DE1675477A1

DE1675477A1 - Regelventil

Info

Publication number: DE1675477A1
Application number: DE19681675477
Authority: DE
Inventors: Tuzson John J
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: Borg Warner Corp
Priority date: 1967-02-13
Filing date: 1968-02-12
Publication date: 1972-03-23
Also published as: US3496962A; GB1193773A; DE1675477B2; FR1552645A; DE1675477C3

Description

PATENTANWÄLTE

dr. ing. H. NEGENDANK · dipping.H. HATJCK · dipl.-phys. W. SCHMITZ

HAMBURG · MÜNCHEN

HAMBURG 3β · NEUER WALI 41

TEL. 36 74 S8 UND Se 4115

TELBQB. NEGEDAFATBNT HAMBITRG MÜNCHEN 15 · MOZARTSTR. 23

TEL.0880586

TELEGH. NEGEDAPATBNT MÜNCHEN Hamburg, j o. Feb, 1968

Borg ·» Warner Corporation, Chicago, Illinois, (V.St. A.)

Regelventil.

Für diese Patentanmeldung wird die Priorität der US-Anmeldung, Ser*No* 615,548 Tom 13· Februar 1967 in Anspruch genommen*

Die vorliegende Erfindung betrifft ein druckabhängiges Kegelventil, bei dem eine enge Durchflußöffnung in einem hohlen Sohieber normalerweise durch eine Feder in eine solche Stellung beaufschlagt ist, welche einen verhältnismäßig großen Durchfluß gestattet, und der Schieber durch den Druckabfall an einer engen Durchflußöffnung in dem Sohieber gegen die Kraft der Feder in eine solche Stellung verschiebbar ist, ia welcher der Durchfluß verringert wird, wobei die Kraft der Feder durch Strömungsmittelgegendruck ergänst werden kann, der auf eine Stufe des Schiebers einwirkt.

Bin solches Tentil ist vorteilhaft für Lasttransperteinriehtungen, wie beispielsweise Gabelstapler und dergl. verwendbar, deren Steuerung duroh eine Bedienungsperson erfolgt, die aus Versehen smlassen könnte, daß beispielsweise eine verhältnismäßig greße Last mit einer gefährlich hohen Geschwindigkeit gesenkt

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wird· Außerdem ist für Einrichtungen dieser Art bei Betrieb ohne Last auch eine sehneile Betätigungsmöglichkeit wünschenswert«

Ein Ausführungsbeispiel eines Regelventile nach der Erfindung, das in der beigefügten Zeichnung dargestellt ist, wird in folgenden beschrieben. Die einzige Figur der Zeichnung stellt einen Aufrißquerschnitt durch ein BegelTentil nach der Erfindung dar·

Dieses BegelTentil ist ganz allgemein Bit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet und weist ein Gehäuse oder einen Ventilkörper 12 auf, in dem Ausnehmungen in der Form einer Bohrung 14 und einer Senkbohrung 16, die mit der erstgenannten Bohrung in Verbindung steht, angeordnet sind» Das Gehäuse 12 ist mit einem Einlaß 18 und mit einem Auslaß 20 versehen.

Ein Schieber 22 besteht aus einem Abschnitt 24, der in der Bohrung 14 verschiebbar gelagert ist, und aus einem im Durchmesser geringeren Abschnitt 26, der innerhalb der Senkbohrung 16 verschiebbar gelagert ist und in Verbindung mit dem ersten Abschnitt eine ringförmige Schulter oder Stufe 27 bildet. Der Schieber 22 weist an seinem rechts gelegenen Ende eine Bohrung 28, und an seinem links gelegenen Ende eine enge Durchflußöffnung 30 auf· Der Abschnitt 24 des Schiebers besitzt auf seiner linken Seite eine Stirnfläche 31» die dem Druck des Einlasses 18 ausgesetzt ist. Am Ende der Bohrung 28 und parallel zu der Stirnfläche 31 befindet sich eine Stirnfläche 32. Die enge Durchflußöffnung 30 ist zwischen den Stirnflächen 31 und 32 angeordnet. An dem der Stirnfläche 31 entgegengesetzten Ende des Schiebers ist ein· Stirnfläche 33 ausgebildet, welche die Bohrung 28 umgibt und zu der Stirnfläche 31 parallel ist. Der Auslaß 20 steht mit einem Abflußkanal 34 in Verbindung, Kanal 34 und Bohrung 14 auf der rechten Seite Te« der Stufe

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27 stehen vermittels eines Durchlasses 35 miteinander in Strömungsmittelverbindung. Der Schieber 22 wird durch eine Feder 36 nach links beaufschlagt»

Das Regelventil 10 soll dazu dienen, den Durchfluß von Strömungsmittel durch die Rücklaufleitung eines einfach wirkenden hydraulischen Zylinders zu steuern« Das von dem hydraulischen Zylinder könnende Strömungsmittel gelangt durch den Einlaß 18 zur linken Seite des Schiebers 22 und strömt von dort durch die enge Durchflußöffnung 30« Beim Hindurchfließen des Strömungsmittel durch die Durchflußöffnung 30 entsteht eine Zone niedrigen Druckes auf der rechten Seite der Durchflußöffnung 30 infolge der erhöhten Durchflußgeschwindigkeit· Aufgrund dieses Druckunterschiedes verschiebt die auf die Stirnfläche 31 einwirkende Kraft den Schieber 22 nach rechts, gegen die Kraft der Feder 36, drosselt damit den Auslaß 20 und verringert den Durchfluß durch den stromabwärts gelegenen Abflußkanal 3^· Der Druck des Strömungsmittels in Abflußkanal ~5k kann vermittels des Durchlasses 35 auch auf die Stufe 27 des Schiebers einwirken· Somit unterstützt der Gegendruck des stromabwärts befindlichen Strömungsmittels die Wirkung der Feder 36.

Wenn der Druck des Strömungsmittels auf der linken Seite des Schiebers 22 entsprechend des Eigengewichtes der von dem hydraulischen Zylinder getragenen Last zunimmt, nimmt der Durchfluß durch die Durchflußöffnung 30 zu und der Druck innerhalb der Bohrung 28 ab· Es ist ohne weiteres zu sehen, daß die Verschiebung des Schiebers 22 unmittelbar eine Funktion des Druckunterschiedes ist, der zwischen den beiden Seiten der Durchflußöffnung 30 gegeben ist und von den vergleichbaren Flächengrößen der Stirnflächen 31, 32 und 33 abhängt· Durch eine Zunahme des

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Druckunterschiedes wird der Schieber 22 nach rechte verschoben und drosselt den Auslaß 20, wodurch die Zunahme des Durchflusses begrenzt wird* Dadurch wiederum erfolgt eine Zunahme des Druckunterschiedes zwischen dem Einlaß 18 und dem Auslaß 20 des Ventils« Die Wirkung des Strömungsmittels gegen die Stufe 27 ist abhängig von dem Druckunterschied zwischen dem Einlaß 18 und dem Auslaß 3k des Ventils, der den Durchfluß verringert, indem er den Schieber 22 weiter nach rechts schiebt·

Wenn der Durchlaß 35 mit dem (drucklosen) Sammelbehälter verbunden ist, spricht das hier zur Bede stehende Ventil auf den absoluten Druck, d«h· den stromaufwärts herrschenden Druck an« Da in diesem Falle kein Gegendruck gegen die Stufe 27 einwirkt, verschiebt ein höherer Druck stromaufwärts den Schieber 22 nach rechts und bewirkt eine Verminderung des Durchflusses. Daher tritt bei Vorhandensein von hohem Druck stromaufwärts eine Verringerung des Durchflusses ein« Bei diesen Bedingungen kann der Strömungsmitteldurchfluß nicht vollständig unterbrochen werden, weil die Stufe 27 die Verschiebung des Schiebers nach rechts begrenzt, so daß der Auslaß 20 stets um einen vorbestimmten Betrag

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geöffnet ist«

Die Stufe oder Schulter 27 wirkt als eine Differentialdruck·· zone« Der Druck auf dem Grunde der Bohrung 28 auf die Stirnfläche 32 ist etwas geringer als der Druck, der auf der linken Seite des Schiebers 22 auf die Stirnfläche 31 einwirkt, weil an der Durchflußöffnung 30 ein Druckabfall erfolgt. Es ist zu sehen, daß der Druck innerhalb der Bohrung 28 nur von dem Durchfluß abhängt· Die auf din Schieber 22 einwirkende resultierende Kraft ergibt sich aus dem Gesamtunterschied der an der Stirnfläche 31 angreifenden Kräfte, die sich aus dem Druck im Einlaß, dem

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verhältnismäßig niedrigeren Druck auf die Stirnflächen 32 und und auf die Stufe 27, und aus der Kraft der Feder 36 zusammensetzen» Der auf die Stufe 27 einwirkende Druck ist nur von dem in der Anlage herrschenden Gegendruck abhängig* In beiden Fällen ist der Druck auf die rechte Seite des Schiebers 22 niedriger als der stromaufwärts vorherrschende Druck. Infolgedessen will sich der Schieber 22 nach rechts verschieben, die Feder 36 zu» sammendrücken und den Durchfluß von Strömungsmittel durch den Auslaß 20 drosseln·

Das Regelventil nach der Erfindung weist gegenüber Ventilen mit veränderlichen Durchfluß dieser Art, die bekannt sind, erhebliche Vorteile auf· Beispielsweise unterstützt der stromabwärts gegen die Stufe 27 einwirkende Druck die Kraft der Feder 36 und vergrößert den Bereich der Feder 36 als eine unmittelbare Funktion des Druckunterschiedes zwischen den stromaufwärts und stromabwärts gelegenen Zonen. Außerdem läßt sich das vorliegende Ventil auch in den Fällen verwenden, in denen der Druck stromabwärts nicht zur Unterstützung der Feder 36 ausreicht. In diesem Falle ist ein vorbestimmter Durchfluß möglich. Das Regelventil nach der Erfindung ist weiterhin trotz der geringeren Anzahl von benötigten Teilen im Vergleich zu bekannten Regelventilen, welche die gleiche Aufgabe erfüllen, durch seine Leistungsfähigkeit ausgezeichnet«

« Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche :

l_t Regelventil, durch welches der Durchfluß in einem hydraulischen Kreislauf in Abhängigkeit von Druckänderungen in entgegengesetztem Sinne steuerbar ist, gekennzeichnet durch ein hohles Ventilgehäuse (12) mit einem Einlaß (18) und einem Auslaß (20, 34), einem Schieber (22), der innerhalb des Ventilgehäuses verschiebbar gelagert ist, eine Feder (36), welche den Schieber vom Auslaß weg beaufschlagt, um einen freien Strömungsmittel durchfluß einer bestimmten maxiaalen Größe durch den Auslaß zu gestatten, wobei der Schieber in zunehmendem Maße über den Auslaß verschiebbar ist, um den Durchfluß in Abhängigkeit von einer Zunahme des Strömungsmitteldruckes an dem Einlaß (18) zu drosseln, eine enge Durchlaßöffnung (30) in dem Schieber, die eine beschränkte Verbindung zwischen den beiden Seiten des Schiebers darstellt und eine Zone niedrigen Druckes auf dessen Abströmseite bildet, wodurch die Feder zusammengedrückt wird, und durch eine Stufe (27) an dem Schieber, die dem Strömungsmitteldruck auf der Abströmseite ausgesetzt ist und die Wirkung der Feder unterstützt, ao daß die effektive Drosselung eine Funktion des Druckunterschiedes zwischen der Zustrom- und der Abströmseite iit.

2, Regelventil nach Ansprueh 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (20, Jk) ·« angeordnet ist, daß er «inen vorbestimmten

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maximalen Durchfluß erhält, wenn der Druck auf der Zustromseite um einen vorbestimmten Wert oberhalb des Druckes auf der Abströmseite liegt·

3· Regelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet« daß das Ventilgehäuse eine Bohrung (14) und eine Senkbohrung (16) aufweist, die mit der erstgenannten in Verbindung steht, wobei die Stufe den Schieber (22) in einen Abschnitt (24), der in der bohrung verschiebbar gelagert ist, und in einen, im Durchmesser geringeren Abschnitt (26) unterteilt, der in der Senkbohrung verschiebbar gelagert ist«

4· Regelventil nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß

(18)

sich der Einlaß/in Verbindung mit der Bohrung (14), und der Auslaß (20, 34) in Verbindung mit der Senkbohrung (l6) befindet.

5· Regelventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Durchlaß (35) vorgesehen ist, der eine Strö'mungsmittelverbindung zwischen dem Au«laß und der Bohrung an einer in der Nähe der Stufe befindlichen Stelle bildet,

6· Regelventil nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung solche Abmessungen aufweist, daß eine Verschiebung des Schiebers in der Senkbohrung nur um einen bestimmten Betrag erfolgen kann, der eine vollständige Drosselung des Auslasses nicht zuläßt.

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