DE2648707A1

DE2648707A1 - PRESSURE COMPENSATED FLOW CONTROLLING VALVE

Info

Publication number: DE2648707A1
Application number: DE19762648707
Authority: DE
Inventors: Bernard Julius Chmura
Original assignee: Sperry Rand Corp
Current assignee: Sperry Corp
Priority date: 1976-01-14
Filing date: 1976-10-27
Publication date: 1977-07-21
Also published as: AU1805476A; JPS5288828A; IT1074721B; FR2338442A1

Description

BLÜMBACH - WESER · BERGEN · KRAMER
ZWIRNER - HIRSCHBLÜMBACH - WESER BERGEN KRAMER
ZWIRNER - DEER

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Druckkompensiertes, den Durchfluß steuerndesPressure compensated flow control

VentilValve

Die Erfindung bezieht sich auf ein druckkompensiertes, den
Durchfluß steuerndes Ventil nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a pressure compensated, the
Flow-controlling valve according to the preamble of claim 1.

Derartige druckkompensierte, den Durchfluß steuernde Ventile werden in hydraulischen Leistungsubertragungssystemen manigfaltig benutzt und weisen eine von Hand einstellbare und dann feststehende Drossel sowie eine automatisch veränderbare Drossel auf, die von einem Kolben gesteuert wird, dessen Lage von den Drücken vor und nach der festen Drossel abhängt und sich so verhält, daß der Druckabfall über diese Drossel konstant
ist. Der Druckabfall wird von der Fläche eines Steuerkolbens und der Kraft einer Vorspannfeder bestimmt. Ein Faktor, der
die minimale Durchströmmenge bestimmt, welche ein derartiges Ventil im Konstruktionsbereich der Betriebsdrücke genau aufrecht erhalten kann, besteht in dem unvermeidlichen Leckstrom durch den Spalt am Gleitsitz des Randes des Steuerkolbens.
Dieser Leckstrom fließt an der festen Drossel vorbei und istSuch pressure-compensated, flow-controlling valves are widely used in hydraulic power transmission systems and have a manually adjustable and then fixed throttle and an automatically variable throttle which is controlled by a piston, the position of which depends on the pressures before and after the fixed throttle and behaves in such a way that the pressure drop across this throttle is constant
is. The pressure drop is determined by the area of a control piston and the force of a preload spring. One factor that
the minimum flow rate, which such a valve can precisely maintain in the design range of the operating pressures, consists in the inevitable leakage flow through the gap at the sliding seat of the edge of the control piston.
This leakage current flows past the fixed throttle and is

München: Kramer · Dr. Weser - Hirsch — Wiesbaden: Blumbach · Dr.Bergen · ZwirnerMunich: Kramer Dr. Weser - Hirsch - Wiesbaden: Blumbach · Dr Bergen · Zwirner

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nicht druckkompensiert, sondern ändert sich mit dem Betriebsdruck, wie dieser an dem vollständigen Durchfluß-Steuerventil anliegt. Daher begrenzt dieser Leckstrom nicht nur den kleinstmöglichen Durchfluß, welche das Ventil zu regeln in der Lage ist, sondern führt auch einen kleinen, bei allen Betriebsbedingungen ungeregelten Durchfluß ein und verringert so die Durchfluß-Regelgenauigkeit des Ventils.not pressure compensated, but changes with operating pressure like this on the full flow control valve is present. Therefore, this leakage current not only limits the smallest possible Flow, which the valve is able to regulate, but also carries a small one, in all operating conditions unregulated flow and thus reduces the flow control accuracy of the valve.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die schädlichen Auswirkungen des geschilderten Leckstromflusses in druckkompensierten, den Durchfluß steuernden Ventilen möglichst klein zu halten.The invention is based on the object of reducing the harmful effects of the leakage current flow described in pressure-compensated, to keep the flow-controlling valves as small as possible.

Die gestellte Aufgabe wird aufgrund der Maßnahmen des Hauptanspruches gelöst und durch die weiteren Maßnahmen der Unteransprüche ausgestaltet bzw. weitergebildet.The task is based on the measures of the main claim solved and developed or further developed by the further measures of the subclaims.

Auch das neue druckkompensierte, den Durchfluß steuernde Ventil weist eine relativ feststehende Drossel und mit einem Druck.ansprechenden Kolben sich automatisch ändernde Drossel auf, wobei die variable Drossel so gesteuert wird, daß ein konstanter Druckabfall an der feststehenden Drossel erzielt wird. Der Steuerkolben besitzt eine dem Einlaßdruck ausgesetzte Fläche auf der einen Seite und weist einen Leckstromweg entlang dem .Gleitsitz am Kolbenumfang auf. Das neue Ventil ist dadurch verbessert, daß eine den Leckstrom sammelnde Nut an dem Gleitsitz vorgesehen ist, und es ist ein Strömungsweg für diesen Leckstrom von der Nut zu einer Stelle vor der fest-The new pressure-compensated, flow-controlling valve also has a relatively fixed throttle and with one Pressure responsive piston automatically changing throttle on, wherein the variable throttle is controlled so that a constant pressure drop is achieved across the fixed throttle will. The control piston has an inlet pressure exposed surface on one side and has a leakage flow path along it the sliding fit on the piston circumference. The new valve is improved in that a groove collecting the leakage current is added the sliding fit is provided, and there is a flow path for this leakage flow from the groove to a point in front of the fixed-

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stehenden Drossel vorgesehen.standing throttle provided.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel wird anhand der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt?A preferred embodiment is based on the drawing described. It shows?

Fig. 1 einen schematisierten. Querschnitt durch ein. Fig. 1 is a schematic. Cross section through a.

typisches Durchflußsteuerventil nach dem Standtypical state of the art flow control valve

der Technik;
Fig. 2 einen entsprechenden scheaatisierten Querschnittof the technique;
2 shows a corresponding schematic cross section

durch ein DurchO-ußsteuenrentil gemäß Erfindung.by a DurchO-ußsteuenrentil according to the invention.

Das in Fig. 1 dargestellte bekannte DurchfluBsteuerventil weist ein Gehäuse 10 mit einem Einlaß 12, einer Querbohrung 14 und einem Auslaßkanal 16 auf, durch welches in wesentlichen der gesamte Fluß durch das Ventil stattfindet. Eine feststehende, aber von Hand einstellbare Drossel 18 ist in dem Auslaßkanal 16 untergebracht, und ein automatisches Druckregelventil 20 sitzt in der Querbohrung 14. Das Ventil 20 weist einen ersten, als Drosselkolben 22 bezeichneten Bund auf, der sowohl als Kolben mit Beaufschlagung des Druckes vor der Drossel 18 als auch als variable Drosselstelle zur Steuerung des Durchflusses vom Einlaß 12 durch die Querbohrung 14 zur Stromauf seite der festen Drossel 18 dient. Ein zweiter, als Steuerkolben 24 bezeichneter Bund steht infolge eines Steuerkanals 26 unter dent Druck stromab von der Drossel 18. Eine Vorspannungsfeder 28 drangt das Ventil 20 in eine offene Lage. Der Federkraft 28 entgegengerichtet ist der Druck auf die Vorderfläche des Kolbens 22. Die Schließkraft wird außerdem etwas durch den auf das rechte Ende des E^rbeiia 24 sriekenden Druck unterstützt,The known flow control valve shown in Fig. 1 has a housing 10 with an inlet 12, a transverse bore 14 and an outlet channel 16 through which substantially all of the flow through the valve takes place. A fixed, but manually adjustable throttle 18 is accommodated in the outlet channel 16, and an automatic pressure control valve 20 is seated in the transverse bore 14. The valve 20 has a first, referred to as the throttle piston 22 collar, both as a piston with actuation of the pressure before the throttle 18 as well as a variable throttle point for controlling the flow from the inlet 12 through the transverse bore 14 to the upstream side of the fixed throttle 18 is used. A second collar, referred to as the control piston 24, is under the pressure downstream of the throttle 18 as a result of a control channel 26. A pretensioning spring 28 urges the valve 20 into an open position. Opposite the spring force 28 is the pressure on the front surface of the piston 22. The closing force is also somewhat supported by the pressure on the right end of the E ^ rbeiia 24,

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ORiOINAL INSPECTEDORiOINAL INSPECTED

da dieser etwas größer ist als der Druck auf den Bund 22 in der Nahe der Drosselstelle.since this is somewhat greater than the pressure on the collar 22 near the throttle point.

Wenn die einstellbare feste Drossel 18 auf eine sehr kleine Durchflußöffmzng gebracht wird» ist ohne weiteres ersichtlich, daß der kleine Leckstrom von Einlaß 12 durch den Ringspalt am Rand des Steuerkolbens 24 entlang der Strecke A in den Steuerkanal 26 einen nicht mehr zu vernachlässigbaren Strom darstellt, der zusätzlich zu dea durch die Drosseln 18 und gesteuerten Durchfluß auftritt« Dieser Leckstrc» ändert sich mit der Druckdifferenz am Ventil als Ganzen und beeinträchtigt somit die Regelgenauigkeit bei jeder Einstellung der einstellbaren Drossel 18. Die Auswirkung ist natürlich dami am größten» wenn der Betriebsdruck am höchsten ist, und der prozentuelle Fehler ist dann am größten, wenn die Einstellung der Drossel 18 auf einen kleinen Durchfluß gestellt ist.If the adjustable fixed throttle 18 is brought to a very small flow opening "it is readily apparent that the small leakage flow from inlet 12 through the annular gap at the edge of the control piston 24 along the route A into the control channel 26 represents a no longer negligible flow, which occurs in addition to dea through the throttles 18 and controlled flow "This leakage flow" changes with the pressure difference at the valve as a whole and thus impairs the control accuracy with every setting of the adjustable throttle 18. The effect is of course greatest "when the operating pressure is at is highest, and the percentage error is greatest when the setting of the throttle 18 is set to a small flow.

Fig. 2 stellt eine lusführungsform des erfinduiigsgeiaäßen Ventils dar, welches ähnlich dem Ventil . nach Fig. 1 ausgebildet ist, außer daß der Steuerkolben 24 mit einer Mut 30 versehen ist, die über Kanäle 32 und eine mittige Leitung 34 mit einer Stelle der Querbohrung 14 stromauf von der Drossel 18 verbunden ist.Fig. 2 shows an embodiment of the valve according to the invention represents which is similar to the valve. is designed according to FIG. 1, except that the control piston 24 is provided with a courage 30 is, which via channels 32 and a central line 34 with a point of the transverse bore 14 upstream of the throttle 18 is connected.

Wenn man Fig. 1 mit Fig. 2 vergleicht, ist ersichtlich, daß la Fig. 1 der Leckstrom durch den Ringspalt entlang des Randes des Kolbens 24, wie durch A angedeutet, ganz vom Einlaß 12If one compares Fig. 1 with Fig. 2, it can be seen that la Fig. 1 the leakage flow through the annular gap along the edge of the piston 24, as indicated by A, entirely from the inlet 12

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zum Auslaß 16 über den Steuerkanal 26 fließt und so den gesteuerten Durchfluß durch die Drossel 18 umgeht. In Fig. 2 dagegen wird der entsprechende Leckstrom entlang der Strecke B von der Nut 30 gesammelt und durch die Kanäle 32 und 34 zur Stromaufseite der Drossel 18 geleitet. Obzwar dieser Leckstrom nicht von dem Kompensationsventil 20 gesteuert wird, trägt er doch dazu bei, Druck am linken Ende der Querbohrung 14 aufzubauen. Diese Wirkung ist insbesondere dann wichtig, wenn die einstellbare Drossel 18 auf einen sehr kleinen Durchflußwert eingestellt wird, so daß auf diese Weise der Betriebsbereich des Ventils für den minimalen Durchfluß erweitert wird. flows to the outlet 16 via the control channel 26 and so the controlled Flow through the throttle 18 bypasses. In Fig. 2, however, the corresponding leakage current along the route B. collected by the groove 30 and through the channels 32 and 34 to Upstream of the throttle 18 passed. Although this leakage current is not controlled by the compensation valve 20, it does contribute to pressure at the left end of the transverse bore 14 to build. This effect is particularly important when the adjustable throttle 18 is set to a very small flow rate is adjusted so that in this way the operating range of the valve for the minimum flow rate is expanded.

Es versteht sich, daß die Ableitung des Leckstromes bei B nicht über das Kolbeninnere erfolgen braucht, vielmehr ist es auch möglich, die Verbindung in dem Gehäuse 10 anzubringen. Da dies im allgemeinen jedoch einen größeren Aufwand erforderlich macht, wird die dargestellte Verbindung über einen mittigen Kanal bevorzugt.It goes without saying that the leakage current at B does not have to be diverted via the interior of the piston, it is in fact possible to mount the connection in the housing 10. However, since this generally requires a greater effort, the connection shown is preferred via a central channel.

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Claims

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Claims

Pressure-compensated, flow-controlling valve with a relatively fixed throttle, with an automatically changeable one Throttle, with a pressure-responsive piston for controlling the variable throttle such that a constant pressure drop is maintained across the fixed throttle, with the piston at one of the inlet pressure has exposed surface on one side and a leakage current path along the sliding fit at the edge of the Piston owns,

characterized in that in the area of the sliding seat one for collecting the leakage current formed groove (30) is provided, which has a ¥ eg with a point upstream of the fixed throttle (18) is connected to derive the throttle current at this point.

2. Valve according to claim 1,

characterized in that the collecting groove is housed in the control piston (24),

München: Kramer - Dr. Weser - Hirsch — Wiesbaden: Blumbach - Dr. Bergen · ZwirnerMunich: Kramer - Dr. Weser - Hirsch - Wiesbaden: Blumbach - Dr. Bergen · Zwirner

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ORIGINAL IMSPECTED

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3. Valve according to claim. 2,

characterized in that the way to direct the leakage routine from you groove (30) to a point upstream of the fixed throttle (18) through channels (30, 32, 34) in the control piston. (24) is formed, extending from the collection point to the end of the piston, which is upstream of the throttle point (18).

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OFHGiNAL INSPECTED