DE102010010983A1

DE102010010983A1 - Stromregelventil für ein Fluid

Info

Publication number: DE102010010983A1
Application number: DE201010010983
Authority: DE
Inventors: Jürgen Keppler
Original assignee: Bielomatik Leuze GmbH and Co KG
Current assignee: BIELOMATIK SCHMIERTECHNIK GMBH, DE
Priority date: 2010-03-10
Filing date: 2010-03-10
Publication date: 2011-09-15

Abstract

Bei einem Stromregelventil für ein Fluid, insbesondere für Öl oder ein ähnliches Schmiermittel, – mit einem Gehäuse (1), das einen Fluideingang (2) und einen Fluidausgang (3) aufweist, wobei – der Fluideingang (2) über einen als Drossel wirkenden Übergang in einen hohlzylinderförmigen Kolben (8) mündet, der gegen die Kraft einer Feder (5) axial verschiebbar und mit einem von der Kolbenposition abhängigen Durchflussquerschnitt mit dem Fluidausgang (3) verbunden ist, ist der Durchflussquerschnitt des Übergangs zwischen dem Fluideingang (2) und dem Kolbeneinlass mittels eines Stellelements (13, 14) unterschiedlich einstellbar.

Description

Die Erfindung betrifft ein Stromregelventil für ein Fluid, insbesondere für Öl oder ein ähnliches Schmiermittel, mit einem Gehäuse, das einen Fluideingang und einen Fluidausgang aufweist, wobei der Fluideingang über einen als Drossel wirkenden Übergang in einen hohlzylinderförmigen Kolben mündet, der gegen die Kraft einer Feder axial verschiebbar und mit einem von der Kolbenposition abhängigen Durchflussquerschnitt mit dem Fluidausgang verbunden ist.
Ein Stromregelventil der gattungsgemäßen Art ist in der DE 43 39 827 C2 beschrieben. Es dient dazu, beispielsweise in Schmiersystemen, unabhängig vom Druck und der Viskosität einen konstanten Schmiermittelstrom zu liefern. Verringert sich der Fluidstrom, so wird der Kolben so bewegt, dass sich der Durchschnittsquerschnitt erhöht. Es fließt somit mehr Fluid. Ebenso löst eine Erhöhung des Fluidstroms eine Verschiebung des Kolbens aus, die zu einer Verringerung des Durchschnittsquerschnitts und somit zu einer Verringerung des Fluidstroms führt.
Die bekannten Stromregelventile sind konstruktionsbedingt auf einen bestimmten Wert des zu liefernden Fluidstroms ausgelegt. Stellt sich beispielsweise bei Inbetriebnahme einer Maschine heraus, dass die gewählte Fördermenge nicht passend ist, muss das Stromregelventil gegen ein Ventil mit einer anderen Fördermenge ausgetauscht werden. Liegt die erforderliche Fördermenge des Schmiermittels zwischen den festgelegten Nennmengen, so ist der Einsatz von Sonderventilen erforderlich.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Stromregelventil der gattungsgemäßen Art so zu verbessern, dass unterschiedliche Fluidströme eingestellt werden können.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Durchflussquerschnitt des Übergangs zwischen dem Fluideingang und dem Kolbeneinlass mittels eines Stellelements unterschiedlich einstellbar ist.
Diese Lösung bietet den Vorteil, dass ein Anwender die Fluidmenge stufenlos den Erfordernissen vor Ort anpassen kann.
Bevorzugt ist der Kolbeneinlass blendenförmig gestaltet und ein Einstellelement mit kegelförmiger Spitze kann zur Einstellung des offenen Blendenquerschnitts in die Blende bewegt werden. Je nachdem, ob die Spitze sich verjüngend oder erweiternd gestaltet ist, kann das Regelverhalten eingestellt werden.
Ragt die kegelförmige Spitze in Flussrichtung in den Kolben, so führt ein Anstieg des Gegendrucks zu einer axialen Verschiebung des Kolbens, aus der eine Verringerung des Durchschnittsquerschnitts resultiert. Dieses Verhalten lässt sich umkehren, wenn die kegelförmige Spitze des Einstellelements in entgegengesetzter Richtung angeordnet ist. Dann wird bei einem Anstieg des betriebsbedingten Gegendruckes der Fluidstrom erhöht. Der Grad der Erhöhung oder Reduzierung des Fluidstroms beim Regelvorgang lässt sich durch die Steigung des Kegels an der Spitze des Einstellelements bestimmen.
Ebenso ist es möglich, den Verlauf eines progressiven oder degressiven Regelverhaltens über eine entsprechend gekrümmte Form des Kegels zu bestimmen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben.
1 zeigt einen Schnitt durch ein Stromregelventil nach der Erfindung.
Das in 1 dargestellte Stromregelventil ist Bestandteil einer Schmieranlage für eine Maschine. Es dient dazu, den Schmierölstrom auf einen vorgegebenen Wert zu regeln.
Das Stromregelventil besteht aus einem Gehäuse 1, das einen Fluideingang 2 und einen Fluidausgang 3 aufweist. Das Gehäuse 1 ist aus Aluminium oder einem anderen Metall gefertigt, das keine ferromagnetischen Eigenschaften hat. Das Gehäuse 1 enthält in seinem Innern Hohlräume, die koaxial unmittelbar aufeinanderfolgend angeordnet sind. Der Hohlraum an der Eingangsseite ist als Bohrung nach außen offen gestaltet. Über diese eingangsseitige Bohrung können die nachfolgend beschriebenen Elemente in das Gehäuse bewegt und dort montiert werden.
Hinter den Fluidausgang 3 ist ein Kolben 4 axial verschiebbar angeordnet, der von einer Druckfeder 5 in Richtung zur Fluideingangsseite (in 1 nach rechts) gedrückt wird. Der Kolben 4 weist eine hintere Kolbenstange 6 auf, mit der er im Gehäuse 1 geführt wird.
An seiner Vorderseite endet der Kolben 4 mit einem Druckring 7, der gegen einen zylinderförmigen Hohlkolben 8 drückt, der in Strömungsrichtung des Fluids vor dem Kolben 4 angeordnet ist. Zwischen den beiden Kolben 4, 8 ist ein ringförmiges Auslassteil 9 mit Auslassöffnungen 10 angeordnet. Die Auslassöffnungen 10 sind mit dem Innern des Hohlkolbens 8 verbunden und münden in einen außen umlaufenden Ringkanal 11, der an den Fluidausgang 3 angeschlossen ist.
Der hohlzylinderförmige Kolben 8 ist axial verschiebbar, wobei er sich an der Fluidausgangsseite über den Ring 7 an der Feder 5 abstützt. Die Kraft der Feder 5 wirkt somit einer Verschiebung des Kolbens 8 in Strömungsrichtung (in 1 nach links) entgegen.
Der Durchflussquerschnitt des Übergangs zwischen dem Fluideingang 2 und dem Einlass des Kolbens 8 ist mittels eines Stellelements unterschiedlich einstellbar. Dazu ist der Einlass des Kolbens 8 als Blende 12 mit einer kreisförmigen Öffnung gestaltet. Der Öffnungsquerschnitt der Blende 12 bestimmt den maximalen Durchflussquerschnitt in den Kolben 8. Zur Einstellung des gewünschten Durchflussquerschnitts ist ein Einstellelement 13 mit seiner kegelförmigen Spitze verschieden tief in die Blende 12 bewegbar. Beim Bewegen der Spitze 14 in die Öffnung der Blende 12 entsteht ein ringförmiger Durchflusskanal, dessen Durchflussquerschnitt von der Eintauchtiefe der Spitze 14 bestimmt wird. Das Einstellelement 13 ist schraubenförmig gestaltet und ragt mit seinem der Spitze 14 abgewandten Ende 15 aus dem Gehäuse 1 hinaus. Das Einstellelement 13 ist am Ende des Gehäuses 1 in einem Futter 17 gelagert, von dem das Gehäuse 1 dicht abgeschlossen wird. Das innere Ende des Einstellelements 13 mit dem Übergang zur Spitze 14 befindet sich in Funktion in einer zylinderförmigen Kammer 18, die einerseits an den Fluideingang 2, andererseits an den Hohlkolben 8 angeschlossen ist. Das Fluid kann so über den Fluideingang 2 in die Kammer 18 fließen und tritt anschließend durch die ringförmige und von der Spitze 14 begrenzte Öffnung der Blende 12 in das Innere des Kolbens 8 ein.
Im Betrieb tritt das Schmieröl durch den Fluideingang 2 über die ringförmige, durch die Spitze 4 des Einstellelements 13 begrenzte Öffnung der Blende 12 in das Innere des Kolbens 8 ein. Beim Strömen des Fluids zum Fluidausgang 3 bildet sich ein Gleichgewicht zwischen dem Druck des Fluids und dem Druck der Feder 5. Das Stromregelventil arbeitet somit als Druckwaage. Die Fördermenge des Fluids wird bestimmt durch die Federkraft der Feder 5 und dem Durchflussquerschnitt an der Blende 12 des Kolbens 8. Je weiter die kegelförmige Spitze 4 in die Öffnung der Blende 12 eindringt, umso geringer ist der Fluidstrom.
Wird der Gegendruck des Fluids durch betriebsbedingte Einflüsse erhöht, so steigt der Druck in dem Kolben 8 und dieser wird gegen die Strömungsrichtung (in 1 nach rechts) gedrückt. Dadurch erweitert sich der Strömungsquerschnitt zwischen Kolben 11 und Ausgang 3, wodurch die Druckdifferenz zwischen Kammer 19 und Auslass 3 entsprechend reduziert wird, so dass sich an Blende 12 wieder der Solldifferenzdruck einstellt. Gleichzeitig wird durch die Kolbenbewegung der Durchflussquerschnitt an Blende 12 geringfügig reduziert, was zu einer geringfügigen Reduzierung der Fördermenge führt.
Die in der Blende 12 von außen verschiebbare kegelförmige Spitze 14 ermöglicht es, durch Drehen an dem aus dem Gehäuse 2 herausragenden Ende 15 des Stellelements 13 die gewünschte Fördermenge des Schmiermittels vor Ort einzustellen, ohne dass das Stromregelventil geöffnet werden muss.
In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel nach 1 ist die kegelförmige Spitze 14 des Einstellelements 13 so angeordnet, dass sie sich in Strömungsrichtung verjüngt. Dies führt dazu, dass sich bei steigendem Gegendruck die Fördermenge des Fluids verringert.
Durch eine einfache Maßnahme ist es möglich, bei steigendem Gegendruck auch die Fluidmenge ansteigen zu lassen, also die entgegengesetzte Wirkung zu erzielen. Dazu wird die Spitze 12 des Einstellelements 13 in entgegengesetzte Richtung, also gegen die Strömungsrichtung weisend angeordnet. Bei einem Anstieg des betriebsgedingten Gegendruckes wird so der Fluidstrom erhöht, da sich der Durchflussquerschnitt der Blende 12 vergrößert.
Der Grad der Erhöhung oder Reduzierung des Fluidstroms bei der axialen Verstellung des Stellelements 13 wird durch die Steigung des Kegels der Spitze 14 bestimmt. Im Ausführungsbeispiel hat die Spitze 14 die Form eines geraden Kegels. Durch Verwendung von Spitzen 14 mit gekrümmten Flächen mit sich entlang der Achse veränderbaren Querschnitten kann ein bestimmtes progressives oder degressives Verhalten bei Druckschwankungen eingestellt werden.
In 1 ist das Stromregelventil als Einbausatz ohne elektronische Überwachung dargestellt. Es kann mit einer elektronischen Überwachung ausgerüstet werden, wie sie beispielsweise in der DE 43 39 827 C2 beschrieben ist. Dann wird im Bereich der Kolbenstange 6 ein berührungslos arbeitender Sensor angeordnet, der die axiale Position der Kolbenstange 6 überwacht. Beim Wegfall des die Feder 5 zusammendrückenden Flüssigkeitsdruck wird der Kolben 4 und damit die an ihm befestigte Kolbenstange 6 extrem weit nach rechts bewegt. Diese Position wird von dem Sensor detektiert und als Fehler gemeldet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 4339827 C2 [0002, 0024]

Claims

Stromregelventil für ein Fluid, insbesondere für Öl oder ein ähnliches Schmiermittel, – mit einem Gehäuse (1), das einen Fluideingang (2) und einen Fluidausgang (3) aufweist, wobei – der Fluideingang (2) über einen als Drossel wirkenden Übergang in einen hohlzylinderförmigen Kolben (8) mündet, der gegen die Kraft einer Feder (5) axial verschiebbar und mit einem von der Kolbenposition abhängigen Durchflussquerschnitt mit dem Fluidausgang (3) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchflussquerschnitt des Übergangs zwischen dem Fluideingang (2) und dem Kolbeneinlass mittels eines Stellelements (13, 14) unterschiedlich einstellbar ist.
Stromregelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbeneinlass blendenförmig gestaltet ist, und dass ein Einstellelement (13) mit kegelförmiger Spitze (14) zur Einstellung des offenen Blendenquerschnitts in die Blende (12) bewegbar ist.
Stromregelventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckfeder (5) gegen das Kolbenende mit einer gegen die Strömungsrichtung gerichteten Kraft drückt.
Stromregelventil für ein Fluid, insbesondere für Öl oder ein ähnliches Schmiermittel, – mit einem Gehäuse (1), das einen Fluideingang (2) und einen Fluidausgang (3) aufweist, wobei – der Fluideingang (2) über einen als Drossel wirkenden Übergang in einen hohlzylinderförmigen Kolben (8) mündet, der gegen die Kraft einer Feder (5) axial verschiebbar und mit einem von der Kolbenposition abhängigen Durchflussquerschnitt mit dem Fluidausgang (3) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchflussquerschnitt des Übergangs zwischen dem Fluideingang (2) und dem Kolbeneinlass mittels eines Stellelements (13, 14) unterschiedlich einstellbar ist.