DE2347316C3 - Verstellbares Strombegrenzungsventil für Bohrungseinbau - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen.einstellbaren Durchflußmengenregler einstellbaren Drosselventil mit koaxial im Drosselkolben angeordneten Regelkolben gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es sind verstellbare Strombegrenzungsventile bekannt, bei denen der Drossel- und Regelkolben axial hintereinander angeordnet sind. Diese Ventile haben den Nachteil, daß sie durch diese Anordnung eine große Baulänge haben. Ferner ist es schwierig, diese Ventile als Bohrungseinbauventile auszubilden, da funktionsbedingte lange Längsbohrungen im Gehäuse zur Druckübertragung notwendig sind. Inder DL-PS 71 418 und in der US-PS 29 73 778 werden Zweiwege-Strombegrenzungsventile beschrieben, bei dem der Drosselkolben des verstellbaren Drosselventils koaxial durch den Regelkolben des Druckdifferenzventils mit geringem Spiel hindurchgeführt ist. Das hat den Nachteil, daß durch die Doppelführung des Regelkolbens sich funktions- und fertigungstechnische Schwierigkeiten ergeben. Durch die radiale und axiale Bewegung des Drosselkolbens wird eine zusätzliche Verklemmungsgefahr des Regelkolbens ermöglicht. Weiter ist aus der DT-OS 21 02 109 ein verstellbares Zweiwege-Strombegrenzungsventil bekannt, bei dem der Regelkolben koaxial im Drosselkolben angeordnet ist.

Diese bekannte konstruktive Ausführungsform mit koaxialer Anordnung des Rcgelkolbens im Drosselkolben hat den Nachteil, daß zur Druckübertragung auf die Regelkolbenfläche auch sehr lange Längsbohrungen im Ventilgehäuse erforderlich sind und dieses Ventil und ähnliche Ausführungsform für den Bohrungseinbau, auf Grund der dadurch bedingten großen Abmessungen, nicht geeignet ist. Ee wurde bereits bei einem einstellbarem Dreiwege-Strombegrenzungsventil vorgeschlagen, den Drosselkolben als Hohlkolben auszubilden.

Im Drosselkolben befindet sich die Regelfeder und koaxial dazu der Regelkolben des Druckdifferenzventils. Bei diesem Ventil wird der Regelkolben axial über einen sogenannten Anströrnkegel angeströmt wobei der ölstrom über einen im Regelkolben gebildeten Raum radiale Bohrungen und einen Ringkanal in diesem über radiale Bohrungen und einen Ringkanal im Drosselkolben, bis zum Drosselspalt, der mit Bohrungen im Gehäuse gebildet wird, gelangt. Der Druck, der in Durchflußrichtung hinter der einstellbaren Drossel liegt, wird über radiale Bohrungen im Gehäuse und Drosselkolben auf die federbelastete Seite des Regelkolbens überfragen. Während der Druck auf der nicht federbelasteten Seite (Zulaufdruck) dem Druck vor der Drossel zuzüglich dem konstanten Druckabfall im Gerät entspricht.

Dieses Ventil hat den Nachteil, daß es nur als Dreiwege-Strombegrenzungsventil eingesetzt werden kann und nicht als Zweiwege-Strombegrenzungsventil. In der Praxis werden jedoch in zunehmenden Umfang Ventile benötigt, die sich durch ein hohes Maß an Bauteilunifizierung auszeichnen und einen universellen Anwendungsbereich haben.

Ein weiterer Nachteil dieses Ventils besteht darin, daß ein ungeregelter Rückfluß nicht möglich ist, da in diesem Fall der Drosselkolben durch die auftretende Druckdifferenz am Drosselspalt vollkommen zugesteuert wird.

Zweck der Erfindung ist es daher, insbesondere die geschilderten Nachteile der bekannten Zweiwege-Strombegrenzungsventile zu beseitigen.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein verstellbares Zweiwege-Strombegrenzungsventil zu schaffen, das fertigungstechnisch einfach und billig herstellbar ist, kleine Abmessungen aufweist, als Bohrungseinbauventil gestaltet werden kann und wahlweise zu einem Dreiwege-Strombegrenzungsventil umgerüstet werden kann und einen ungeregelten Rückfluß ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 enthaltenen Merkmale gelöst. Der Drosselspalt zwischen dem Drosselkolben und dem Gehäuse weist in der Drosselschieberendstellung, die der größeren Federkraft entspricht, ein Maximum auf.

Der Einsatz dieses Ventils als Dreiwegestrombegrenzungsventil ist durch Verwendung eines neuen Regelkolbens, der lediglich ausgetauscht werden braucht, möglich.

Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

Es zeigt

F i g. 1 ein Zweiwege-Strombegrenzungsventil im Längsschnitt,

F i g. 2 ein Dreiwege-Strombegrenzungsventil im Längsschnitt, bei dem der Regelkolben nur ausgewechselt wurde.

In einem zylindrischen Gehäuse 1, das außen mit einem Einschraubgewinde 33 versehen ist, ist ein Drosselkolben 2, der durch eine Spindel 5 verstellt wird, angeordnet. Der Drosselkolben 2 ist als Hohlkolben ausgebildet. Im Drosselkolben 2 bewegt sich axial ein Regelkolben 3. Die Bewegung des Regelkolbens 3 wird begrenzt von einem Anschlag 13 im Drosselkolben 2,

sowie von einer Blende 7, an der ebenfalls der Drosselkolben 2 bei ungeregeltem Rücklauf bzw. voll öftnetem Drosselventil 27 anliegt. Die Blende 7 liegt an einem Bund 8 im Gehäuse 1 an und wild durch einen Sicherungsring 9 arretiert.

Bei dem in F i g. 1 dargestellten Zweiwege-Strombegrenzungsventil gelangt der ölstrom seitüch über die radialen Bohrungen 32 im Gehäuse 1, in einen Ringkanal 29 des Drosselkolbens 2, der über die radialen Steuerbohrungen 28, Verbindung mit einem Ende eines breiten Ringkanals 21, im Regelkolben 3 hat. Am anderen Ende des breiten Ringkanals 21 besteht über radiale Bohrungen 25 und einen Ringkana! 26 eine Verbindung zum Drosselventil 27, der vom Ringkanal 26 ini Drosselkolben 2 und der radialen Bohrung H im Gehäuse 1 gebildet wird. Im Regelkolben 3 befindet sich im Bereich des Ringkanals 21 eine radiale Bohrung 22, die zur Dampfung dient und in eine axiale Sackbohrung 23 mündet, die von der Einschraubseite des Ventils in den Regelkolben 3 eingebracht ist. Am anderen Ende des Regelkolbens 3 befindet sich ebenfalls eine axiale Sackbohrung 15, die im Durchmesser größer ist und mit der Bohrung 16 im Drosselkolben 2 den Federraum 18 bildet, in dem die Regelfeder 4 ruht.

Der Ringkanal 12 hinter dem einstellbaren Drosselventil 27 ist in bekannter Weise über radiale Bohrungen und Ringkanäle 14, 10, 20 mit der federbelasteten Seite des Regelkolbens 3 verbunden. Gleichzeitig beaufschlagt der Verbraucherdruck die Stirnfläche 1/ des Drossclkolbens 2. Dadurch wird erreicht, daß die Stellkraft für die Verstellung des Drosselkolbens 2 erheblich reduziert wird. Die Spindel 5, die als Anschlag und Verstellmöglichkeit für den Drosselkolben 2 dient, ist in einem Einschraubstück beweglich gelagert, das wiederum im Gehäuse 1 fest eingeschraubt ist. Durch drehen der Spindel 5 mittels einer Handstelleinheit können kleinste und größte Durchflußmengen am Drosselventil 27 eingestellt werden. Durch die getrennte Ausführung von Drosselkolben 2 und Spindel 5 können ferner auftretende Fertigungstoleranzen besser ausgeglichen werden. Die Gefahr von Verklemmungen ist ausgeschaltet, da der Regelkolben 3 im Drosselkolben 2 in einer Führung läuft und der Drosselkolben 2 seinerseits nur in einer Bohrung im Gehäuse 1 geführt ist. Durch eine einfache Gestaltung der Bauteile ist außerdem eine optimale Funktion bei geringem Schwierigkeitsgrad im technologischen Arbeitsablauf

gesichert. . .

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Regelkolben 3' neu gestaltet. Der Ölstrom gelangt entsprechend dem dort beschriebenen Ausführungsbeispiel axial von der Einschraubseite in das Ventil, nachdem zuvor der Regelkolben 2 durch entfernen des Sicherungsringes 9 und der Blende 7 gegen den Regelkolben 3' ausgewechselt wurde.

Der Aufbau und die Wirkungsweise des Ventils ist dann analog der in dieser Patentanmeldung bereits beschriebenen, so daß auf weitere Ausführungen hier verzichtet wird. Neu ist hierbei nur, daß durch die konstruktiv veränderte Anordnung der Bohrung 11 und des Ringkanals 26 im Drosselkolben 2 ein ungeregelter Rückfluß möglich ist.

Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Zweiwege-Strombegrenzungsventils ist folgende:

Der zu regelnde Ölstrom wird durch Verstellung der Spindel 5, an der der Drosselkolben 2 anliegt, der bei Veränderung seiner Lage ein Drosselspalt verkleinert oder vergrößert, fest eingestellt. Der von der Pumpe geförderte ölstrom gelangt über die radialen Bohrungen und Ringkanäle 32, 29, 28, 21, 25 und 26 zum

Drosselventil 27. Von dort gelangt der Ölstrom zum Verbraucher, wobei durch die Anordnung von Ringkanälen und Bohrungen 12, 14, 10 und 20 die federbelastete Seite, des Regelkolbens mit dem Verbraucherdruck belastet wird. Die nichtfcderbelastete Seite des Regelkolbens 3 wird mit dem in Durchflußrichtung vor dem einstellbaren Drosselquerschnitt liegenden Druck beaufschlagt. Da der Druck vor dem Drosselventil 27 auf die nicht federbelastete Seite des Regelkolbens 3 und der Druck hinter dem Drosselventil auf die federbelastete Seite des Regelkolbens übertragen wird, besteht ein Kräftegleichgewicht zwischen der annähernd konstanten Regelfederkraft und der Druckdifferenzkraft. Bei Störungen des Kräftegleichgewichtes durch Änderung des Eingangs- oder Ausgangsdrukkes führt der Regelkolben 3 eine entsprechende Stellbewegung aus und verändert den Steuerspalt 31 zwischen Regelkolben 3 und Drosselkolben 2 solange, bis die auf den Regelkolben 3 einwirkenden Kräfte sich wieder im Gleichgewicht befinden. Damit ist dann über dem fest einstellbaren Drosselventil 27 wieder die konstant; Druckdifferenz vorhanden, so daß der eingestellte Konstantstrom zum Verbraucher fließt. Eine selbsttätige Verstellung des Drosselkolbens 2 ist beim geregelten Durchfluß von der Bohrung 36 zur Bohrung 11 nicht möglich, da der Drosselkolben 2 durch Druckkräfte und die Regelfeder 4 gegen die Stellspindel 5 gedruckt wird. Beim ungeregelten Rückfluß von der Bohrung 11 zur Bohrung 36 öffnet sich der Drosselquerschnitt bei einer genügend großen Druckdifferenz vollständig. In diesem Falle wirkt das Ventil wie ein Drosselrückschlagventil. Im betricbslosen Zustand wird der Drosselkolben 2 durch die Regelfeder 4 gegen die Stellspindel 5 gedruckt, so daß immer der eingestellte Drosselquerschnitt vorhanden ist.

Aufstellung der verwendeten Bezugs/eichen

3,3'
4
5
6
7
8
9

10
11
12
13
14

^l5
16

17
18
19

20
2!
22
23
24

O₅ 25
26
27
28

Gehäuse

Drosselkolben

Regelkolben

Regelfeder

Spindel

Einschraubsuick

Blende

Bund

Sicherungsring

Ringkanal

Bohrung

Ringkanal

Anschlag

Bohrung

Bohrung

Bohrung

Stirnfläche

Federraum

Raum

Bohrung

Ringkanal

Bohrung

Bohrung

Raum

D^V, .-, ,„,·,
UUI Il tu !£,

Ringkanal

Drosselventil

Steuerbohrung

	5	2347 316	r
29	— Ringkanal
30	_
31	— Steuerspalt
32	— Bohrungen
33	— Einschraub	5
	gewinde
	Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Einstellbarer Durchflußmengenregler, bestehend aus einem Druckdifferenzventil und einem einstellbaren Drosselventil mit koaxial im Drosselkolben angeordneten Regelkolben, bei dem der Druck, der in Strömungsrichtung betrachtet hinter dem einstellbaren Drosselventil liegt, auf die federbelastete Seite des Regelkolbens über radiale Bohrungen und Ringkanäle in Gehäuse und Drosselkolben übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einsatz als Zweiwege-Strombegrenzungsvenlil der Strom zum einstellbaren Drosselventil (27) über radiale Zulaufoohrungen (32) im Gehäuse (1), einen Ringkanal (29) und radiale Bohrungen (28) im Drosselkolben (2), einen breiten Ringkanal (21) des Regelkolbens (3) und über radiale Bohrungen (25) und einen Ringkanal (26) im Drosselkolben (2) geführt wird und weiterhin der Druck, der in Durchflußrichtung vor dem Drosselventil anliegt über eine radiale Dämpfungsbohrung (22) im Regelkolben (3), die in eine axiale Sackbohrung (23) desselben mündet, die wiederum Verbindung zu einem sich vergrößernden Raum (24) hat. der sich koaxial entgegensetzt zum Federraum (18) befindet, übertragen wird.

2. Einstellbarer Durchflußmengenregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselquerschnitt des Drosselventils (27) in der Drosselschieberendstellung, die der größeren Federkraft der Regelfeder (4) entspricht, ein Maximum aufweist.