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Hydraulisches Ventil mit Ventilfederscheiben als Verschlußstück und
Drosselglied Zusatz zum Patent 1027 479 Gegenstand des zum Stand der Technik gehörenden
Hauptpatentes 1027 479 ist ein hydraulisches Ventil mit auf der Abflußseite eines
mit Durchflußbohrungen versehenen Ventilsitzes befestigten, gegen den Ventilsitz
gepreßten Ventilfederscheiben als Verschlußstück und Drosselstück, die die Durchflußbohrungen
ganz oder teilweise abdecken und sich beim Überschreiten eines bestimmten Flüssigkeitsdruckes
mehr oder weniger vom Ventilsitz abheben, wobei zur Änderung des Anpreßdruckes der
Ventilfederscheiben mindestens eine Stützscheibe von unrunder Gestalt zwischen der
Befestigung und den Ventilfederscheiben vorgesehen ist, die gegenüber letzteren
drehverstellbar ist und dadurch deren wirksame Federungscharakteristik entsprechend
zu ändern erlaubt. Das ist deswegen möglich, weil sowohl für die Federkraft bzw.
den Anpreßdruck der Ventilfederscheiben als auch deren Biegewiderstand vor allem
die Länge des Hebelarmes maßgeblich ist, der sich aus dem Abstand der Ventilbohrungsmitte
zu der die Federscheiben haltenden Befestigungsstelle ergibt. Durch entsprechendes
Drehverstellen der im Hauptpatent elliptisch ausgebildeten Stützscheibe kann daher
der vorerwähnte Abstand innerhalb der durch die Exzentrizität der Stützscheibe bestimmten
Grenzen in der gewünschten Weise verändert werden. Je weiter die Stützscheibe die
Ventilfederscheibe an ihrer die betreffende Bohrung abdeckende Stelle übergreift,
um so größer ist der Verformungswiderstand der Federscheibe an dieser Stelle, d.
h., um hier die Ventilfederscheibe um ein bestimmtes Maß von der Ventilbohrung abzuheben,
ist ein entsprechend größerer Flüssigkeitsdruck erforderlich. Durch die im Hauptpatent
vorgesehene Ausbildung und Anordnung der die Ventilfederscheiben abstützenden elliptischen
Stützscheibe ist somit eine stufenlose Feineinstellung des Ventils möglich. Letztere
ist insbesondere auch deswegen von Bedeutung, weil auf diese Weise eine etwa vorhandene,
beispielsweise vom Walz- oder Stanzvorgang bei der Federscheibenherstellung herrührende,
ungleichmäßige Spannungsverteilung innerhalb der Federscheiben weitgehendst ausgeglichen
werden kann.
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Es wurde nun gefunden, daß das im Hauptpatent beschriebene, bekannte
hydraulische Ventil für bestimmte Anwendungsfälle dadurch noch verbessert und vervollkommnet
werden kann, wenn an Stelle einer elliptisch ausgebildeten, drehverstellbaren Stützscheibe
erfindungsgemäß eine Stützscheibe verwendet wird, die die Gestalt eines Dreiecks
mit vorzugsweise leicht abgerundeten Ecken hat. Eine derart ausgebildete Stützscheibe
eignet sich insbesondere für solche hydraulischen Ventile, bei denen die Ventilfederscheiben
drei im Dreieckverband angeordnete Durchflußbohrungen abzudecken haben, da die Dreieckform
der Stützscheibe den an drei ausgezeichneten Stellen der Federscheiben auftretenden
Flüssigkeitsbeaufschlagungen bzw. Biegebeanspruchungen Rechnung trägt. Darüber hinaus
bringt die neue, dreieckförmig gestaltete, drehverstellbare Stützscheibe aber auch
Vorteile bei lediglich mit zwei gegenüberliegend angeordneten Durchflußbohrungen
versehenen Ventilsitzen, dann nämlich, wenn, wie das -häufig der Fall ist, die Ventilfederscheiben
Zonen ungleichmäßiger Spannungsverteilung bzw. Biegeverformung haben. In diesem
Falle kann nämlich eine elliptisch ausgebildete Stützscheibe keinen vollständigen
Spannungsausgleich herbeiführen, da bei ihrer Drehverstellung im einen oder anderen
Sinne das Biegemoment der Federscheiben an beiden von der Druckflüssigkeit beaufschlagten
Stellen jeweils nur gemeinsam entweder zu- oder abnehmen kann. Im Gegensatz dazu
liefert aber eine dreieckförmig ausgebildete und daher in bezug auf nur zwei diametral
gegenüberliegend angeordnete Durchflußbohrungen unsymmetrisch gestaltete Stützscheibe
die Möglichkeit, daß das Biegewiderstandsmoment in den beiden Beaufschlagungszonen
der
Ventilfederscheiben durch Drehverstellen der dreieckförmigen Stützscheibe gegenläufig
geändert, mithin ein vollständiger Ausgleich der ungleichmäßigen Spannungsverteilung
erzielt werden kann.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt Fig. 1 einen mit der neuen Stützscheibe ausgerüsteten Kolben eines
Stoßdämpfers in axialem Längsschnitt, und zwar nach der Linie 1-I der Fig. 3, Fig.2
ein die dreieckförmige Stützscheibe aufweisendes Drosselventil eines Stoßdämpferzylinders,
ebenfalls in axialem Längsschnitt, Fig. 3 die Aufsicht auf den in Fig. 1 abgebildeten
Kolben und Fig.4 eine zur Veranschaulichung der Wirkungsweise der neuen Stützscheibe
dienende Einzelheit. Bei dem in den Fig. 1 und 3 dargestellten Stoßdämpferkolben
1 sind drei jeweils gleichmäßig über den Umfang verteilte Durchfiußbohrungen 2 vorgesehen,
die auf ihrer Oberseite durch eine die eigentliche Ventilfederplatte bildende Federscheibe
3 teilweise abgedeckt werden. Weitere Federscheiben 4 und 5 stützen die Federscheibe
3 ab. Oberhalb der Ventilfederscheiben 3, 4, 5 ist eine Stützscheibe 6 von im wesentlichen
dreieckfönniger Gestalt mit leicht abgerundeten Ecken angeordnet. Sie weist eine
Bohrung 7 auf, über die sie auf das obere Ende der Kolbenstange 8 aufgesetzt ist.
Die Stützscheibe 6 wird von der am äußersten Ende der Kolbenstange 8 vorgesehenen
Spannschraube 9 gehalten und gegen die Federscheiben 3, 4, 5 gepreßt. Die dreieckförmige
Gestalt der Stützscheibe 6 ermöglicht es, die Federungscharakteristik der Federscheiben,
insbesondere der unteren Federscheibe 3, innerhalb bestimmter Grenzen zu ändern.
Wie nämlich aus Fig. 4 hervorgeht, kann durch einfaches Drehverstellen der Stützscheibe
6 der Abstand zwischen ihrer äußeren Begrenzungskante 6" und der Mitte der Durchflußbohrungen
2 innerhalb der durch die Extremwerte L und L1 bestimmten Grenzen beliebig geändert
werden. Bei der voll ausgezeichneten Dreheinstellage ergibt sich der kleinstmögliche
Abstand L zwischen der Mitte der Bohrungen 2 und den zugehörigen Scheibenrändern,
während bei der gestrichelt dargestellten Dreheinstellage der größtmögliche Abstand
L1 vorhanden ist: Dementsprechend ist auch die Federwirkung bzw. das Biegewiderstandsmoment,
das die Ventilfederscheiben dem Flüssigkeitsdruck entgegensetzen, ein entsprechend
unterschiedliches, so daß eine stufenlose Feineinstellung der Federscheiben vorgenommen
werden kann.
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Im Falle der Fig. 1 sind auch auf der Unterseite der Durchflußbohrungen
2 entsprechend ausgebildete Ventilfederscheiben 3', 4', 5' sowie eine weitere Stützscheibe
6' von vorzugsweise ebenfalls dreieckförmiger Gestalt vorgesehen. Auf diese Weise
kann die Drosselcharakteristik für die Kolbenventile sowohl bei der Auf- als auch
Abwärtsbewegung der Kolben-Stange 8 durch Drehverstellen der Stützscheibe 6 bzw.
6' beliebig eingestellt werden. Eine solche Doppelanordnung von Ventilfederscheiben
ist dann möglich, wein letztere die Durchflußbohrungen nur teilweise abdecken. Die
unteren Ventilfederscheiben 3', 4', 5' sowie die Stützscheibe 6' können aber auch
zu einer anderen Gruppe von drei Durchflußbohrungen gehören, die dann vorzugsweise
jeweils um 60° zu den Bohrungen 2 versetzt angeordnet sein können, jedoch auf einem
gegenüber der oberen Gruppe der Durchffußbohrungen verschiedenartigen Lochkreisradius
liegen müssen.
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Im Falle der Fig. 2 ist das mit der neuen dreieckförmigen Stützscheibe
6 versehene hydraulische Ventil als Drosselbrücke in einem Stoßdämpferzylinder 10
eingebaut. Es ist mit letzterem über ein am Außenumfang des Ventilkörpers 11 vorgesehenes
Schraubgewinde 12 verschraubt. Auch in diesem Fall können die Ventilcharakteristiken
durch Drehverstehen der Stützscheibe 6 beliebig geändert und etwa vorhandene ungleichmäßige
Spannungen in den Ventilfederscheiben 3, 4, 5 ausgeglichen werden.