DE1269437B - Drosselvorrichtung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

Deutsche Kl.

Nummer:
Aktenzeichen:

Anmeldetag:
Auslegetag:

F 16 k /■

P 12 69 437.0-12
17. August 1966
30. Mai 1968

Die Erfindung betrifft eine Drosselvorrichtung mit einem verstellbaren Drosselorgan zur Drosselung des Druckmitteldurchflusses durch eine Druckmittelleitung, insbesondere für hydraulische Geräte od. dgl., und mit einem im Querschnitt verstellbaren Drosselspalt.

Die herkömmlichen Drosselvorrichtungen haben bei Verwendung in hydraulischen Stell- oder Antriebssystemen od. dgl. den Nachteil, daß bei hohem Dämpfungsgrad (starker Drosselwirkung) zwar die hohen Druckamplituden (hohe Druckstöße) wirksam gedämpft werden, die Dämpfung der kleinen Druckamplituden dagegen schlecht ist, da die Durchflußmenge q an Druckmittel durch den Drosselspalt proportional der Wurzel aus dem Druck p, der Dämpfungsgrad der Drossel dagegen aber dem Verhältnis p/q entspricht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Drosselvorrichtung von einfacher Bauweise zu schaffen, mit der dieser Nachteil der bekannten Drosselvorrichtungen behoben wird.

Gemäß der Erfindung ist zur Kompensation des Einflusses der Druckamplitude auf die Dämpfungswirkung der Drossel an dem Drosselspalt eine von dem durchströmenden Druckmittel beaufschlagte, den Drosselquerschnitt druckabhängig steuernde bewegliche Membrane od. dgl. angeordnet. Die Membrane ist zweckmäßig in einer Halterung verstellbar gelagert.

Es empfiehlt sich, als Drosselorgan einen kolbenartigen Drosselkörper zu verwenden, dessen Stirnseite in dem Drosselspalt liegt bzw. diesen seitlich begrenzt und der mit einem an dieser Stirnseite einmündenden Durchlaßkanal für das Druckmittel versehen ist. Die der Kompensation der Amplitudenabhängigkeit der Drossel dienende Membrane ist in geringem Abstand vor der Mündung des kolbenartigen Drosselkörpers gelagert, so daß sie die andere Begrenzungswand des Drosselspaltes bildet.

Damit bei jeder Durchflußrichtung des Druckmittels durch die Drossel eine Drosselwirkung und zugleich eine Selbstreinigung der Drossel bei Änderung der Strömungsrichtung des Druckmittels erzielt wird, ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung das kolbenartige Drosselorgan unter dem Druck des zuströmenden Druckmittels in seiner Längsrichtung verschiebbar in einem Gehäuse gelagert. Vorzugsweise ist dabei die Anordnung so getroffen, daß der kolbenartige Drosselkörper einen sich längs durch ihn erstreckenden, an seinen beiden Stirnflächen einmündenden Druckmittelkanal aufweist, wobei an seinen beiden Stirnseiten im Gehäuse jeweils in einer Drosselvorrichtung

Anmelder:

Stahlwerke Brüninghaus

Gesellschaft mit beschränkter Haftung,

5842 Westhofen

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Hermann Bache, 7241 Eutingen

mit einem Druckmittelanschluß versehenen Kammer ein verstellbarer Drosselspalt mit einer druckbeaufschlagten Membrane liegt. Der kolbenartige Drosselkörper ist dabei so verschiebbar gelagert, daß bei jeder Strömungsrichtung des Druckmittels nur jeweils einer dieser beiden Drosselspalte wirksam ist.

Es empfiehlt sich, die Membrane bzw. die Membranen an einer Halterung anzubringen, die zur willkürlichen Einstellung des Drosselspaltes verstellbar ist.

In der Zeichnung ist ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Drosselvorrichtung im Längsschnitt dargestellt.

Die Drosselvorrichtung weist ein Gehäuse 1 auf, welches mit einer zentralen Bohrung 2 für ein kolbenartiges Drosselorgan 3 versehen ist. Die Bohrung 2 mündet mit ihren Enden jeweils in einer Kammer 4 bzw. Aa, die über einen Querkanal 5 bzw. Sa an die Druckmittelleitungen des hydraulischen Systems angeschlossen sind. In die zur Stirnseite des Gehäuses hin offenen Kammern 4 und 4 a ist jeweils ein Stopfen 6 bzw. 6 α eingeschraubt. Die Stopfen weisen eine axiale Bohrung auf, in die eine Stellschraube 7 bzw. la eingeschraubt ist. Zur stirnseitigen Abdichtung der Kammern 4 und 4 a sind an den Stellschrauben sowie den Stopfen Dichtringe 8 und 8 a angeordnet.

Die Stellschrauben 7 und Ta tragen an ihrem in der Kammer 4 bzw. 4 α liegenden Ende eine Halterung 9 bzw. 9 a, in der eine Membrane 10 bzw. 10 a eingespannt ist. Die beiden Membranen 10 und 10 α liegen mit ihren Flächen im Abstand vor den Mündungen 11 und 11a einer zentralen Längsbohrung 12 des kolbenartigen Drosselorgans 3. Auf der Rückseite der Membranen 10 und 10 a weisen die Stellschrauben eine Ausbohrung 13 bzw. 13 α auf, die jeweils über eine Querbohrung 14 bzw. 14 a mit der zugeordneten Kammer 4 bzw. 4 a in Verbindung steht.

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Das kolbenartige Drosselorgan 3 weist an seinem Ende jeweils ein Kopfstück 15 bzw. 15« auf. Die Kopfstücke bilden Anschläge, die sich bei der Verschiebung des kolbenartigen Drosselorgans gegen die rückwärtige Kammerwand 16 bzw. 16 α anlegen. Der Abstand der genannten Anschlag- bzw. Rückenflächen der Kopfstücke ist größer als die Länge der Bohrung 2, so daß das kolbenartige Drosselorgan 3 sich um ein der Differenz dieser Abstände entsprechendes Maß in seiner Längsrichtung verschieben kann.

Wie ersichtlich, ist die Drosselvorrichtung symmetrisch ausgebildet, so daß in beiden Strömungsrichtungen eine Drosselwirkung erzielt wird.

Das kolbenartige Drosselorgan 3 weist eine Länge auf, die um ein Mehrfaches größer ist als sein Durchmesser. Es ist aus einem Material gefertigt, welches einen hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten hat. Beispielsweise ist es aus Messing hergestellt.

Das Gehäuse 1 des Drosselorgans ist dagegen aus einem Werkstoff mit geringem Wärmeausdehnungskoeffizienten, z. B. aus Gußeisen oder einer Legierung, wie beispielsweise einer Eisen-Nickellegierung mit 0,64% Eisen und 0,36 °/o Nickel gefertigt.

Die Drosselvorrichtung arbeitet wie folgt: Es sei angenommen, daß das Druckmittel in Pfeilrichtung P der Drosselvorrichtung zuströmt und diese in Pfeilrichtung Pa verläßt. Das über den Querkanal 5 in die Kammer 4 eintretende Druckmittel schiebt das kolbenartige Drosselorgan 3 so weit nach links (in die dargestellte Lage), bis die Rückenfläche des Kopfstückes 15 an der Rückwand 16 der Kammer 4 zum Anschlag kommt. Bei dieser Stellbewegung wird der Drosselspalt S in der Kammer 4 geöffnet und der Drosselspalt Sa in der Kammer 4 α auf den Normalquerschnitt eingestellt. Das Druckmittel strömt jetzt, ohne gedrosselt zu werden, durch die Kammer 4 und die Bohrung 12 zu dem ringförmigen Drosselspalt Sa, der zwischen der Membrane 10 a und der ringförmigen Stirnseite des Kopfstückes 15 α liegt. Hinter der Drosselstelle verläßt das gedrosselte Druckmittel die Drosselvorrichtung über den Querkanal 5 a.

Sollte sich nun das Druckmittel erhitzen, so dehnt sich das kolbenartige Drosselorgan 3 in seiner Längsrichtung stärker aus als das Gehäuse 1. Dies führt dazu, daß der Drosselspalt Sa im Querschnitt vermindert wird. Der Drosselquerschnitt wird somit mit steigender Temperatur immer enger. Die Temperaturabhängigkeit der durch die Drossel bewirkten Druckdämpfung wird daher im Betrieb selbsttätig kompensiert.

Bei der angenommenen Durchflußrichtung wird die Membrane 10 α von dem aus der Mündung lla austretenden, ungedrosselten Druckmittel voll beaufschlagt. Da die Membrane 10 a auf ihrer Rückseite über die Querbohrung 14 α von dem hinter der Drossel herrschenden geringeren Druck beaufschlagt wird, biegt sich die Membrane 10 a je nach Größe der Druckdifferenz mehr oder weniger stark in Strömungsrichtung durch, wodurch die Breite des Drossel-Spaltes und entsprechend der wirksame Drosselquerschnitt druckabhängig so gesteuert werden, daß bei größerem Druck (hohe Druckamplitude) ein größerer Drosselquerschnitt und bei kleineren Drücken (kleinere Druckamplituden) entsprechend kleinere Drosselquerschnitte zur Verfügung stehen. Hierdurch wird erreicht, daß die Durchflußmenge q durch den Drosselspalt in einem bestimmten Größenbereich annähernd proportional dem Druck des Druckmittels ist (konstanter Dämpfungsgrad der Drossel).

Bei Druckwechsel strömt das Druckmittel über den Einlaß 5 α der Drosselvorrichtung zu. Das in die Kammer 4 α eintretende Druckmittel schiebt das kolbenartige Drosselorgan 3 unter öffnen des Drosselspaltes Sa und gleichzeitiges Herstellen des Drosselspaltes S so weit nach rechts, bis die Rückenfläche des Kopfstückes 15 a in Anschlag an die Kammerrückwand 16 α gelangt. Die Drosselung erfolgt nun in der oben beschriebenen Weise in dem Drosselspalt S.

Mit Hilfe der Stellschrauben 7 und la können die DrosselspalteS und Sa unabhängig voneinander für jede Durchflußrichtung eingestellt werden.

Die Verschiebung des kolbenartigen Drosselorgans 3 beim Wechsel der Strömungsrichtung des Druckmittels hat zudem den Vorteil, daß durch die Verschiebebewegung etwaige Anlagerungen, wie z. B. Metallabrieb u. dgl., von dem Drosselorgan gelöst werden, so daß diese von dem Druckmittelstrom abgeführt werden können. Die erfindungsgemäße Drosselvorrichtung ist daher selbstreinigend.

Es versteht sich, daß die in der Zeichnung dargestellte Drosselvorrichtung auch dann verwendbar ist, wenn durch entsprechende Auswahl der Werkstoffe keine Temperaturkompensation vorgenommen wird.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Drosselvorrichtung mit einem Drosselorgan zur Drosselung des Druckmitteldurchflusses durch eine Druckmittelleitung, insbesondere für hydraulische Geräte od. dgl., und mit einem im Querschnitt verstellbaren Drosselspalt, dadurchgekennzeichnet, daß an dem Drosselspalt(S) eine von dem durchströmenden Druckmittel beaufschlagte, den Drosselquerschnitt druckabhängig steuernde bewegliche Membrane (10) angeordnet ist.

2. Drosselvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (10) in einer Halterung (9) verstellbar gelagert ist.

3. Drosselvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Drosselorgan ein kolbenartiger Drosselkörper (3) vorgesehen ist, dessen Stirnfläche in dem Drosselspalt (S) liegt und der mit einem an dieser Stirnfläche einmündenden Durchlaßkanal (12) für das Druckmittel versehen ist, wobei die Membrane (10) in geringem Abstand vor der Mündung des Durchlaßkanals (12) des kolbenartigen Drosselkörpers (3) angeordnet ist.

4. Drosselvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (10) auf ihrer dem Drosselspalt (5) abgewandten Seite von dem Druck hinter dem Drosselspalt beaufschlagt ist.

5. Drosselvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der kolbenartige Drosselkörper (3) unter dem Druck des zuströmenden Druckmittels in seiner Längsrichtung verschiebbar gelagert ist.

6. Drosselvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der verschiebbar gelagerte kolbenartige Drosselkörper (3) ein sich längs durch ihn erstreckenden, an seinen beiden Stirnflächen mündenden Durchlaßkanal (12) auf-

weist und an seinen beiden Stirnseiten jeweils ein verstellbarer Drosselspalt (S, Sa) in einer mit einem Druckmittelanschluß (5, 5 a) versehenen Kammer (4, 4 a) angeordnet ist, und daß der kolbenartige Drosselkörper (3) verschiebbar so gelagert ist, daß je nach Druckrichtung des Druckmittels jeweils nur einer dieser beiden Drosselspalte (S, Sa) wirksam ist.

7. Drosselvorrichtung nach Ansprach 6, dadurch gekennzeichnet, daß in beiden Kammern (4, 4 a) des Gehäuses (1) jeweils eine unabhängig einstellbare Membrane (10, 10 a) vor der stirnseitigen Öffnung des Durchlaßkanals (12) des kolbenartigen Drosselkörpers (3) liegt.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 32 789, 313 322, 817, 900 639;

österreichische Patentschrift Nr. 69 594; USA.-Patentschriften Nr. 2 821 268, 2 830 621.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

809 S57/244 5.68 © Bundesdruckerei Berlin