<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung betrifft eine Fluidenschaltung, umfassend ein Fluidenschaltelement mit einer
Durchflusskammer, einem in dieser Durchflusskammer zwischen zwei Endstellungen beweglichen Absperrkörper, welcher in den Zwischenstellungen zwischen den beiden Endstellungen mit der Innenwandung der
Durchflusskammer einen Drosselspalt bildet derart, dass die Durchflusskammer in zwei über den Drosselspalt kommunizierende Teilkammern unterteilt ist, einer an eine Hauptzuflussleitung höheren Druckes angeschlossenen
Hauptzuflussöffnung und einer an eine Hauptabflussleitung geringeren Druckes angeschlossenen
Hauptabflussöffnung, welche Hauptzuflussöffnung und Hauptabflussöffnung nach der ersten Teilkammer hin münden und eine solche Lage haben, dass die Hauptabflussöffnung in einer ersten Endstellung des Absperrkörpers durch diesen abgesperrt ist,
und mit einer an eine Steuerleitung angeschlossenen Steueranschlussöffnung im
Bereich der zweiten Teilkammer, wobei der Drosselwiderstand des Drosselspaltes grösser ist als der
Drosselwiderstand der an die Steueranschlussöffnung angeschlossenen Steuerleitung und wobei gegebenenfalls zwischen der zweiten Teilkammer und der Hauptzuflussöffnung eine Rückkopplungsverbindung besteht.
Eine solche Fluidenschaltung ist aus der USA-Patentschrift Nr. 3, 362, 633 bekannt. Dort ist die
Schaltkammer scheibenförmig gestaltet mit zwei zueinander parallelen Hauptseitenflächen, zwei senkrecht dazu angeordneten, zueinander parallelen Schmalseitenflächen und zwei diese Schmalseitenflächen miteinander verbindenden Zylinderflächen. Die Zuflussöffnung und die Abflussöffnung sind dabei von Schlitzen gebildet, welche im Bereich der einen Zylinderfläche liegen und sich über die Höhe der Schmalseitenflächen erstrecken.
Die Steueranschlussöffnung ist im Bereich der andern Zylinderfläche angeordnet. Der Schaltkörper ist eine kreiszylindrische Scheibe, deren Höhe annähernd der Höhe der Schmalseitenfläche entspricht. In der einen
Endschaltung des Schaltkörpers sind sowohl die Zuflussöffnung als auch die Abflussöffnung abgesperrt.
Bei dieser bekannten Anordnung muss die flache Scheibe zum Abdichten sehr genau gearbeitet sein, weil die Dichtfläche sehr klein ist. Darüberhinaus müssen durch diese Scheibe auch stets zwei Leitungen zugleich abgedichtet werden, und es ist ausserordentlich schwierig, wenn nicht gar manchmal unmöglich, die Ventilsitze und die an ihnen anliegende Scheibenfläche so genau zu bearbeiten, dass eine ausreichende Abdichtwirkung erzielt wird.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese fertigungstechnischen Schwierigkeiten zu überwinden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Durchflusskammer eine zylindrische Wand besitzt, dass der Absperrkörper eine Kugel ist und dass die Hauptzuflussöffnung unabhängig von der Stellung des
Absperrkörpers stets nach der ersten Teilkammer hin offen ist.
Diese Lösung bietet gegenüber der bekannten Fluidenschaltung erhebliche Vorteile : Es ist fertigungstechnisch erheblich einfacher, eine zylindrische Durchflusskammer und einen kugelförmigen
Absperrkörper herzustellen. Hinzu kommt, dass die Erfindung auf der Erkenntnis beruht, dass ein Absperren der Zuflussöffnung überhaupt nicht erforderlich ist ; dann muss keinerlei Rücksicht auf die gleichzeitige Abdichtung zweier Öffnungen durch denselben Absperrkörper genommen werden, da ja nur die Abflussöffnung abgedichtet zu werden braucht. Die fertigungstechnisch besonders kritische Doppelpassung ist deshalb nicht erforderlich.
Der als Kugel ausgebildete Absperrkörper führt schon nach kurzer Betriebszeit des Absperrkörpers zu einer Anfassung des Ventilsitzes, so dass die Dichtheit des Abschlusses der Abflussöffnung, die hier schon von Beginn des Betriebes an besser ist als bei der bekannten Fluidenschaltung, mit zunehmender Betriebsdauer noch besser wird.
Die Schwierigkeiten, die bei der bekannten Anordnung zwangsläufig daher rühren müssen, dass der kreisscheibenförmige Absperrkörper, der um der Beweglichkeit innerhalb der Durchflusskammer willen eine geringfügig kleinere Höhe als die Schmalseitenwände haben muss, die sich über die ganze Höhe der Schmalseitenwände erstreckenden Offnungsschlitze nicht voll abdichten kann, treten bei der erfindungsgemässen Ausgestaltung des Schaltelementes mit der in der Achse der zylindrischen Durchflusskammer liegenden Abflussöffnung nicht auf.
Die Ausbildung von statischen strömungsmittelbetriebenen Schaltelementen in der Form, dass der als Kugel ausgebildete Schaltkörper in einer zylindrischen Schaltkammer verstellt wird, ist zwar an sich bekannt, jedoch wird bei dieser bekannten Anordnung von andern Anschlüssen der Leitungen und von einer andern Steuerung der Kugel ausgegangen als bei der Erfindung.
Zweckmässig ist der Durchflussquerschnitt des Drosselspaltes kleiner als der Offnungsquerschnitt der Steuerleitung, damit sich die Kugel nach Belüftung der Steuerleitung von der Abflussöffnung wieder abhebt.
Die Steueranschlussöffnung wird bevorzugt in solcher Lage angeordnet, dass sie in der zweiten Endstellung des Absperrkörpers durch diesen verschlossen ist. Die Rückkopplungsverbindung wird zweckmässig in die zweite Teilkammer in solcher Lage eingeführt, dass sie in der zweiten Endstellung des Absperrkörpers durch diesen abgeschlossen ist. Es ist aber auch möglich, die Rückkopplungsverbindung in die Steuerleitung einmünden zu lassen.
Zumindest die Abflussleitung kann einen in die Durchflusskammer hineinragenden Stutzen als vorspringenden Ventilsitz aufweisen ; dabei kann der Ventilsitz leichter bearbeitet werden.
Es hat sich gezeigt, dass die Bemessung des hydraulischen Widerstandes an der gedrosselten Verbindung für die Schaltzeiten von wesentlicher Bedeutung ist. Je grösser dieser hydraulische Widerstand ist, desto rascher hebt
<Desc/Clms Page number 2>
sich der Absperrkörper von der Hauptabflussöffnung ab. Anderseits wird die Schaltzeit, die vergeht, bis sich der Absperrkörper auf die Hauptabflussöffnung setzt, umso grösser, je grösser der hydraulische Widerstand an der gedrosselten Verbindung ist. Die Schaltzeiten des Elementes sollen aber meist möglichst kurz sein. Wenn nun der hydraulische Widerstand des Drosselspaltes derart bemessen ist, dass bei gegebenem hydraulischen Widerstand der offenen Steuerleitung die Schaltzeiten des Absperrkörpers beim Öffnen und beim Schliessen wenigstens annähernd gleich gross sind, wird die gesamte Schaltzeit ein Minimum.
Es hat sich weiter gezeigt, dass die Schaltzeit beim Schliessvorgang dadurch reduziert werden kann, dass durch Erzwingung einer grossen Strömungsgeschwindigkeit an der durch den Absperrkörper und die Hauptabflussöffnung gebildeten Drosselstelle ein starker Druckabfall hervorgerufen wird. Um diese Möglichkeit auszunutzen, kann der Schaltweg des Absperrkörpers derart bemessen sein, dass in der von der Hauptabflussöffnung abgehobenen Stellung des Absperrkörpers der hydraulische Widerstand an der durch den Absperrkörper und die Hauptabflussöffnung gebildeten Drosselstelle grösser ist als die hydraulischen Widerstände in der Hauptzuflussleitung und der Hauptabflussleitung.
Die Zeichnungen erläutern die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen. Es stellen dar : Fig. l eine erste, Fig. 2 eine zweite, Fig. 3 eine dritte, Fig. 4 eine vierte und Fig. 5 eine fünfte Ausführungsform.
In Fig. 1 ist eine Durchflusskammer mit --2110-- bezeichnet. In dieser ist eine Absperrkugel-2136-- untergebracht, deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Durchflusskammer --2112--. Zwischen dieser Kammerwand --2112-- und der Kugel --2136-- ist ein Ringspalt vom Querschnitt-q-gebildet, der kleiner ist als der Querschnitt der Steueranschlussöffnung --2188--. Die Kugel --2136-- unterteilt die Durchflusskammer--2110--in eine erste Teilkammer --2110"-- und eine zweite Teilkammer--2110'--.
Die Durchflusskammer --2110-- ist gebildet durch einen Zylinderraum --2112-- mit planen
EMI2.1
2114--,Zylinderwand --2112-- der Durchflusskammer. Im Mittelpunkt der Endfläche --2114-- ist in diese ein Stutzen --2122-- eingesetzt, dessen Ende die Hauptabflussöffnung --2124-- bildet. Im Mittelpunkt der andern Endfläche --2116-- liegt die Steueranschlussöffnung --2128--, die an einer Steuerleitung
EMI2.2
das Symbol --x-- zugeordnet.
Das Schaltelement arbeitet wie folgt :
EMI2.3
auf die Sitzfläche-2124-undüberdruck aufbaut. Es kann also kein Strömungsmittel von der Zuflussleitung durch die Durchflusskammer zu der Abflussleitung strömen.
EMI2.4
Steuerleitung belüftet wird, so kehrt der Schaltkörper-2136-in die in Fig. 1 gezeigte Stellung zurück.
In Fig. 2 sind die entsprechenden Teile mit Bezugsziffern bezeichnet, die in den Zehner- und Einer-Stellen übereinstimmen und nur statt der Vorsatz-Zahl--21--die Vorsatzzahl--30--aufweisen. Der symbolisierte
EMI2.5
--3044-- undmit --3026-- bezeichnet. Die Durchflusskammer ist aus einer Zylinderfläche mit zwei Kugelflächen als Endflächen gebildet.
In Fig. 3 ist in dem Fluidenschaltelement--5010--eine zylindrische Ausnehmung-5012--
EMI2.6
--5014-- ausEinsatzbüchse-5020--. Die Einsatzplatte --5018-- ist in eine Ausdrehung --5022-- am Umfang der Ausnehmung --5012-- derart eingesetzt, dass die Aussenfläche --5024-- der Einsatzplatte --5018--
EMI2.7
Zwischen dem unteren Rand --5032-- der Einsatzbüchse --5020-- und dem Boden --5034-- der Ausnehmung --5012-- ist ein Ringspalt--5036--gebildet ; innerhalb der Einsatzbüchse --5020-- ist eine Durchflusskammer --5038-- definiert, welche durch eine Absperrkugel --5040-- in eine obere und eine
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.