigkeitsabschaltventil 10 in die Ausgangsstellung zurückzuführen.

.Das Ventil 10 weist eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten auf. Eine typische Anwendungsmöglichkeit ist in Fig.3 gezeigt. In diesem elektrohydraulisch^ System 150. ist das Hochgeschwin-

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digkeitsabschalt- und Rückführventil 10 mit einer Quelle von Druckmitteln aus dem Reservoir 152 über Filter 154 und Pumpe verbunden. Die letztere wird durch einen Motor I58 angetrieben. Von der Pumpe 156 führt eine Leitung zu dem Ventil 10.Die Rückkehrleitung 114 ist sowohl mit dem Ventil 10 als auch einem elektrohydraulischen Servoventil I60 verbunden und führt zu dein Flüssigkeitsreservoir 152. Die Leitung 108 von dem Ventil 10 erstreckt sich zwischen diesem und dem elektrohydraulischen Servoventil I6O, wie dies aus Fig.3 hervorgeht. Die unter Druck stehende hydraulische Flüssigkeit, die durch das Ventil 10 hindurchtritt, gelangt durch das elektrohydraulische Servoventil 160 und wird dem Ende 162 oder 164 einer' hydraulischen Betätigungseinrichtung 166 über die Leitung 168 oder 170 zugeführt, und zwar in Abhängigkeit von der Betätigung des Servoventils 16O.

Das Servoventil I60 wird gesteuert teilweise auf Ansprechen auf die Stellung der Kolbenstange 172 der BetätxgungBexnrichtung

; entsprechend der Stellung des Schleifkontaktes 174 auf einem i
Potentiometer 176, das mit einer elektrischen Energiequelle 175 verbunden ist. Das elektrische Signal von dem Schleifkontakt 174 gelangt zu dem Summenverbindungspunkt 178, wo das Signal mit dem Eingangssignal auf dem Leiter I80 verbunden wird. Dabei ent-. steht ein Ausgangssignal für einen Verstärker 182, der die Arbeitsweise des Servoventils I60 steuert und damit die Bewegung der Kolbenstange 172.

Im Betrieb wird dann, wenn ein Rückfuhrungssignal am Verbindungs-

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punkt 178 verlorengeht j der Verlust dieses Signales dadurch festgestellt, daß der Detektorkreis I86 eine PEhlanzeige liefert, die dann das Hochgeschwindigkeitsabschaltventil 10 zur Wirkung bringt, wie dies zuvor angedeutet wurde, um die unter Druck stehende Strömung der Flüssigkeit durch die Leitung 104 abzusperren und die Leitung 108 zu öffnen, damit die Flüssigkeit der Rückkehrleitung 114 zugeführt wird. Hierdurch wird die hydraulische Flüssigkeit unter Druck von der Betätigungseinrichtung 166 abgeleitet. Das rasche Abschalten und Ableiten ist ein Ergebnis der Betätigung des Ventils 10 in Abhängigkeit von dem Verlust des Rückführungssignals. Dadurch wird jede Beschädigung am Arbeitsstück I88 vermieden, während andererseits eine solche Beschädigung bei der weiteren Bewegung durch die Betätigungseinrichtung I66 auftreten kann.

Es ist ersichtlich, daß das Ventil 10 modifiziert und in einem System verwendet werden kann, das von dem System I50 in Fig.3 abweicht. Beispielsweise kann das Ventil 10 gemäß den Fig. 4 und 5 modifiziert un d zwischen einem Servoventil I60 und einer Betätigungseinrichtung· 166 in einem System angeordnet werden, das ähnlich dem in Fig. 3 gezeigten System ist.

Das modifizierte Hochgeschwindigkeitsventil I90 gemäß Fig.4 umfaßt den gleichen Kraftmotorabschnitt und Pilot-Abschnitt des hydraulischen Bereiches des Ventils 10. Der Hauptzumeßabschnitt 192 des Ventils 190 ist jedoch mit zwei Kammern und 196 und zwei Kammern 198 und 200 sowie mit einer Kammer

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versehen. Der Steuerschieber 204 ist mit vier Stegen 206, 208, 210 und 211 versehen.

Bei Betrieb bewegt sich dann, wenn das Rückführungssignal zum Servoventil verlorengeht, so daß das Ventil 190 anspricht, der Steg 206 nach rechts unter einer regenerativen Kraft, um die :. Hochdruckleitungen 212 und 214 zu verbinden und damit wirksam j den Hochdruckausstoß des Servoventils abzuschalten. Zu im wesentliehen der gleichen Zeit bewegen sich die Stege 210 und 211 nach ! rechts, um den Rückdruck in der Kammer 213 regenerativ zu vermin- ! dem, und zwar über die Kammer 200 und die Rückkehrleitung 218, j wie dies zuvor beschrieben wurde. Die fortgesetzte Bewegung des Steges 208 nach rechts blockiert die Rückkehrleitung 216 und schaltet die Leitungen 220 und 222 im Kurzschluß zusammen. Auf diese Weise wird der Druck auf beiden Seiten der Betätigungseinrichtung 224 kurzges-chlossen und ausgeglichen, um den Arbeitsdruck auf die Betätigungseinrichtung außer Wirkung zu setzen.

Ein ähnliches modifiziertes Hochgeschwindigkeitsventil 230 ist in Fig.5 gezeigt. Dieses kann wiederum zwischen einem Servoventil j 232 und einer aus Kolben und Zylinder bestehenden Betätigungseinrichtung 234 angeordnet sein. Das Ventil 230 weist wiederum ; wie das Ventil 10 gleiche Auebildung mit Ausnahme des Hauptzu- ^! raeßabschnittes auf. Dieser umfaßt die Kammern 236 und 238 sowie

die Kammern 240 und 242. Das Servoventil 232 ist mit dem Ventil

230 über die Hochdruckleitungen 244 und 246 sowie über die Rückkehrleitungen 248 und 250 verbunden. Die Betätigungseinrichtung 234 ist mit dem Ventil 230 über Leitungen 256 u.258 verbündet«

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Bei Betrieb des Ventils 230 bewegt sich der Schieber 260 bei Verlust des Rückführungssignals zu dem Servoventil 230, wie zuvor nach rechts. Der Schieber weist vier Stege 262,264,266 und 267 auf. Der Kanal 252 iet mit derFlüssigkeitsrückkehrleitung 248 über die Kammer 240 zwischen den Stegen 262 und 264 verbunden. Die Leitungen 244 und 246 werden über die Kammern 236 und 238 kurzgeschlossen, um die Strömung der unter Druck stehenden Flüssigkeit zur Betätigungseinrichtung 234 abzuschalten. Die Leitung 258 und der Kanal 254 sind zwischen den Stegen 264 und 266 abgeblockt. Beide Enden 268 und 270 der Betätigungseinrichtung ; besitzen damit den Druck der rückkehrenden Flüssigkeit, um die Kraft af der Betätigungseinrichtung 234 zu neutralisieren, wäh-

rend der Druckflüssigkeitseinlaß vom Servoventil 230 abgeschaltet

j.
ist. '

Selbstverständlich kann das Ventil auch in anderen Anwendungsfällen mit Vorteil eingesetzt werden. Auch können Abwandlungen vorgenommen werden. So kann der Ventilsitz 56 statt konisch in anderer Weise ausgebildet sein. Es genügt dazu beispielsweise eine zylindrische Ausnehmung zur Aufnahme des zylindrischen Endes des Ventils 48. Weiterhin können auch die Pilot-Flüssigkeit und die Hauptzumeß-Flüssigkeit getrennt und vollständig verschieden sein.

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Claims

- 18 Patentansprüche.

lJMit hoher Geschwindigkeit arbeitendes Ventil mit einem Ventilgehäuse und einer Einrichtung zum Zumeesen der Strömung durch das Ventilgehäuse einschließlich eines Ventilgliedes, das zwischen einer offenen und einer Schließstellung bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, um auf die Anfangsbewegung des Ventilgliedes (48) in Richtung auf die Schließstellung anzusprechen und durch die die Beschleunigungsgeschwindigkeit des Ventilgliedes in Richtung auf die Schließstellung regenerativ vergrößerbar ist.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur regenerativen Vergrößerung der Beschleunigungsgeschwindigkeit des Ventilgliedes in Richtung auf die Schließstellung eine Vorrichtung aufweist, mit deren Hilfe der Druck auf einen solchen Abschnitt des Ventilgliedes vergrößerbar ist, durch den das Ventilglied in Richtung auf die Schließstellung bewegbar ist.
3. Ventil η ach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied ein Schieber (48) ist und daß die Einrichtung zum Vergrößern des Druckes auf einen Abschnitt des Ventilschiebers einen Ventilsitz (56) aufweist, der nahe einem Ende des Ventilschiebers (48) angeordnet und mit diesem ab-dichtend in Eingriff verbringbar ist, und zwar in der Offenstellung des Ventils, wobei der Ventilsitz (56) eine Ausnehmung (58) auf einer Seite aufweist, welche auf

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das eine Ende (57) des Steuerschiebers (48) zu geöffnet ist sowie eine Kammer, die zum Flüssigkeitsdruck in dem Ventil offen ist, der an dem Ende des Ventilschiebers herrscht, wobei bei der anfänglichen Bewegung des Endes (57) des Steuerschie- j

bers (48) in Richtung auf die Schließstellung der Flüssigkeits-¹;

i eingangsdruck in der Ausne-hmung (48) wirksam wird und das j

ι Ende (57) des Steuerschiebers (48) beaufschlagt, und zwar in Abhängigkeit von der öffnung zwischen dem Schieberende (57) und dem Ventilsitz (56).
4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur regenerativen Vergrößerung der Beschleunigungsgeschwindigkeit des Ventilgliedes (48) in Richtung auf die Schließstellung eine Einrichtung umfaßt, um den Rückdruck auf einen Abschnitt (64) des Ventilgliedes zu entlasten, welcher Rückdruck die

Tendenz hat, der Rückbewegung des Ventilgliedes in die Schließstellung einen Widerstand entgegenzusetzen.
5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Entlastung dee Rückdruckes auf einen Abschnitt des Ventilgliedes (48) eine Kammer (112) aufweist, welche offen zu dem Druck des rttokströmenden Öles ist und das Ventilglied (48) umgibt,und daß eine Einrichtung zwischen dieser Kammer (112) und dem betreffenden Abschnitt (80) dee Ventilgliedee vorgesehen ist, um progressiv mehr Strömungsmittel von dem benachbarten Abschnitt des Ventilgliedes in die Kammer (112) einzuleiten, und zwar in Abhän-

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gigkeit von der fortschreitenden Bewegung des Ventilgliedes in Richtung auf die Schließstellung.
6. Ventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil-.glied ein Steuerschieber (48) ist, und daß das Ventil einen Ventilsitz (56) zur Abdichtung mit einem Ende (57) des Steuerschiebers (48) umfaßt, wobei das Ende und der Ventilsitz relativ zueinander bewegbar sind.
7. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (90) vorgesehen ist, um wenigstens eine Grenzstellung des Ventilsitzes (56) zu bestimmen,
8. Ventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil eine Einrichtung zum Absperren der Strömung des unter Druck stehenden Strömungsmittels bei Bewegung des Ventilgliedes in die Schließstellung aufweist.
9. Ventil nach Anspruch 8, dadurch gek.e η η zeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, um unter Druck stehende hydraulische Flüssigkeit nach außen abzuleiten und die hydraulische Flüssigkeit von dem Ventil bei Bewegung des Ventilgliedes in die Schließstellung zurückzuleiten.

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10. Ventil nach Anspruch b^v oder Q, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, um unter Druck stehende hydraulische Flüssigkeit zu der zu dem Ventil rücklaufenden hydraulischen Flüssigkeit kurzzuschließen bei Bewegung des Ventilgliedes in die Schließstellung.
11. Ventil nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, um die aus dem Ventil austretende hydraulische Flüssigkeit, die unter Druck steht, einerseits und die zu dem Ventil zurücklaufende hydraulische Flüssigkeit andererseits zu blockieren bei Bewegung des Ventils in die Schließstellung.
12. Elektrohydraulisch^ System, bestehend aus einer Quelle für unter Druck stehende Flüssigkeit, einem Servoventil und einem in Reihe damit geschalteten hydraulischen Betätigungsglied, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ein- ι richtung vorgesehen ist, um ein Signal von der Betätigungs- _t einrichtung dem Servoventil zuzuführen, welches eine Anzeige ' für die Stellung der Betätigungseinrichtung liefert, durch eine Einrichtung zum Fühlen des Ausbleibens eines Rückführungssignals von der Betätigungseinrichtung und durch ein

mit hoher Geschwindigkeit arbeitendes Abschaltventil zum Abschalten der Druckmittelspei3eleitung, die zu dem Servoventil führt in Abhängigkeit vom Ansprechen auf das Ausbleiben ^: eines Rückführungssignals.
13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennz eichnet, daß das Abschaltventil in dem System

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,zwischen der Druckmittelquelle und dem Servoventil angeordnet ist.
14. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Servoventil, das mit hoher Geschwindigkeit arbeitet, in dem System zwischen dem Servoventil und der Betätigungseinrichtung angeordnet ist.

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