DE3107309A1 - Stromteilerventil - Google Patents

Description

POCLAIN HYDRAULICS

6o41o Verberie

Frankreich

Stromteilerventil

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Anwendung von unter Druck stehenden Fluiden, insbesondere bei der Hydrauliktechnik, führen zur Herstellung von Stromteilerventilen zur Aufteilung eines Primärdurchsatzes in zwei Sekundärdurchsätze,deren Grossen ein gegebenes Verhältnis haben und deren Summe gleich dem Primärdurchsatz ist.

Gemäss der bisherigen Technik besteht ein Stromteilerventil aus einem Gehäuse, mit einer Bohrung, in der ein Steusrschieber schwimmend angeordnet ist. Dessen entgegengesetzte Enden bilden zwei veränderliche Drosselstellen, die in zwei getrennten Leitungen angeordnet sind, die die Zufuhr

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mit zwei Auslässen für das 3?luid verbinden. In diesen t eiden Leitungen sind zwischen dem Einlass und den beiden ersten Drosselstellen zwei zweite Drosselstellen unveränderlicher Grosse angeordnet.

Der erzielte Betrieb in Verbindung mit derartigen zweiten unveränderlichen Drosselstellen ist nur zufriedenstellend, wenn deren Eigenschaften, insbesondere die Grosse des Primärdurchsatzes,dem theoretischen Wert nahekommen, dor zur Berechnung der Abmessungen des Stromteilerventils verwendet wird. Sobald man sich von den genannten spezie ,len Eigenschaften entfernt, wird der Betrieb ungenügend. Er, gilt somit folgendes:

- Wenn der Primärdurchsatz kleiner als der theoretische Durchsatz ist, wird die Empfindlichkeit des Stroateilerventils schlecht und verändert sich das Teilungsverhältnis in unkontrollierter und unerwünschter Weise.

- Wenn dagegen der Primärdurchsatz grosser als der theoretische Durchsatz ist, wird die Empfindlichkeit beibehalten und das Teilungsverhältnis erzielt. Jedoch werden die Druckverluste und die Erhitzung des Eluids gross und macht der erzielte schlechte Wirkungsgrad das Stromteilerventil unbrauchbar.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Stromteilerventils, das diese Nachteile vermeidet.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäss durch den Gegenstand des Anspruchs 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung aniand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

ig. 1 einen schematischen Schnitt eines Stromteilerventils nach der Erfindung;

Fig. 2 einen Axialschnitt des Steuerschiebers, der die zweiten Drosselstellen des Stromteilerventils von Fig. 1 bildet, in einer ersten Funktionsanordnung;

Fig. 3 einen Schnitt III-III von Fig. 2;

Fig. 4 einen Schnitt IV-IV von Fig. 2;

Fig. 5 eine ebene Abwicklung des Steuerschiebers von Fig. 2;

Fig. 6 einen der Fig. 2 analogen Axialschnitt desselben Steuerschiebers in einer zweiten Funktionsanordnung;

Fig. 7 eine der Fig. 5 analoge ebene Abwicklung des Steuerschiebers von Fig. 6.

Das dargestellte Stromteilerventil enthält folgendes:

- ein Gehäuse 1,

- eine Bohrung 2,

- einen zylindrischen Steuerschieber 3, der verschiebbar und abgedichtet in der Bohrung 2 angeordnet ist,

- zwei Kammern 4 und 5, die die Verlängerungen der Enden der Bohrung 2 bilden,

- zwei elastische Rückstellfedern 6 und 7, die zwischen den Böden 8 und 9 der beiden Kammern und den Enden des Steuerschiebers 3 angeordnet sind, diesen in einer Hittelstellung halten, durch mit den Enden des Steuerschiebers einstückig ausgebildete zylindrische Abschnitte 10

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geführt sind und diese Abschnitte umgeben, eine Einlassöffnung 11 für einen Primärdurchsatz dee aufzuteilenden Fluids,

eine Bohrung 12, deren Ende durch die Einlassöffnung 11 gebildet ist,

einen Steuerschieber 13» der einen Zwischenboden 14 aufweist, zylindrisch und rohrförmig ist, mit einer axialen Ausnehmung 15 versehen ist, die durch den Zwischenboden 14 und eine öffnung 16 begrenzt ist, und verschiebbar sowie abgedichtet in der Bohrung 12 angeordnet ist, wobei seine öffnung 16 mit dem Teil der Bohrung 12 in Verbindung steht, der durch die Einlassöffnung 11 für den ersten Durchsatz begrenzt ist, zwei Ringnuten 17 und 18, die im Gehäuse 1 ausgebildet sind und in die Bohrung 12 münden, zwei erste Leitungen 19 und 20, die die Kammern 4 und 5 mit den Ringnuten 17 bzw. 18 verbinden, zwei zweite Leitungen 21 und 22, die münden: einerseits in Ringnuten 23 und 24, deren Kante 25; 26 einer ihrer Seitenflächen an die Kammer 4 bzw. 5 angrenzt, andererseits an der Aussenseite des Gehäuses 1 durch Auslassleitungen 21a, 22a,
eine Hauptanschlussleitung 27,

zwei Rücklaufleitungen 28, 29, die die Ringnuten 30, 31 mit der Hauptanschlussleitung 27 verbinden, zwei Rückschlagventile 32, 33* die in Schliesstellung die Ringnuten 23, 24 von den Rücklauf leitungen 28, 2^l) trennen, jedoch in Schliesstellung die Ringnuten mit den jeweiligen Rücklaufleitungen verbinden, eine Kammer 34, die den Boden der Bohrung 12 bildet, eine elastische Rückstellfeder 41 für den Steuerschieber 13 enthält und in ständiger Verbindung mit den ersten Leitungen 19* 20 über zwei Leitungen oder Leckrücklaufleitungen 35, 36 steht, in denen die beiden !Drosselstellen 37 bzw. 38 angeordnet sind,

- zweite Rücklaufleitungen 39, 40, die die Rückseiten der Rückschlagventile 32, 33 mit einer der Rücklaufleitungen, insbesondere der Rücklaufleitung 28, verbinden,

- eine Ausgleichsleitung 42, die die zweiten Leitungen 21 und 22 verbindet, und

- eine Drosselstelle 43, die in der Ausgleichsleitung 42 angeordnet ist.

Die aktiven Enden des zylindrischen Steuerschiebers 3 haben zwei erste kegelstumpfförmxge Flächen 44, 45, die gegenüber den Kanten 25, 26 angeordnet sind und zwischen sich und diesen Kanten erste Drosselstellen 46 bzw. 47 bilden, deren Grossen von der Stellung des Steuerschiebers 3 in Bohrung 2 abhängen. Die ersten Drosselstellen stellen Verbindungen zwischen der Kammer 4 und der Ringnut 23 sowie zwischen der Kammer 5 und der Ringnut 24 her.

Die Enden des Steuerschiebers 3 haben ebenfalls zwei querverlaufende Flächen 48, 4-9, die senkrecht zur Achse 50 des Steuerschiebers 3* entgegengesetzt gerichtet und in ständiger Verbindung mit den Kammern 4 bzw. 5 sind.

Im einzelnen wird zunächst di3 Konstruktion des rohrförmigen Steuerschiebers 13 beschrieben, vgl. Fig. 2 bis 7·

Die zylindrische Wand des Steuerschiebers, die die axiale Ausnehmung 15 der zylindrischen äusseren Fläche 51 (die abdichtend in der Bohrung 12 gleitet) trennt, wird von zwei Reihen von identischen Löchern durchquert: von einer Reihe von Löchern 52, die in einer Querebene 53 zentriert sind und diametral gegenüberliegen, und von einer Reihe von vier Löchern 54 mit demselben Durchmesser wie die Löcher 52, die jedoch in einer weiteren Querebene, der Ebene 55» zentriert und gegenüber der Achse 56 des Steuerschiebers um 90° im Winkel versetzt sind.

Der Steuerschieber 13 ist mehr oder weniger tief in die Bohrung 12 eingetaucht, und zwar in Abhängigkeit von der Grosse des Primärdurchsatzes, der die Einlassöffnung 11 durchcuert, und folglich in Abhängigkeit vom Druck, der auf den Zw: schenboden 14 des Steuerschiebers 13 und entgegen^ esetzt zur Rückstellfeder 41 wirkt. Somit sind zwei gesonderte Anordnungen einerseits bezüglich Fig. 2 bis 5 und andererseits bezüglich Fig. 6 und 7 dargestellt.

Die Anordnung von Fig. 2 bis 5 entspricht einem grossen Primärdurchsatz. Der auf den Zwischenboden 14· wirkende Fluiddruck ist verhältnismässig gross und genügt zum teilweisen Überwinden der Rückstellkraft der Feder 41, was eine grosse Höhe A der Überdeckung der Löcher 52. und 54 mit den Ringnuten 17 bzw. 18 ermöglicht. Die Überüeckuag der Löcher 52 mit der Ringnut 17 hat eine Grosse A, di-3 gleich derjenigen der Löcher 54 mit der Ringnut 18 ist. Die Querschnitte der von den Ringnuten 17» 18 überlagerten Löcher 52 bzw. 54 für den Durchtritt des in der axialen Ausnehmung 15 enthaltenen Fluids zu den ersten Leistungen und 20 sind verhältnismässig gross und bilden somit Drossel stellen für die Strömung des Fluids.

.Die Anordnung von Fig. 6 und 7 entspricht dagegen einen kleinen Primärdurchsatz, der kleiner als derjenige der vorhergehenden Anordnung ist. Der auf den Zwischenboden wirkende Druck ist kleiner als der vorhergehende Druck. Die Rückstellfeder 41 hat den Steuerschieber 13 zur Einlassöffnung 11 zurückgedrückt, was eine Bedeckung der Löcher 52 und 54 mit den Ringnuten 17 bzw. 18 ergibt, die kleiner als im vorhergehenden Fall ist. Die Bedeckungshöhe B der Löcher 52 mit der Ringnut 17» die gleich der Bedeckung der Löcher 54 mit der Ringnut 18 ist, ist kleiner als der vorhergehende Wert A. Die Querschnitte der Teile ier löcher 52, 54, die den Ringnut τ. 17 bzw. 18 überlagert find und die Drosselstellen bildenden Durchtrittsquerszhniite

dee von der Ausnehmung 15 zu den ersten Leitungen 19 und strömenden Fluids darstellen, haben eine geringe Grosse, die kleiner als die entsprechenden Werte der vorhergehenden Anordnung sind.

Bezüglich der Funktion ist anzugeben, dass das Teilungsverhältnis der in den ersten Leitungen 19 und 20 strömenden Durchsätze, das sich ergibt aus dem Verhältnis der Durchtrittsquerschnitte des Fluids, das über die den Ringnuten 17, 18 überlagerten !Teile der Löcher 52 bzw. 54 von der axialen Ausnehmung 15 zu diesen beiden Leitungen strömt, insbesondere gleich dem Verhältnis der Anzahl der Löcher ist (2/4 ■ 0,5). Dieses Verhältnis bewahrt seine Konstanz unabhängig von der Grosse des Primärdurchsatzes und der Grosse des auf den Zwischenboden 14 wirkenden Drucks. Dies ist ein erstes wichtiges Merkmal.

Ebenfalls von grosser Bedeutung ist, dass die Druckverluste, die sich aus dem Durchtritt des Fluids durch die Drosselstellen ergeben, die durch die den Ringnuten 17» 18 überlagerten Teile der Löcher 52 bzw. 54 gebildet sind, ständig annehmbare Werte einhalten. Wenn der Primärdurchsatz gering ist, ist die Bedeckungshöhe B so gross, dass die Durchtritt squer schnitte des Fluids durch die Löcher 52 und 54 an die Grosse dieses Durchsatzes angepasst sind. Diese Höhe B ist klein. Wenn der Primärdurchsatz gross ist, erzeugt der sich daraus ergebende Druck automatisch eine Verschiebung des Steuerschiebers, die diese Durchtrittsquerschnitte vergrössert, um zu einer Bedeckungshöhe A zu führen, die grosser als B ist. Die Veränderung des Durchtrittsquerschnitts in Anbetracht der Rückstellkraft der Rückstellfeder 41, des Drucks in der Ausnehmung 15 und der relativen Stellungen der Löcher 52, 54 gegenüber den Ringnuten 17 bzw. 18 ist von der Art, dass der Druckverlust einen im wesentlichen konstanten Wert hat. Das Stromteilerventil ist insbesondere gut an die Teilung von grossen Primärdurchsätzen angepasst.

Die Punktion des Steuerschiebers ist Ihrerseits völlig von in der Technik der Stromteilerventile herkömmlicher Art.

So strömen in den zweiten Leitungen 21, 22 die aus der Teilung des Primärdurchsatzes an Fluid hervorgegangenen Sekundärdurchsätze. Das Teilungsverhältnis ist, wie ersichtlich, konstant und gleich dem der Definition des Steuerschiebers 13 entsprechenden theoretischen Verhältnis. Es kann jedoch vorkommen, dass die durch diese Sekundärdurchsätze gespeisten Behälter Speisedurchsätze benötigen, die geringfügig von den die zweiten Leitungen 21, 22 durchquerenden abweichen. Zum Ausgleich des in einer dieser zweiten Leitungen strömenden Durchsatzes durch einen Teil des in der anderen zweiten Leitung strömenden Durchsatzes ist die Ausgleichsleitung 4-2 vorgesehen. Somit kann der augenblickliche Durchsatzüberschuss in der einen dieser zweiten Leitungen durch die Ausgleichsleitung überströmen und den in der anderen zweiten Leitung strömenden Durchsatz ergänzen,Natürlich ist es nach einer genauen Teilung des Primärdurchsatzes und der Erzielung von zwei Sekundär satz en mit genauen Werten nicht zweckmässig, dr.ese beiden Sekundärdurchsätze ohne Vorsichtsmassnahme wieder zu mischen. Aus diesem Grunde ist in der Ausgleichsleitung 42 eine Drosselstelle 43 angeordnet, die für ein erneutes Mischen dieser Sekundürdurchsätze ein Hindernis erzeugt.

Die Funktion der Rückschlagventile 32, 33 besteht darin, dass einerseits, wenn der zu teilende Primärdurchsatz durch die Hauptanschlussleitung 27 strömt, der unmittelbare Durchtritt des Fluids durch die Rücklaufleitungen 28, 29 zu den zweiten Leitungen 21, 22 untersagt wird, und andererseits, wenn die mit den zweiten Leitungen 21, 22 verbundenen Behälter reversibel sind und diese zweiten Leitungen kein Fluid zur Speisung dieser Behälter mehr fördern, sondern das Auslassfluid fördern ,«rs dem durch die zweiten Lei-

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tuagen 21, 22 zu den Ringnuten 23, 24- hin eintretenden Auslassfluiddurchsätzen ermöglicht wird,frei zur Hauptanschlussleitung 27 und von dort aus zu einem drucklosen Auffangbehälter zu ströaen, und zwar unter Anhebung der Rückschlagventile 32, 33 und Strömung durch die Rücklaufleitungen 28, 29.

Leerseite

Claims (8)

1. Patentanwälte

   BEETZ- LA M PRECHT-BEETZ
   8QQQ München 22 « Stelnedorfetr. 10

   96-32.o96P(32.o97H) 26. Febr. 1981

   Ansprüche

   MJ Stromteilerventil,
   bestehend

   - aus einem Gehäuse (1),

   - aus einer Einlassöffnung (11), die durch einen Primärdurchsatz eines aufzuteilenden Fluids durchquert wird,

   - aus zwei Auslassöffnungen (21a, 22a) für zwei aus der Aufteilung des Primärdurchsatzes hervorgegangene Sekundärdurchsätze,

   - aus zwei im Gehäuse (1) gebildeten inneren Kammern (4, 5),

   - aus zwei ersten Leitungen (19, 20), die jeweils eine innere Kammer (4, 5) mit der Einlassöffnung (11) verbinden ,

   - aus zwei zweiten Leitungen (21-23, 22-24), die jeweils eine innere Kammer (4, 5) mit einer Auslassöffnung (21a, 22a) verbinden,

   - aus einem schwimmenden Steuerschieber (3),

   - mit zwei ersten gesonderten Flächen (44, 45), die jeweils gegenüber einer Kante (25, 26) zur !Trennung einer inneren Kammer (4, 5) und einer entsprechenden zweiten Leitung (21-23, 22-24) und in einem veränderlichen Abstand von der Kante (25, 26) derart angeordnet sind, dass zwischen der ersten Fläche (44, 45)

   96-(H13511 cas 320)

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   und der Kante (25, 26) eine erste Drosselstelle (46, 47) mit veränderlichem Querschnitt gebildet ist, und

   — mit zwei zweiten axialen Flächen (48, 49), die entgegengesetzt gerichtet und jeweils mit einer inneren Kammer (4, 5) verbunden sind, und

   - aus zwei zweiten Drosselstellen (52, 54), von denen die eine (52) in der einen (19) der ersten Leitungen und die andere (54) in der anderen (20) der ersten Leitungen angeordnet ist,

   dadurch gekennzeichnet ,

   - dass jede der zweiten Drosselstellen (52, 54) mit einer Vorrichtung (13) zur Regelung ihrer Grosse versehen ist, die den Durchtrittsquerschnitt im gleichen Sinn wie der Primärdurchsatz und entsprechend einer Verändering hiervon ändert.
2. 2. Stromteilerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

   - dass jede der zweiten Drosselstellen durch einen Steuerschieber (13) gebildet ist, der

   — in einer Bohrung (12) im Gehäuse (1) des Stromteilerventils verschiebbar und abgedichtet angeordnet ist, wobei jede der ersten Leitungen (19» 20) mit einer festen Öffnung (17, 18) in der Bohrung (12) mündet,

   an einer Rückstellfeder (41) angebracht und den entgegengesetzten Wirkungen der Rückstellfeder und des Drucks des die Einlassöffnung (11) durchquerenden Fluids ausgesetzt ist,

   — mit wenigstens einer Verbindungsleitung (52, 54) versehen ist, die an dessen Umfang in einer beweglichen öffnung mündet, die einerseits von der Wand der Bohrung (12) verdeckt und andererseits nach einer Verschiebung des Steuerschiebers (13) unter der vorbelastenden Wirkung des Drucks des die Einlassöffnung (11) durchquerenden Fluids wenigstens teilweise de? festen öffnung (17, 18) überlagert werden kann.

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3. 3. Stromteilerventil nach. Anspruch 2,
   dadurch gekennzeichnet,

   - dass die Verbindungsleitungen (52, 54·) der beiden zweiten Drosselstellen in einem einteiligen Steuerschieber (13) ausgebildet sind.
4. 4·. Stromteilerventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,

   - dass jeder Steuerschieber (13) eine axiale Ausnehmung (15) aufweist, die in ständiger Verbindung mit der Einlassöffnung (11) steht, während die Verbindungsieitung (52, 54) für jede zweite Drosselstelle durch wenigstens ein Loch gebildet ist, das die Wand der Ausnehmung (15) radial durchquert.
5. 5. Stroateilerventil nach Anspruch 4,
   dadurch gekennzeichnet,

   - dass die Verbindungsleitungen für die beiden zweiten Drosselstellen durch zwei Reihen von identischen durchquerenden Löchern (52, 54) gebildet sind,

   - dass die Löcher einer Heine in derselben zur Achse (56) des Steuerschiebers (13) senkrechten Querebene (53» 55) zentriert sind und

   - dass die beiden Querebenen der beiden Reihen von durchquerenden Löchern (52, 54) voneinander getrennt sind.
6. 6. Stromteilerventil nach Anspruch 5»
   dadurch gekennzeichnet,

   - dass das theoretische Teilungsverhältnis abhängig ist vom Verhältnis der Anzahl von durchquerenden Löchern einer Reihe zur Anzahl von durchquerenden Löchern der anderen Reihe.
7. 7. Stromteilerventil nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

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   - dass die feste Öffnung (17» 18) für jede erste Leitung (19, 20) aus einer Ringnut (17, 18) besteht, die im Gehäuse (1) des Stromteilerventils ausgebildet ist und in die Bohrung (12) mündet.
8. 8. Stromteilerventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet,

   - dass die beiden ersten Leitungen (21, 22) durch eine Ausgleichsleitung (42) verbunden sind, in der eine Weitere Drosselstelle (4-3) angeordnet ist.

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