DE1110481B

DE1110481B - Drosselventil mit selbsttaetig in Abhaengigkeit von einer Zustandsgroesse des zu steuernden Mediums einstellbarem Drosselorgan fuer hydraulische Steuerungen

Info

Publication number: DE1110481B
Application number: DEW20233A
Authority: DE
Inventors: Georg Seitz
Original assignee: Fritz Werner AG
Current assignee: Fritz Werner AG
Priority date: 1956-12-06
Filing date: 1956-12-06
Publication date: 1961-07-06

Description

Drosselventil mit selbsttätig in Abhängigkeit von einer Zustandsgröße des zu steuernden Mediums einstellbarem Drosselorgan für hydraulische Steuerungen Bei hydraulischen Antrieben wird die Bewegungsgeschwindigkeit des anzutreibenden Teiles vielfach durch vorzugsweise im Ablauf angeordnete Drosselventile geregelt. Diese Ventile weisen den Nachteil auf, daß ihre Drosselwirkung abhängig ist von der 'I emperatur und damit der Viskosität des Druckmittels. Die bei hydraulischen Antrieben im allgemeinen unvermeidliche Erwärmung des Druckmittels führt daher zu unerwünschten Schwankungen, der durch die Drosselventile gesteuerten Geschwindigkeit, so daß solche Drosselventile nur für hydraulischeAntriebe verwendet werden, bei denen keine besonders hohen Genauigkeiten eingehalten werden müssen. Handelt es sich dagegen um genau gleichbleibende und häufig auch kleine Bewegungen, wie sie z. B. bei Werkzeugmaschinen verlangt werden, so verwendet man an Stelle von Drosselventilen Dosierkolben, die durch eine Zahnradpumpe oder eine andere Pumpenart gespeist werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Drosselventil mit einstellbarem Drosselorgan die durch Temperaturschwankungen des Druckmittels bedingten Viskositätsänderungen auszugleichen, um so eine konstante Wirkung des Drosselventiles zu erhalten, die es ermöglicht, derartige Drosselventile auch für genau arbeitende Antriebe zu verwenden.
Zu diesem Zweck geht die Erfindung von einem insbesondere für hydraulische Steuerungen bestimmten Drosselventil aus, dessen von Hand einstellbarer Durchtrittsquerschnitt durch ein Drosselorgan selbsttätig in Abhängigkeit von einer Zustandsgröße des zu steuernden Mediums verstellt wird und besteht darin, daß als Drosselorgan ein Kolbendrehschieber mit einer s über einen Teil seines Umfanges verlaufenden Ring- -nut vorgesehen ist, die mit einer parallel dazu angeordneten Steuerkante einer im Gehäuse befindlichen Öffnung bei Längsverschiebung des Kolbendrehschiebers in den Austrittsquerschnitt der Ringnut änderndem Sinne zusammenwirkt, und daß - ein in einem geschlossenen Raum befindliches Druckmittel durch Ausdehnung infolge Erwärmung durch das Durchflußmedium direkt auf eine Stirnfläche des Kolbendrehschiebers über eine den Raum abdichtende Membran einwirkt.
Durch das erfindungsgemäße Zusammenwirken der Steuerkante mit der Ringnut des längsverschiebbaren Drehschiebers wird erreicht, daß schon kleine Bewegungen des Schiebers eine verhältnismäßig große Veränderung des Durchtrittsquerschnittes herbeiführen, so daß sehr kleine Verstellwege genügen, um die Viskositätsänderung des Druckmittels auszugleichen. Es ist infolgedessen möglich, die den Druckmittelraum abschließende Membran unmittelbar auf den Schieber einwirken zu lassen, so daß jedes Zwischengestänge zwischen Membran und Schieber fortfallen kann.
Es ist eine Regelungsvorrichtung für Gasdurchlässe bekannt, bei der ein von Hand eingestellter Drosselquerschnitt in Abhängigkeit vom Gasdruck selbsttätig verändert wird. Zu diesem Zweck sind zwei ineinander verschiebbare Drosselorgane vorgesehen, von denen das eine durch eine Membran gesteuert wird. Eine solche Vorrichtung wäre jedoch wegen der erforderlichen verhältnismäßig großen Verstellwege für den Ausgleich der Viskositätsänderungen hydraulischer Antriebe nicht geeignet.
Bei Mischventilen, die in erster Linie für Warnr-und Kaltwasser bestimmt sind, ist es bekannt, zur Steuerung des Mischungsverhältnisses eineri drehbaren und axial verstellbaren Kolbenschieber mit über einen Teil seines Umfanges verlaufender Ringnut vorzusehen. Die erforderliche Einstellung dieses Schiebers erfolgt jedoch lediglich von Hand. Eine selbsttätige Regelung in Abhängigkeit von einer Zustandsgröße des zu steuernden Mediums ist nicht vorgesehen, so daß die Beziehung zur Erfindungsaufgabe fehlt.
Außerdem sind thermisch gesteuerte Ventile bekannt, bei denen die Stellung des Verschlußstückes bzw. Drosselorgans entweder direkt oder über ein besonders oder durch das Durchflußmedium aufgeheiztes Medium beeinflußt wird. Auch die in diesem Zusammenhang verwendeten Mittel sind für die Lösung der Erfindungsaufgabe nicht geeignet.
Schließlich ist schon eine Steuereinrichtung für ein Druckmittel vorgeschlagen worden, bei der einDurchtrittsquerschnitt vorgesehen ist, der durch Drehen und Längsverschieben einer Büchse geändert wird, doch werden beide Einstellungen von Hand vorgenommen und dienen zur Grob- und Feinregelung. Auch hier fehlt daher die Beziehung zur Erfindungsaufgabe.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt Abb.1 einen Längsschnitt durch einen nach der Erfindung ausgebildeten Schieber, Abb. 2 einen Schnitt nach Linie II-II der Abb. 1. In einem Gehäuse 1 ist ein Kolbenschieber 2 drehbar und längsverschiebbar gelagert. Er wird durch eine leichte Feder 3 gegen eine Membran 4 gedrückt, die einen im Gehäuse 1 ausgebildeten Raum 5 dicht abschließt. Der Raum 5 ist mit dem gleichen Druckmittel, vorzugsweise öl, gefüllt, welches auch für die Hydraulik der ganzen Anlage verwendet wird. Zum Drehen des Schiebers 2 um seine Achse dient ein Knopf 6.
Der Schieber 2 weist ferner eine etwa über seinen halben Umfang reichende Ringnut 7 auf, der das Druckmittel in Richtung des eingezeichneten Pfeiles über entsprechende Bohrungen im Gehäuse und Schieber zugeführt wird. Die Ringnut? wirkt mit einer weiteren Ringnut 8, die im Gehäuse 1 ausgespart ist und die Ringnut 7 etwa zu einem vollen Kreis ergänzt, derart zusammen, daß durch Drehen des Schiebers 2 mittels des Knopfes 6 ein beliebiger Durchtrittsquerschnitt für das Druckmittel eingestellt werden kann, welches dann über die Bohrung 9 abfließt. Die mit 8' bezeichnete rechte untere Kante der Ringnut 8 wirkt als Steuerkante und bestimmt die Breite des wie vorstehend beschrieben eingestellten Durchtrittsquerschnittes zwischen den Ringnuten 7 und B.
Tritt nun eine Erwärmung des durch den Schieber fließenden Druckmittels auf, so überträgt sich diese auf das in dem Raum 5 befindliche Druckmittel. Dieses dehnt sich daher aus und verschiebt den Schieber 2 über die Membran 4, auf Abb.1 bezogen, nach rechts, wodurch eine entsprechende Verkleinerung des durch die Steuerkante 8' und die Ringnut 7 gebildeten Durchtrittsquerschnittes bewirkt wird, so daß der Druck in der Auslaßbohrung 9 trotz der durch die Temperaturerhöhung des Druckmittels erfolgten Viskositätsänderung desselben konstant bleibt.
Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann beispielsweise auch an Stelle eines Kolbenschiebers ein Verschlußkegel verwendet werden, der von Hand zur Einregelung des Drosselquerschnittes verstellt wird. In diesem Fall wird zweckmäßig auch der Ventilsitz verschiebbar ausgebildet und die Verstellung des Ventilsitzes durch den druckmittelgefüllten Raum in Abhängigkeit von der Temperatur und damit Viskosität des Druckmittels vorgenommen. Auch ist es möglich, zur Verbesserung des Wärmeüberganges auf das in dem geschlossenen Raum befindliche Druckmittel diesen Raum als Wärmeaustauscher auszubilden, welcher von dem Druckmittel der hydraulischen Anlage oder auch einem Teil desselben durchströmt wird.

Claims

PATENTANSPRUCH: Drosselventil, insbesondere für hydraulische Steuerungen, dessen von Hand einstellbarer Durchtrittsquerschnitt durch ein Drosselorgan selbsttätig in Abhängigkeit von einer Zustandsgröße des zu steuernden Mediums verstellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Drosselorgan ein Kolbendrehschieber (2) mit einer über einen Teil seines Umfanges verlaufenden Ringnut (7) vorgesehen ist, die mit einer parallel dazu angeordneten Steuerkante (8') einer im Gehäuse befindlichen Öffnung bei Längsverschiebung des Kolbendrehschiebers in den Austrittsquerschnitt dei Ringnut änderndem Sinne zusammenwirkt, und daß ein in einem geschlossenen Raum (5) befindliches Druckmittel durch Ausdehnung infolge Erwärmung durch das Durchflußmedium direkt auf eine Stirnfläche des Kolbendrehschiebers über eine den Raum (5) abdichtende Membran (4) einwirkt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 335157, 23 396, 22 980; österreichische Patentschrift Nr. 75 490; britische Patentschrift Nr. 649 020; USA.-Patentschriften Nr. 2 662 550, 1943 865, 1885 993, 1788 112. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsche Patente Nr. 1041314, 1015 653.