DE1912677U

DE1912677U - VALVE FOR REGULATING A LIQUID FLOW.

Info

Publication number: DE1912677U
Application number: DE1963H0043715
Authority: DE
Original assignee: Hobourn Eaton Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Hobourn Eaton Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1962-01-15
Filing date: 1963-01-11
Publication date: 1965-03-25
Also published as: GB1022342A

Description

H 45 715/4Tg G-brn 2.Februar 1965H 45 715 / 4Tg G-brn February 2, 1965

HOBOUEF-EATOI MAmJi¹AOTURIITG COMPANY LIMITED, Coventry,Warwickshire (England)HOBOUEF-EATOI MAmJi ¹ AOTURIITG COMPANY LIMITED, Coventry, Warwickshire (England)

Ventil zum Regeln einer FlüssigkeitsströmungValve for regulating a liquid flow

Die Neuerung betrifft Ventile zum Regeln einer Strömung, die so arbeiten, daß sie die Flüssigkeitsströmung von einer Pumpe zu einer Verwendungsanlage für Druckflüssigkeit automatisch drosseln, wenn die optimalen Arbeitsbedingungen einmal erreicht sind. Überschußströmung durch die Anlage wird daher bei Zunahme der Pumpengeschwindigkeit vermieden. Strömungsregulierventile dieser Art werden häufig in Lenkhilf eanlagen verwendet. Die Anwendung der Feuerung wird anhand der Ausführungsbeispiele beschrieben, ohne daß sich die Feuerung hierauf beschränkt.The innovation relates to valves for regulating a flow, which work in such a way that they control the flow of liquid automatically throttle from a pump to a hydraulic fluid use system when the optimal working conditions have been achieved. Excess flow through the system is therefore at Avoid increasing the pump speed. Flow regulating valves of this type are often used in power steering systems used. The application of the furnace is described using the examples, without the firing being limited to this.

Zum besseren Verständnis der !Teuerung ist es vorteilhaft, zunächst eine bekannte Ausführungsform eines Strömungsregulierventils und dessen Arbeitsweise zu beschreiben.For a better understanding of the inflation, it is advantageous to begin with a known embodiment describe a flow regulating valve and how it works.

Fxg.1 zeigt eine bekannte Ausführungsform eines kombinierten Strömungs- und Entlastungsventils»Figure 1 shows a known embodiment of a combined flow and relief valve »

Pig.2 ist ein Kurvendiagramm der Regelcharakteristik des Regulierventils.Pig.2 is a curve diagram of the control characteristics of the regulating valve.

Pig.3 ist ein Schnitt ähnlich dem in Pig.1.Pig.3 is a cut similar to that in Pig.1.

Pig.4 und 5 sind Teilschnitte, die drei weitere Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Strömungsregulierventils darstellen.Pig. 4 and 5 are partial sections, the three further exemplary embodiments of the flow regulating valve according to the invention represent.

Der allgemeine Aufbau des bekannten Regulierventils ist leicht aus Pig.1 verständlich. Am Einlaßkanal 2 strömt Druckflüssigkeit aus einer Pumpe in das Ventilgehäuse 1 ein und wird nach Durchströmen durch die Kammer 4 und den Abflußkanal 5 durch den Auslaßkanal 3 zu der zu beaufschlagenden Anlage ausgeströmt. Der Ventilkolben 6 ist von abgestufter zylindrischer Porm und wird durch die Peder 7 druckbelaste^y um den schmäleren Ventilkolbenschaft 6 A des Ventilkolbens gegen den Sitz in der eingeschraubten Verschlußschraube zu pressen, wobei sich der schmälere Ventilkolbenschaft 6 A durch die Kammer 4 erstreckt.The general structure of the known regulating valve can be easily understood from Pig.1. At the inlet port 2, hydraulic fluid flows from a pump into the valve housing 1 and, after flowing through it, is the chamber 4 and the discharge channel 5 flowed out through the outlet channel 3 to the system to be acted upon. The valve piston 6 has a stepped cylindrical shape Porm and is pressurized by the peder 7 ^ y around the the narrower valve piston shaft 6 A of the valve piston against the seat in the screwed-in screw plug to press, whereby the narrower valve piston shaft 6 A extends through the chamber 4.

Der Ventilkolben 6 weist eine abgestufte Bohrung auf, in die eine Entlastungsventilanordnung eingesetzt ist, die im weitesten Teil der Bohrung 9 eine große Kugel 10 enthält, sowie eine kleinere Kugel 11, die mit demThe valve piston 6 has a stepped bore into which a relief valve arrangement is inserted is, which in the widest part of the bore 9 contains a large ball 10, and a smaller ball 11, which with the

engeren Teil der Bohrung 9 zusammenwirkt» Die Kugel 11 wird von der Sitzbuchse 12 getragen, zwischen welcher und der Kugel 10 eine Feder 15 eingesetzt ist. Der Ventilkolbenkopf 6 B des Ventils 6 kann innerhalb der Ventilgehäusebohrung 14 gleiten. Von dem normalerweise nur mit der Feder ausgefüllten Teil der Bohrung 14 führt ein Querkanal 15 zu einer SekundärÖffnung 16 im Drosseleinsatz 17, der außerdem eine Primär Öffnung 18 auf v/eist, welche zwischen dem Abflußkanal 5 und dem Auslaßkanal 3 liegt. Der Ventilkolbenkopf β Β weist einen querliegenden Überlauf 19 auf, der den die Feder 13 enthaltenden Abschnitt der Ventilbohrung 9 kreuzt. Der Überlauf 19 ist so ausgelegt, daß er eine ständige Verbindung mit der ÜTebenbohrung 20 herstellt. Die Hebenbohrung 20 ist in geeigneter Weise mit einer Pumpe verbunden, die zu bestimmten Zeiten während des Betriebs Flüssigkeit in bekannter Weise überströmt.the narrower part of the bore 9 cooperates »the ball 11 is carried by the seat bush 12, between which and the ball 10 a spring 15 is inserted. the Valve piston head 6 B of valve 6 can slide within valve housing bore 14. From that usually Only part of the bore 14 filled with the spring does a transverse channel 15 lead to a secondary opening 16 in the throttle insert 17, which also has a primary opening 18 which is located between the discharge channel 5 and the outlet channel 3 located. The valve piston head β Β has a transverse overflow 19 which the section containing the spring 13 the valve bore 9 crosses. The overflow 19 is designed so that it has a permanent connection with the ÜTebenbohrung 20 produces. The lifting hole 20 is in suitably connected to a pump which, at certain times during operation, feeds liquid in known way overflows.

Bei B_eginn des Abfließens tritt infolge der Verengung der PrimärÖffnung 18 ein Druckabfall ein, der auf das unter Federdruck stehende Ende des Ventilkolbens 6 durch die SekundärÖffnung 16 einwirkt. Dieser Druckunterschied vergrößert sich bei zunehmender Strömung und bewirkt eine Verschiebung des Ventilkolbens 6 in Richtung der Druckfeder 7. Sobald eine bestimmte Strömung erreicht ist, gibt der Ventilkolben 6 die Febenbohrung frei, die zur Einlaßseite der Pumpe führt. Eine weitere Strömungszunähme hat ein weiteres Öffnen zur Febenbohrung hin zur Folge,wodurch eine konstante Strömung zur AnlageIn B _e beginning of run-off occurring due to the narrowing of the primary port 18 a pressure drop, which acts on the spring biased end of the valve piston 6 through the secondary opening sixteenth This pressure difference increases with increasing flow and causes a displacement of the valve piston 6 in the direction of the compression spring 7. As soon as a certain flow is reached, the valve piston 6 releases the Febenbohrung which leads to the inlet side of the pump. A further increase in flow results in further opening towards the Febenbohrung, which results in a constant flow to the system

—4——4—

aufrechterhalten, wird.is maintained.

Veränderungen des Betriebsdrucks wirken auf !seide Enden des Ventilkolbens 6 und "beeinträchtigen den durch die PrimärÖffnung 18 verursachten Druckunterschied nicht. Das Yentil ist somit gegenüber Strömungsveränderungen empfindlich, während es gegenüber Leitungsdruckveränderungen unempfindlich ist.Changes in the operating pressure act on both ends of the valve piston 6 and affect it the pressure difference caused by the primary opening 18 not. The Y-valve is thus sensitive to changes in flow, while it is sensitive to changes in line pressure is insensitive.

Diese Eigenschaft bleibt erhalten, solange der Leitungsdruck die Einstellung des in der Bohrung des hohlen Ventilkolbens 6 angebrachten Entlastungssteuerventils nicht übersteigt. Ist dies der Pail, wird die Kugel 11 aus ihrem Sitz gedrückt und eine Flüssigkeitsströmung aus der Federkammer 21 über den Überlauf 19 zur Uebenbohrung 20 ermöglicht.This property is retained as long as the line pressure exceeds the setting in the bore of the hollow valve piston 6 mounted relief control valve does not exceed. If this is the pail, the Ball 11 is pressed out of its seat and a liquid flow from the spring chamber 21 via the overflow 19 for Uebenbohrung 20 allows.

Infolge der Drosselwirkung der SekundärÖffnung 16 Y/ird ein weiterer Druckabfall in der Federkammer 21 verursacht. Der Ventilkolben 6 bewegt sich dabei unabhängig von einer etwa bestehenden Steuereinstellung in die tJberströmstellung. Sobald der Leitungsdruck unter die Einstellung des Entlastungsventils absinkt, schließt sich das Steuerventil und der normale Druckunterschied ist wiederhergestellt» Der Ventilkolben 6 nimmt daraufhin seine normale Strömungsregulierfunktion wieder auf.As a result of the throttling effect of the secondary opening 16 A further pressure drop is caused in the spring chamber 21. The valve piston 6 moves independently from an existing control setting to the overflow position. Once the line pressure is below the setting of the relief valve drops, the control valve closes and the normal pressure difference is restored » The valve piston 6 then resumes its normal flow regulating function.

Es ist offensichtlich, daß die Flüssigkeit in der Kammer 4 und im gekrümmten Abflußkanal 5, der mit der Strömungsregulier- oder Primäröffnung in Verbindung steht, unter etwa dem gleichen Druck steht und daß, wie bereitsIt is evident that the liquid in the chamber 4 and in the curved drainage channel 5, which with the Flow regulating or primary opening is in communication, is under about the same pressure and that, as already

-5--5-

erwähnt, der durch, die Öffnung 18 bewirkte verringerte Druck auf die Kammer 21 wirkt. Theoretisch sollte dies eine gleichbleibende Strömungsgeschwindigkeit durch die Öffnung 18 zur Folge haben, nachdem die Strömungsreg-ulierbedingungen ,einmal erreicht wurden. Dementsprechend sollte dadurch auch ohne Rücksicht auf die Zunahme der ■ Pumpengeschwindigkeit keine Zunahme der Flüssigkeitsströmung in die Anlage bewirkt werden.mentioned, which caused the opening 18 to decrease Pressure acts on the chamber 21. Theoretically, this should ensure a constant flow rate through the Opening 18 after the flow regulating conditions , have been achieved once. Accordingly, regardless of the increase in ■ Pump speed does not cause an increase in the flow of liquid into the system.

Tatsächlich tritt jedoch, bedingt durch die Bemessung der Druckfeder 7 und des Widerstandes der verschiedenen Kanäle im Ventilgehäuse 1 zur erhöhten Geschwindigkeit, eine zunehmende Strömung ein, wie durch die voll gezeichnete Kurve X im Kurvendiagramm in Tig.2In fact, however, due to the size of the compression spring 7 and the resistance of the various Channels in the valve housing 1 for increased speed, an increasing flow, as through the fully drawn curve X in the curve diagram in Tig. 2

dargestell^'ist. Diese Strömlings zunähme ist immer nachteilig, da sie eine übermässige Hitze entwicklung bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten verursacht, im Pail der Lenkhilfeanlage sogar während der Geradeausfahrt (z.B. auf Autobahnen), wenn die Hilfskraft zum Lenken nicht verwendet wird.is shown ^ '. This increase in herring is always disadvantageous, as it causes excessive heat build-up at high vehicle speeds, in the Pail der Power steering system even while driving straight ahead (e.g. on motorways) if the assistant is not used to drive.

In den meisten Fallen wäre es von Vorteil, wenn die Strömungsgeschwindigkeit abfallen würde anstatt zuzunehmen, wie durch die gestrichelte Kurve Y in Fig.2 dargestellt ist. Diese wünschenswerte Bedingung würde z.B« die Bedienungserfordernisse für verminderte Lenkhilfe bei hohen Geschwindigkeiten erfüllen und eine Abnahme der Hitzeentwicklung bei diesen Geschwindigkeiten bewirken.In most cases it would be an advantage if the flow velocity decreased instead of increasing, as shown by the dashed curve Y in Fig.2. This desirable condition would e.g. meet the operating requirements for reduced power steering at high speeds and a decrease in the Cause heat to develop at these speeds.

-6--6-

Ziel der vorliegenden. Feuerung ist es, verbesserte Ausführungsformen von Strömungsregulierventilen zu schaffen, in denen Vorkehrung getroffen ist, wenigstens die Beibehaltung einer konstanten Strömungsgeschwindigkeit und in einigen Fällen eine allmählichjabnehmende Geschwindigkeit durch die Strömungsregulieröffnung bei Zunahme der Pumpengeschwindigkeit zu gewährleisten.Aim of the present. Firing is to improve embodiments of flow regulating valves create, in which provision is made, at least the maintenance of a constant flow rate and in some cases a gradually decreasing speed through the flow regulating orifice Ensure an increase in the pump speed.

Dieses Ziel wird durch Zwischenschaltung einer Strömungsdrosselvorrichtung zwischen dem Einlaß- und Abflußkanal erreicht, der zur Strömungsregulieröffnung des Ventils führt. Insbesondere soll durch die Feuerung ein Strömungsregulierventil geschaffen werden, daß einen unter Federdruck stehenden/bohlen Ventilkolben enthält^ der zwischen dem Einlaß- und dem Abflußkanal im Ventilgehäuse eingefügt ist. In der Höhlung des Ventilkolbens ist ein federbelastetes Entlastungsventil eingebaut, das zur Regulierung der Flüssigkeitsströmung zu einem Febenkanal von einer Kammer dient, in die Flüssigkeit durch die kleine bzw. Sekundäröffnung ausgeströmt wird, wobei der Zufluß durch die größere bzw. ürimäröffnung erfolgt, die in den Abflußkanal eingefügt ist, wodurch theoretisch eine gleichbleibende Strömungsgeschwindigkeit durch die Primäröffnung unter normalen Strömungsregulierbedingungen Zustandekommen sollte.This goal is achieved by interposing a flow restriction device between the inlet and the Reached drainage channel leading to the flow control opening of the valve. In particular, through the furnace A flow regulating valve can be created that contains a spring-loaded valve piston is inserted between the inlet and the outlet channel in the valve housing. In the cavity of the valve piston is a Built-in spring-loaded relief valve, which is used to Regulation of the flow of liquid to a Febenkanal from a chamber is used in the liquid through the small or secondary opening is flowed out, wherein the Inflow takes place through the larger or ürimäröffnung, which is inserted into the drainage channel, which theoretically results in a constant flow rate through the Primary opening should come about under normal flow regulating conditions.

Gemäß der !feuerung ist zur Unterbindung der bei entsprechenden Strömungsverhältnissen sonst eintretenden Strömungszunahme bzw. zur Erzielung von StrömungsabnahmeAccording to the firing system, the otherwise occurring under corresponding flow conditions is to be prevented Increase in flow or to achieve a decrease in flow

in dem zur PrimärVerengung führenden Kanal eine Drosselvorrichtung derart vorgesehen, daß die Differenz der Drücke vor und nach dieser Drosselvorrichtung die Strömlings zunähme verhindert.one in the channel leading to the primary narrowing Throttle device provided in such a way that the difference in the pressures before and after this throttle device the herring was prevented from increasing.

Auf diese Weise unterscheidet sich die Neuerung von einer anderen bekannten Ventileinrichtung, bei welcher die Primärverengung regelbar ist, im übrigen eine andere Punktion des Ventiles vorliegt. Die Ausführung nach der Feuerung unterscheidet sich weiterhin von einem anderen bekannten Ventil, bei dem eine Druckregulierung und weniger eine Flüssigkeitssteuerung vorgenommen wird und insbesondere keine Steuerung in Abhängigkeit von der gesamten Durchflußmenge vorliegt. Ähnlich verhält es sich bei weiteren bekannten Ventil— einrichtungen mit einem Pilotventil, bei denen jedoch ebenfalls keine Mittel vorgesehen sind, um eine zusätzliche Druckdifferenz an den Stirnseiten des Ventilkörpers hervorzurufen, und zwar in Abhängigkeit von dem gesamten Flüssigkeitsdurchlauf. Dabei ist festzustellen, daß sich die Ventileinrichtung nach der Neuerung bezüglich ihrer einfachen Konstruktion vorteilhaft von weiteren bekannten Vorrichtungen unterscheidet.In this way, the innovation differs from another known valve device in which the primary constriction can be regulated, otherwise the valve is punctured differently. The design after the firing also differs from another known valve in which a pressure regulation and less a liquid control is carried out and in particular there is no control as a function of the total flow rate. The situation is similar with other known valve devices with a pilot valve, in which, however, no means are provided for producing an additional pressure difference at the end faces of the valve body, specifically as a function of the total liquid flow. It should be noted that, according to the innovation, the valve device advantageously differs from other known devices in terms of its simple construction.

Ausführung-sbeispiele der erfindungsgemässen Flüssigkeitsregulierventile sind in den Fig.3,4 und 5 der Zeichnung dargestellt. Darin tragen gleiche Teile die gleichen Bezugsziffern wie in Fig.1. Bei der in Fig.3 gezeigten Anordnung erfolgt die Drosselung durch den Halsring A, derExemplary embodiments of the liquid regulating valves according to the invention are shown in Figures 3, 4 and 5 of the drawing. Identical parts therein have the same reference numbers as in Fig.1. In the arrangement shown in Figure 3, the throttling takes place through the neck ring A, the

so angebracht ist, daß er die in Mg.1 dargestellte Kammer 4 in zwei voneinander getrennte Kammern B 1 und B 2 unterteilt, wobei der Einlaßkanal 2 nur mit der Kammer B 1 und der Abglußkanal 5 nur mit der Kammer B 2 in Verbindung steht. Die wirksame Fläche des Halsrings A, welcher den Schaft 6 A des Regulierventilkolbens 6 umgibt, ist derart, daß bei kleiner Pumpengeschwindigkeit und bis zum Beginn der Strömungsregulierung der Druckunterschied in den Kammern B 1 und B unbedeutend ist. Bei einer Geschwindigkeitserhöhung über den Beginn der Strömungsregulierung hinaus entsteht infolge der Drosselwirkung des Halsrings A ein entsprechender Druckanstieg in der Kammer B 1. Der Halsring A übt einen höheren Druck auf den in die Kammer B ragenden Teil des Regulierventilkolbens 6 aus; bei maximaler Geschwindigkeit beträgt dieser erhöhte Druck etwa 0,35 kg - 0,70 kg/cm².is attached so that it divides the chamber 4 shown in Mg.1 into two separate chambers B 1 and B 2, the inlet channel 2 only communicating with chamber B 1 and the discharge channel 5 only communicating with chamber B 2. The effective area of the neck ring A, which surrounds the shaft 6 A of the regulating valve piston 6, is such that the pressure difference in the chambers B 1 and B is insignificant at low pump speed and until the flow regulation begins. If the speed increases beyond the beginning of the flow regulation, a corresponding increase in pressure arises in chamber B 1 due to the throttling effect of neck ring A. Neck ring A exerts a higher pressure on the part of regulating valve piston 6 protruding into chamber B; at maximum speed this increased pressure is about 0.35 kg - 0.70 kg / cm ² .

Der Druckanstieg in der Kammer B 1 hat ein weiteres leichtes Öffnen des Ventils zusätzlich zu dem durch die bisherige Strömungsregulierbedingung geschaffenen und daher eine stetig abnehmende Geschwindigkeit durch die Primäröffnung 18 bei erhpüater Pumpengeschwindigkeit zur Folge. Die somit bei hoher Geschwindigkeit erhaltene, reduzierte Strömung in der Anlage bewirkt einen Druckabfall für Bedingungen bei Geradeausfahrt, der drei- oder viermal niedriger als der in der Kammer B 1 geschaffeneThe rise in pressure in chamber B 1 has another slight opening of the valve in addition to that created by the previous flow regulation condition and therefore a steadily decreasing speed through the primary opening 18 as the pump speed is increased result. The reduced flow thus obtained in the system at high speed causes a pressure drop for conditions when driving straight ahead, three or four times lower than that created in chamber B 1

Anfangsdruck ist. Als Endergebnis erhält man. daher, daß die Pumpe "bei niedrigerem Druck als in anderen Fällen arbeitet, wobei gleichzeitig eine niedrigere Hitzeentwicklung erreicht wird.Initial pressure is. As a final result you get. hence, that the pump "works at a lower pressure than in other cases, with a lower pressure at the same time Heat generation is achieved.

In den Pig.4 und 5-sind weitere Ausführungsbeispiele gedrosselter Strömungsventile gemäß der Neuerung gezeigt. In der !Fig.4 wird die gewünschte Drosselung durch Bildung einer Auskragung bzw. eines llansch.es C am Schaft 6 A des Kolbens 6 erreicht, während in Pig.5 die gewünschte Drosselung durch eine Hülse D der eingeschraubten Verschlußschraube geschaffen wird, wobei dieselbe Öffnungen E aufweist, die mit dem Einlaßkanal 2 fluchten. Selbstverständlich können auch andere Formen einer Strömungsdrosselvorrichtung verwendet werden, beispielsweise Kombinationen der in den Fig.3,4 und gezeigten Formen.In the Pig. 4 and 5 are further exemplary embodiments throttled flow valves shown according to the innovation. The desired throttling is shown in Fig. 4 achieved by forming a projection or a llansch.es C on the shaft 6 A of the piston 6, while in Pig.5 the desired throttling is created by a sleeve D of the screwed-in screw plug, wherein has the same openings E which are aligned with the inlet channel 2. Of course, other shapes can also be used a flow throttling device can be used, for example combinations of those shown in FIGS shown shapes.

-10--10-

Claims

.- 10 - / L protection requirements

1. Liquid flow valve with a spring-loaded differential valve member between an inlet and a primary constriction following outlet from which the liquid through a smaller secondary constriction into a chamber and from there under the control of the Differential valve member in a return line can reach, whereby by means of the primary constriction under normal flow conditions constant Flow velocity occurs, characterized in that to prevent the corresponding Flow conditions otherwise occurring flow increase or to achieve a decrease in flow in the one leading to the primary constriction (18) Channel (5) a throttle device is provided in such a way that the difference in the pressures before and after this throttle device prevents the flow increase.

2. Valve according to claim 1, characterized in that the throttle device in the part of the chamber (4) is housed, in which the differential valve member (6) is located.

-11-

y7

3. Valve according to claim 2, characterized in that the throttle device is in the Combs (4) inserted neck ring (A) is.

4. Valve according to one of claims 1 to 3, characterized in that the throttling of the Fluid flow by attaching a perforated barrier (D-E) in the between the Inlet channel (2) and the outlet channel (5) lying chamber (4) is effected, in which the valve piston (6) located.

5. Valve according to one of claims 1 to 4, characterized in that the differential valve member is hollow-cylindrical and stepped on the outside and hollow at the end, with the inside of the Organ to form a check relief valve at one open end is a spring-loaded ball.

6. Valve according to one of claims 1 to 5, characterized in that the differential valve member is a differential piston (6).