DE102013227062A1 - Vibration-reduced valve arrangement - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung mit einem Ventilgehäuse, das einen Kanal mit einem gegenüber dem Ventilgehäuse beweglichen Ventilelement aufweist, wobei in dem Kanal eine Druckkammer ausgebildet ist, die an einem ventilelementseitigen Ende durch das bewegliche Ventilelement begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkammer von einem durchflussquerschnittsreduzierenden Element in zwei Teile geteilt wird.The invention relates to a valve assembly having a valve housing having a channel with a valve member movable relative to the valve member, wherein in the channel a pressure chamber is formed, which is delimited at a valve element end by the movable valve member, characterized in that the pressure chamber of a flow cross-section reducing element is divided into two parts.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventilanordnung, insbesondere für hydraulische Maschinen und/oder Systeme. The present invention relates to a valve arrangement, in particular for hydraulic machines and / or systems.
Stand der Technik State of the art
Während des Betriebs von Ventilanordnungen können unangenehme Störgeräusche auftreten, die durch Resonanzschwingungen in der mit Druck beaufschlagten Hydraulikflüssigkeit in der Ventilanordnung verursacht werden. Eine Ventilanordnung umfasst nämlich Volumina, die mit Pumpendruck beaufschlagt sind. During operation of valve assemblies, unpleasant noise may be caused by resonant vibrations in the pressurized hydraulic fluid in the valve assembly. Namely, a valve arrangement comprises volumes that are exposed to pump pressure.
Man kann bspw. Schwingungsdämpfer einbringen, um solche Resonanzschwingungen zu reduzieren. Hierzu ist jedoch eine aufwändige Umgestaltung der Ventilanordnung nötig. For example, it is possible to introduce vibration dampers in order to reduce such resonance vibrations. For this, however, a complex redesign of the valve assembly is necessary.
Aus der
Man kann auch andere zusätzliche Volumina, wie bspw. eine Schlauchschleife, an die Regelventilanordnung anbringen. Jedoch ist hier zusätzlicher Montageaufwand und zusätzlicher Platzbedarf nötig. Other additional volumes, such as a hose loop, may also be attached to the control valve assembly. However, additional installation effort and additional space is needed here.
Es ist daher wünschenswert, eine Möglichkeit anzugeben, so dass Störgeräusche beim Betrieb einer Ventilanordnung mit hydraulischen Maschinen auf einfache Weise vermieden oder zumindest reduziert werden. It is therefore desirable to provide a way so that noise during operation of a valve assembly with hydraulic machines can be avoided or at least reduced in a simple manner.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Erfindungsgemäß wird eine Ventilanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung. According to the invention, a valve arrangement with the features of claim 1 is proposed. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims and the following description.
Vorteile der Erfindung Advantages of the invention
Eine erfindungsgemäße Ventilanordnung weist ein Ventilgehäuse mit einem Kanal für ein Ventilelement auf. In dem Kanal ist eine Druckkammer ausgebildet, die an einem Ende von dem Ventilelement begrenzt wird und die ein mit Druck beaufschlagtes Fluid enthält. Die Druckkammer wird von einem durchflussquerschnittsreduzierenden Element in zwei Teile geteilt, so dass eine Art Helmholtz-Resonator gebildet wird. Dadurch können Resonanzschwingungen in dem Fluid in der Druckkammer vermieden oder zumindest verringert werden. Weiterhin wird dadurch die Reglerstabilität erhöht und der Verschleiß am Regler reduziert. A valve arrangement according to the invention has a valve housing with a channel for a valve element. In the channel a pressure chamber is formed which is bounded at one end by the valve element and which contains a pressurized fluid. The pressure chamber is divided into two parts by a flow cross-section reducing element, so that a kind of Helmholtz resonator is formed. As a result, resonant vibrations in the fluid in the pressure chamber can be avoided or at least reduced. Furthermore, this increases the controller stability and reduces the wear on the controller.
Vorteilhafterweise mündet der Kanal in eine von einem Verschlusselement fluiddicht verschlossene Öffnung in dem Ventilgehäuse und die Druckkammer ist zwischen dem Ventilelement und dem Verschlusselement ausgebildet. Dies ermöglicht eine einfache Einbringung des durchflussquerschnittsreduzierenden Elements in den Kanal. Advantageously, the channel opens into an opening in the valve housing, which is closed in a fluid-tight manner by a closure element, and the pressure chamber is formed between the valve element and the closure element. This allows a simple introduction of the flow cross-section reducing element in the channel.
Vorzugsweise besitzt das Verschlusselement einen zur Druckkammer hin offenen Hohlraum, sodass dadurch das Volumen der Druckkammer im Vergleich zu einer herkömmlichen Ausgestaltung mit einem massiven Verschlusselement vergrößert wird. Dadurch können Resonanzschwingungen weiter verringert werden. Die Resonanzfrequenz lässt sich besser abstimmen. Preferably, the closure element has a cavity open to the pressure chamber, so that thereby the volume of the pressure chamber is increased in comparison to a conventional embodiment with a solid closure element. As a result, resonance vibrations can be further reduced. The resonance frequency can be tuned better.
Besonders vorteilhaft ist, wenn das Verschlusselement eine Schraube mit Hohlraum ist. Eine solche Schraube kann auch als Hohlschraube bezeichnet werden. Eine Schraube bietet eine einfache Verschlussmöglichkeit und ist leicht zu montieren. Weiter ist eine Schraube, insbesondere eine aus Metall, widerstandsfähig gegenüber äußerlichen Einflüssen. Eine bevorzugte Hohlschraube weist einen zylinderförmigen Schraubenkörper mit einem Außengewinde auf, wobei der Hohlraum innerhalb des zylinderförmigen Schraubenkörpers ausgebildet ist und an der Deckfläche mündet. Insbesondere kann die gesamte Deckfläche bis zur Mantelfläche hin offen sein. In diesem Sinne ist der Hohlraum eine Bohrung in dem zylinderförmigen Schraubenkörper. It is particularly advantageous if the closure element is a screw with cavity. Such a screw can also be referred to as a hollow screw. A screw provides easy closure and is easy to assemble. Next is a screw, especially one made of metal, resistant to external influences. A preferred hollow screw has a cylindrical screw body with an external thread, wherein the cavity is formed within the cylindrical screw body and opens at the top surface. In particular, the entire top surface may be open up to the lateral surface. In this sense, the cavity is a bore in the cylindrical screw body.
Vorzugsweise wird als durchflussquerschnittsreduzierendes Element in die Druckkammer (insbesondere in den Hohlraum des Verschlusselements) eine Lochplatte, die vorzugsweise durch das Verschlusselement in der Druckkammer fixiert wird, eingebracht. Dadurch lässt sich eine bessere Anpassung an eine Resonanzfrequenz erreichen. Preferably, as a Durchflußquerschnittsreduzierendes element in the pressure chamber (in particular in the cavity of the closure element), a perforated plate, which is preferably fixed by the closure element in the pressure chamber, introduced. This allows a better adaptation to a resonant frequency.
Weiter ist es von Vorteil, wenn in die Druckkammer (insbesondere in den Hohlraum des Verschlusselements) zwei Lochplatten eingebracht werden, wobei zwischen den Lochplatten ein poröses Material eingebracht wird. Die Lochplatten können durch das Verschlusselement in der Druckkammer fixiert werden. Auch kann nur ein poröses Material eingebracht werden, wenn dieses eine nötige Eigenstabilität besitzt. Dieses Material dämpft Schwingungen in dem Fluid, insbesondere im Bereich einer Resonanzfrequenz. Further, it is advantageous if two perforated plates are introduced into the pressure chamber (in particular into the cavity of the closure element), wherein a porous material is introduced between the perforated plates. The perforated plates can be fixed by the closure element in the pressure chamber. Also, only a porous material can be introduced if it has a necessary inherent stability. This material dampens vibrations in the fluid, in particular in the region of a resonance frequency.
Ein zusätzlicher Vorteil ergibt sich, wenn in die Druckkammer (insbesondere in den Hohlraum des Verschlusselements) ein elastischer Einsatz eingebracht wird. Beispielsweise kann ein Teil einer Wandung mit einem elastischen Material, bspw. einem Schlauch, versehen werden. Dies dämpft ebenso Schwingungen in dem Fluid und die höhere Elastizität bewirkt eine geringere Resonanzfrequenz. Dies ermöglicht eine kompaktere Bauweise. An additional advantage arises when in the pressure chamber (in particular in the cavity the closure element) an elastic insert is introduced. For example, a part of a wall can be provided with an elastic material, for example a hose. This also dampens vibrations in the fluid and the higher elasticity causes a lower resonant frequency. This allows a more compact design.
Vorzugsweise wird auch ein Absorber in die Druckkammer (insbesondere in den Hohlraum des Verschlusselements) eingebracht, um Schwingungen zu dämpfen. Ein geeigneter Absorber ist bspw. ein poröses Material, wie z.B. ein Schaum, und/oder ein Hohlraum mit spitz zulaufendem Querschnitt, wie z.B. ein Keil oder ein Kegel. Preferably, an absorber is also introduced into the pressure chamber (in particular into the cavity of the closure element) in order to damp vibrations. A suitable absorber is, for example, a porous material, such as e.g. a foam, and / or a cavity having a tapering cross-section, such as e.g. a wedge or a cone.
Weist die Ventilanordnung mehrere solcher Druckkammern auf, gelten die bevorzugten Ausgestaltungen in beliebiger Kombination für eine oder mehrere der Druckkammern. Insbesondere kann eine erste Druckkammer Teil eines Druckregelventils und eine zweite Druckkammer Teil eines Förderstromregelventils sein, wobei sowohl das Druckregelventil als auch das Förderstromregelventil Teil der Ventilanordnung sind. Die erste Druckkammer steht insbesondere mit der zweiten Druckkammer in Fluidverbindung. Durch die besonders kompakte Bauform der verwendeten Verschlusselemente lassen sich insbesondere beliebig viele – auch eng benachbarte – Kanäle mit solchen Verschlusselementen verschließen. Es sei jedoch betont, dass sich die Erfindung für viele Arten und Bauformen von Ventilanordnungen eignet, insbesondere auch für Schaltventile, Stetigventile und Druckbegrenzungsventile, insbesondere auch in Form von Schieber-, Kugel-, oder Sitzventilen. If the valve arrangement has a plurality of such pressure chambers, the preferred embodiments apply in any combination for one or more of the pressure chambers. In particular, a first pressure chamber may be part of a pressure regulating valve and a second pressure chamber may be part of a delivery flow regulating valve, wherein both the pressure regulating valve and the delivery flow regulating valve are part of the valve arrangement. The first pressure chamber is in particular in fluid communication with the second pressure chamber. Due to the particularly compact design of the closure elements used in particular any number - even closely spaced - channels can be closed with such closure elements. It should be emphasized, however, that the invention is suitable for many types and designs of valve arrangements, in particular also for switching valves, continuous valves and pressure relief valves, in particular also in the form of slide valves, ball valves or seat valves.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung. Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination indicated, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben. The invention is illustrated schematically by means of exemplary embodiments in the drawing and will be described in detail below with reference to the drawing.
Figurenbeschreibung figure description
Detaillierte Beschreibung der Zeichnung Detailed description of the drawing
In
Im Rahmen der Erfindung kann die Regelventilanordnung
Wie bereits das Druckregelventil
Die Einstellglieder
Beim Ausführungsbeispiel sind die Einstellglieder
Die Einstellglieder
In einem Ventilgehäuse
Da der Ventilkolben
Der Ventilkolben
Der Ventilkolben
In dem Ventilkolben
Im Bereich des Verbindungskanals
Von einem Druckraum
Die Einstellvorrichtungen
Der die Kontermutter
Beim Ausführungsbeispiel sind die Aufnahmekörper
Wie oben erläutert, ist die erste Druckkammer
An einem ersten Ende, in
An einem zweiten Ende, in
Im zweiten Kanal
An einem ersten Ende, in
An einem zweiten Ende, in
Durch diese Anordnung wird ein Hohlraumresonator geschaffen, der Schwingungen im Fluid in der Druckkammer reduziert. By this arrangement, a cavity resonator is provided which reduces vibrations in the fluid in the pressure chamber.
Durch die Volumenvergrößerung in Verbindung mit einem durchflussquerschnittsreduzierenden Element wird eine Veränderung von Resonanzen verursacht, um so Schwingungen und/oder störende Geräusche zu verringern. The increase in volume in connection with a flow-cross-section-reducing element causes a change in resonances so as to reduce vibrations and / or disturbing noises.
In
In
In
Durch diese Anordnung wird ein Hohlraumresonator, der rechte Teil
In
Durch diese Anordnung wird ein Hohlraumresonator, der rechte Teil
In
Durch diese Anordnung wird ein Hohlraumresonator, der rechte Teil
Es ist auch denkbar, dass der elastische Einsatz in das erste Verschlusselement eingebracht wird, ohne dass zusätzlich eine Lochplatte in die erste Druckkammer eingebracht wird. Es ist auch angedacht, dass der elastische Einsatz in Verbindung mit dem in
In
Durch die erhöhte schwingende Fluidmasse wird auch die Resonanzfrequenz der Druckkammer abgesenkt. Dies reduziert den Platzbedarf und ermöglicht eine kompakte Bauweise. Due to the increased oscillating fluid mass and the resonant frequency of the pressure chamber is lowered. This reduces the space requirement and allows a compact design.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 4243075 B4 [0004] DE 4243075 B4 [0004]
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102013227062.3A DE102013227062A1 (en) | 2013-12-23 | 2013-12-23 | Vibration-reduced valve arrangement |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4243075B4 (en) | 1992-12-18 | 2005-11-10 | Bosch Rexroth Ag | Electrically controlled variable pump |
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2013
- 2013-12-23 DE DE102013227062.3A patent/DE102013227062A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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