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Stand der Technik
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Die
Erfindung betrifft ein System zur Anregung von Druckpulsationen
gemäß dem Oberbegriff des
Anspruches 1. Ferner eine Steuereinrichtung, die in Systemen zur
Anregung von Druckpulsationen in hydraulischen Vorrichtungen vor
allem für
Messzwecke einsetzbar ist.
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Druckpulsationen
in hydraulischen Vorrichtungen sind häufig unerwünscht und in ihren Auswirkungen
oft auch schwer zu beurteilen. Eine mess-/versuchstechnische Erprobung
mit Fremdanregung von Druckpulsationen ist deshalb oft wünschenswert.
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Druckpulsationen
in hydraulischen Vorrichtungen lassen sich auf verschiedensten Wegen
anregen, so insbesondere durch die Wandlung mechanischer Schwingungen
in Druckpulsationen, etwa durch impulshafte Beaufschlagung über einen
Verdrängerkolben,
oder durch ventilgesteuerte, schlagartige und/oder pulsierende Veränderung
eines zu- oder abzuführenden
Volumenstromes oder über
entsprechend getaktet arbeitende Pumpen.
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Die
Anregung hoher Frequenzen, so insbesondere von Frequenzen im Bereich
von mindestens 2500 Hz ist bei den bekannten Systemen aufgrund zu hoher
zu beschleunigender Massen entweder grundsätzlich kaum möglich, oder
an zu hohen Energieeinsatz für
ausreichende Nutzkräfte
zur Pulsationserzeugung gebunden oder ermöglicht zwar hohe Frequenzen,
aber nur kleine Hübe
und Druckamplituden.
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Offenbarung der Erfindung
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Technische Aufgabe
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zur Fremdanregung
von Druckpulsationen vorzuschlagen, bei dem hohe Frequenzen, insbesondere
Frequenzen von mindestens 2500 Hz bei geringem Energieeinsatz insbesondere
zu Messzwecken angeregt werden können.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Technische Lösung
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Bei
der Erfindung wird als Steuereinrichtung ein taktendes Rotationsventil
eingesetzt und über das
Rotationsventil ein Abströmanschluss
gesteuert, über
den zumindest ein Teil des Volumenstromes läuft, mit dem eine hydraulische
Vorrichtung versorgt wird, so dass in den jeweiligen Absperrlagen
des Rotationsventiles aufgrund des Rückstaus Druckpulsationen in
der hydraulischen Vorrichtung ausgelöst werden. Die bei einem Rotationsventil
gegebene rotatorisch durchlaufende Bewegung macht dies bezüglich der
für den
Antrieb erforderlichen Leistung weitgehend unabhängig von der Drehzahl möglich, und es
ist damit auch die Leistung für
die Taktung des Volumenstromes weitgehend frequenzunabhängig. Dies
ungeachtet dessen, dass durch die Taktung des Volumenstromes für die impulshafte
Anregung, also für
die Druckpulsationen die Druck- und
Strömungsenergie
des Volumenstromes zur Verfügung
steht und hohe Druckamplituden auch bei hohen Frequenzen zu erreichen
sind. Ferner ergibt der Aufbau des Rotationsventiles mit gleichachsig
zueinander liegend gegeneinander durchlaufend verdrehbaren Ventilelementen,
die in einem Überlappungsbereich aneinander
anschließen
und drehstellungsabhängig in Überdeckung
zueinander zu bringende Überströmquerschnitte
aufweisen, auch einen einfachen Aufbau. Ferner lassen sich mit einfachen
Mitteln, allein durch Veränderung
der Drehzahl auch jeweils gewünschte
Frequenzen einstellen. Bei der erfindungsgemäßen Gestaltung sind ferner
auch günstig
Möglichkeiten
zur Einstellung der Größe der jeweiligen Überströmquerschnitte
zu verwirklichen.
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Grundsätzlich liegt
es im Rahmen der Erfindung, die Ventilelemente jeweils anzutreiben.
Bevorzugt ist aber ein Antrieb lediglich eines der Ventilelemente
vorgesehen, was sich auch im Hinblick darauf als vorteilhaft erweist,
zumindest für
eines der Ventilelemente, insbesondere das nicht angetriebene Ventilelement,
die diesem zugeordneten Strömungsquerschnitte
in der Größe einstellbar
zu gestalten.
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Im
Rahmen der Erfindung liegt es, die Ventilelemente in ihrem die Überströmquerschnitte
enthaltenden Überlappungsbereich
so zu gestalten, dass sich für
den Überlappungsbereich
eine zur gemeinsamen Drehachse der Ventilelemente geneigte Erstreckung
ergibt, so dass diese im Überlappungsbereich
trichterförmig
gestaltet sind oder auch radiale Erstreckung aufweisen, wobei solche
Lösungen
konstruktiv und/oder aus Platzgründen
insbesondere dann zweckmäßig sein
können,
wenn in Hintereinanderschaltung eine Steuereinrichtung mit mehreren Rotationsventilen
vorgesehen ist und deren Ventilelemente zueinander so angeordnet
sind, dass sich eine wechselseitige Abstützung der Axialkräfte ergibt.
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Bevorzugt
ist eine Gestaltung der Steuereinrichtung mit Ventilelementen, die
in ihren mit Überströmquerschnitten
versehenen Überlappungsbereichen
sich in Richtung der gemeinsamen Drehachse axial erstrecken, da
auf diese Weise eine Beaufschlagung der Ventilelemente mit Axialkräften weitgehend
vermieden wird. Insbesondere ist dies dann der Fall, wenn die Überströmquerschnitte
eines jeweiligen Ventilelementes geschlossene Umfangskonturen aufweisen.
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Im
Rahmen der Erfindung können
die Überströmquerschnitte
zumindest eines Ventilelementes auch eine teilgeschlossene Umfangskontur
aufweisen, beispielsweise gestaltet als sinusförmige Wellkontur ausgehend
von einer Stirnseite eines Ventilelementes.
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Weitgehende
Gestaltungsmöglichkeiten
bezüglich
der Überströmquerschnitte
sowohl hinsichtlich ihrer Kontur wie auch ihrer Größe sind
erfindungsgemäß dadurch
erreichbar, dass ein Ventilelement aus zumindest zwei Teilstücken besteht,
die die diesem Ventilelement zugeordneten Überströmquerschnitte umgrenzen, derart,
dass jeweils ein Teilbereich eines jeweiligen Überströmquerschnittes durch eines
der Teilstücke
abgegrenzt ist.
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Eine
solche Lösung
ist beispielsweise mit zwei koaxial liegenden Teilstücken eines
Ventilelementes zu realisieren, dessen eines radiale Arme aufweist,
zwischen denen in Umfangsrichtung freie Sektoren liegen, in die
Finger, insbesondere Axialfinger des anderen Teilstückes eingreifen,
so dass sich zwischen den radialen Armen und den Axialfingern radiale
Spalte als Übertrittsquerschnitte
ergeben, die im axialen Überlappungsbereich
zu den Übertrittsquerschnitten
des koaxial liegenden anderen Ventilelementes liegen. Bei einer
derartigen Lösung
lassen sich beispielsweise durch axiale Verschiebung der Ventilelemente
gegeneinander die Überdeckungsbereiche
der ihnen zugeordneten Überströmquerschnitte
verändern,
und es lässt
sich des Weiteren auch die Größe der Überströmquerschnitte
des Ventilelementes in weiten Bereichen einstellen, das aus Teilstücken aufgebaut
ist, die mit in Umfangsrichtung gegeneinander verstellbar sind und
mit ihren Armen bzw. Fingern diese Überströmquerschnitte teilweise begrenzen.
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Steuereinrichtungen
mit Rotationsventilen der vorgeschilderten Art, die insbesondere
zu Messzwecken einzusetzen sind, bieten vielfältige Möglichkeiten durch die Konturgestaltung
der Überströmquerschnitte
Druckamplituden verschiedener Zeitsignale zu erzeugen. So lässt sich
beispielsweise mit rechteckigen Überströmquerschnitten
an beiden Ventilelementen, also bei koaxialer Anordnung derselben
am inneren und äußeren Ventilelement,
als freigegebene Strömungsfläche über dem
Drehwinkel eine Dreiecksfunktion realisieren, und zwar als Integral
der beiden Flächenfunktionen
nach dem Drehwinkel. Damit kann man auch höhere Harmonische der Grundstimmung
anregen und die 2- oder 3-fache Frequenz derselben messen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere
Einzelheiten und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend anhand
von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines Systems zur Anregung von Druckpulsationen
in einer über
einen Volumenstrom versorgten hydraulischen Vorrichtung mit von
der Verbindung zwischen Druckquelle und Vorrichtung abgezweigtem
Abströmanschluss
zu einer Steuereinrichtung,
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2 eine
der 1 entsprechende Darstellung, bei der die Steuereinrichtung
abströmseitig zur über den
Volumenstrom versorgten hydraulischen Vorrichtung angeordnet ist,
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3 eine
schematisierte Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform
einer Steuereinrichtung in der Ausgestaltung als taktendes Rotationsventil
mit koaxial liegenden Ventilelementen und in der Kontur geschlossenen Überströmungsquerschnitten,
insbesondere in der Gestalt von Bohrungen,
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4 eine
schematisierte Explosionsdarstellung der Steuereinrichtung gemäß 3,
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5 eine
weitere Ausführungsform
einer Steuereinrichtung gemäß der Erfindung
in einem Längsschnitt
gemäß Linie
V-V in 7,
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6 eine
stirnseitige Ansicht der Steuereinrichtung gemäß 5 in Richtung
des Pfeiles VI,
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7 einen
Schnitt durch die Steuereinrichtung gemäß 5 entsprechend
der Linie VII,
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8 einen
Schnitt gemäß Linie
VIII-VIII in 6 durch den in 5 rechtsseitigen
Teilbereich der Steuereinrichtung, und
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9 eine
vereinfachte perspektivische Darstellung der Ventilelemente des
Rotationsventiles.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In
einer ersten, in den 3 und 4 dargestellten
Ausführungsform,
die insbesondere in 3 auch das der Erfindung zugrunde
liegende Prinzip veranschaulicht, ist bezogen auf ein System 1 gemäß 1 oder 2 zur
Anregung von Druckpulsationen in einer über einen Volumenstrom versorgten
hydraulischen Vorrichtung 3 als motorisch angetriebene
Steuereinrichtung 4 ein Rotationsventil 5 in einer
ersten Ausführungsform
dargestellt.
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Eine
solche Steuereinrichtung 4 kann bezogen auf ein System 1 zur
Anregung von Druckpulsationen in einer über eine Druckquelle 6,
insbesondere eine Pumpe 7 mit einem Volumenstrom versorgten hydraulischen
Vorrichtung 3 einem Abströmanschluss 8 zugeordnet
sein, wie er in der Ausgestaltungsform gemäß 1 zulaufseitig
zur Vorrichtung 2, insbesondere abzweigend zwischen der Druckquelle 6 und
der Vorrichtung 3, oder, wie in 2 veranschaulicht, abströmseitig
zur Vorrichtung 3, also in Durchlaufrichtung des Volumenstromes
anschließend
an die Vorrichtung 3, beispielsweise in der Verbindung
zu einem Vorratsbehälter
vorgesehen ist.
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Die
als Rotationsventil 5 gestaltete Steuereinrichtung 4 gemäß 3 und 4 umfasst
ein Gehäuse 9.
An das Gehäuse 9 ist
in 3 und 4 axial anschließend einerseits
ein Motor 10 und andererseits zulaufseitig eine Drossel 11 vorgesehen.
Das Gehäuse 9 nimmt
gleichachsig Ventilelemente 12, 13 des Rotationsventiles 5 auf,
die gegeneinander verdrehbar sind und denen Überströmquerschnitte 14, 15 zugeordnet
sind, und zwar in einem axialen Überdeckungsbereich
der Ventilelemente 12, 13.
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Angeströmt sind
die Überströmquerschnitte 14, 15 über einen über die
Drossel 11 verlaufenden Axialkanal 16, der in
dem zum Gehäuse 9 lagefesten Ventilelement 12 über Radialkanäle 17 auf
die Überströmquerschnitte 14 ausläuft. Diese
liegen in einer Radialebene mit den Überströmquerschnitten 15 des radial
umschließend
zum inneren Ventilelement 12 vorgesehenen äußeren Ventilelement 13 und
münden über das äußere Ventilelement 13 durchsetzende
Kanäle 18 auf
einen Gehäuseinnenraum 19 aus, dem
ein abströmseitiger
Anschluss 20 zugeordnet ist, der beispielsweise mit einem
in 3 und 4 nicht dargestellten Vorratsbehälter in
Verbindung steht.
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Das äußere Ventilelement 13 weist
die Form eines Hohlkolbens auf, der auf dem zapfenartigen inneren
Ventilelement 12 drehbar gelagert ist, wobei im Bereich
der Überströmquerschnitte 14, 15 eine
Laufsitzpassung 21 gegeben ist und axial daran anschließend, auf
das freie Ende des zapfenförmigen
Ventilelementes 12 auslaufend eine Lagerführung 22,
insbesondere eine Wälzlagerung
zwischen den Ventilelementen 12, 13 vorgesehen
ist. In axialer Überdeckung
zum frei auslaufenden Ende des inneren, zapfenförmigen Ventilelementes 12 weist
das als Hohlkolben ausgebildete äußere Ventilelement 13 einen Kolbenboden 23 auf,
auf den ausgehend vom Motor 10 die Antriebswelle 24 ausläuft, die
im axialen Überdeckungsbereich
zu einem über
den Boden 23 axial auskragenden Schaft 25 des äußeren Ventilelementes 13 über eine
Ausgleichkupplung 26 mit dem äußeren Ventilelement 13 verbunden
ist. Sowohl die Welle 24 wie auch der Schaft 25 können, wie
die Explosionsdarstellung gemäß 4 veranschaulicht, mit
Axialschlitzen versehen sein, in die eine als Ausgleichskupplung 26 dienende
Wellfeder 27 eingreift. Im Übergang zwischen Gehäuse 9 und
Motor ist umschließend
zur Welle 24 ferner eine Dichtung 28 vorgesehen.
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Die Überströmquerschnitte 14, 15 sind
im Ausführungsbeispiel,
wie wiederum aus 4 ersichtlich ist, als Lochkränze umlaufend
in gleichmäßiger Verteilung
zu den Ventilelementen 12, 13 vorgesehen, wobei
im Ausführungsbeispiel
ein beispielsweise durch Bohrungen gebildeter Lochkranz fünfundzwanzig
Löcher
aufweist, so dass pro Umdrehung die Überströmquerschnitte 14, 15 fünfundzwangzigmal
frei geschaltet und geschlossen werden, womit sich bei einer Antriebsdrehzahl
des Motores von 6.000 U/min eine Anregungsfrequenz von 2.500 Hz
ergibt.
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Mit
der erfindungsgemäßen Lösung lassen sich
somit hohe Anregungsfrequenzen erreichen, wobei nur vergleichsweise
geringe motorische Leistungen für
den Antrieb der Steuereinrichtung 4 erforderlich sind,
in Abhängigkeit
von der Größe des über die
Steuereinrichtung 4 geführten
Anteiles des Volumenstromes und der Größe der Flächen der Überströmquerschnitte 14, 15 zur
Anregung aber Druckkräfte
zur Verfügung
stehen, die in der Obergrenze nahezu der in die hydraulische Vorrichtung 3 über die Druckquelle 6 eingespeisten
Energie entsprechen.
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Durch
die Erfindung wird dementsprechend ein insbesondere zu Messzwecken
einsetzbares System 1 aufgezeigt, mittels dessen in einer über einen
Volumenstrom versorgten hydraulischen Vorrichtung 3 durch
eine abströmseitig
zur Vorrichtung 3 vorgesehene, als Rotationsventil ausgebildete
Steuereinrichtung 4 Druckschwingungen im System 1,
insbesondere in der Vorrichtung 3 angeregt werden, wobei
die Druckschwingungen in der Vorrichtung 3 ausgehend vom
abströmseitigen
Anschluss an die Steuereinrichtung aufgebaut werden.
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Hierzu
können
bei Verschaltung in Serie (Druckquelle – Vorrichtung – als Rotationsventil
arbeitende Steuereinrichtung) gute Pulsationen insbesondere ausgangsseitig
der Vorrichtung 3 erreicht werden und es kann in der Vorrichtung 3 das
Auftreten von Kavitation weitgehend verhindert werden. Es liegt
aber auch im Rahmen der Erfindung, die Steuereinrichtung 4 abzweigend
zur Verbindung zwischen Druckquelle 6 und Vorrichtung 3 in
das System einzubinden, so dass von dem über die Druckquelle 6 aufgebauten
Volumenstrom ein Teil über
die als Rotationsventil ausgestaltete Steuereinrichtung 4 abgezweigt
wird und nur ein Teil über
die Vorrichtung 3 läuft.
Bei einem derartigen zu Messzwecken vorgesehenen Aufbau lässt sich
der Versuchsaufwand geringer halten und es ergibt sich für die Durchführung der
Messungen jeweils eine kompakte Einheit.
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Grundsätzlich lassen
sich bei der erfindungsgemäßen Lösung durch
die Wahl der Querschnittsgeometrien der Überströmquerschnitte 14, 15 an
den Ventilelementen 12, 13 Druckamplituden verschiedener
Zeitsignalverläufe
erzeugen, und es ist ferner auch möglich, abweichend vom geschilderten
Ausführungsbeispiel,
bei dem vorgeschaltet zur Steuereinrichtung 4 zur Betriebspunkteinstellung
eine Drossel 11 vorgesehen ist, die Betriebspunkteinstellung
in anderer Weise, beispielsweise dadurch zu verändern, dass die effektive Überlappungsbereiche
zwischen den Überströmquerschnitten 14, 15 durch
Verstellung der Ventilelemente 12, 13 gegeneinander verändert wird.
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Ein
weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung, das insbesondere auch eine im Rahmen der Erfindung
liegende diesbezügliche
Ausgestaltung veranschaulicht, wird anhand der in den 5 bis 9 gezeigten
Ausgestaltung erläutert.
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Die
in 5 entsprechend einem Längsschnitt gemäß Linie
V-V in 7 dargestellte Steuereinrichtung 40 umfasst
ein Gehäuse 41 mit
einem antriebsseitigen Gehäuseteil 42,
in dem die mit einem nicht gezeigten Motor verbundene Antriebswelle 43 gelagert
ist, und zwar eingangsseitig über
ein Lager 44, das in einer Lagermutter 45 aufgenommen
ist, die in eine stirnseitige Bohrung 46 des Gehäuseteiles 42 eingeschraubt
ist und zu der das Lager 44 axial festgelegt ist, wobei
die Einschraubtiefe der Lagermutter 45 variabel und die
jeweilige Einschraubtiefe über eine
Kontermutter 47 festzulegen ist. Das Lager 44 ist
zur Lagermutter 45 axial festgelegt, sowie auch gegenüber der
Antriebswelle 43 über
eine Mutter 48 axial verspannt.
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Es
ist somit die axiale Lage der Antriebswelle 43 zum Gehäuseteil 42 einstellbar
festgelegt. Innerhalb des Gehäuses 41 weist
die Antriebswelle 43 im Bereich einer Gehäusebohrung 49,
die koaxial zur Bohrung 46 liegt, einen Wellenflansch 50 auf.
Im Bereich zwischen diesem Wellenflansch 50 und dem Lager 44 ist
die Welle 43 gegen den Gehäuseteil 42 über eine
Dichtung 51 abgedichtet.
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Auch
bei dieser Ausführungsform
ist die Steuereinrichtung 40, wie anschaulich 9 zeigt, durch
ein Rotationsventil 39 gebildet das ein äußeres Ventilelement 52 und
inneres Ventilelement 58 aufweist, die jeweils in einem Überdeckungsbereich
mit Überströmquerschnitten 72 bzw. 82 versehen
sind. Der Wellenflansch 50 ist Träger des äußeren Ventilelementes 52.
Dieses erstreckt sich axial, und koaxial zum inneren Ventilelement 58,
umschließt
bei hülsenförmiger Ausbildung
einen Innenraum 53 und endet benachbart zu einer die Gehäusebohrung
abschließenden
Stirnplatte 54 im Überdeckungsbereich der Überströmquerschnitte 72 und 82 von äußerem Ventilelement 52 und
innerem Ventilelement 58.
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Die
Stirnplatte 54 weist eine zentrale Bohrung 55 auf,
die koaxial von einem ersten, durch ein Innenrohr 56 gebildeten
Teilstück 57 des
inneren Ventilelementes 58 durchsetzt ist, das im Bereich
der Überströmquerschnitte 72, 82 ein
radial verbreitertes Kopfteil 74 aufweist.
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Zu
diesem ersten, als Innenrohr 56 ausgebildeten Teilstück 57 erstreckt
sich koaxial ein zweites Teilstück 59,
das als Hülse 60 gestaltet
ist, die im Wesentlichen innerhalb des Innenraumes 53 liegt
und die über
eine Lagerung 61 gegen das koaxial liegende, hülsenförmige äußere Ventilelement 52 abgestützt ist.
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Die
Hülse 60 ist
zu dem koaxial anschließenden
Innenrohr 56 verdrehbar über ein Lager 62 abgestützt, das
zwischen der Hülse 60 und
einem in den Innenraum 53 der Hülse 60 hineinragenden
Achszapfen 63 des Innenrohres 56 liegt. Der verbleibende,
von der Hülse 60 umschlossene
Raum ist über ein
Füllstück 87 aufgefüllt.
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Das
erste Teilstück 57 des
inneren Ventilelementes 58 weist im Bereich seines Kopfteiles 74 Radialarme 64 auf.
Im Ausführungsbeispiel
sind über den
Umfang gleichmäßig verteilt
drei jeweils über
einen Sektor sich erstreckende Radialarme 64 vorgesehen,
und es liegen in Umfangsrichtung zwischen diesen Radialarmen 64 sich
erstreckende, ausgesparte Sektoren 65. In diese Sektoren 65 greifen über den
Umfang der Hülse 60 entsprechend
verteilt vorgesehene, sich axial erstreckende Axialfinger 66 ein. Von
diesen Axialfingern 66 ist zumindest einer mit einer axialen
Verlängerung 86 versehen,
welche sich längs
des Innenrohres 56 über
einen innerhalb der Stirnplatte 54 liegenden Axialbereich
erstreckt und über
den die Hülse 60,
und damit das zweite Teilstück 59 des
inneren Ventilelementes 58 drehfest zum Gehäuseteil 42 festgelegt
ist. Hierzu ist die zumindest eine Verlängerung 86 mit einer
axial verlaufenden Nut versehen, in den ein in einer Radialbohrung
der Stirnplatte 54 vorgesehener Stift 67 eingreift.
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Die
sich über
die Radialarme 64 axial hinaus erstreckenden Verlängerungen 86 der
Axialfinger 66 verlaufen mit radialem Abstand zum Innenrohr 56,
so dass sich zwischen den Verlängerungen 86 und
dem Innenrohr 54 ein Ringraum ergibt, in den der Hals 68 einer
Spannmutter 69 hineinragt. Die Spannmutter 69 ist
im Bereich ihres Halses 68 mit einem Außengewinde versehen, zu dem
ein an den Verlängerungen
vorgesehenes Innengewinde korrespondiert, so dass über die
Spannmutter 69 die Hülse 60 axial
zur Stirnplatte 54, und damit zum Gehäuseteil 42 festgelegt
ist.
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Die
Spannmutter 69 greift des Weiteren mit einem Führungsbund
in die Zentralbohrung 55 der Stirnplatte 54 ein
und ist dadurch radial gegenüber dem
Gehäuse 41 abgestützt. Zur
Spannmutter 69 ist das Innenrohr 56 über ein
Lager 71 abgestützt,
das über
einen Schraubring 70 axial gegenüber der Spannmutter 69 fixiert
ist. Insgesamt gesehen stützt sich
somit die Spannmutter 69 axial gegen die Stirnplatte 54 ab,
und zwar aufgrund der Schraubverbindung der Spannmutter 69 zur
Hülse 60 im
Bereich von deren Verlängerungen 86 bei
axialer Verspannung der Hülse 60 in
Richtung auf die Stirnplatte 54 bzw. in Richtung auf das
Innenrohr 56. Die Hülse 60 ist
dabei über
das Lager 62 sowohl axial gegen das Kopfteil 64 wie
auch radial über
den Achszapfen 63 gegen das Innenrohr 56 abgestützt, so
dass ungeachtet der in Achsrichtung gegebenen Verspannung der Teilstücke 57 und 59 des
inneren Ventilelementes 58 eine Verdrehbarkeit des Innenrohres 56 gegenüber der
Hülse 60 gegeben
ist.
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Die
Verdrehbarkeit des Innenrohres 56 zur Hülse 60 ist durch das
in Umfangsrichtung konstruktiv vorgegebene Spiel zwischen den Radialarmen 64 und
den Axialfingern 66 begrenzt, wobei durch diese Verdrehbarkeit
in Umfangsrichtung die Spaltweite der sich zwischen den Radialarmen 64 und
den Axialfingern 66 ergebenden Spaltquerschnitte als Überströmquerschnitte 72 des
inneren Ventilelementes 58 einstellbar ist. Auf diese als
einstellbare Spaltquerschnitte ausgestalteten Überströmquerschnitte 72 münden wie
insbesondere 7 und 9 zeigen, Radialbohrungen 73 im
der Hülse 60 benachbarten Kopfteil 74 des
Innenrohres 56, die an die zentrale Bohrung 75 des
Innenrohres 56 anschließen, die mit dem Abströmanschluss
verbunden ist.
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Das
Innenrohr 56 endet hierzu in einem kappenartigen Endteil 76 des
Gehäuses 40,
das axial anschließend
an die Stirnplatte 54 den die Spannmutter 69 durchsetzenden
rückseitig
auslaufenden Teil des Innenrohres 56 umschließt und einen
auf das Innenrohr 56 ausmündenden Anschluss für eine nicht
dargestellte Versorgungsleitung aufweist, wobei das Innenrohr 56 gegen
das kappenartige Teil 76 axial verschieblich abdichtend über einen
Stützring 77 geführt ist,
der zum Endteil, beispielsweise durch Verschraubung 90,
axial festgelegt ist.
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Die
Einstellung des als Überströmquerschnitt 72 vorgesehenen
Spaltes zwischen den Radialarmen 64 und den Axialfingern 66 erfolgt
mithilfe eines zum Innenrohr 56 festgelegten Stellantriebes, der
im Ausführungsbeispiel
durch einen zum Innenrohr über
eine Mutter 78 verspannten Stellhebel 79 gebildet
ist (6).
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Das
erste Ventilelement 52 ist, umschließend und über die Lagerung 61 zur
Hülse 60 abgestützt, als
Flanschhülse 80 ausgebildet,
die gegen den Wellenflansch 50 fixiert ist, wobei im Ausführungsbeispiel
die Flanschhülse 80 eine
Innenhülse 81 aufweist,
die im Bereich ihres stirnseitig frei auslaufenden Endes ein Well-
oder Zahnprofil 88 als die Überströmquerschnitte 82 bestimmendes
Profil aufweist, wobei durch die stirnseitig vorgesehene Anordnung
des Well- oder Zahnprofiles 88 eine teilgeschlossene Umfangskontur
für den Überströmquerschnitt 82 realisiert
ist (7 und 9).
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Überdeckt
ist im Ausführungsbeispiel
die Innenhülse 81 von
einer zu dieser lagefest festgelegten Außenhülse 83, die axial
im Bereich der Überströmquerschnitte 82 mit
der Innenhülse 81 endet
und dadurch radial eine Überdeckung
zu den Überströmquerschnitten 82 bildet,
so dass das über
die Überströmquerschnitte 72 zugeführte Fluid über die Überströmquerschnitte 82 axial
abströmt
und in die Gehäusebohrung 49 einströmt, zu der
eine Abströmöffnung 84 vorgesehen
ist. Im radialen Überdeckungsbereich
zu den Überströmungsquerschnitten 72, 82 ist
zu Beobachtungszwecken eine Schauglasanordnung 89 vorgesehen.
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Im
Rahmen der erfindungsgemäßen Lösung kann über die
Lagermutter 45 die Axiallage der Antriebswelle 43 und
damit auch des äußeren Ventilelementes 52 gegenüber dem
inneren Ventilelement 58 eingestellt, somit auch die Größe des axialen Überdeckungsbereiches
zwischen den Überströmquerschnitten 72 und 82 festgelegt
werden. Zudem kann erfindungsgemäß durch
Verdrehung des Innenrohres 56 gegenüber der Hülse 60 der in Umfangsrichtung gegebene
Abstand – also
die Spaltweite – zwischen den
Radialarmen 64 und den Axialfingern 66 verändert werden,
und damit die in Umfangsrichtung gemessene Breite des Überströmquerschnittes 72 des inneren
Ventilelementes 58, wobei die Radialarme 64 und
die Axialfinger 66 als Teilstücke 57, 59 dieses
inneren Ventilelementes 58 den Überströmquerschnitt 72 in
Umfangsrichtung begrenzen. Axial ist dieser Überströmquerschnitt 72 einerseits
durch eine Stirnseite der Hülse 60 und
andererseits durch einen Ring 85 begrenzt, der zwischen
dem radial sich erstreckenden Kopfteil 74 des Innenrohres 56 und
der Stirnplatte 54 umschließend zum Innenrohr 56 liegt, so
dass der Übertrittsquerschnitt 72 Rechteckkontur aufweist.
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Die
vorbeschriebenen Ausführungsformen veranschaulichen,
dass sich im Rahmen der Erfindung durch Variation der Überströmquerschnitte Druckamplituden
verschiedener Zeitsignalverläufe erreichen
lassen, so beispielsweise bei Rechteckquerschnitten an beiden Ventilelementen
als freizugebenden Überströmquerschnitten über dem
Drehwinkel eine Dreiecksfunktion, oder auch sinusähnliche
oder rein sinusförmige
Funktionen.
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Weiter
ist neben einer Betriebspunkteinstellung über die Drosselung des auf
die Steuereinrichtung überströmenden Volumenanteils
(Drossel 11) auch die Möglichkeit
gegeben, durch Veränderung der Überlappungsfläche zwischen
den Überströmquerschnitten
die Größe der maximal
freigeschalteten Fläche
zu verändern,
so beispielsweise zu verkleinern und dadurch die Pulsationen zu
reduzieren. Erreichbar ist dies, wie im Ausführungsbeispiel anhand der 5 bis 9 aufgezeigt,
beispielsweise durch die Aufteilung der einem Ventilelement 58 zugehörigen Überströmquerschnitte
auf zwei Teilstücke 57, 59 dieses
Ventilelementes 58 und eine Verstellung dieser Teilstücke 57, 59,
von denen jedes jeweils einen Teilbereich eines jeweiligen Überströmquerschnittes 72 abgrenzt,
gegeneinander. Besonders einfach, und ohne Beeinflussung der Impulsform,
ist dies beispielsweise bei rechteckigen Überströmquerschnitten.
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Weiter
ist es möglich,
gegebenenfalls mehrere Rotationsventile axial hintereinander zu
schalten, um so bei gemeinsamem Antrieb höhere Frequenzen zu erreichen.
Entsprechende Veränderungen
des jeweils wirksamen Überströmquerschnittes
sind auch dadurch zu erreichen, dass einem Ventilelement zur Teilabdeckung
des zugeordneten Überströmquerschnittes
ein gesonderter Steuerkolben oder dergleichen zugeordnet wird.
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Die
jeweils angestrebte Frequenz lässt
sich durch die Anzahl der dem Ventilelement zugeordneten und beim
Umlauf zeitversetzt zur Überdeckung kommenden Überströmquerschnitte
festlegen, wobei auch sehr hohe Frequenzen ohne Leistungseinbuße erreichbar
sind, wenn aufgrund einer n-fachen Teilung mit entsprechend reduzierter
Breite der Überströmquerschnitte
in Umfangsrichtung diese in ihrer quer zur Umfangsrichtung gemessenen
Länge entsprechend
vergrößert werden.