DE3109116A1

DE3109116A1 - Stetigventil mit drehschieber oder laengsschieber

Info

Publication number: DE3109116A1
Application number: DE19813109116
Authority: DE
Inventors: Johannes 5905 Freudenberg-Plittershagen Ohrendorf; Harald 5910 Kreuztal-Fellinghausen Wagner
Original assignee: ELMEG Elektro Mechanik GmbH
Current assignee: ELMEG Elektro Mechanik GmbH
Priority date: 1981-03-11
Filing date: 1981-03-11
Publication date: 1982-11-04
Also published as: FR2501818B1; FR2501818A1; IT8220090A0; DE3109116C2; JPS58603A; GB2094944A; GB2094944B; US4479512A; IT1150670B; JPH0255643B2

Description

- 4 - FBE 81/4

(EMG8i/2a/b)

Die Erfindung bezieht sich, auf ein Stetigventil mit einem Drehschieber oder einem Längsschieber in einem Schiebergehäuse mit durch die Gehäusewand gehenden Bohrungen, deren jede in der Innenmantelfläche des Gehäuses liegende Mündung von einem umlaufenden Kantenzug umgrenzt ist, in welchem Gehäuse der Drehschieber oder Längsschieber längliche rechteckformige Nuten hat, die den Mündungen gegenüberstellbar sind und deren Längskanten Teilstücke von Mantellinien der Längsschiebermantelfläche oder von Umfangslinien der Drehschiebermantelfläche sind, und die die Enden der zwei Längskanten verbindenden Endkanten Steuerkanten bilden.

Stetigventile, ausgeführt mit Drehschieber oder Längsschieber, welche die eingangs angegebenen Merkmale aufweisen, insbesondere daß Drehschieber oder Längsschieber zylindrische Körper sind, die in ihrer Mantelfläche mit rechteckförmigen Nuten versehen sind, sind in den beiden genannten Ausführungen allgemein bekannt, beispielsweise durch DE-OS 27 30 652 (Drehschieber) und DE-OS 24 04 524 (Längsschieber). Diese Rechtecknuten sind zwar im Gegensatz zur letztgenannten DE-OS gewöhnlich in ihrer Längserstreckung oder der Länge nach parallel zu der Schiebergehäuseachse und der mit dieser zusammenfallenden Symmetrieachse des zylindrischen Schieberkörpers ausgerichtet. Die Länge der Nuten bestimmt sich nach dem Abstand der Mündungen benachbarter Bohrungen durch die Schiebergehäusewand, welche Mündungen sich an der inneren Mantelfläche des Gehäuses befinden. Bei einem Vier-Vege-Ventil sind zwei Nuten erforderlich, die sich in der Mantelfläche des Schiebers diametral gegenüberliegen.

Bekannt durch GB-PS 134 759 (Fig.1 und 2) sowie durch US-FS 3 477 472 (Fig.1) ist ferner, zur Reduzierung der Strömungskräfte bei Steuerventilen den Steuerkolben mit einer Stufe zu versehen bzw. in Nähe der Steuerkante des Steuerkolbens eine Stufe anzuordnen. Stetigventile der eingangs angegebenen Art und Ausführungen sind stetig steuernde Steuermittel und als

» Λ * * Λ Λ Λ

- 5 - FBE 81/4-

(EMG81/2a/b)

solche vielseitig verwendbar. Zunehmende Bedeutung haben diese Steuermittel in der Funktion eines Wandlers oder Umformers und zugleich auch eines Verstärkers erlangt bei der Verwendung in einem sogenannten pneumohydraulisehen Regelsystem. Das System wurde für den Einsatz als Bahnkantenregler oder Bahnmittenregler in der Papier- und Textilindustrie entwickelt. Grundbaustein des Systems ist das pneumohydraulisehe Steuergerät, bestehend aus einem pneumohydraulisehen Umformer und einem Aggregat für Öldruckversorgung und Blaslufterzeugung.

Der als Servoventil ausgebildete pneumohydraulisehe Umformer enthält eine Doppelmembran, die mit einem der Abweichung z.B. der Bahnkantenlage von einer Sollage entsprechenden Differenzdruck beaufschlagt wird. Unter dem Differenzdruck führt ein Membranantrieb einen Längshub aus und bewirkt am Drehschieber des Servoventils eine entsprechende Sitzdrehung, wodurch ein Öl-Arbeitsstrom stetig in dem Sinne gesteuert wird, daß über ein Stellglied die Abweichung der Bahnkantenlage vermindert wird.

Ein als Teil eines pneumohydraulisehen Umformers, und nicht nur als solches,ausgebildetes und verwendetes Stetigventil hat eine bestimmte, durch die Baugröße des Schiebergehäuses und des Schiebers gegebene Durchflußmenge-Weg-Kennlinie, wodurch die Steuercharakteristik festgelegt ist. Deshalb müssen, um Stetigventile mit unterschiedlichen Kennlinien herzustellen, der Schieber und/oder das Schiebergehäuse verschieden in Baugröße gefertigt werden. Da aber Bedarf an Stetigventilen einmal mit Drehschieber und einmal mit Längssehieber und dazu noch mit erheblich unterschiedlichen Kennlinien bestand und besteht, wurde es notwendig, viele Baureihen in Kleinserien zu fertigen. Andererseits wird bei einem als pneumohydraulischem Umformer ausgebildeten Stetigventil dessen Eigenschaft und Funktion als Verstärker ausgenutzt, darin bestehend, daß damit eine hydraulische Leistung (Ausgangsleistung des Stetigventils) gesteuert werden kann, die größer als die z.B. den Drehschieber betäti-

- 6 - FBE 81/4

(EMG81/2a/b)

gende Steuerleistung (Eingangsleistung) ist. Der erwähnte Membranantrieb des als Servoventil ausgebildeten pneumohydraulischen Umformers hat nur eine geringe Steuerkraft, so daß die dem Servoventil zugeführte Leistung nicht groß ist.

Es gibt bereits auf dem Markt, und daher sind benutzt, Stetigventile , bei welchen zur Kompensation oder Reduzierung der hydraulischen Strömungskraft auf dem Schieber, in der Strömungsrichtung gesehen, hinter den Steuerkanten beim Eintritt der Strömung in das Ventil, Stufen, ähnlich wie durch den oben angegebenen Stand der Technik bekannt, angeordnet sind. An den Stufen wird eine entgegen der das Ventil schließend wirkenden Strömungskraft gerichtete "Kompensationskraft" aufgebaut, wodurdh zum Aussteuern des Schiebers eine geringere Kraft und damit geringere Steuerleistung als bei Ventilen ohne Strömungskraftreduzierung benötigt wird, wenn eine gleichgroße zu steuernde Leistung vorausgesetzt wird. Die herkömmlichen Verfahren der Strömungskraftreduzierung bei Ventilen sind dafür aber nicht ausreichend.

Es besteht nun die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ein Stetigventil, insbesondere für einen pneumatischen Umformer, zu schaffen, bei welchem mit fertigungsgleichen Schiebergehäusen und Schiebern unterschiedliche Durchflußmenge-Weg-Kennlinien einstellbar sind, und des weiteren, mit welchem eine bestimmte Durchflußmenge Hydraulikmedium unter einem bestimmten Druck stetig steuerbar ist nach einer Strömungskraft-Durchflußmenge-Kennlinie, die stetig monoton steigend ist. Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgaben besteht in der Anwendung von Maßnahmen der Anordnung und der Formgebung allein des Schiebers und ergibt sich aus den im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen. Weiteren Ausgestaltungen der Erfindung entsprechen die in den Patentansprüchen 2 und 3 angegebenen Merkmale.

Wie diese liegen noch weitere Ausgestaltungen und Varianten im Rahmen der im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Erfindung. Zum

- 7 - PBE 81/4

(EMG81/2a/b)

Beispiel werden bei einem Drehschiebersystem Vierkantbohrungen in einer solchen Lage verfertigt, daß deren Begrenzungskanten bestimmte Winkel zwischen O⁰ und 90°, ausgenommen 0° und 90°, mit der Achse des Schiebergehäuses bilden. Entsprechendes gilt bei einem Längsschiebersystem. In beiden Systemen läßt sich mit Vierkantbohrungen in einer bestimmten Winkellage jeweils eine bestimmte Form der Durchflußmenge-Weg-Charakteristiken, und zwar auch nicht streng lineare, erzielen. Dabei können auch die Begrenzungskanten von Rechtecknuten, wie z.B. deren Endkanten, beliebige Winkel zwischen 0° und 90° mit den Begrenzungskanten der Vierkantbohrungen bilden.

Schließlich ist es auch praktikabel, Vierkantbohrungen oder Kreisbohrungen im Schiebergehäuse und andererseits entsprechende Nuten im Schieber zu benutzen, um andere Formen der Charakteristiken, insbesondere nichtlineare, monoton mit zunehmendem Verschiebungsweg steigende, einzustellen.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung wird darin gesehen, daß die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Hauptmerkmale und Maßnahmen, welche die Anordnung und Formgebung des Schiebers betreffen, unabhängig voneinander anwendbar sind, so daß mit jeder für sich die ihr zugeordnete Auswirkung auf die Durchfluß-Wegbzw, die Strömungskraft-Durchflußmenge-Charakteristiken erzielt wird. Die beiden Maßnahmen sind aber auch vereint und als Kombination ohne gegenseitig sich mindernde Beeinflussung anzuwenden .

Es werden weitere Vorteile gesehen in der Anhebung der Regelungseigenschaften hydraulischer Regelkreise, in denen Stetigventile gemäß der Erfindung als kontinuierlich wirkende Steuerglieder verwendet wercta.. Doch kommt dabei die stetige Steuerwirkung nicht allein zum Tragen. Durch die Reduzierung der Strömungskraft an den Steuerkanten des Stetigventils und zugleich die steigende Strömungskraft-Durchflußmenge-Charakteristik sind die Stetigventile gemäß der Erfindung schon mit

t« t*

- 8 - FBE 81/4-

(EWG81/2a/b)

geringer Steuerleistung auslenkbar und aussteuerbar, wodurch, auch Verstärkung neben der Steuerwirkung des verwendeten Ventils ausnutzbar wird.

Im folgenden sind anhand der Zeichnung die zwei Hauptmerkmale der Erfindung einzeln durch Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigt

Figur 1 ein Drehschiebersystem im Querschnitt durch das Schiebergehäuse mit zwei Vierkantbohrungen und zwei kreisförmigen Bohrungen (Vier-Wege-Ventil);

Figur 2 einen Drehschieber nach Fig.1 in Seitenansicht;

Figur 3 und 4 je ein Stetigventil mit Drehschieber nach Fig.1 und 2 in einem Axialschnitt;

Figur 5 ©in Längsschiebersystem in einem Axialschnitt durch das Schiebergehäuse mit sechs Vierkantbohrungen und vier kreisförmigen Bohrungen (Vier-Wege-Ventil in Parallelschaltung);

Figur 6 und 7 d^e einen Durchmesserschnitt durch, ein System nach Fig.5;

Figur 8 ein Diagramm der Durchflußmenge-Weg-Charakteristiken eines Drehschiebers und Längsschiebers;

Figur 9 einen Durchmesserschnitt durch einen Drehschieber und das Drehschiebergehäuse;

Figur 10 einen Durchmesserschnitt durch einen Längsschieber und das Längsschiebergehäuse;

Figur 11 ein Diagramm der Strömungskraft-Durchflußmenge-Charakteristik.

Bei den in den Figuren 1 bis 4- gezeigten Stetigventilen mit einem Drehschieber 7' sind die vier durch die Wand des Schie-

ββτ - Q EBE 81/4

- ^Ό " (EMG81/2a/b)

bergehäuses 1' gehenden Bohrungen rechtwinklig zueinander angeordnet, so daß je zwei Bohrungen eine und dieselbe Gerade zur Symmetrieachse haben; zwei Bohrungen gehen vor dem Schieber 7¹ in Tierkantbohrungen 2a, 2b über und münden an der Innenmantelfläche des zylindrischen Schiebergehäuses in den zylindrischen Hohlraum für den Drehschieber ein. Die Mündungen der Vierkantbohrungen umschließen ein Viereck, und zwar ein Quadrat, und haben vier etwa gleichlange Begrenzungskanten, von denen je zwei parallel sich gegenüberliegende mit 10a, 10c und 10b, 1Od bezeichnet sind.

Auf dem Drehschieber 7' befinden sich zwei diametral sich gegenüberliegende Rechtecknuten 8a, 8b, die in der Fig.2 deutlicher sichtbar sind, wo mit 9a, 9c und 9t>, 9<i die je zwei

(EMG81/2a/b)

Endkanten dieser Nuten "bezeichnet sind, die die Nutlänge begrenzen, d.h. der Abstand der Endkanten 9a und 9c sowie 9b und 9d voneinander ist die Nutlänge. Diese je zwei Endkanten der zwei Rechtecknuten sind gleichlang und bilden die Steuerkanten, die in Fig.1 mit 6a und 6c bzw. 6b und 6d bezeichnet sind. Nach Fig.2 sind die Begrenzungskanten 10a, 10c und 10b, 1Od der Vierkantbohrungen parallel zu der Gehäuseachse 5 ausgerichtet und parallel zu den erwähnten Endkanten 9a? 9c und 9b, 9cL der zwei Rechtecknuten und mit diesen auch gleichlang.

Der mit den Rechtecknuten versehene Mittenteil (s.I¹Xg.2) des Drehschiebers 7¹ ist ein Steg, der in Fig.1 als schraffierter Längsschnitt dargestellt ist. Fig.2 zeigt den Drehschieber in der Stellung, bei der das Ventil geschlossen ist, da die Zufuhr des Strömungsmediums durch die Bohrung P und der Abfluß über Bohrung T blockiert sind. Die gleiche Stellung (Schließstellung) hat das in Fig.3 dargestellte Stetigventil, dessen Drehschieber 7' mit zwei diametral sich gegenüberliegenden Rechtecknuten 8a und 8b, mit der gleichen Länge und Breite wie in den Figuren 1 und 2, versehen ist. Nach Fig.3 ist der Drehschieber mittels dreier Distanzscheiben 11 bis 13, die um den Schaft oberhalb des Drehschieberteiles eingefügt sind, in der herkömmlichen Betriebsposition festgelegt. Fig.4 zeigt im Unterschied hierzu ein Stetigventil, bei dem der Drehschieber durch axiale Verschiebung in zwei unterschiedlichen, von der herkömmlichen abweichenden Betriebspositionen festgelegt ist. Diese Einstellungen und Festlegungen geschehen im rechten Teil der Fig.4 mittels zweier Distanzscheiben 12, 13, die oberhalb des Drehschieberteiles eingefügt sind, und mittels einer unterhalb desselben eingefügten Distanzscheibe 11, und im linken Teil der Fig.4 mittels einer oberhalb und zweier unterhalb des Drehschieberteiles eingefügter Distanzscheiben 13 bzw. 11 und

In Fig.4 ist im Vergleich zu Fig.3 ersichtlich, daß in den aus der herkömmlichen Betriebsposition axial verschobenen Betriebsstellungen des Drehschiebers die wirksame Länge der Steuerkanten 6b, 6d und somit auch die in diesen Figuren nicht sieht-

(EMG81/2a/b)

baren 6a, 6c kleiner als die betreffende Länge bei der herkömmlichen Betriebsstellung ist, bei der die wirksame Länge maximal und etwa gleich der Fertigungslänge der Steuerkanten ist.

Definiert als wirksame Länge (für die Steuerfähigkeit des Stetigventils) ist der Teil der Fertigungslänge einer Steuerkante , der den Teil der korrespondierenden parallelen Begrenzungskante einer Bohrungsmündung überlappt. Die Definition ist anwendbar auch in den Fällen, in denen bogenförmige Steuerkanten und Begrenzungskanten einander gegenüberstehen und zueinander parallel sind, des weiteren auch, wenn nichtparallele gerade oder bogenförmige Steuerkanten mit ebensolchen zusammenwirken.

In den letzteren Fällen ist wirksame Länge die Projektion eines Teils der Fertigungslänge einer Steuerkante auf einen Teil der korrespondierenden Begrenzungskante. Generell ist durch die so definierte wirksame Länge einer Steuerkante, abhängig von der steuernden Drehstellung des Drehschiebers, zusammen mit der feststehenden Begrenzungskante einer Bohrungsmündung jeweils nach Art einer Blende die Größe der Durchflußöffnung des Ventils bestimmt und damit die gesteuerte Durchflußmenge. Je weiter entfernt die Betriebsstellung des Drehschiebers von der herkömmlichen (mit maximal wirksamen Steuerkanten) festgelegt ist, desto kleiner jeweils ist die erwähnte Durchflußöffnung und die gesteuerte Durchflußmenge. Der Zusammenhang von Durchflußmenge und Drehstellung des Schiebers, Weg genannt und in Winkelgraden oder im Bogenmaß gemessen, ist für drei Betriebsstellungen oder Positionen des Drehschiebers durch die drei Charakteristiken (Kurven 1 bis 5 aus Fig.8 ersichtlich, die ziemlich linear sind. Kurve 1 ist die Charakteristik des Stetigventils bei herkömmlicher Betriebsposition des Drehschiebers , bei der die wirksame Länge des Steuerkanten maximal ist. In der dargestellten Kennlinienschar kommt eine breite Variation der Durchflußmengensteuerfähigkeit eines und des-

»*t KW-*

--J2 FBE 81/4

' (EMG81/2a/b)

selben Stetigventils gemäß der Erfindung parametrisch zum Ausdruck.

Vorangehend ist der die Anordnungsmerkmale des Stetigventilschiebers "betreffende Teil des Wesens der Erfindung mit Bezug auf Drehschieber dargestellt. Übertragen auf Längsschieber (s.Fig.5 bis 7), ändert sich hierin im Prinzip nichts. Mit Elementen in den !Figuren 1 bis M- gleiche oder vergleichbare Elemente in den Figuren 5 his 7 haben dieselben Bezugszeichen.

Das in Fig.5 gezeigte Vier-Wege-Stetigventil hat einen Lähgsschieber 7, auf dem sich zwei Paar Rechtecknuten 8a, 8b wieder diametral gegenüberliegen. Auch ist wieder der Längsschieber in Schließstellung gezeigt. Die Mündungen der Vierkantbohrungen P und T sind durch die nutfreien Teile der Schiebermantelfläche versperrt, hingegen sind die Bohrungen A und B (Verbraucherzugänge und -abgänge) und damit die (nicht dargestellten) Verbindungsleitungen zu Verbrauchern über die Rechtecknuten miteinander verbunden. Je ein Paar der sich gegenüberliegenden parallelen Begrenzungskanten 10a bis 1Od der Mündungen ist parallel zur Achse des Schiebergehäuses 1 ausgerichtet und das zweite Paar Begrenzungskanten senkrecht dazu. Diese Kanten (im Unterschied zu Drehschieberventilen) korrespondieren mit den Steuerkanten 6a bis 6d (s.Nebenskizze im Kreis), die beim Längsschieber durch die bogenförmigen Teilstücke der Umfangskanten 9a bis 9d des Längsschiebers gebildet sind (vgl. in Fig.6 und 7)» durch die die Nutlänge begrenzt ist und die als Endkanten der Rechtecknuten bezeichnet sind. In Fig.6 ist der Längsschieber 7 in der herkömmlichen Betriebsposition, in welcher die steuernde Verschiebung (Schieberweg oder Weg nach Fig.8) in Richtung der Gehäuseachse geschieht. In Fig.7 ist der Längsschieber in einer aus der herkömmlichen herausgedrehten Betriebsstellung gezeigt. Es ist ersichtlich, daß in der Betriebsstellung die wirksame Länge der Steuerkanten 6c kurzer als in der herkömmlichen Betriebsposition nach Fig.6 ist, bei der die wirksame Länge der Steuerkante eine maxximale ist. Das ist der Fall bei jeder durch

Λ 2- FBE 81/4

¹³ (EMG81/2a/b)

Drehung des Längsschiebers aus der herkömmlichen Betriebsposition herausgedrehten Betriebsstellung. Mit geeigneten Mitteln wird der Längsschieber 7 im Schiebergehäuse 1 in der eingestellten Betriebsstellung fixiert, z.B. mit einer Verriegelung, in der der Schieber gegen Verdrehung gesichert ist, ohne die steuernde Schieberbeweglichkeit parallel zur Gehäuseachse 5 zu behindern. In der Pig.8 sind die mit Kurve 1 bis Kurve 3 bezeichneten Kennlinien nahezu Geraden, die sich entsprechend dem oben in Bezug auf den Drehschieber Dargelegten bei ein und demselben Stetigventil ergeben, wenn der Längsschieber in drei verschiedenen Betriebsstellungen fixiert und festgelegt ist.

Nachstehend ist auf die Figuren 9 "bis 11 Bezug genommen, in welchen die Merkmale der Erfindung, die die Formgebung oder das Profil eines Drehschiebers (Fig.9) und eines Längsschiebers (Fig.10) betreffen, gezeigt sind. Mit der dargestellten Formgebung der Schieber wird in den Durchflußabschnitten der Bereiche 4a, 4b der Nuten 8a, 8b zwischen den Bohrungen P (Strömungseingang) , B bzw. A, den Bereichen 6a, 6b der Nuten zwischen den Bohrungen A bzw. B und T (Strömungsausgang) die Strömungskraft in der Weise'verändert, daß bei geringer Strömungskraft (Kurve 3 in Fig.11) die Strömungskraft-Durchflußmenge-Kennlinie selbst bei großer Durchflußmenge noch immer monoton steil zunehmend ist. Diese Formgebung ist beim Drehschieber und beim Längsschieber im Prinzip die gleiche und ist jeweils im Boden der zugehörigen Hechtecknuten oder anders geformter Nuten geschaffen in folgender Weise:

Jeweils hinter den +Steuerkanten 3a, 3b am Strömungseingang P beginnt ein enger Kanal 4a, 4b, in dem die Strömung einen Druckabfall bewirkt, so daß sich entgegen der auf diese Steuerkanten das Stetigventil schließend wirkenden Strömungskraft F„. eine Kompensationskraft F, aufbaut, wodurch die Resultante -· dieser Kräfte in Abhängigkeit von der Durchflußmenge Q den mit Kurve 1 in Fig.11 gezeigten Verlauf aufweist. Der erwähnte Kanal endet bei der in Fig.9 und 10 gezeigten Stellung der Schieber 2¹, 2 im Bereich der Mündung

81Λ

(EMG81/2a/b)

der Bohrung A "bzw. B. Anschließend folgt eine Vertiefung oder Einbuchtung des Bodens der Nuten 8a, 8b. Jeweils vor der Steuerkante 5a, 5b läuft diese Vertiefung steil abfallend aus, so daß die Bodenfläche der Rechtecknut mit der Tangentialebene der nutfreien Mantelfläche des zylindrischen Schiebers an der

Steuerkante einen Winkel im Bereich O^-- 90° einschließt.

Durch die Formgebung der Schieber beim Strömungsausgang 9 wird bewirkt, daß in der Mündung der betreffenden Bohrung T der Strömungswinkel Θ zwischen der mittleren Ausströmungsrichtung und der erwähnten Tangentialebene schon bei geringer Durchflußmenge Q genügend groß ist, aber kleiner als 90°, mithin die Strömungskraft Fg-^_- an der -Steuerkante 5a, 5"b gering ist, und daß mit zunehmender Durchflußmenge Q der Strömungswinkel Θ noch weiterhin zunimmt, wodurch die Strömungskraft ]?Sk- erheblich schwächer als proportional mit Q zunimmt, entsprechend dem Verlauf der Kurve 2 in Pig.11. Die Strömungskraft-Durchflußmenge-Kennlinie eines Stetigventils mit Drehschieber oder Längsschieber und mit einem Profil derselben, wie vorstehend beschrieben, ergibt sich durch punktweise Addition der Kurven 1 und 2 als Kurve 3, die in einem breiten Bereich der Durchflußmenge Q monoton steil zunehmend ist. Diese Kennlinie kann, ohne ihren Charakter zu ändern, noch durch Maßgabe für die Tiefe der Kanäle 4-a, 4b variiert werden, ferner auch dadurch, daß hinter der -Steuerkante 3a, 3b eine kleine Stufe 10, wie dargestellt, angeordnet wird.

Zur Schaffung eines Stetigventils, bei dem die Strömungskraft-Durchflußmenge-Kennlinie in einem breiten Bereich der Durchflußmengegröße ebenfalls den oben erläuterten Charakter aufweist, zeichnet sich ein besonderer Lösungsweg ab, der im Rahmen dieser Erfindung liegt.

Demnach wird außer der Kompensation der Strömungskräfte beim Eintritt der Strömung in den Drehschieber bei P durch die erwähnten engen Kanäle 4a, 4b hinter den +Steuerkanten 3a, 3b oder durch die Anordnung von Stufen hinter den +Steuerkanten

(MG81/2a/"b)

in diesen Kanälen auch eine Kompensation der Strömungskräfte an den -Steuerkanten 5a, ^b bei Austritt der Strömung "bei T entsprechend durch Bemessung der Tiefe der Kanäle hinter den -Steuerkanten oder Anordnung von Stufen "bewirkt.

Die Anwendung dieser Maßnahmen in Bezug auf die Steuerkanten 5a, 5b setzt voraus, den Strömungsflußgang, d.h. die Strömungswege und die Lage der Steuerkanten derart zu ändern, daß die Strömung an diesen -Steuerkanten entgegengesetzt zu der Richtung fließt, in welcher sie ohne diese Änderungen fließt, d.h. daß die Strömung auch an den -Steuerkanten entgegengesetzt zu der Drehrichtung, mit der der Drehschieber aus der den Strömungseingang P und den Strömungsausgang T sperrenden Lage gedreht wird, gerichtet ist.

Claims

ELEKTRO - MECHANIK GMBH 5963 Wenden

3.3.1981 FBE 81/4-

(EMG81/2a/b)

Stetigventil
mit Drehschieber oder Längsschieber

Patentansprüche

1J Stetigventil mit Drehschieber oder Längsschieber in einem Schiebergehäuse mit durch die Wand des Schiebergehäuses gehenden Bohrungen, deren jede in der Innenmantelfläche des Gehäuses liegende Mündung (Öffnung) von einem umlaufenden Kantenzug (Begrenzungskanten) umgrenzt ist, und den Mündungen längliche rechteckförmige Nuten gegenüberstellbar sind, die in der Mantelfläche des Drehschiebers oder des Längsschiebers eingeformt sind, deren Längskanten Teilstücke von Mantellinien der Längsschiebermantelfläche oder von Umfangslinien der Drehschiebermantelfläche sind, und die die Enden der zwei Längskanten der diese Nuten verbindenden Endkanten Steuerkanten bilden, dadurch gekennzeichnet, daß im Drehschiebergehäuse (1¹) ein Drehschieber (7¹) stetig oder stufig axial verschiebbar ist und in einer Betriebsposition festgelegt ist, und ein Längsschieber (7) stetig oder stufig verdrehbar ist und in einer Betriebsdrehlage fixiert ist, und daß beim Drehschieber und beim Längsschieber die rechteckförmigen Nuten (8a, 8b; 8a¹, 8b¹) von den +Steuerkanten (3a, 3b; 6a, 6c) am Strömungseingang (P) des Stetigventils an in der Sichtung ihrer Längserstreckung bis vor die Mündung der dem Strömungseingang benachbarten Bohrungen (A, B) des Schiebergehäuses

- 2 - FBE 81/4

(EMG8i/2a/b)

(1, 1¹) eine geringe Tiefe aufweisen und anschließend die Tiefe der Nuten bis zu den -Steuerkanten (5a ι 5b; 6b, 6d) am Strömungsausgang (T) des Stetigventils zunimmt und wieder abnimmt und an diesen -Steuerkanten unter einem spitzen Winkel mit der Mantelfläche (71, 71·) des zylindrischen Schiebers (7, 7¹) auslaufen.

2. Stetigventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Mantelfläche des zylindrischen Drehschiebers (7¹) oder Längsschiebers (7) eingeformten Nuten (8a, 8b, 8a¹, 8b') Rechtecknuten sind und daß die durch .die Wand des Schiebergehäuses gehenden Bohrungen (P, T, A, B) vor der Mündung in Vielkantbohrungen übergehen und jede Mündung eine Anzahl von ein Vieleck umschließenden Begrenzuagskanten hat.

3. Stetigventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungskanten einer jeden Bohrungsmündung ein Dreieck umschließen.

4·. Stetigventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei (10a, 10b; 10c, 1Od) von den ein Vieleck umschließenden Begrenzungskanten (Längsbegrenzungskanten) einer jeden Mündung sich gegenüberliegen und parallel zur Achse (5) des Schiebergehäuses (1, 1¹) verlaufen.

5. Stetigventil nach Anspruch 2 und 4·, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungskanten einer jeden Bohrungsmündung ein Quadrat umschließen.

6. Stetigventil nach Anspruch 2 bis 5 mit einem Schieber, auf dem Rechtecknuten diametral sich gegenüberliegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Endkanten (9a, 9b, 9c, 9cL) ü-er Nuten (8a, 8b, 8c, 8d) auf einem Drehschieber (7¹) und die Längsbegrenzungskanten (10a, 10b, 10c, 1Od) der Bohrungsmündungen sowie die je ein Teilstück der Umfangslinien der Mantelfläche (7¹) eines zylindrischen LängsSchiebers (7) bildenden

- 3 - IBE 81/4

(EMG81/2a/b)

Umfangskanten (6a, 6b, 6c, 6d) der Nuten und die je ein Teilstück der Umfangslinien der Innenmantelfläche eines Längsschiebergehäuses (1) bildenden IlmfanGsbegrenzungskanten der Bohrungsmündungen je gleichlang sind.

7· Patentanspruch nach Anspruch 1-und einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in den rechteckförmigen Nuten (8a, 8b, 8c, 8d) in Strömungsrichtung direkt hinter den +Steuerkanten (3a, 3b; 6a, 6c)am Strömungseingang (P) eine Stufe (10) angeordnet ist.

8. Patentanspruch nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (8a, 8b, 8c, 8d) von den +Steuerkanten (3a, 3b; 6a, 6c) am Strömungseingang (P) bis vor die Mündung der dem Strömungseingang benachbarten Bohrungen (A, B) unterschiedlich geringe Tiefen haben.