DE2221238A1 - ARRANGEMENT TO REDUCE CAVITATION NOISE ON THE CONTROL PISTON - Google Patents
ARRANGEMENT TO REDUCE CAVITATION NOISE ON THE CONTROL PISTONInfo
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Description
PatentanmeldungPatent application
Gegenstand: Anordnung zur Verminderung des Kavitationsgeräusches an SttuerkolbenSubject: Arrangement to reduce the cavitation noise on control pistons
Anmelderin: Fa. Langen a Co.Applicant: Fa. Langen a Co.
4 Düsseldorf, Klosterstr. 4y4 Düsseldorf, Klosterstr. 4y
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Verminderung des. Kavitationsgeräusches an Steuerkolben durch Einfügen mindestens eines Widerstandes, welcher vom gesteuerten Druckmittelstrom durcnflossen wird.The invention relates to an arrangement for reducing the cavitation noise on control pistons by inserting at least one resistor through which the controlled flow of pressure medium flowed will.
Bekanntlich werden unter dem Begriff Kavitation heute zwei verschiedene Erscheinungen verstanden. Einmal versteht man unter Kavitation im klassischen Sinne den Vorgang einer Dampfblasenbildung in einer strömenden Flüssigkeit durch örtliche, Unterschroitung dea Dampfdruckes. In Gegensatz dazu spricht man aber in neuerer Zeit auch dann von Kavitation, wenn das Austreten von in der1 Flüssigkeit gelöster Luft gemeint ist. Luftausscheidung kann überall dort auftreten, wo die strömende Flüssigkeit einer Scherbeanspruchung ausgesetzt ist unter gleichzeitiger Abnalime des statischen Druckes. Luftausscheidung oder - kurz gesagt - Kavitation tritt demnach in erster Linie in Ansaugleitungen oder an verengten Querschnitten von Druck-, Strom- oder Steuerventilen auf. Zu den ' Folgeerscheinungen genört eine unter Umstanden betrachtliche Geräuschentwicklung. Einer solchen Geräuschentwicklung kann durch eine Reihenschaltung von Widerständen begegnet werden. Anzahl undGrößeAs is well known, the term cavitation today is understood to mean two different phenomena. On the one hand, cavitation is understood in the classical sense as the process of vapor bubble formation in a flowing liquid due to local undermining of the vapor pressure. In contrast, one also speaks then more recently by cavitation when the leakage is meant by dissolved in 1 liquid air. Air excretion can occur wherever the flowing liquid is exposed to shear stress with a simultaneous decrease in static pressure. Air excretion or - in short - cavitation occurs primarily in suction lines or on narrowed cross-sections of pressure, flow or control valves. One of the consequences of this is that there may be a considerable amount of noise. Such a noise development can be countered by connecting resistors in series. Number and size
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lassen sich nach Lekannten Formain bestimmen. Das Ziel der Maßnahme ist, die Druckdifferenz an einem einzelnen Widerstand kleiner als die kritische, Kavitation verursachende Druckdifferenz zu machen. Obwohl die3e Maßnahme abgesehen von dem damit verbundenen Aufwand im Zulauf zu einem Verbraucher meist keine größeren I'robleme mit sich bringt, kann die Anwendung in Ablauf von einen Verbraucher zuweilen zu Schwierigkeiten führen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn über einen Steuerkolben auf Atmosphärendruck entspannt wird, und die Ablaufleitung mit irgendwelchen hohlräumen eines Gehäuses verbunden ist, welche, da nur nit Niederdruckdichtungen abgedichtet oder aus Gründen der Festigkeit, keinem hohen Druck ausgesetzt sein dürfen. Die Anordnung von Widerständen zwischen Verbraucher und üteuerkolben ist zumindest dann nicht möglich, wenn der betreffende Leitungszweig in beiden Strömungsrichtungen durchflossen werden soll. Derartige Anwendungsfälle sind beispielsweise bei Drei-Wege-SteuerkolLan für Hubstempel, Zwei-Kanten-Steuerungen bei Servolenkungen oder aber bei Niveauregelventilen von hydro-pneumatischen KraftfaurZeugfederungen gegeben.can be determined according to Leknen format. That The aim of the measure is to keep the pressure difference across an individual resistor smaller than the critical To make cavitation-causing pressure difference. Although the3e measure apart from the associated The effort involved in approaching a consumer usually does not cause any major problems the application in the process of a consumer sometimes lead to difficulties. This is particular then the case when using a control piston to atmospheric pressure is relaxed, and the drain line connected to any cavities of a housing which, as only sealed with low pressure seals or, for reasons of strength, none may be exposed to high pressure. The arrangement of resistors between consumer and control piston is at least not possible if the branch in question is in both directions of flow should be flowed through. Such applications are, for example, with three-way control columns For lifting rams, two-edge controls for power steering systems or for level control valves from hydro-pneumatic powerfaur tension springs.
Es ist daher Aufgabe der Lrfindung, eine Anordnung der eingangs erwähntenArt so auszuführen, daß die beschriebenen Schwierigkeiten nicht auftreten. Die Aufgabe soll außerdem im Rahmen des üblichen Raumbedarfs ohne wesentliche zusätzliche Ko3ten gelöst werden.It is therefore the object of the invention to implement an arrangement of the type mentioned in the opening paragraph so that the described difficulties do not occur. The task should also be within the usual space requirements can be solved without significant additional costs.
BAD ORIQINALBATH ORIQINAL
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß ein oder mehrere Widerstände im Bereich zwischen Zulauföffnung und Ablauföffnung innerhalb des Steuerkolbens angebracht sind und/oder im Zusammenwirken von öffnungen im und/oder Kanten und/oder Flächen am Steuerkolben und entsprechenden Flächen, Kanten, öffnungen -und/oder Ventilgliedern am Gehäuse und/oder an den Betätigungsorganen entstehen. Bei einer Anordnung innerhalb des Steuerkolbens ist in erster Linie an eine Kombination von Quer- und Längsbohrungen gedacht. Bei einer anderen Möglichkeit haben die Widerstände die Form von Ringspalten zwischen der Bohrungswand der Steuerkolbenbohrung und Schultern des Steuerkolbens. Die Schultern können dabei als schmale Scheiben ausgebildet sein, die zweckmäßigerweise an ihren äußeren Rändern scharfkantig sind. Es ist auch möglich, derartige Schultern mit bestimmten Durchbrüchen zu versehen. Als weitere Möglichkeit ist die Anbringung eines Druckgefälleventils zu nennen, hin solches Druckgefälleventil kann beispielsweise durch das Zusammenwirken einer zentralen Längsbohrung und einer die Längsbohrung stirnsoitig verschließenden, federbelasteten Ventilplatte bestehen. Die Vintilplatte kann dabei auf einem in die Bohrung eingreifenden Betätigungsstößel geführt sein, der gleichzeitig zur Führung der Feder dienen kann. Sofern sich die Feder nicht gegen den Steuerkolben abstützten läßt, muß ein Kraftschluß zwischen Steuerkolben und Betätigungsstößel oder dergleichen vorhanden sein, wie dies beispielsweise bei Steuerkolben mit hydraulischen Reaktionsflächen der Fall ist. This object is achieved according to the invention by having one or more resistors in the area are mounted between the inlet opening and the outlet opening within the control piston and / or in Interaction of openings in and / or edges and / or surfaces on the control piston and the corresponding Surfaces, edges, openings and / or valve members arise on the housing and / or on the actuators. With an arrangement inside the control piston is primarily intended to be a combination of transverse and longitudinal holes. With another The resistors can be in the form of annular gaps between the bore wall of the control piston bore and shoulders of the control piston. The shoulders can be designed as narrow disks be, which are expediently sharp-edged at their outer edges. It is also possible to have such To provide shoulders with certain breakthroughs. Another possibility is the attachment a pressure gradient valve to call such Pressure gradient valve can, for example, through the interaction of a central longitudinal bore and consist of a spring-loaded valve plate which closes the longitudinal bore at the end. The vintage record can be guided on an actuating plunger engaging in the bore, which simultaneously can serve to guide the spring. If the spring cannot be supported against the control piston, it must a frictional connection between the control piston and the actuating tappet or the like may be present, as is the case, for example is the case with control pistons with hydraulic reaction surfaces.
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Weitere Möglichkeiten und Merkmale werden aus den in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen ersichtlicn.Further possibilities and features can be found in the exemplary embodiments shown in the figures visible.
figur 1 zeigt einen Steuerkolben mit zusätzlichen Ringspaltdrosseln stromab der Steuerkante. Figur 2 zeigt einen anderen Steuerkolben mit zusätzlichen Ringspaltdrosseln stromauf der Uteuerkante. Figur 3 zeigt einen Steuerkolben mit inneren Uuer- und Längsbohrungen.Figure 1 shows a control piston with additional annular gap throttles downstream of the control edge. Figure 2 shows another control piston with additional annular gap throttles upstream of the lower edge. Figure 3 shows a control piston with inner Uuer- and longitudinal bores.
Figur 4 zeigt einen Steuerkolben, dessen Liingsbonrung von einer Ventilplatte eines federbelasteten üruckgefälleventils verschlossen ist.FIG. 4 shows a control piston, the length of which is supported by a valve plate of a spring-loaded fall valve is locked.
Ein Steuerkolben 1 besitzt drei .Schultern 2, 3 und 4. Die !Schultern 4. und 3 ainu durch eine Taille i> getrennt, welche von einem Ringraum b umgeben ist. An die Schulter 3 schließt bich eine Taille 7 an, mit der zwei scheibenförmige Schultern 8 und i> verbunden sind, die in ihren Durchmesser um ein gewisses Maß kleiner als die Steuerkolbenbohrung Io sind, so daß Ringspalte 11 und 12 entstehen. Die äußeren Ränder 13 und 14 der Schultern 8 und 9 sind scharfkantig ausgebildet. An die Taille 7 schließt sich die Schulter 4 an. Der zwischen Schulter 4 und Schulter y liegende Ringraum ist mit 15 bezeichnet. In den Ringraum b mündet ein Druckanschluß V, während in den Ringraum li> ein Ablauf anschluß T mündet. Ein Verbraucheranschluß A ist mit einem Ringraum 16 verbunden, welcher in der i4ittelstellung dos üteuerkolbens 1 von der Scnulter 3 verschlossen wird. Jene die Verbindung P-A steuernde Steuerkante der Schulter 3 ist mit 17 bezeichnet, während die gegenüberliegende Steuerkante 18 die Verbindung A-T steuert.A control piston 1 has three shoulders 2, 3 and 4. The shoulders 4. and 3 are separated by a waist i> which is surrounded by an annular space b. The shoulder 3 is followed by a waist 7, with which two disc-shaped shoulders 8 and 8 are connected, which are smaller in their diameter by a certain amount than the control piston bore Io, so that annular gaps 11 and 12 are formed. The outer edges 13 and 14 of the shoulders 8 and 9 are sharp-edged. The shoulder 4 adjoins the waist 7. The annular space lying between shoulder 4 and shoulder y is denoted by 15. A pressure connection V opens into the annular space b, while an outlet connection T opens into the annular space li>. A consumer connection A is connected to an annular space 16 which is closed by the shoulder 3 in the central position of the control piston 1. That control edge of the shoulder 3 which controls the connection PA is denoted by 17, while the opposite control edge 18 controls the connection AT.
BAD ORfQINALBAD ORfQINAL
Die Wirkungsweise der Anordnung besteht darin, daß die Druckflüssigkeit nicht direkt vom Ringraura 16 über die Steuerkante 18 in den ; Ringraum 15 bzw.· den Ablaufanschluß T strömen kann. Die Druckflüssigkeit überwindet vielmehr die Steuerkante 18 mit einem relativ geringen bruckgefälle, da sich vor dem Ringspalt 11 ein Staudruck aufbaut. In^folge des Staus vor dem Ringspalt 12 entsteht .wiederum nur ein relativ geringes Druckgefälle am Ringspalt 11. Da ein Teil des Gesamtdruckgefalles bereits an der Steu-. erkante 18 und im Ringspalt 11 abgebaut wurde, ist auf der am Ringspalt 12 verbleibende Rest wesentlich geringer als das Ges.amtdurckgefälle. Die Gefahr der Kavitation ist dadurch beseitigt oder zumindest wesentlich gemildert.The mode of operation of the arrangement is that the pressure fluid does not come directly from the ring rail 16 over the control edge 18 in the; Annular space 15 or the drain connection T can flow. The hydraulic fluid Rather, it overcomes the control edge 18 with a relatively low pressure gradient, since it is in front of it the annular gap 11 builds up a dynamic pressure. In consequence of the Back-up in front of the annular gap 12, again only a relatively small pressure gradient at the annular gap 11 occurs part of the total pressure drop already at the control. cut edge 18 and was broken down in the annular gap 11, the remainder of the annular gap 12 is essential lower than the total pressure gradient. The danger of Cavitation is thereby eliminated or at least significantly reduced.
In Figur 2 besitzt ein Steuerkolben 19 eine Schulter 2o, an die sich eine Taille 21 anschließt, welche von einem Ringraum 22 umgeben ist. Auf der Taille sind zwei scheibenförmige Schultern 23 und 24 angebracht, deren äußerer scharfkantige Rander 25 und 26 einen geringeren Durchmesser haben als die umgebende Steuerkolbenboiirung 27 und dadurch Ringspalte 28 und 2i> ergeben. An die Taille 21 schließt sich eine Scnulter 3o an, welche in einer Mittelstellung eine Ringnut 31 absperrt, in welche ein Ablaufanschluß T mündet. Die wirksame Steuerkante ist mit 32 bezeichnet. In ähnlicher Weise versperrt die mit einer wirksamen Steuerkante 33 versehene Schulter 2o eine Ringnut 34 ab, in welche ein Zulaufanschluß P einmündet. Der Ringraum 22 ist zwischen Schulter 2o und Schulter 23 mit einem Verbraucheranschluß Λ verbunden.In Figure 2, a control piston 19 has a shoulder 2o, which is followed by a waist 21 which is surrounded by an annular space 22. There are two on the waist disk-shaped shoulders 23 and 24 attached, the outer sharp-edged edges 25 and 26 a smaller Have a diameter than the surrounding control piston bore 27 and thus annular gaps 28 and 2i> result. A shoulder 3o adjoins the waist 21, which in a central position, an annular groove 31 closes off, into which an outlet connection T opens. The effective Control edge is denoted by 32. Similarly, the one provided with an effective control edge 33 blocks Shoulder 2o from an annular groove 34 into which an inlet connection P opens. The annulus 22 is between Shoulder 2o and shoulder 23 connected to a consumer connection Λ.
- "fa 309845/0291 - "fa 309845/0291
Auch hier erfolgt bei einer Schaltung ..ob Steuerkolbens 19 für die Verbindung Λ-Τ der Druckabbau stufenweise. Der erste Druckabfall erfolgt in Ringspalt 23, der zweite im Ringspalt 29 und der Rest wird schließlich an der Steuerkante 32 entspannt. Die zusätzlichen Widerstände in Form der Jiingspalte 28 und 21J sind hier also der Steuerkante vorgeschaltet.Here, too, with a circuit ... whether control piston 19 for connection Λ-Τ, the pressure reduction takes place in stages. The first pressure drop occurs in the annular gap 23, the second in the annular gap 29 and the rest is finally relieved at the control edge 32. The additional resistors in the form of the Jiingspalte 28 and 2 1 J are therefore connected upstream of the control edge.
Gemäß Figur 3 besitzt ein Steuer kolben 3 Ij drei Schultern 36, 37 und 3β, die durch Taillen 3D und 4o getrennt sind. Die Taille 39 ist von einem Ringraum 41 umgeben, in den ein Zulaufanschluß Γ mündet. Zwischen den Schultern 37 und 38 befindet sich ein Ringraun 42. Der sich stirnaeitig an die Schulter 3b anschließende Raum 4 3 ist mit einen Ablaufanschluß T verbunden. In einer mittleren Stellung verschließt die Schulter 37 eine Ringnut 44, an welche ein Verbraucheranachluß A angeschlossen ist. Die Steuerkanten der Schulter 37 sind mit 4 5 und 4 6 bezeichnet. Von der Stirnseite 47 dor Scnulter 38 aus erstreckt sich eine Länqsbohrung 4 8 in den Schultorkolben 1 hinein, welche über eine als Drosselstelle dienende Querbohrung 49 mit dem Ringraum 42 verbunden ist. In die Längsbohrung ist eine weitere Drossel 5o geschraubt.According to Figure 3 has a control piston 3 Ij three shoulders 36, 37 and 3β separated by waists 3D and 4o. The waist 39 is formed by an annular space 41 surrounded, into which an inlet connection Γ opens. Between the shoulders 37 and 38 there is an annular ring 42. The one adjoining the shoulder 3b on the stern side Room 4 3 is connected to a drain connection T. In a central position, the shoulder 37 closes an annular groove 44 to which a consumer connection A is connected. The control edges of the shoulder 37 are denoted by 4 5 and 4 6. Of the End face 47 dor shoulder 38 extends from a Länqsbohrung 4 8 into the shoulder piston 1, which is connected to the annular space 42 via a transverse bore 49 serving as a throttle point. In the longitudinal hole another throttle is screwed 5o.
Der Druckabfall erfolg tjhier stufenweise über die Steuerkante 4o, die üuerbohruny 4L) sowie die Drossel 5o.The pressure drop occurs gradually over the control edge 4o, the üuerbohruny 4L) and the throttle 5o.
Gemäß Figur 4 besitzt ein Steuerkolben bl drei Schultern 52, I>3 und b4, welche durch Taillen bb und bo getrennt sind. In einen die Taille bb umgebenden Ringraum 57 mündet ein Zulaufanschluß P. Die Schulter b3According to FIG. 4, a control piston bl has three shoulders 52, I> 3 and b4, which are separated by waists bb and bo. In an annular space surrounding the waist bb 57 opens an inlet connection P. The shoulder b3
BAD OBiQiNALBAD OBiQiNAL
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besitzt zwei Steuerkanten 58 und 5'J und verschließt in einer Mittelstellung eine Ringnut 6o, welche mit einem Verbraucheranschluß A verbunden ist. Von der Stirnseite 61 der Schulter b4 aus erstreckt sich eine Längsbohrung i>2 in den Steuer kolben 51 Hinein, welche über eine als Drosselstelle dienende Querbohrung 63 mit einem die Taille 56 umgebenden Ringraum 04 verbunden ist. In die LUngsbonrung 62 greift ei>n iletätigungsstößel 6b ein, auf den ein Hebel 66 einwirkt. Auf dem Betätigungs3toßel bb ist eine Feder 67 geführt, welche auf eine ebenfalls auf dem Betätigungsstößel 65 geführte, die Längsbohrung 62 verschließende Ventilplatte 66 einwirkt. Ein Kraftschluß zwischen Steuerkolben 51 und Betätigungshebel 66 bleibt über den Betätigungsstößel 65 deswegen erhalten, weil Druckflüssigkeit vom Ringraum 57 über eine Längsbohrung Gd auf die Stirnfläche 7o der Schulter 52 wirkt.has two control edges 58 and 5'J and closes an annular groove 6o, which is connected to a consumer connection A, in a central position. From the end face 61 of the shoulder b4, a longitudinal bore i> 2 extends into the control piston 51, which is connected to an annular space 04 surrounding the waist 56 via a transverse bore 63 serving as a throttle point. An actuating tappet 6b, on which a lever 66 acts, engages in the longitudinal boning 62. A spring 67 is guided on the actuation tappet bb and acts on a valve plate 66 which is also guided on the actuation tappet 65 and closes the longitudinal bore 62. A frictional connection between the control piston 51 and the actuating lever 66 is maintained via the actuating tappet 65 because pressure fluid from the annular space 57 acts on the end face 70 of the shoulder 52 via a longitudinal bore Gd.
Druckabfall entsteht bei dieser Konstruktion zunächst an der Steuerkante 5S, dann in der Querbohrung 63 und schließlich zwischen Ventilplatte 68 und Stirnseite 61.With this construction, a pressure drop occurs first at the control edge 5S, then in the transverse bore 63 and finally between valve plate 68 and face 61.
Die Erfindung ist keineswegs auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Obwohl alle Steuerkolben als Drei-toegc-Steuerkolben dargestellt wurden, sind natürlicii auch Steuerkolben für zwei, vier oder mehr Anschlüsse denkbar. Die Anzahl der zusätzlichen Widerstände kann je nach den Anforderungen differieren,The invention is by no means limited to the exemplary embodiments shown limited. Although all control pistons have been shown as three-toegc control pistons, are of course also control pistons for two, four or more connections conceivable. The number of additional resistors can differ depending on the requirements,
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Claims (6)
die Längsbohrung (62) eintauchenden Betätigungsstößel (bb) geführt sind.6. Arrangement according to claim 5, characterized in that Ventilplattfc (b8) and spring (67) on one in
the longitudinal bore (62) immersing the actuating plunger (bb) are guided.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19722221238 DE2221238C2 (en) | 1972-04-29 | 1972-04-29 | Arrangement to reduce the cavitation noise on the control piston |
| GB1960473A GB1428548A (en) | 1972-04-29 | 1973-04-25 | Pistonvalves having means for reducing the noise caused by cavitation therein |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DE19722221238 DE2221238C2 (en) | 1972-04-29 | 1972-04-29 | Arrangement to reduce the cavitation noise on the control piston |
Publications (2)
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| DE2221238A1 true DE2221238A1 (en) | 1973-11-08 |
| DE2221238C2 DE2221238C2 (en) | 1981-11-19 |
Family
ID=5843713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| DE19722221238 Expired DE2221238C2 (en) | 1972-04-29 | 1972-04-29 | Arrangement to reduce the cavitation noise on the control piston |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2221238C2 (en) |
| GB (1) | GB1428548A (en) |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB1428548A (en) | 1976-03-17 |
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Legal Events
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| OF | Willingness to grant licences before publication of examined application | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |