DE2826613C2

DE2826613C2 - Flow control valve

Info

Publication number: DE2826613C2
Application number: DE19782826613
Authority: DE
Inventors: Ernst Prof. Dipl.-Ing. Dr. 4235 Schermbeck Kampmann; Helmut Prof. Dipl.-Ing. 4270 Dorsten Kampmann; Eugen Ing.(grad.) 7000 Stuttgart Kopp
Original assignee: Werner & Pfleiderer 7000 Stuttgart De
Current assignee: Werner & Pfleiderer 7000 Stuttgart De
Priority date: 1978-06-19
Filing date: 1978-06-19
Publication date: 1983-06-09
Also published as: DE2826613A1

Description

4040

Die Erfindung betrifft ein Stromregelventil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a flow control valve according to the preamble of claim 1.

Stromregelventile finden Verwendung in allen hy draulischen Steuersystemen, in denen mit unterschiedlicher Geschwindigkeit gefahren werden soll. Sie bestehen grundsätzlich aus einer einstellbaren Drossel und einer in Reihe bzw. parallel hierzu geschalteten Druckwaage, die die Druckdifferenz an der Drossel und damit den durch diese Drossel zu einem Verbraucher fließenden Nutzmengenstrom konstant hält.Flow control valves are used in all hy draulic control systems in which different speeds are to be used. she basically consist of an adjustable throttle and one connected in series or in parallel Pressure compensator that determines the pressure difference at the throttle and thus the pressure through this throttle to a consumer keeps the flowing usable flow constant.

Aus der US-PS 22 72 684 ist ein Stromregel ventil der gattungsgemäßen Art in Zwei-Wege-Ausführung bekannt Das Druckmedium gelangt hierbei quer zum Regelkolben in eine Kammer der Druckwaage und verläßt diese axial in Wirkrichtung einer vorgespannten, die Druckwaage beaufschlagenden Feder durch eine Drosselstelle. Bei einer aus der US-PS 22 72 684 bekannten Ausführung mit einem kegelstumpfförmigen Drosselkolben ergibt sich für die Differenz der an diesen Regelkolben angreifenden Druckkräfte, daß sie gleich der Summe von Federkraft und Reibungskraft ist. Der Drosselspalt der Druckwaage ist ein sogenannter Linearwiderstand, so daß bei gleichbleibender Viskosität der Druckflüssigkeit die Reibungskraft im Drosselspalt der Druckwaage mit abnehmendem Durchfluß ansteigt Da es für die Regelfunktion von Stromregelventilen notwendig ist, daß eine Konstanz der Druckdifferenz an der Drossel gegeben ist kann mitFrom US-PS 22 72 684 a flow control valve is the generic type known in two-way design Control piston in a chamber of the pressure compensator and leaves it axially in the direction of action of a preloaded, the spring acting on the pressure compensator through a throttle point. In one from US-PS 22 72 684 known design with a frustoconical throttle piston results for the difference in these Control piston attacking pressure forces that it is equal to the sum of spring force and frictional force. Of the The throttle gap of the pressure compensator is a so-called linear resistance, so that if the viscosity of the pressure fluid remains the same, the frictional force in the throttle gap of the pressure compensator increases with decreasing flow increases Since it is necessary for the control function of flow control valves that a constancy of Pressure difference is given at the throttle can with dieser Ausführungsform nach der US-PS 2272 684 ein last- bzw, druekunabhangiger Durchfluß nicht erzielt werden. Bei einer weiteren Ausführungsform nach der US-PS 22 72 684 ist eine ebene Drosselfläche vorgesehen. Durch den Einfluß der hoben Strömungsgeschwindigkeit im Drosselspalt und dem daraus resultierenden Einfluß auf die Regelfunktion der Druckwaage ist auch hier eine last· bzw. druckunabhängige Konstanz des Durchflusses nicht erzielbar.this embodiment according to US Pat. No. 2,272,684 load or pressure-independent flow not achieved will. In a further embodiment according to US-PS 22 72 684 a flat throttle surface is provided. Due to the influence of the increased flow velocity in the throttle gap and the resulting Here, too, the control function of the pressure compensator is influenced by a load or pressure-independent constancy of the Flow rate not achievable.

Aus der DE-OS 23 25 992 ist ein Druckregler bekannt, der einen Steuerdruck unabhängig von dem Durchsatz regelt Dieser Druckregler weist einen Kolben auf, auf dessen eines Ende eine Kraft einwirkt, und dessen anderes Ende, das in einer Kammer gelegen ist eben ausgebildet ist und von dem Druck des Strömungsmit- -.els beaufschlagt wird. Der Druck des Strömungsmineis steht in einem konstanten Verhältnis zu der erwähnten Kraft Eine Änderung dieser Kraft bewirkt somit eine proportionale Änderung des Druckes in der Kammer. Eine solche Veränderung der erwähnten Kraft wird mittels eines Elektromagneten vorgenommen, der durch ein verstellbares Potentiometer mit Gleichstrom gespeist wird.From DE-OS 23 25 992 a pressure regulator is known, which regulates a control pressure independently of the throughput. This pressure regulator has a piston one end of which a force acts, and the other end, which is located in a chamber, plane is formed and is acted upon by the pressure of the fluid -.els. The pressure of the current mine is in a constant relationship to the force mentioned. A change in this force thus causes a proportional change in pressure in the chamber. Such a change of the mentioned force will made by means of an electromagnet, which is controlled by an adjustable potentiometer with direct current is fed.

Ein aus der DE-OS 21 39 119 bekanntes Stromregelventil besteht aus der Drossel selber und einer Druckwaage, wobei diese Druckwaage einen Reglerkolben aufweist der als querangeströmter Kolbenschieber mit Kantensteuerutig arbeitet Die Ausbildung der Druckwaagen mit querangeströmten Kolbenschiebern mit Kantensteuerung führt beim Einsatz von Druckwasser als Druckflüssigkeit zu einer großen Zahl von Problemen.A flow control valve known from DE-OS 21 39 119 consists of the throttle itself and one Pressure compensator, this pressure compensator having a regulator piston as a cross-flow piston valve works with edge control The design of the pressure compensators with cross-flow piston valves with edge control leads to a large number of when using pressurized water as the pressurized fluid Problems.

Die sehr hohen Strömungsgeschwindigkeiten beim Öffnen bzw. Schließen von Steuerschlitzen durch die Steuerkanten der quer angeströmten Kolbenschieber führt zu Verschleißerscheinungen aufgrund des sogenannten Hohlsogs, die zu extrem niedrigen Standseiten der Druckwaagen führen. Diese Hohlsog-Erscheinungen sind beim Einsatz von Druckwasser aufgrund der um zwei Zehnerpotenzen Tiiedri^Ten dynamischen Zähigkeit von Wasser im Vergleich zu Hydrauliköl entsprechend hoch. Weiterhin bildet Wasser aufgrund der geringen Grenzschichtstärken praktisch keinen Schmierfilm zwischen den quer angeströmten Kolbenschiebern und den sie führenden Wandteilen, so daß hier ein Fressen eintreten kann. Wenn beim Einsatz von Druckwasser die Leckmengen in Grenzen gehalten werden sollen, ergeben sich unzumutbare Baulängen.The very high flow rates when opening or closing control slots through the Control edges of the piston slide against the flow leads to signs of wear due to the so-called cavitation, which leads to extremely low stand sides of the pressure compensators. These cavitation phenomena are due to the use of pressurized water by two powers of ten Tiiedri ^ Ten dynamic The viscosity of water is correspondingly high compared to hydraulic oil. Furthermore, water forms due to Due to the small thickness of the boundary layer, there is practically no lubricating film between the piston valves against which the flow passes and the wall parts that guide them, so that here seizure can occur. If the leakage rates are kept within limits when using pressurized water are to be, there are unreasonable overall lengths.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Stromregelventil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches I zu schaffen, das auch beim Einsatz von Druckwasser als Druckflüssigkeit eine druckunabhängige Konstanz des Volumenstroms bei gleichzeitig hoher Standzeit aufweistThe invention is based on the object of creating a flow control valve according to the preamble of claim I, which is also used when using Pressurized water as the hydraulic fluid ensures a pressure-independent constancy of the volume flow with a high level of at the same time Has service life

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils des Patentanspruches 1 gelöst Wesentlich ist daß die axial angeströmte ebene Stirnfläche des Drosselstempels unmittelbar vor dem Drosselkanal angeordnet ist und daß ihr Querschnitt etwas größer, aber nur sehr wenig größer, als der Querschnitt des Prosselkanals ist Hierdurch werden Verfälschungen der Regelung ausgeglichen, die dadurch auftreten können, daß die die ebene Stirnfläche des Drosselstempels im wesentlichen senkrecht anströmende Druckflüssigkeit umgelenkt wird und durch einen zwischen Drosselkanal einerseits und Drosselstempel andererseits sich einstellenden, ringförmigen Drosselspalt seitlich entweicht, also im Bereich desThis object is achieved according to the invention by the features of the characterizing part of claim 1. It is essential that the axially flowed against flat end face of the throttle stamp is arranged immediately in front of the throttle channel and that you Cross-section is slightly larger, but only very slightly larger than the cross-section of the Prossel Canal falsifications of the regulation are compensated, which can occur because the flat face of the throttle ram is deflected substantially perpendicularly flowing pressure fluid and through an annular setting between the throttle channel on the one hand and the throttle piston on the other hand Throttle gap escapes laterally, i.e. in the area of the

Drosselspaltes umgelenkt wird, Diese Umlenkung fährt zu einem Abfall des an der Stirnfläche des Drosselstempels angreifenden Flflssigkeitsdrucks, und zwar inbesondere im Bereich des Außenrandes der angeströmten Stirnfläche. Durch die im Kennzeichnungsteil des s Patentanspruches 1 im einzelnen spezifierte geringfügige Vergrößerung der Anströmfläche des Drosselstempels gegenüber dem Austrittsquerschnitt des Drosselkanals wird eine entsprechende Korrektur erreicht Im Patentanspruch Z ist ein konkreter Optimierungspunkt für die Flächenverhältnisse angegeben. Bei diesem Optimierungspunkt bleibt der zum Verbraucher geförderte Nutzmengenstrom auch bei wechselnden Drücken innerhalb bestimmter Fördermengengrenzen konstant Durch andere Wahl dieser Querschnittsflächenverhältnisse können aber auch anstelle solcher waagrechten Kennlinien steigende oder fallende Kennlinien erzeugt werden. Bei den erwähnten Kennlinien wird der Nutzmengenstrom, d.h. die pro Zeiteinheit zum Verbraucher geführte Druckflüssigkeitsmenge, über dem Gegendruck aufgetragen, wobei Parameter für eine entsprechende Kurvenschar jeweils eine entsprechende Einstellung der Drossel istThrottle gap is deflected, this deflection leads to a drop in the liquid pressure acting on the end face of the throttle plunger, in particular in the area of the outer edge of the end face against which the flow occurs. By the in the characterizing part of the s claim 1 in detail spezifierte slight increase in the inflow area of the throttle temple with respect to the outlet cross-section of the throttle duct is achieved in a corresponding correction to claim Z is a concrete optimization point specified for the area ratios. At this optimization point, the usable flow rate delivered to the consumer remains constant even with changing pressures within certain delivery rate limits. In the case of the characteristic curves mentioned, the useful volume flow, ie the amount of hydraulic fluid supplied to the consumer per unit of time, is plotted against the counterpressure, the parameter for a corresponding family of curves being a corresponding setting of the throttle

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des axial angeströmten Reglerkolbens führt dazu, daß dieser nur 2s sehr kleine Verschiebewege zwischen der Endstellung, bei der der Drosselspalt völlig geschlossen ist und der Endstellung, bei der der Drosselspalt völlig geöffnet ist ausführt Dies ermöglicht wiederum die vorteilhafte Ausgestaltung nach den Merkmalen des Patentanspru- so ches 3. In der Zeichnung zeigtThe design according to the invention of the axial flow against the regulator piston means that it only lasts for 2 seconds very small displacement distances between the end position at which the throttle gap is completely closed and the End position in which the throttle gap is completely open. This in turn enables the advantageous Design according to the features of patent claim 3. In the drawing shows

F i g. 1 ein in ein Pumpen-Verbraucher-System geschaltetes Stromregelventil in schematischer Darstellung, F i g. 1 in a pump-consumer system switched flow control valve in a schematic representation,

F i g. 2 ein Stromregelventil in 3-Wege-Ausführung in Kompakt-Ausführung im Mittel-Längsschnitt undF i g. 2 a flow control valve in 3-way design in Compact version in the middle longitudinal section and

F i g. 3 ein Stromregelventil in 2-Wege-Ausführung in Kompakt-Ausführung im Mittel-LängsschnittF i g. 3 a flow control valve in 2-way design in Compact version in the middle longitudinal section

Der prinzipielle Aufbau und die prinzipielle Funktionsweise werden nachfolgend zuerst anhand der F i g. 1 erlauf rtThe basic structure and the basic mode of operation are first explained below using the F i g. 1 erlauf rt

Von einer Pumpe 1 wird aus einem Vorrats- und Rücklauf-Behälter 2 Flüssigkeit nämlich Wasser, angesaugt und durch eine Druckleitung 3 einem Verbraucher 4 zugeführt bei dem es sich um einen Kolben-Zylinder- « Antrieb einer Strangpresse handeln kann. In F i g. 1 ist hierzu lediglich schematisch ein üblicher Zylinder 5 mit einem in diesem geführten, doppelseitig beaufschlagbaren Kolben 6 dargestellt dessen nach außen geführte Kolbenstange 7 gegen eine schematisch als Feder so dargestellte Gegenkraft t wirkt Unmittelbar hinter der Pumpe 1 zweigt eine in den Behälter 2 zurückgeführte Kurzschlußhitung 9 ab, in die ein handelsübliches Oberdruck- oder Sicherheitsventil 10 geschaltet ist Dieses Ventil 10 öffnet nur im Fall von Störungen und ist also während des normalen Betriebes geschlossen. Auf seine Ausbildung kommt es im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht an.A pump 1 sucks in liquid from a storage and return tank 2, namely water, and feeds it through a pressure line 3 to a consumer 4 which can be a piston-cylinder drive of an extrusion press. In Fig. 1 shows a conventional cylinder 5 with a piston 6 that is guided in it and can be acted upon on both sides, the outwardly guided piston rod 7 of which acts against a counterforce t shown schematically as a spring from, into which a commercially available overpressure or safety valve 10 is connected. This valve 10 only opens in the event of malfunctions and is therefore closed during normal operation. Its training is not important in the context of the present invention.

Dem Abzweig der Kurzschlußleitung 9 nachgeordnet ist ein Stromregelventil 11, das im wesentlichen aus einer Druckwaage 12 und aus einer einstellbaren Drossel 13 bestehtDownstream of the branch of the short-circuit line 9 is a flow control valve 11, which consists essentially of a pressure compensator 12 and an adjustable throttle 13

Die Druckwaage 12 weist ein Gehäuse 14 mit zwei axial hintereinander angeordneten Kammern 15,16 auf. In den Kammern ist ein als Differenzkolben ausgebildeter Reglerkolben 17 angeordnet, dessen zylindrischer Abschnitt 18 größeren Durchmessers in der Kammer 16 axial verschiebbar angeordnet ist. Er liegt mit seinem Außenumfang an der Innenwand 19 dieser Kammer 16 an. Sein Außenumfang ist gegenüber dieser Innenwand 19 mittels einer Ringdichtung 20 abgedichtet, so daß hierdurch zwei Teilkaramern 16a und 16f> gebildet werden, die durch den zylindrischen Abschnitt 18 des Reglerkolbens 17 flüssigkeitsdicht voneinander getrennt werden, Von der der anderen Kammer 15 zugewandten Stirnseite 21 des zylindrischen Abschnitts 18 erstreckt sich ein als Drosselstempel 22 dienender, ebenfalls zylindrischer Abschnitt kleineren Durchmessers des Reglerkolbens 17 durch eine Führungsbohrung 23 in die Kammer 15. Die Führung des Drosselstempels 22 durch die Führungsbohrung 23 erfolgt, unter Abdichtung durch eine Ringdichtung 24, so daß auch die Kammer 15 von der Teilkammer 166 flüssigkeitsdicht abgetrennt ist. In der Teilkammer 16a ist eine einerseits gegen die der Stirnseite 21 entgegengesetzte Stirnfläche 25 des zylindrischen Abschnitts 18 anliegende und andererseits gegen eine Abschlußwand 26 dieser Teilkammer 16a abgestützte, vorgespannte Druckfeder 27 angeordnet die in bekannter Welse so ausgestaltet ist daß sie eine praktisch waagerechte Weg-Kraft-Kennlinie aufweist d. h. die von dieser Druckfeder 27 auf den zylindrischen Abschnitt 18 des Reglerkolbens 17 in Richtung auf den Drosselstempel 22 ausgeübte Kraft F ist konstant, und zwar unabhängig von der Stellung des zylindrischen Abschnittes 18. In diese Teilkammer 16a mündet weiterhin eine in Förderrichtung hinter der Drossel 13 aus; der Druckleitung 3 abgezweigte Leitung 28, so daß in dieser Teilkammer 16a der gleiche Flüssigkeitsdruck /% herrscht der auch hinter der Drossel 13 herrschtThe pressure compensator 12 has a housing 14 with two chambers 15, 16 arranged axially one behind the other. In the chambers, a regulator piston 17 designed as a differential piston is arranged, the larger diameter cylindrical section 18 of which is arranged axially displaceably in the chamber 16. Its outer circumference rests against the inner wall 19 of this chamber 16. Its outer circumference is sealed against this inner wall 19 by means of an annular seal 20, so that two partial caramers 16a and 16f> are formed, which are separated from one another in a liquid-tight manner by the cylindrical section 18 of the regulator piston 17 Section 18 extends a smaller diameter, likewise cylindrical, section of the regulator piston 17 serving as a throttle piston 22 through a guide bore 23 into the chamber 15. The throttle piston 22 is guided through the guide bore 23, sealed by an annular seal 24, so that the chamber as well 15 is separated from the sub-chamber 166 in a liquid-tight manner. In the sub-chamber 16a a pretensioned compression spring 27 is arranged on the one hand against the end face 25 of the cylindrical section 18 opposite the end face 21 and on the other hand supported against an end wall 26 of this sub-chamber 16a, which is designed in a known manner so that it has a practically horizontal displacement force Characteristic curve, ie the force F exerted by this compression spring 27 on the cylindrical section 18 of the regulator piston 17 in the direction of the throttle piston 22 is constant, regardless of the position of the cylindrical section 18 the throttle 13 off; The line 28 branched off from the pressure line 3, so that the same liquid pressure /% prevails in this sub-chamber 16a that also prevails behind the throttle 13

Vor der Drossel 13 zweigt eine Leitung 29 aus der Druckleitung 3 ab. An dieser Stelle wird der von der Pumpe 1 geförderte Fördermengenstrom Q\ in einen Nutzmengenstrom Qi und einen Restmengenstrom Q₃ aufgeteilt Der Nutzmengenstrom Q₂ strömt durch die einstellbare Drossel 13 zu dem Verbraucher 4, während der Restmengenstrom Q₃ durch eine variable Drosselstelle der Druckwaage 12 in die Kammer 15 und von dort über eine Leitung 30 zurück in den Behälter 2 fließt Durrh die Leitung 29 wird der Restmengenstrom Q₃ mit dem vor der Drossel 13 herrschenden Druck p\ über einen koaxial zur Mittel-Längsachse 31 des Reglerkolbens 17 verlaufenden Drosselkanal 32 gegen die zugeordnete ebene Stirnfläche 33 des Drosselstempels 22 geleitet Dieser Druck p\ herrscht mittels einer Überbrückungsleitung 34, die von dem Drosselkanal 32 in die Teilkammer 166 führt auch in dieser TeilkammerA line 29 branches off from the pressure line 3 upstream of the throttle 13. At this point the flow rate Q \ delivered by the pump 1 is divided into a useful flow Qi and a residual _{flow Q 3} The useful flow Q ₂ flows through the adjustable throttle 13 to the consumer 4, while the residual flow Q ₃ through a variable throttle point of the pressure compensator 12 into the chamber 15 and from there via a line 30 back into the container 2. Durrh the line 29, the residual flow Q ₃ with the pressure p \ prevailing in front of the throttle 13 via a throttle channel 32 running coaxially to the central longitudinal axis 31 of the regulator piston 17 directed against the assigned flat end face 33 of the throttle plunger 22. This pressure p \ prevails by means of a bridging line 34, which leads from the throttle channel 32 into the sub-chamber 166 in this sub-chamber as well

Es ergibt sich folgendes Kräftegleichgewicht am Reglerkolben 17:The following equilibrium of forces results on the regulator piston 17:

F + pi ■ A\ — p\ ■ A₃ - pt ■ A₂ = 0 Hiei in ist F + pi ■ A \ - p \ ■ A ₃ - pt ■ A ₂ = 0 where in is

F *» die (Sm v/esentlichen konstante) Kraft der F * »the (mostly constant) force of the

Druckfeder 27,Compression spring 27,

A] = die Fläche der Stirnfläche 25,
A₂ - die Stirnfläche 33 des Drosselstempels 22,
A₃ - die freie l'iäche der Stinseite 21 des zylindri- A] = the area of the end face 25,
A ₂ - the end face 33 of the throttle punch 22,
A ₃ - the free surface of the stone side 21 of the cylindrical

schsn Abschnitts 18,
Pi = der Druck des Druckwassers vor der Drossel 13,schsn section 18,
Pi = the pressure of the pressurized water upstream of the throttle 13,

Pi = der Druck des Druckwassers nach Durchströmen der Drossel 13.
Da weiterhin gilt Pi = the pressure of the pressurized water after flowing through the throttle 13.
Since still applies

A₂ + A₃ =' A\A ₂ + A ₃ = 'A \

' gilt für die Druckdifferenz'applies to the pressure difference

Ap Ap = pt- p2= pt- p2
die Beziehungthe relationship

Ap = F/A\ - const. ^s Ap = F / A \ - const. ^s

Da somit die Differenz Ap der Drücke p\ und pi vor und hinter der Drossel 13 konstant gehalten wird, wird somit auch der durch die Drossel 13 fließende Nutzmengenstrom Qi konstant gehalten, und zwar unabhängig davon, ob p% und p\ dem Betrage nach groß oder klein sind. Since the difference Ap of the pressures p \ and pi in front of and behind the throttle 13 is thus kept constant, the useful quantity flow Qi flowing through the throttle 13 is also kept constant, regardless of whether p% and p \ are large or are small.

Bei der obigen Gleichung (1) für das Kräftegleichgewicht wurde davon ausgegangen, daß die ebene Stirnfläche 33 des Drosselstempels 22 gleichmäßig mit is dem Druck p\ beaufschlagt wird. Diese Annahme ist abT nicht ganz korrekt, da sich zu der auf die Stirnfläche 33 wirkenden statischen Druckkraft noch dynamische Kräfte aufgrund der Strömungsumlenkung addieren, insofern ist die Wahl des Querschnitts A des Drosselkanals 32 vor dem Drosselspalt 35 sehr wichtig. Für einen Drosselkanal 32 mit NW 16 (Nennweite 16 mm) haben Experimente ein Verhältnis von A/Ai = 0,954 ergeben, wobei noch für den Restmengenstrom, also für die durch die Druckwaage 12 zurück in den Behälter 2 fließende Druckwassermenge folgende Randbedingung gilt:In the above equation (1) for the equilibrium of forces, it was assumed that the flat end face 33 of the throttle piston 22 is evenly subjected to the pressure p \. AbT, this assumption is not entirely correct, since dynamic forces due to the flow deflection are added to the static pressure force acting on the end face 33, so the choice of the cross section A of the throttle channel 32 in front of the throttle gap 35 is very important. For a throttle channel 32 with NW 16 (nominal diameter 16 mm) experiments have shown a ratio of A / Ai = 0.954, with the following boundary conditions still applying for the residual flow, i.e. for the amount of pressurized water flowing through the pressure compensator 12 back into the container 2:

30 < Qi < 100 l/min.30 < Qi < 100 l / min.

Bei diesem Flächenverhältnis bleiben bei einer vorgegebenen Einstellung der Drossel 13 die von dieser abgegebenen Nutzmengenströme Qi auch bei starken Schwankungen des Drucks pi auf der Verbraucherseite annähernd konstant.With this area ratio, given a predetermined setting of the throttle 13, the useful quantity flows Qi emitted by it remain approximately constant even in the event of strong fluctuations in the pressure pi on the consumer side.

Für die axiale Höhe h des Drosselspaltes 35 giltThe following applies to the axial height h of the throttle gap 35

h < 1 mm, h < 1 mm,

so daß auch die Federwege der Druckfeder 27 sehr klein werden.so that the spring travel of the compression spring 27 is very small.

Da die Stirnfläche 33 des Drosselstempels 22 rotationssymmetrisch aicüal von dem Restmengenstrom Qi angeströmt wird, verschleißt diese Stirnfläche völlig gleichmäßig, so daß dieser Verschleiß auf die Funktion, d. h.die Betriebssicherheit, der Druckwaage 12 keinerlei Einfluß hatSince the end face 33 of the throttle ram 22 is axially symmetrical against the residual flow Qi , this end face wears completely evenly, so that this wear has no effect on the function, ie the operational reliability, of the pressure compensator 12

Bei der nachfolgenden Beschreibung der F i g. 2 werden alle Teile, die funktionell die gleiche Bedeutung wie in der F i g. 1 haben, mit der gleichen Bezugsziffer versehen, der ein » ' « hinzugefügt ist, so daß insoweit auch auf die Beschreibung in der F i g. 1 Bezug so genonmen werden kann.In the following description of FIG. 2, all parts that functionally have the same meaning as in FIG. 1 have been given the same reference number to which a "'" is added, so that insofar also to the description in FIG. 1 reference can be used as such.

In einem Gehäuse 14' sind Kammern 15' und 16' angeordnet, die über eine Führungsbohrung 23' miteinander verbunden sind, in der ein Drosselstempel 22* axial verschiebbar geführt ist Eine Dichtung 24' zur flü^igkeitsdichten Trennung der Kammern 15' und 16' wird mittels einer Stopfbuchsbrille 36 gehalten. Die Kammer 15' wird auf ihrer der anderen Kammer 16' abgewandten Seite durch ein zylindrisches Ansatzstück 37 abgeschlossen, das an einem Absch'ußdeckel 38 des Gehäuses 14' angebracht ist Dieses zylindrische Ansatzstück 37 ist mittels mehrerer Ringdichtungen 39, 40,41 gegenüber der Innenwand 42 des Gehäuses 14' in diesem Bereich abgedichtet Eine Druckleitung 3' mündet von einer nicht dargestellten Druckquelle (Pumpe 1) kommend in einen Einlaßstutzep. 43 des Gehäuses 14', von dem einerseits ein den Restmengenstrom Qi zum Drosselspalt 35' führender Drosselkanal 32' und andererseits ein zur Drossel 13' führender, den Nutzmengenstrom Q₁' führender Hauptkanal 44 abzweigen. Diese Drossel 13' weist einen hinein- bzw. herausschraubbaren Drosselkolben 45 auf. Je nachdem wie weit der Drosselkolben 45 hineingeschraubt ist, ergibt sich die Größe des freien Durchströmquer· Schnitts und damit (konstante) Nutzmengenstrom Qi', der durch einen Auslaßstutzen 46 heraus wieder in die Druckleitung 3' strömt. Vom Auslaßstutzen 46 führt im Gehäuse 14' eine Überbrückungsleitung 28' zur Teilkammer 16a'. Aus der Kammer 15' mündet ein Rücklaufstutzen 47 aus, an den eine zum Behälter 2' führende Leitung 2*)' angeschlossen ist.In a housing 14 'chambers 15' and 16 ' are arranged which are connected to one another via a guide bore 23' in which a throttle plunger 22 * is axially displaceably guided A seal 24 'for the liquid-tight separation of the chambers 15' and 16 ' is held by means of a gland follower 36. The chamber 15 'is closed on its side facing away from the other chamber 16' by a cylindrical extension piece 37 which is attached to a release cover 38 of the housing 14 '. This cylindrical extension piece 37 is opposite the inner wall by means of several ring seals 39, 40, 41 42 of the housing 14 'is sealed in this area. 43 of the housing 14 ', from which on the one hand a throttle channel 32' leading the residual flow Qi to the throttle gap 35 ' and on the other hand a main channel 44 leading to the throttle 13' and the useful flow Q ₁ 'branch off. This throttle 13 'has a throttle piston 45 that can be screwed in or screwed out. Depending on how far the throttle piston 45 is screwed in, the size of the free flow cross-section and thus the (constant) useful volume flow Qi ' results, which flows out through an outlet connector 46 back into the pressure line 3'. A bridging line 28 'leads from the outlet connection 46 in the housing 14' to the sub-chamber 16a '. A return port 47 opens out of the chamber 15 ' , to which a line 2 *)' leading to the container 2 'is connected.

Eine Überbrückungsleitung 34', mittels derer in der Teilkammer 16ft' auch der von der Drossel 13' herrschende Druck p\ aufrechterhalten wird, führt koaxial durch den ebenfalls koaxial zur Mittel-Längsachse 3Γ angeordneten Drosselstempel 22', aus dem an seinem Ende eine Querbohrung 48 in die Teilkammer iöü' itiüiiuci. Der in dci ΚΰΓΓιϊΤιέΓ JS' befindliche zylindrische Abschnitt 18' des ebenfalls als Differenzkolben ausgebildeten Reglerkolbens 17' ist mittels einer Druckfeder 27' belastet, die als aus Gummi bestehende Schubhülsenfeder ausgebildet ist Es handelt sich hierbei also um einen ringförmigen Gummikörper, der in diesen zylindrischen Abschnitt 18' integriert ist. Ein außen an dieser Feder 27' durch Ankleben, Anvulkanisieren o. dgl. befestigter Ring 49 ist zwischen einem vorspringenden Rand SL- einer Abschlußwand 26' des Gehäuses 14' und einem entsprechenden Bund 51 im Gehäuse 14' eingespannt. Die Abschlußwand 26' ist mittels Schrauben 52 gegen das Gehäuse 14' geschraubt. Trotz der festen Einspannung des äußeren Rings 49 des zylindrischen Abschnitts 18' des Reglerkolbens 17' gelten die oben beschriebenen Verhältt isse auch bei diesem Ausführungsbeispiel, da die maximale Höhe h des Drosselspaltes 35' deutlich kleiner als 1 mm ist. Um auch die Querschnittsverhältnisse zu verdeutlichen, sind die einzelnen Flächen A', A\, Ai und AJ in Fig.2 eingezeichnet.A bridging line 34 ', by means of which the pressure p \ prevailing in the throttle 13' is also maintained in the sub-chamber 16ft ' , runs coaxially through the throttle piston 22', which is also arranged coaxially to the central longitudinal axis 3Γ and from which a transverse bore 48 at its end into the sub- chamber iöü 'itiüiiuci. The in dci ΚΰΓΓιϊΤιέΓ JS 'located cylindrical section 18' of the regulator piston 17 ', which is also designed as a differential piston, is loaded by means of a compression spring 27', which is designed as a thrust sleeve spring made of rubber 18 'is integrated. A ring 49 attached to the outside of this spring 27 'by gluing, vulcanizing or the like is clamped between a protruding edge SL- of an end wall 26' of the housing 14 'and a corresponding collar 51 in the housing 14'. The end wall 26 'is screwed against the housing 14' by means of screws 52. In spite of the fixed clamping of the outer ring 49 of the cylindrical section 18 'of the regulator piston 17', the above-described conditions also apply in this exemplary embodiment, since the maximum height h of the throttle gap 35 'is significantly less than 1 mm. In order to also clarify the cross-sectional ratios, the individual areas A ', A \, Ai and AJ are shown in FIG.

Der — in F i g. 2 links dargestellte — A jschlußdeckel 38 ist gleichermaßen wie die Abschlußwand 26' mittels Schrauben 53 am Gehäuse 14' befestigt.The - in F i g. 2 shown on the left - end cover 38, like the end wall 26 ', is fastened to the housing 14' by means of screws 53.

Bei der nachfolgenden Beschreibung der Fig.3 werden alle Teile, die funktionell die gleiche Bedeutung wie in F i g. I oder 2 haben, mit der gleichen Bezugsziffer versehen, der ein hochgestellter " hinzugefügt ist so daß insoweit auch auf die vorhergehende Beschreibung Bezug genommen werden kann.In the following description of FIG. 3, all parts that are functionally have the same meaning as in Fig. I or 2 have been given the same reference number followed by a superscript " is so that in this respect reference can also be made to the preceding description.

In einem Gehäuse 14" sind Kammern 15" und 16" angeordnet die über eine Führungsbohrung 23" miteinander verbunden sind, in der ein Drosselstempel 22" axial verschiebbar geführt ist Eine gegen den Drosselstempel 22" anliegende Dichtung 24" dichtet die beiden Kammern 16" und 15" flüssigkeitsdicht gegeneinander ab.In a housing 14 "chambers 15" and 16 "disposed on a guide bore 23 'are connected to each other, in which a throttle punch 22" is slidably guided axially One against the throttle temple 22 "adjacent seal 24' seals the two chambers 16 'and 15 "liquid-tight against each other.

An dem in der Kammer 16" befindlichen Teil des Drosselstempels 22" des Reglerkolbens 17" ist ein scheibenförmiger zylindrischer Abschnitt 18" größeren Durchmessers angebracht der mittels einer Ringdichtung 20" gegenüber der Innenwand 19" der Kammer 16" flüssigkeitsdicht abgedichtet ist so daß hierdurch zwei Teilkammern 16a" und 166" gebildet werden, die durch den zylindrischen Abschnitt 18" des Reglerkolbens 17" flüssigkeitsdicht voneinander getrennt werden. In der Teilkammer 16fe" ist eine einerseits gegen die entsprechende Stirnseite 21" des zylindrischen Abschnitts 18" und andererseits gegen die Trennwand 54 A disc-shaped cylindrical section 18 "of larger diameter is attached to the part of the throttle piston 22" of the regulator piston 17 "located in the chamber 16", which is sealed in a liquid-tight manner by means of an annular seal 20 "from the inner wall 19" of the chamber 16 " so that two sub-chambers are thereby sealed 16a are formed "and 166", the liquid-tight by the cylindrical portion 18 "of the regulator piston 17" are separated from each other. In the partial chamber 16fe "is one of a hand against the corresponding end face 21" of the cylindrical portion 18 'and on the other hand against the partition wall 54

zwischen den Kammern 15" und 16'' anliegende Druckfeder 27" angeordnet, die den zugehörigen Teil des Reglerkolbens 17" koaxial umgibt. Diese Druckfeder 17" ist vorgespannt.between the chambers 15 ″ and 16 ″ adjacent compression spring 27 ″ is arranged, which forms the associated part of the regulator piston 17 ″ coaxially. This compression spring 17 ″ is pretensioned.

Auf dem dem Crosselstempel 22" abgewandten Ende des Regierkolbens 17" schließt sich koaxial zum Drosselstempel 22" an den zylindrischen Abschnitt 18" ein die Teilkammer 16a" durchquerender zylindrischer Fortsei 55 an, der gleichen Durchmesser und damit Querschnitt hat, wie der Drosselstempel 22". Dieser Fortsatz 55 taucht in eine im Querschnitt angepaßte Sackbohrung 56 ein und ist in dieser mittels einer an seinem Außenumfang anliegenden Ringdichtung 57 abgedichtet geführt. Diese koaxiale Sackbohrung 56 befindet sich in einer Abschlußwand 26", die mittels Schrauben 52" gegen die zugeordnete Seite des Gehäuses 14" geschraubt ist, wobei diese Sackbohrung 56 in einem in die Teilkammer 16a" hineinragenden zylindrischen Bund 58 der Abschlußwand 26" hineinra gpnrlpn 7ylinHrisrhen Bund 58 Hfr AhschluBwand 26" angeordnet ist. Dieser Bund 58 ist mittels einer Dichtung 59 gegenüber der Innenwand 19" abgedichtet. On the end of the regulating piston 17 "facing away from the cross stamp 22", a cylindrical extension 55, which crosses the sub-chamber 16a "and which has the same diameter and therefore cross section as the throttle stamp 22", adjoins the cylindrical section 18 "coaxially to the throttle stamp 22". This extension 55 dips into a blind bore 56 with an adapted cross-section and is guided in this in a sealed manner by means of an annular seal 57 resting on its outer circumference. This coaxial blind hole 56 is located in an end wall 26 "which is screwed against the associated side of the housing 14" by means of screws 52 ", this blind hole 56 in a cylindrical collar 58 of the end wall 26" protruding into the sub-chamber 16a " Bund 58 Hfr AhschluBwand 26 "is arranged. This collar 58 is sealed off from the inner wall 19 ″ by means of a seal 59.

Die Teilkammer 16a" und die Kammer 15" sind mittels einer durch Bohrungen im Gehäuse 14" gebildeten Leitung 28" miteinander verbunden. Weiterhin ist die Kammer 15" mit der Teilkammer 166" über einen Kanal 60 miteinander verbunden, dessen freier Durchströmquerschnitt mittels eines hinein- bzw. herausschraubbaren Drosselkolbens 45" einer Drossel 13" veränderbar ist.The sub-chamber 16a "and the chamber 15" are by means of a hole in the housing 14 " The line 28 "formed is connected to one another. Furthermore, the chamber 15" is connected to the sub-chamber 166 "over a channel 60 connected to one another, the free flow cross-section of which by means of an inward or outward flow unscrewable throttle piston 45 "of a throttle 13" is variable.

Aus der Teilkammer 16i" mündet ein Auslaßstutzen 46" u d führt nach außen.An outlet port 46 "opens out of the sub-chamber 16i" and leads to the outside.

Das Gehäuse 14" ist an der der Kammer 15" zugeordneten Seite mittels eines Abschlußdeckels 38" verschlossen, der mittels Schrauben 52" angeschraubt ist. Koaxial zum Reglerkolben 17" ist in diesem Abschlußdeckel 38" ein Einlaßstutzen 43" vorgesehen, von dem aus ein Drosselkanal 32" ebenfalls koaxial zum Drosselstempel 22" in die Kammer 15" führt. Der Querschnitt des Drosselkanals 32" wird durch eine auswechselbare Verschließbüchse 61 festgelegt. Der Durchmesser und damit Querschnitt des Drosselkanals 32" in der Verschließbüchse 61 ist identisch mit dem Durchmesser und damit dem Querschnitt des Drosselstempels 22". An dem dem Drosselkanal 32" zugewandten Ende des Drosselstempels 22" ist dessen oben bereits erläuterte geringfügige Querschniltsvergrößerung dadurch bewirkt, daß sie hier mit einer beispielsweise aufgeschraubten Aufsatzbüchse 62 versehen ist Verschließbüchse 61 und Aufsatzbüchse 62 sind zweckmäßigerweise aus hochverschleißfestem Material. Diese beiden Teile können selbstverständlich auch bei den Ausgestaltungen nach den F i g. 1 und 2 gleichermaßen eingesetzt werden. Der Abschlußdeckel 38" ist auch hier mittels einer Dichtung 39" gegenüber dem Gehäuse 14" abgedichtetThe housing 14 "is on the side assigned to the chamber 15" by means of a cover 38 " closed, which is screwed on by means of screws 52 ". Coaxial to the regulator piston 17" is in this End cover 38 "an inlet port 43" is provided, from which a throttle channel 32 "is also coaxial with the Throttle stamp 22 "leads into the chamber 15". The cross section of the throttle channel 32 ″ is through a exchangeable locking sleeve 61 set. The diameter and thus the cross section of the throttle channel 32 ″ in the closing sleeve 61 is identical to the diameter and thus the cross section of the throttle plunger 22 ". At the end of the throttle plunger 22" facing the throttle channel 32 ", the end of the throttle plunger 22" is at the top already explained slight cross-section enlargement caused by the fact that it is here with a For example, screwed-on attachment sleeve 62 is provided, closure sleeve 61 and attachment sleeve 62 expediently made of highly wear-resistant material. These two parts can of course also in the configurations according to FIGS. 1 and 2 can be used equally. The end cover 38 ″ is also sealed against the housing 14 ″ by means of a seal 39 ″

Durch den gesamten Reglerkolben 17" erstreckt sich eine koaxiale Ausgieichsbohrung 63.A coaxial balancing bore 63 extends through the entire regulator piston 17 ″.

Die Wirkungsweise ist folgende: Dem Einlaßstutzen 43" wird der gesamte Fördermengenstrom Qi", der auch gleich dem Nutzmengenstrom ist, mit dem Druck p\" zugeführt. Dieser Fördermengen-The mode of operation is as follows: The entire delivery rate Qi ", which is also equal to the useful volume flow, is fed to the inlet connection 43" at the pressure p \ ".

strom Q\" strömt durch den Drosselkanal 32" und durch den Drosselspalt 35" zwischen Drosselstempel 22" und Drosselkanal 32" in die Kammer 15", wobei eine Drosselung, d. h. Druckminderung, auf den Druck Pi" stattfindet. Von dort strömt der FördermengenstromCurrent Q \ " flows through the throttle channel 32" and through the throttle gap 35 "between the throttle piston 22" and the throttle channel 32 "into the chamber 15", whereby a throttling, ie pressure reduction, takes place to the pressure Pi " . From there the flow rate flows

ίο Q\" durch den Kanal 60 und die einstellbare Drossel 13", wobei entsprechend der Einstellung des Drosselkolbens 45" eine Drosselung auf den Druck pj' in der Teilkammer 166"erfolgt. Mit diesem Druck verläßt der Fördermengenstrom Q\" das Gehäuse 14" durch denίο Q \ " through the channel 60 and the adjustable throttle 13", with a throttling to the pressure pj ' in the sub-chamber 166 "taking place in accordance with the setting of the throttle piston 45". With this pressure, the flow rate Q \ " leaves the housing 14" through the

is Auslaßstutzen 46". Da der Reglerkolben 17" mit der durchgehenden Ausgleichsbohrung 63 versehen ist, herrscht in der Sackbohrung 56 ebenfalls der Druck p\". Über die Leitung 28" herrscht in der Teilkammer 16a" der gleiche Druck ρί' wie in der Kammer 15".is outlet port 46 ". Since the regulator piston 17" is provided with the continuous compensating bore 63, the pressure p \ " also prevails in the blind bore 56. Via the line 28", the same pressure ρί ' prevails in the sub-chamber 16a "as in the chamber 15 ".

Hierans rpsnltiprenrl prcrjht sich foi^CTpndes Kräftegleichgewicht am Reglerkolben 17":This is based on the ^CTp and the equilibrium of forces on the regulator piston 17 ":

F"+ Pi" ■ A₂\+p\" ■ <4₃₃ = ρΓ
Hierin ist F "+ Pi" ■ A ₂ \ + p \ "■ <4 ₃₃ = ρΓ
Is in here

F" = die (im wesentlichen konstante) Kraft der F " = the (essentially constant) force of the

Druckfeder 27",
Aa = der Querschnitt der Stirnfläche 33" desCompression spring 27 ",
Aa = the cross section of the face 33 "of the

Drosselstempels 22",
Ai\ = der Querschnitt der Stirnseite 21" desThrottle stamp 22 ",
Ai \ = the cross section of the end face 21 "of the

zylindrischen Abschnitts 18",
Ak = der Querschnitt der Stirnfläche 25",
Ak = der Querschnitt des Fortsatzes 55,
Pi" = der Druck des Druckwassers vor demcylindrical section 18 ",
Ak = the cross section of the end face 25 ",
Ak = the cross section of the extension 55,
Pi "= the pressure of the pressurized water before the

Drosselspalt 35",
pi" = der Druck des Druckwassers hinter demThrottle gap 35 ",
pi " = the pressure of the pressurized water behind the

Drosselspalt 35",
p}" = der Druck des Druckwassers hinter derThrottle gap 35 ",
p} " = the pressure of the pressurized water behind the

Drossel 13".Throttle 13 ".

Da Ais — Ai\, ergibt sich:Since Ais - Ai \, we get:

Pi" — Pi " -

Δρ" = F"/Ai\ = const Δρ "= F" / Ai \ = const

Diese für alle herkömmlichen Stromregler ebenfalls gültige Beziehung gilt hier unter der Voraussetzung, daß auf die gesamte Fläche A-a der volle Druck p\" einwirkt. Aufgrund der Strömungsverhältnisse im Drosselspalt 35" mit dem Druckabfall von p\" auf pi" ist dies jedoch nur dann der Fall, wenn — wie oben bereits im einzelnen erläutert — die Fläche Aa etwas größer ist als der Querschnitt des Drosselstempels 22" und der Querschnitt des Drosselkanals 32".This relationship, which is also valid for all conventional flow regulators, applies here under the prerequisite that the full pressure p " acts on the entire area Aa . However, due to the flow conditions in the throttle gap 35" with the pressure drop from p " to pi" , this is only possible the case when - as already explained in detail above - the area Aa is somewhat larger than the cross section of the throttle piston 22 ″ and the cross section of the throttle channel 32 ″.

Wie die vorstehenden Darlegungen zeigen, kann die erfuidungsgemäße Lehre zum einen realisiert werden, wenn Druckwaage und Drossel parallelgeschaltet sind, wie bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 und 2, oder wenn Druckwaage und Drossel in Reihe zueinander geschaltet sind.As the above statements show, the teaching according to the invention can be implemented on the one hand, if the pressure compensator and throttle are connected in parallel, as in the exemplary embodiment according to FIG. 1 and 2, or if the pressure compensator and throttle are connected in series with one another.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Stromregelventil für Druckflüssigkeiten, bestehend aus einer einstellbaren Drossel und einer Druckwaage, wobei die Druckwaage einen axial s verschiebbaren Reglerkolben aufweist, der in einer Verschieberichtung mit dem hinter der Drossel herrschenden Druck und der Kraft einer vorgespannten Feder und andererseits mit dem vor der Drossel herrschenden Druck der Druckflüssigkeit beaufschlagbar ist, wobei der Reglerkolben mit einem koaxial zu seiner Mittel-Längsachse verlaufenden Drosselstempel versehen ist, der einem koaxial zu ihm verlaufenden Drosselkanal zur Zufahrung eines Mengenstromes mit einem Druck is der Druckflüssigkeit vor der Drossel zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselstempel (22, 22", 22") mit einer ebenen Stirnfläche (33,33', 33") unmittelbar vor dem Drosselkanal (32, 32', 32") angeordnet ist und daß der Querschnitt (A₂, A₂, A 33) der von der Druckflüssigkeit beaufschlagten Stirnfläche (33,33', 33") des Drasseistenipels (22, 22', 22") etwas größer ist als der Querschnitt (A, A', 1. Flow control valve for pressure fluids, consisting of an adjustable throttle and a pressure compensator, the pressure compensator having an axially displaceable regulator piston that moves in one direction of displacement with the pressure prevailing behind the throttle and the force of a pretensioned spring and, on the other hand, with that prevailing in front of the throttle Pressure of the hydraulic fluid can be acted upon, the regulator piston being provided with a throttle piston which runs coaxially to its central longitudinal axis and which is assigned to a throttle channel running coaxially to it for supplying a flow rate with a pressure of the hydraulic fluid in front of the throttle, characterized in that the Throttle stamp (22, 22 ", 22") with a flat end face (33, 33 ', 33 ") is arranged directly in front of the throttle channel (32, 32', 32") and that the cross section (A ₂ , A ₂ , A 33) the end face (33,33 ', 33 ") of the Drasseistenipel (22, 22', 22") acted upon by the hydraulic fluid is somewhat larger t as the cross section (A, A ', A 32) des Drosselkanals (32,32', 32"), wobei für das Querschnittsverhältnis gilt A/A2 > 0,9 bzw. AVA₂' > 0$bzw.A32//4 33 > 0,9. A 32) of the throttle duct (32.32 ', 32 "), whereby A / A2> 0.9 or AVA ₂ '> 0 $ or A32 // 4 33> 0.9 applies for the cross-section ratio.

2. Stromregelventil nach ,Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für das Querschnittsverhältnis ungefähr gilt AZA₂ - 0,95 bzw. AVA₂' = 035 bzw.2. Flow control valve according to claim 1, characterized in that AZA ₂ - 0.95 or AVA ₂ ' = 035 or

/4 32/^33-0,95./ 4 32 / ^ 33-0.95.

3. Stromregelventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Reglerkolben (17') als Differenzkolben ausgebildet ist, dessen zylindrischer Abschnitt (18') größeren Durchmessers Ober eine als Schubhülsenfeder ausgebildete Druckfeder (27') eingespannt ist3. Flow control valve according to claim 1 or 2, characterized in that the regulator piston (17 ') is designed as a differential piston, the cylindrical portion (18 ') of larger diameter upper a compression spring (27 ') designed as a thrust sleeve spring is clamped