DE2028743A1 - Drosselventil fur Flüssigkeiten - Google Patents

Description

• Drosselventil für Flüssigkeiten Die Erfindung betrifft ein Drosselventil für Flüssigkeiten mit einer Drosselstrecke, die zwischen einem Ventilgehäuse mit Flüssigkeitszu- und -austritt und einen darin eingesetzten Ventilkörper gebildet ist.
• Derartige bekannte Drosselventile haben den Nachteil, daß der von ihnen gestattete Durchsatz sehr stark von dem Druck und der Viskosität der durch sie geleiteten Flüssigkeit abhängig ist. Finden sie z. B. zur Schmieröldosierung Anwendung und legt man sie so aus, daß sie beispielsweise bei niedriger Temperatur und niedeinem Druck noch einen indestdurchsatz garantieren, so ergibt sich im Falle hoher ii'emperatur und hohen Druckes ein so hoher Durchsatz, daß dadurch der Druckölkreislauf, an den sie angeschlossen sind, gestört wird. Will man andererseits Störungen dieses Druckölkreislaufes verhindern, so ist im ungünstigsten Falle die Schmierölversorgung nicht mehr ausreichend, so daß es zur Beschädigung der zu schmierenden zeile kommt.
• Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Drosselventil für Flüssigkeiten anzugeben, durch welches sich Durchsatz schwankungen infolge von Druck- und Viskositätsunterschieden der zu drosselnden Flüssigkeiten in erträglichen Grenzen halten, wobei die zur Lösung dieser Aufgabe vorzunehmenden I.aBnahmen die Gestehungskosten derartiger, einen Ifussenartikel bildenden Drosseln nicht maßgeblich beeinflussen sollen.
• Ausgehend von einem Drosselventil für Flussigkeiten der eingangs beschriebenen Art ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Ventilkörper unter dem Druck der Flüssigkeit im Ventilgehäuse zwischen Anschlägen und in Strömungsrichtung der Flüssigkeit gegen die Wirkung einer sich am Ventilgehäuse abstützenden Feder verschiebbar ist, daß der Ventilkörper-eine angenähert seine gesamte Länge überquerende zentrale riohrunE aufweist, daß die Bohrung an ihrem dem Flüssigkeitszutritt zugewandten Ende über eine Drosselblende mit der Drosselstrecke in Verbindung steht und an ihrem dem Flüssigkeitsaustritt zugewandten Ende offen ist und daß das offene Ende der Bohrung zusammen mit einem weiteren, diesem vorgelagerten Bauteil ein Ventil mit sich bei Verschiebung den Ventilkörpers änderndem Querschnitt bildet.
• Dadurch ist erreicht, daß im Bereich niedriger Drücke der von dem Drosselventil zugelassene Durchsatz überwiegend viskositätsunabhängig von der Drosselblende bestimmt wird, da die über die Drosselstrecke fliessenden Flüssigkeitsmengen infolge des von dieser gebildeten hohen Strömungswiderstandes nur gering sind.
• Steigt dagegen der Flüssigkeitsdruck, so führt dies zu einer Verschiebung des Ventilkörpers, wobei der über die zentrale Bohrung des entilkörpers führende Flüssigkeitsweg durch das von der Bohrung und dem dieser vorgelagerten Bauteil gebildete Ventil mehr und mehr geschlossen wird. Auf diese Weise kommt die Drosselstrecke zunehmend zum drogen, bis sie schließlich bei geschlossenem Ventil ausschließlich den Flüssigkeitsdurchsatz bestimmt. Da der Strömungswiderstand der Drosselstrecke verhältnismäßig hoch ist, hat sich aber der von dem Drosselventil zugelassene Durchsatz trotz der genannten Druckerhöhung praktisch nicht geändert.
• Die zur Bohrung des Ventillförpers radiale Anordnung der Drosselblende hat außerdem den Vorzug; daß diese durch den immer vorhandenen Flüssigkeitsstrom, der die Drosselstrecke passiert, quer zu ihrer eigenen Durchströmrichtung überstrichen wird, der sie ständig von sich etwa ansetzenden Schmutzteilen befreit und damit ihr Verstopfen verhindert. Ist das erfindungsgemäße Drosselventil beispielsweise in eine umlaufende Welle eingesetzt, so kommt dazu noch eine fliehkraftbedingte Reinigungswirkung.
• Das Bauteil kann eine Anlage des Ventilgehäuses mit zwischen dieser und dem offenen Ende der Bohrung eingelegter Ventilkugel sein, es ist jedoch auch möglich, daß das Bauteil ein vom Ventilgehäuse gebildeter, zum offenen Ende der Bohrung hin sich verjüngender und zur Bohrung koaxialer Kegel ist.
• Andererseits kann die Drosselstrecke eine schraubengangförmig verlaufende Umfangsnut des Ventilkörpers sein. Besonders zweckmäßig ist jedoch eine Ausbildung des erfindungsgemäßen Drosselventils, bei der diese Feder eine Schraubenfeder und der Ventilkörper eln Kreis zylinder mit gegenüber der Bohrung des Ventilgehäuses um den Betrag der Stärke des Federdrahtes geringerem Radius ist und bei der die Feder sich über die Länge des Ventilkörpers bis gegen einen von diesem am Flüssigkeitszutritt gebildeten, endständigen Bund erstreckt. Auf diese Weise erfüllt die Feder einmal die Aufgabe, den Ventilkörper in einer ihrer Charakteristik entsprechenden Stellung gegen den Flüssigkeitsdruck zu halten, und zum anderen bildet sie gleichzeitig die Drosselstrecke, so daß zu deren Ausbildung weitere Maßnahmen nicht erforderlich sind. Die bei ansteigendem Druck erfolgende Zusammendrückung der Feder verengt den Drosselkanal und bewirkt somit im Sinne des Erfindungsgedankens eine Erhöhung des Strömungswiderstandes.
• Damit die Flüssigkeit in die Drosselstrecke eintreten kann, kann der stirnseitig am Drosselkörper befestigte Bund Ausnehmungen aufweisen.
• In Weiterbildung der Erfindung kann der Ventilkörper an seinem dem Flüssigkeitszutritt zugewandten Ende einen flüssigkeitsdicht im Ventilgehäuse geführten Kolben aufweisen, der Kolben von einem vom Ventilgehäuse gebildeten Überströmweg für die Flüssigkeit übergriffen sein und die Austrittsöffnung des Überströmweges mit dem Kolben ein Ventil von sich mit Verschiebung des Ventilkörpers änderndem Durchtrittequerschnitt bilden. Auf diese Weise ist eine zusätzliche, stufenlos verstellbare Drosselstelle geschaffen, die nur noch einen entsprechend der Auslegung des Drosselventils geringen Flüssigkeitsstrom zuläßt, wenn der Ventilkörper unter dem Flüssigkeitsdruck so weit verschoben ist, daß über die Drosselblende und die Bohrung des Ventilkörpers keine Flüssigkeit mehr fließen kann.
• Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die auf der Zeichnung dargestellt sind. In dieser zeigen: Figur 1 einen axialen Schnitt durch eine erste Drosselausführung; Figur 2 eine Schnittansicht gemäß der Linie II-II in Figur 1; Figur 3 einen axialen Schnitt durch eine zweite Drosselausführung; Figur 4 eine Einzelheit aus Figur 3 in gegenüber ihrer Darstellung in Figur 3 um 90° gedrehter Darstellung und Figuren 5 und 6 vergrößerte 'Ueilansichten der Drosselventile gemäß den Figuren 1 bis 4 mit einer Weiterbildung.
• In der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung sind in den einzelnen Figuren wiederkehrende zeile mit gleicher Bezifferung versehen.
• Das in den Figuren 1 und 2 dargestellte Drosselventil besteht aus einem Ventilkörper 1, der über ein Gewinde 2 an Ort und Stelle befestigt werden kann. In einer Bohrung 3 des Ventilgehäuses 1 ist ein Ventilkörper 4 gegen die Wirkung einer Feder 5 unter dem auf ihn über den Flüssigkeitszutritt 6 wirkenden Flüssigkeits druck verschiebbar, und zwar im Bereich zwischen zwei Anschlägen, von denen der auf der Plüssigkeitszutrittsseite liegende durch eine Verjüngung 7 der Bohrung 3 gebildet ist.
• Der andere Anschlag besteht aus einer Ventilkugel 8, die sich ihrerseits gegen eine Anlage 9 des Ventilgehäuses 1 abstützen kann. Aufgabe der Ventilkugel 8 ist es, einen Strömungsweg für die Flüssigkeit zu verschließen, wenn der auf die Stirnfläche 10 des Ventilkörpers einwirkende Flüssigkeitsdruck eine bestimmte, über die Feder 5 bestimmbare Höhe erreicht hat. Der genannte Strömungsweg wird durch eine zentrale Bohrnn 11 des Ventilkörpers 4 und eine sich daran an ihrem dem Flüssig,lLeitszutritt 6 zugewandten Ende radial anschließende Drosselblende 12 gebildet, die eine Verbindung zwischen der Bohrung 11 und der einen zweiten Strömungsweg darstellenden Drosselstrecke 13 herstellt. Die Drosselstrecke 13 hat die Form einer sehraubengangförmig um den Ventilkörper 4 verlaufenden Nut, in die die Flüssigkeit bei 14 eintreten kann.
• Die durch das Drosselventil strömende Flüssigkeit verläßt dieses durch mindestens eine Öffnung 15.
• Aus Sicherheitsgründen kann zwischen Blüssigkeitszutritt 6 und Ventilkörper 4 noch ein Rückschlagventil in Form einer durch eine Feder 16 belasteten Kugel 17 angeordnet sein, welches erst öffnet, wenn der am Flüssigkeitszutritt 6 herrschende Druck einen gewünschten Wert erreicht hat.
• Die wirkung des beschriebenen Drosselventils geht dahin, daß bis zu einem durch die Feder 5 bestimmten Flüssigkeitsdruck der Ventilkörper 4 in seiner bezogen auf Figur 1 linken Raststellung verbleibt, so daß der Durchsatz der Flüssigkeit einmal über die Drosselblende 12 und die Bohrung 11 und zum anderen über die schraubengangförmig verlaufende Drosselstrecke 13 erfolgt. Steigt nun beispielsweise der zuflußseitige Flüssigkeitsdruck, so wird der 'irentilkörper 4 gegen die Wirkung der Feder 5 nach rechts verschoben, wodurch sich zwischen Öffnung der Bohrung 11 und Ventilkugel 8 ein erhöhter Strömungswiderstand ergibt, sich also die Drosselwirkung des gesamten Ventils vergrößert und damit die eingetretene Drucksteigerung in Richtung auf ein Konstanthalten des Flüssigkeitsdurchsatzes kompensiert. Dieser Stellvorgang setzt sich so lange fort, bis infolge Druckerhöhung die Bohrung 11 vollständig von der Kugel 8 verschlossen ist, so daß die Flüssigkeit nur noch über die Drosselstrecke 13 strömen kann. Vermindert sich dagegen der Flüssigkeitsdruck wieder, so vermag die Feder 5 den Ventilkörper 4 nach links zu schieben und den zwischen Bohrung 11 und Kugel 8 gebildeten Drosselquerschnitt zu vergrößern.
• Das in den Figuren 3 und 4 dargestellte Drosselventil unterscheidet sich gegenüber dem in den Figuren 1 und 2 veranschaulichten dadurch, daß der Ventilkörper 18 als glatter Kreiszylinder ausgebildet ist, dessen Durchmesser zwischen der Bohrung 3 des Ventilgehäuses 1 und dem Ventilkörper 4 einen Raum beläßt, in den gerade eine Feder 19 eingelegt werden kann, die sich einerseits am Ventilgehäuse 1 und andererseits an einem stirnseitigen Bund 20 des Ventilkörpers 18 abstützt. Bei einer solchen Ausbildung vermag die Feder 19 einmal die Aufgabe zu erfüllen, den Ventilkörper 18 gegen den Flüssigkeitsdruck zu halten, und zum anderen bildet sie zwischen ihren Windungen die schraubengangförmig verlaufende Drosselstrecke 13.
• Damit die Flüssigkeit in diese Drosselstrecke eintreten kann, weist der Bund 20 Ausnehmungen 21 auf.
• Die Wirkungsweise des in den Figuren 3 und 4 dargestellten Drosselventils entspricht der des in den Figuren 1 und 2 gezeigten.
• Die Figuren 5 und 6 zeigen eine veränderte Ausbildung der vorbeschriebenen Drosselventile. Die Änderung besteht darin, daß der Ventilkörper 4 bzw. 18 an seinem dem Flüssigkeitszufluß 6 zugewandten Ende einen Kolben 22 aufweist, der flüssigkeitsdicht in die Bohrung 3 des Ventilgehäuses 1 paßt. Fifr den Durchtritt der Flüssigkeit in die schraubengangförmig verlaufende Drosselstrecke 13 enthält das Ventilgehäuse 1 eine Uberströmleitung 23, die bezogen auf die in den Figuren 5 und 6 linke Raststellung des Ventilkörpers 4 bzw. 18 derart neben dem Kolben 22 in die schraubengangförmig verlaufende Drosselstrecke 13 mündet, daß der Kolben 22 diese Austrittsöffnung 24 in seiner besogen auf Figur 5 und 6 rechten Raststellung weitgehend verschließt, wodurch für hohe Flüssigkeitsdrücke eine weitere, den von dem Drosselventil zugelassenen Durchsatz herabsetzende Drosselstelle gebildet ist.

Claims (8)

Patentansprüche

1. Drosselventil für Flüssigkeiten mit einer Drosselstrecke, die zwischen einem Ventilgehäuse mit Flüssigkeitszu- und -austritt und einem darin eingesetzten Ventilkörper gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (4, 18) unter dem Druck der Flüssigkeit im Ventilgehäuse (1) zwischen Anschlägen und in Strömungsrichtung der Flüssigkeit gegen die Wirkung einer sich am Ventilgehäuse abstützenden Feder (5, 19) verschiebbar ist, daß der Ventilkörper eine angenähert seine gesamte Länge überquerende zentrale Bohrung (11) aufweist, daß die Bohrung an ihrem dem Flüssigkeitszutritt (6) zugewandten Ende über eine Drosselblende (12) mit der Drosselstrecke (13) in Verbindung steht und an ihrem dem Blüssigkeitsaustritt (15) zugewandten Ende offen ist und daß das offene Ende der Bohrung (11) zusammen mit einem weiteren, diesem vorgelagerten Bauteil ein Ventil mit sich bei Verschiebung des Ventilkörpers änderndem Querschnitt bildet.

2. Drosselventil nach Adßpruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil eine Anlage (9) des Ventilgehäuses (1) mit zwischen dieser und dem offenen Ende der Bohrung (11) eingelegter Ventilkugel (8) ist.

3. Drosselventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß das Bauteil ein vom Ventilgehäuse gebildeter, zum offenen Ende der Bohrung (11) hin sich verjüngender und zur Bohrung koaxialer Kegel ist.

4. Drosselventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselstrecke (13) eine schraubengangförmig verlaufende Umfangsnut des Ventilörpers (4) ist.

5. Drosselventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (19) eine Schraubenfeder und der Ventilkörper (18) ein Kreiszylinder mit gegenüber der Bohrung (3) des Ventilgehäuses (1) um den Betrag der Stärke des Federdrahtes geringerem Radius ist und daß die Feder sich über die Länge des Ventilkörpere bis gegen einen von diesem am Flüssigkeitszutritt (6) gebildeten, endständigen Bund (20) erstreckt.

6. Drosselventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bund (20) Ausnehmungen (21) für den Durchtritt der Flüssigkeit aufweist.

7. Drosselventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (4, 18) an seinem dem Flüssigkeitszutritt (6) zugewandten Ende einen flüssigkeitsdicht im Ventilgehäuse (1) geführten Kolben (22) aufweist, daß der Kolben von einem vom Ventilgehäuse gebildeten Uberströmweg (23) für die Flüssigkeit übergriffen ist und daß die Austrittsöffnung (24) des Überströmweges mit dem Kolben ein Ventil von sich mit Verschiebung des Ventilkörpers änderndem Durchtrittsquerschnitt bildet.

8. Drosselventil nach einem der vorhergehenden Ansprüohe, dadurch geKennzeichnet9 daß dem Ventilkörper (49 18) im Flüssigkeitszutritt (6) des Ventilgehäuses (1) ein sich unter dem Eingangs druck der Flüssigkeit öffnendes Rückschlagventil (169 17) vorgeschaltet ist0