CH673691A5 - - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Die vorhegende Erfindung bezieht sich auf ein elektrohydraulisches Servoventil gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Die Erfindung kann zur Steuerung der Durchsatzmenge eines unter Druck stehenden Arbeitsmittels in verschiedénen Systemen angewendet werden, die in Antrieben von Werkzeugmaschinen, Robotern und Lichtbogenöfen zur Verwendung kommen.

Es ist ein elektrohydraulisches Servoventil bekannt [siehe z.B. J.I. Chuprakov «Gidroprivod i sredstva gidroavtomatiki» (Hydraulikantrieb und Mittel der Hydroautomatik), 1970, Verlag «Mashinostroenie», Moskau, S. 98, Abb. 67],

Dieses elektrohydraulische Servoventil enthält hintereinandergeschaltet einen elektromechanischen Wandler und einen Hydraulikverstärker, dessen erste Verstärkerstufe mit Elementen «Düse-Klappe» ausgeführt und mit den endseitigen Steuerkammern eines Steuerschiebers einer zweiten Verstärkerstufe hydraulisch verbunden ist, der in einer Buchse angeordnet ist, welche sich in einem Gehäuse befindet, das Kanäle für die Zuführung einer Betriebsflüssigkeit, für deren Ablauf und deren Austritt besitzt. Der Steuerschieber der zweiten Verstärkerstufe ist mit der Klappe der ersten Verstärkerstufe kinematisch verbunden. Diese Verbindung ist in Form einer flachen Feder ausgebildet, die mit dem einen Ende an der Klappe starr befestigt und mit dem zweiten Ende mit einer Kugel verbunden ist, die mit einem geringen Spalt in einer ringförmigen Eindrehung des Schiebers angeordnet ist.

Die Genauigkeit dieses elektrohydraulischen Servoventils ist niedrig infolge der kinematischen Verbindung, die praktisch nicht ohne Reibung an der Verbindungsstelle mit dem Schieber ausgeführt werden kann.

Es ist ein weiteres elektrohydraulisches Servoventil bekannt (siehe den UdSSR-Urheberschein Nr. 928088, Klasse F 15 B 3/00, veröffentlicht am 15.05.82).

Dieses elektrohydraulische Servoventil enthält hintereinandergeschaltet einen elektromechanischen Wandler und einen Hydraulikverstärker, dessen erste Verstärkerstufe mit den endseitigen Steuerkammern eines Steuerschiebers einër zweiten Verstärkerstufe hydraulisch verbunden ist, welcher in einem Gehäuse, welches Kanäle für die Zuführung einer Betriebsflüssigkeit, für deren Ablauf und deren Austritt besitzt, angeordnet ist und mit dem Fühlelement eines Stellungsgebers für den Steuer-5 Schieber in Verbindung steht.

Das Fühlerelement des Gebers des genannten Servoventils ist als Quelle der magnetischen Induktion ausgeführt, die zwischen Magnetowiderständen angeordnet ist, die den Stellungsgeber für den Steuerschieber bilden. Dieser Stellungsgeber um-lo fasst ausserdem die Quelle der magnetischen Induktion in Form eines Dauermagnets sowie zwei Magnetokondensatoren mit an ihnen angeordneten Magnetowiderständen und ist am Gehäuse des Steuerschiebers angebracht.

Die Verbindung des Fühlerelementes des Gebers mit dem 15 Schieber ist eine kinematische Verbindung in Form eines Hebels, dessen eine Ende eine Kugel aufweist, die in einer Ringeindrehung des Schiebers angeordnet ist, was keine spielfreie Verbindung des genannten Hebels mit dem Schieber gewährleistet, und somit zur Verminderung der Genauigkeit und Verschlechte-20 rung der Empfindlichkeit des gesamten Servoventils führt.

Die Anbringung des Stellungsgebers am Gehäuse des Steuerschiebers vergrössert die Abmessungen des Servoventils.

Somit weist das besagte elektrohydraulische Servoventil eine niedrige Empfindlichkeit und Genauigkeit auf und hat beträcht-2s liehe Abmessungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrohydraulisches Servoventil der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem der Stellungsgeber für den Steuerschieber solcherweise angeordnet und ausgeführt ist, dass dadurch die Genauigkeit 30 und Empfindlichkeit des gesamten Servoventils erhöht sowie seine Abmessungen verringert werden.

Dies wird dadurch erreicht, dass das vorgeschlagene elektrohydraulische Servoventil die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 umschriebenen Merkmale aufweist.

35 Ausserdem kann im genannten elektrohydraulischen Servoventil, bei dem der Stellungsgeber für den Steuerschieber ein Fühlerelement in Form eines von Induktivitätswicklungen umgebenen Ankers besitzt, im Geber eine Buchse aus einem magnetisch leitenden Werkstoff vorgesehen sein, welche die Wick-40 lungen mit einem Spalt umschliesst und mit dem Steuerschieber starr verbunden ist.

Eine solche konstruktive Ausführung des elektrohydraulischen Servoventils gestattet es, die Genauigkeit und Empfindlichkeit des Servoventils zu erhöhen und seine Abmessungen zu 45 verringern.

Im folgenden wird die Erfindung durch Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugname auf beigefügte Zeichnungen erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 das Gesamtschema des erfindungsgemässen elektro-50 hydraulischen Servoventils im Längsschnitt, und

Fig. 2 eine Ausführungsform des Servoventils nach Fig. 1 mit einem Geber, der eine Buchse enthält, welche die Induktivitätswicklungen mit einem gewissen Spalt umschliesst und mit dem Steuerschieber starr verbunden ist, im Längsschnitt eines 55 Teiles.

Das elektrohydraulische Servoventil gemäss der Erfindung enthält einen elektromechanischen Wandler 1 (Fig. 1), der mit einem Hydraulikverstärker 2 in Reihe geschaltet ist, dessen erste Verstärkerstufe 3 mittels Kanälen 4 und 5 sowie Ausdrehungen 60 6 und 7 mit den endseitigen Steuerkammern 8 und 9 eines Steuerschiebers 10 einer zweiten Verstärkerstufe hydraulisch verbunden ist, der in einem Gehäuse 11 angeordnet ist. Im Gehäuse 11 sind Kanäle 12 und 13 jeweils für die Zuführung einer Betriebsflüssigkeit und für deren Ablauf und ein Kanal 14 für den 65 Austritt der Betriebsflüssigkeit sowie den Kanälen entsprechende Ausdrehungen 15, 16 und 17 ausgeführt.

Das Servoventil enthält auch einen Stellungsgeber 18 für den Steuerschieber 10, bei welchem Induktivitätswicklungen 19 und

20 im Deckel 21 des Gehäuses 11 unbeweglich befestigt sind, während ein Anker 22 mit dem Steuerschieber 10 mittels einer Zugstange 23 starr verbunden ist. Im Körper 24 des Steuerschiebers 10 ist auf der Seite der endseitigen Kammer 9 eine Ausbohrung 25 ausgeführt, mit der die Steuerkammer 9 eine gemeinsame Kammer 26 bildet, in welcher sich der Stellungsgeber 18 für den Steuerschieber 10 befindet. Die unbeweglichen Induktivitätswicklungen 19 und 20 des Gebers 18 umgeben den Anker 22 und sind mit einem gewissen Spalt 27 in bezug auf den Steuerschieber 10 angeordnet. Der Spalt 27 ist für den Durchfluss der Betriebsflüssigkeit aus der Kammer 9 in die Ausbohrung 25 bei der Bewegung des Steuerschiebers 10 erforderlich. Die Enden der Induktivitätswicklungen 19 und 20 sind nach aussen aus dem Gehäuse 11 mit Hüfe einer Steckvorrichtung 28 herausgeführt.

Auf der zum Geber 18 entgegengesetzten Seite ist im Körper 24 des Schiebers 10 eine Ausbohrung 29 ausgeführt, in die ein hohler Deckel 30 teilweise hineinragt.

Zur Erhöhung der Empfindlichkeit des erfindungsgemässen elektrohydraulischen Servoventils ist im Geber 18 (Fig. 2) eine Buchse 31 aus einem magnetisch leitenden Werkstoff vorgesehen, welche die Induktivitätswicklungen 19 und 20 mit einem gewissen Spalt 32 umgibt und auf der Seite der Ausbohrung 25 mit dem Steuerschieber 10 starr verbunden ist.

Das Arbeitsprinzip des elektrohydraulischen Servoventils gemäss der Erfindung besteht im folgenden.

Bei Vorhandensein des Betriebsdrucks im Kanal 12 (Fig. 1) und bei Fehlen eines elektrischen Steuersignals am elektromechanischen Wandler 1 stellen sich in den Kanälen 4 und 5 und den endseitigen Kammern 8 und 9 sowie in der gemeinsamen Kammer 26 gleiche Druckwerte ein. Die auf den Steuerschieber 10 seitens der endseitigen Steuerkammern 8 und 9 wirkenden Kräfte sind gleich, aber entgegengesetzt gerichtet, weshalb der Schieber 10 unbeweglich ist, sich in der Ausgangsstellung befindet und den Kanal 14 und die Ausdrehung 17 für den Austritt der Betriebsflüssigkeit weder mit dem Kanal 12 und der Ausdrehung 15 für die Zuführung der Betriebsflüssigkeit noch mit dem Kanal 13 und der Ausdrehung 16 für den Ablauf der Betriebsflüssigkeit verbindet. Ein Signal vom Stellungsgeber 18 des Steuerschiebers 10 bleibt aus.

Bei der Zuführung des elektrischen Steuersignals zu dem elektromechanischen Wandler 1 gibt die erste Verstärkerstufe 3 ein Druck-Signal ab, das in den Kanälen 4 und 5 und folglich auch in der endseitigen Kammer 8 und der gemeinsamen Kammer 26 unterschiedliche Druckwerte der Betriebsflüssigkeit ein673 691

stellt. Infolge der verschiedenen Druckwerte wirken auf den Schieber 10 seitens der Kammern 8 und 26 unterschiedliche Kräfte. Unter der Wirkung dieser Kräfte wandert der Schieber 10 beispielsweise nach links in der Zeichnungsebene und verbindet die Ausdrehung 17 und den Kanal 14 für den Austritt der Betriebsflüssigkeit mit der Ausdrehung 15 und dem Kanal 12 für die Zuführung der Betriebsflüssigkeit. Zusammen mit dem Schieber 10 verschiebt sich auch der Anker 22 relativ zu den unbeweglichen Wicklungen 19 und 20. Der Stellungsgeber 18 erzeugt ein bestimmtes Signal, das der genauen Lage des Ankers 22 und folglich auch der Verschiebung des Steuerschiebers 10 entspricht. Dieses Signal ist genau, weil das Fühlerelement des Stellungsgebers 18 mit dem Steuerschieber 10 starr verbunden ist, und der Anker 22 sowie die Induktivitätswicklungen 19 und 20 in der Nähe des Schiebers 10 angeordnet sind, wodurch die durch die Betriebslageänderung des Schiebers 10 hervorgerufenen Fehler vermieden und die Abmessungen des elektrohydraulischen Servoventils verringert werden. Das vom Stellungsgeber 18 kommende Signal, das der Stellung des Steuerschiebers 10 entspricht, kompensiert das dem elektromechanischen Wandler 1 zugeführte elektrische Steuersignal. An den Hydraulikverstärker 2 gelangt kein Signal, und die Bewegung des Steuerschiebers 10 hört auf. Die Verschiebungsgrösse des Schiebers 10 entspricht der Grösse und der Richtung des Steuersignals.

Das Arbeitsprinzip des elektrohydraulischen Servoventils nach Fig. 2 ist der Arbeitsweise des Servoventils nach Fig. 1 ähnlich.

Der Unterschied besteht darin, dass bei der Ausführung des Stellungsgebers 18 (Fig. 2) mit der Buchse 31 der Übertragungsfaktor des Gebers infolge einer zusätzlichen Einwirkung der Buchse 31 auf die Induktivität der Wicklungen 19 und 20 steigt und folglich die Empfindlichkeit des elektrohydraulischen Servoventils im ganzen höher wird.

Die Durchsatzmenge der den Steuerschieber 10 durchströmenden Betriebsflüssigkeit ist zur Verschiebung desselben aus der Ausgangsstellung bei unveränderlichem Druck in den Kanälen 12, 14 und 13 jeweils für die Zuführung der Betriebsflüssigkeit für deren Austritt und deren Ablauf proportional.

Das beschriebene elektrohydraulische Servoventil weist eine hohe Genauigkeit und Empfindlichkeit bei geringen Abmessungen auf, und die Verwendung desselben in den Antrieben von Werkzeugmaschinen, Robotern und Lichtbogenöfen erhöht deren Genauigkeit und Empfindlichkeit sowie verbessert den konstruktiven Aufbau derselben.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

673 691 2 PATENTANSPRÜCHE

1. Elektrohydraulisches Servoventil, das hintereinandergeschaltet einen elektromechanischen Wandler (1) und einen Hydraulikverstärker (2) aufweist, dessen erste Verstärkerstufe (3) mit endseitigen Steuerkammern (8, 9) eines Steuerschiebers (10) einer zweiten Verstärkerstufe hydraulisch verbunden ist, welcher in einem Gehäuse (11) mit Kanälen (12, 13, 14) für die Zuführung, den Ablauf und den Austritt einer Betriebsflüssigkeit angeordnet ist und mit einem Fühlerelement (22) eines im Gehäuse (11) angeordneten Stellungsgebers (18) für den Steuerschieber (10) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet,

dass im Körper (24) des Steuerschiebers (10) auf der Seite einer der endseitigen Steuerkammern (9) eine Ausbohrung (25) vorhanden ist, die mit dieser Steuerkammer (9) eine gemeinsame Kammer (26) bildet, während der Stellungsgeber (18) in dieser gemeinsamen Kammer (26) angeordnet ist und sein Fühlerelement (22) starr mit dem Steuerschieber (10) verbunden ist.

2. Servoventil nach Anspruch 1, bei dem der Stellungsgeber (18) des Steuerschiebers (10) ein Fühlelement in Form eines von Induktivitätswicklungen (19, 20) umgebenen Ankers (22) besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass im Stellungsgeber (18) eine Buchse (31) aus einem magnetisch leitenden Werkstoff vorgesehen ist, welche die Induktivitätswicklungen (19, 20) mit einem Spalt (32) umschliesst und mit dem Steuerschieber (10) starr verbunden ist.