DE1650320A1

DE1650320A1 - Druckregel- und -begrenzungsventil

Info

Publication number: DE1650320A1
Application number: DE19671650320
Authority: DE
Inventors: Kaiser Frederick A; Pullen Cecil V
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1966-12-07
Filing date: 1967-12-05
Publication date: 1970-08-27
Also published as: GB1202606A

Description

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DIPL-ING. HANS BEGRICH - DIPL-ING. ALFONS WASMEIER

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B/p 6137

Tag

4.Dezember 1967 W/T

The Bendix Corporation, Pisher Building, Detroit, Michigan /USA

Druckregel- und - begrenzungsventil

Die Erfindung bezieht sich auf ein kombiniertes Druckregel- und -begrenzungsventil zur Regelung eines Auslaßdruckes aus einem
Einlaßdruck. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein
derartiges Ventil, das ein Regelventil veränderlicher Fläche aufweist, -welches den Druckabfall zwischen Einlaß- und Auslaßdruck regelt, wenn es von einer verschiebbaren, auf Druck ansprechenden Vorrichtung betätigt wird, die so geschaltet ist, daß sie diese in Abhängigkeit von dem Unterschied zwischen einer Regelkraft
aus der Bezugsfederanordnung und einer Druckkraft betätigt, die durch den Auslaßdruck erzeugt wird, welcher eine gegebene Wirkfläche der auf Druck ansprechenden Vorrichtung beeinflußt.

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Häufig benötigen Strömungsmittelsysteme, bei denen eine exakte Steuerung erforderlich ist oder die baulich, schwache Elemente aufweisen, sowohl eine Strömungsmittelregel- als auch -begrenzungsvorrichtung, die normalerweise getrennte Ventilvorrichtungen sind.

Ziel der. Erfindung ist es, diese bekannten Vorrichtungen zu vereinfachen und eine derartige kombinierte Ventilanordnung zu schaffen. ■

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die auf Druck ansprechende Vorrichtung ein auf Druck ansprechendes Begrenzungsventil aufweist, daß' einerseits der Regelkraft und anderer seits einer Druckkraft unterw-orfen ist, die. vom Auslaßdruck erzeugt wird, welcher auf eine vorbestimmte wirksame Fläche des Begrenzungsventiles wirkt, die kleiner ist als die- wirksame Fläche der auf Druck ansprechenden Vorrichtung. Dabei gibt das Verhältnis dieser Flächen eine konstante Beziehung zwischen dem geregelten Auslaßdruck, wie er durch das Regelventil veränderlicher Fläche gesteuert wird, und dem Begrenzungsauslaßdruck, wie er durch das Begrenzungsventil gesteuert wird; diese Beziehung ist unabhängig von der Einstellung oder Belastung der Bezugsfederanordnung. Das kombinierte Ventil gemäß der Erfindung ergibt nicht nur eine kostensparende Verallgemeinerung der Teile, sondern auch eine bekannte Beziehung zwischen den Druckregel- und - begrenzungsventiler so daß sie einfacher einstellbar und widerstandsfähig gegenüber vielen üblicherweise auftretenden Fehleinstellungen sind«

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Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand einer bevorzugten Ausführungsform erläuterte

Die einzige Pigur der Zeichnung zeigt im Schnitt diese bevorzugte üusführungsform eines kombinierten Hegel- und ^egrenzunersventiles gemäß vorliegender Erfindung. Die Ventilanordnung ist mit 10 bezeichnet, sie weist drei Hauptbestandteile auf. Ein Haupt- oder Zwischenteil 12 , ein oberes Teil 14- und ein'unteres Teil 16 sind mit-einander im Schichtaufbau verbunden. Ein Einlaßverb indunrss tück 18 und ein StrÖmungsmitteleinlaßkaiial 20 sind in einer Seite des Hauptteiles ausgebildet und ein Auslaßverbindungsstück 22 sowie ein Auslaßkanal 24 in der anderen Seite ο Eine mittlere Kammer 26 verbindet den Einlaß- und den Auslaßkanal hintereinander über einen kreisförmigen Ventilsitz 28.

EineyS teuermembran oder ein verschiebbares Viandlungs baut eil 30 ist -an seinem Umfang zwischen dem Hauptteil und dem oberen Teil eingeklemmt und budget eine Kammer 32 mit dem Hauptgehäuse., die üoer einen Zweigkanal 34 mit dem Auslaßkanal 24 verbunden ist« Ein in axial-er Hichtung verschiebbarer Ventilstößel 36 ist über die Schraubenmutter 38 mit aem mittleren Teil der Membran 30 verbunden und erstreckt sich durch den Hauptteil 12 und die Steuerbohrung 40, die im unteren Teil 16 ausgebildet ist. Ein abgestuftes Regulierventil 42 ist an dem Ventilstößel 36 in unmittelbarer lähe des Ventilsitzes 28 ausgebildet. Der Durchlaß 44 ist im Stößel 36 " "Vorgesehen und überträgt den Auslaßdruck zum Ende des Stößels in der Bohrung 40, damit das Strömungsmittel in bekannter Weise abgeglichen wird« Eine Umfangsabdichtung 46 auf dem Stößel 36 verhindert einen übergang des -Mnlaßströmungsmediums hohen Druckes zu dem Stößel ende. 00 98 35/062 2

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Das obere Gehäuseteil14 ist durch Öffnungen 48 entlüftet und begrenzt einen Innenraum 50, in welchem eine einstellbare Bezugsfeder 52 vorgesehen ist, die am einen Ende durch eine Federgegenplatte 54 begrenzt ist, welche auf einer Einstellschraube 56 geführt ist, welche aus dem G-ehause nach außen vorsteht. Die Schraube 56 kann durch eine Mutter 58 ent Sprechens/eingestellt und in ihrer Lage gesperrt werden,,

Zwischen der Feder 52 und der Steuermembran 30 sind zwei becherförmige Bauteile 60 und 62 angeordnet, deren jeder Endwandungen und 66 sowie Seitenwandungen 68 und 70 und ein offenes Ende aufweist. Die becherförmigen Bauteile sind abwechselnd teleskopartig angeordnet, s0 daß sie' eine innere Kammer 72 festlegen, die einen Auslaßdruck über die Öffnung 74 aufnimmt, der sich über die Membran zur Kammer 32 fortsetzt« Eine Kreisringdichtung 76 ist mit der unteren Seite der Umfangskante des becherförmigen Bauteiles 62 befestigt, wo sie mit der oberen Kante der Wandung 68 zur Abdichtung der Kammer 72 zusammenwirkt. Eine iteihe von in Umfangsrichtung angeordneten Begrenzungsventilöffnungen 78 sind in der Seitenwandung 70 ausgebildet»

Einlaßströmungsmedium hohen Druckes, dessen Druck über einen weiten Bereich veränderlich sein kann, kann in den Einlaßkanal 20 eingespeist werden und fließt durch die mittlere Kammer 26, den Ventilsitz 28 und in den Auslaßkanal 24. Der Ventilsitz 28 und das Ventil 44 legen eine veränderliche Durchflußbegrenzungsfläche fest, die den Druck von einem hohen Einlaßwert auf den gewünschten geregelten Auslaßdruckwert senkt. Der -auslaßdruck steht mit der unteren Fläche der Steuermembran 30 in Verbindung, der er eine

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Druckkraft aufgibt, die <j[as Ventil - 44 gegen den Si^tz 28 in einer den Durchfluß begrenzenden dichtung zu bewegen versucht, ^ie Ventilöffnungskraft wird durch die Bezugsfeder 52 und zu einem geringeren Maß durch den Luftdruck im Raum 50 aufgegebene Die becherförmigen Bauteile 60 und 62 werden normalerweise in fester Anlage gehalten, wobei sie in der Weise wirksam werden, daß sie die Kraft der Feder 52 direkt auf die Steuermembran übertragen. Wenn die" Regelung der Kräfte auf die bewegliche Anordnung, die die Steuermembran und den Ventilstößel aufweist, im Gleichgewicht sind, wird der Auslaßdruck auf einen ausgewählten Wert geregelt, der durch die Einstellung der leder 52 erhalten wird» Wenn aufgrund bestimmter Störungen dfer Auslaßdruck sich über den regulierten Wert hinaus zu erhöhen versucht, nimmt der Druck in der Kammer 32 augenblicklich zu, bewegt die Steuermembran nach oben und das Ventil 44 in einer Schließrichtung und stellt den regulierten Druck wieder auf den ausgewählten Wert ein. Ein Abfall im regulierten Druck ergibt, daß das Ventil 44 sich weiter zu öffnen versucht, damit der gewünschte' Wert wieder hergestellt wird«,

Palis ein Fehler in der Anordnung entweder in einem flußabwärts gestaierten System oder in dem Regulierventil auf-tritt, wodurch bedingt ist, daß der im Auslaß regulierte Druck den ausgewählten regulierten V/ert um- einen vorbestimmten Prozentsatz übersteigt, schieben sich die becherförmigen Bauteile 60 und 62 tele&opartig nach außen und öffnen die Begrenzungsöffnungen 78, so daß eine Überdruckbegrenzung entsteht» Der Druck auf entgegengesetzten Seiten des unteren becherförmigen Bauteiles 60 ist ständig

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abgeglichen und die öffnung 74- wird zu diesem Zweck verhältnismäßig groß gemacht. Das Begrenzungsventil, das durch die beiden teleskopartigen Bauteile 64 und 66 definiert ist, wird durch den Druck betätigt, der auf die untere Fläche der Endwandung 66 einwirkt, welchem durch die Vorspannung der Feder 52 entgegengewirkt wird. Durch Auswahl in der Auslegung der wirksamen i'läche des becherförmigen Bauteiles, die dem -"uslaBdruck ausgesetzt ist, in bezug auf die wirksame Fläche der beweglichen Anordnung, die diesem Auslaßdruck ausgesetzt ist, wird eine gewünschte proportiona-Ie Beziehung zwischen dem regulierten Druckventil und dem Begrenzungsdruckventil geschaffen. Beispielsweise kann die Beziehung zwischen den obengenannten wirksamen Flächen so -gewählt werden, daß ein Überdruck- B egr enzung s druck 10$ höher liegt als der regu + lierte Druck. Wenn durch -Einstellung der Feder 52 ein regulierter Druck von 1,6 kg/cm aufgebaut wird, dann tritt eine TJberdruckbegrenzung bei 1,75 kg/cm auf. Falls der ausgewählte regulierte Druck auf 40 kg/cm mit Hilfe der -^instellfeder 52 vergrößert Wird, tritt eine Überdruckbegrenzung bei 4^4 kg/cm auf. Somit herrscht stents eine bekannte Beziehung zwischen den regulierten Druckwerten und den Begrenzungsdruckwerten. Diese Beziehung schützt gep,en Jüinstellmißbräuche, wenn zwei getrennte Ventile verwendet" werden, und macht .es nicht erforderlich, daß das Ventil von einem komplizierten System abgetrennt wird, um die Einstellung des Begrenzungsveiitiles zu prüfen.

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Claims

4.12.1967 W/T - Β/ρ 6137 Patentansprüche

1. Kombiniertes Druckregel- und-begrenzungsventil zur Regelung .eines Auslaßdruckes aus einem Einlaßdruek, das ein ^egulierventil veränderlicher Fläche aufweist, welches den Druckabrfall zwischen Einlaß- und Auslaßdruck reguliert, wenn es von einer verschiebbaren, auf Druck ansprechenden Vorrichtung betätigt wird, die so geschaltet ist, daß sie diese in Abhängigkeit von dem Unterschied zwischen einer Regulierkraft aus der Bezugsfederanordnung und .einer Druckkraft betätigt, die durch den Auslaßdruck erzeugt wird, welcher eine gegebene Wirkfläche der auf Druck ansprechenden Vorrichtung beeinflußt, dadurch gekennzeichnet, daß die auf Druck ansprechende Vorrichtung (30, 66) ein auf Druck ansprechendes Begrenzungsventil (62, 66, 78, 60, 68) aufweist, das einerseits der Regulierkraft und andererseits einer Druckkraft unterworfen wird, die vom Auslaßdruck erzeugt wird, welcher auf eine verbestimmte wirksame Fläche des Begrenzungsventiles einwirkt,die kleiner ist als die wirksame Fläche der auf Druck ansprechenden Vorrichtung (30,66)_o

2« Kombiniertes Druckre^el- Und -begrenzungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das auf Druck ansprechende Begrenzungsventil ein Prüfventilelement (62, 76) aufweist, das mit einem.Auslaßventilsitz (60, 68) zusammenwirkt, welcher an rJer auf Druck ansprechenden Vorrichtung (30, 66) unter Einwirkung der Bezugsfederanorfidnung (52) vorgesehen ist_o

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3.Kombiniertes Druckregulier- und -begrenzungsventil nach Anspruch. 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Regulierventil veränderlicher Fläche (28, 42) in bezug auf den Einlaßdruck druckabgeglichen, ist.

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