DE3230906A1

DE3230906A1 - Stroemungsregelventil

Info

Publication number: DE3230906A1
Application number: DE3230906A
Authority: DE
Inventors: Yoji Tokyo Ise
Original assignee: Myotoku Ltd
Current assignee: Convum Ltd
Priority date: 1981-08-21
Filing date: 1982-08-19
Publication date: 1983-03-10
Also published as: CH648915A5; US4495965A; FR2511744B1; FR2511744A1

Description

323090S

Strömungsrege!ventil

Die Erfindung betrifft ein Strömungsregelventil, in dem insbesondere Rückschlagventile vorgesehen sind und das die Fluidströmung in eine Richtung steuern oder regulieren kann und eine freie Strömung in der entgegengesetzten Richtung erlaubt, was dazu verwandt werden kann, die Kolbengeschwindigkeit von hydraulischen oder pneumatischen Zylindern zu steuern.

Wie es schematisch in Fig. 1 der zugehörigen Zeichnung dargestellt ist, sind im allgemeinen zwei derartige Steuerventile 1 und 1' mit jedem Einlaß 1a und 1a¹ der gesteuerten Strömung mit den gegenüberliegenden Enden des Zylinders 2 verbunden, während ;jeder Einlaß für die freie Strömung Ib und 1b¹ mit einer Druckluftquelle, wie beispielsweise einem Kompressor 4 über ein Umschaltventil 3 verbunden ist.

Wenn Druckluft dem Steuerventil 1' auf der rechten Seite zugeführt wird, strömt die Luft in die rechte Seitenkammer des Zylinders 2 durch das Rückschlagventil Ib¹,wobei die Luft den Kolben 2¹ nach links drückt, während die Luft in der linken Seitenkammer über ein Regelventil 1d des Steuerventils 1 der linken Seite und das Umschaltventil 3 abgegeben wird, so daß die Geschwinkdigkeit des Kolbens durch das Regelventil 1d gesteuert werden kann.

Wenn in ähnlicher Weise die Druckluftleitung auf das Steuerventil 1 auf der linken Seite durch ein Umschalten des Umschaltventils 3 umgeschaltet wird, strömt die Luft in die linke Seitenkammer des Zylinders 2 frei durch ein Rückschlagventil 1c und drückt die Luft den Kolben 2¹ nach rechts, so daß die Geschwindigkeit des Kolbens 2¹ durch ein Regelventil 1d' gesteuert werden kann.

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Bei den herkömmlichen Strömungsregelventilen steht ein mit einem Gewinde versehener Teil des Ventilschaftes mit einem mit einem Gewinde versehenen Loch des Ventilkörpers in Eingriff und steht der Stielteil des Schaftes aus dem Ventilk"rper heraus vor, so daß die Form des Ventiles kompliziert ist. Wenn weiterhin das Ventil klein ausgebildet wird, wird auch der Durchmesser des Ventilschaftes klein, so daß ein Feineinstellung der Strömung schwierig werden kann«

In der letzten Zeit werden auf dem Gebiet der elektronischen Industrie sehr kleine Arbeitszylinder mit einem Durchmesser von etwa einigen mm "benötigt, so daß in Verbindung damit Geschwindigkeitssteuerventile mit geringer Größe gleichfalls benötigt werden, was jedoch aus den oben beschriebenen Gründen mit dem herkömmlichen Ventilaufbau schwierig zu erreichen ist.

Durch die Erfindung soll daher ein Strömungsregelventil mit sehr kompakter Form geschaffen werden, das insbesondere eine Feineinstellung der Strömungsgeschwindigkeit oder des Durchsatzes selbst dann erlaubt, wenn das Ventil sehr klein ausgebildet ist.

$ Das erfindungsgemäße Strömungsregelventil umfaßt einen

;J Ventilkörper mit zylindrischer Form, der an beiden Enden

;i Öffnungen, ein Gewinde auf seiner Außenfläche und einen

,; Schlitz aufweist, der in Längsrichtung in der mit einem

⁷; Gewinde versehenen Fläche und durch die Wand des Ventil-

;j körpers hindurch ausgebildet ist, eine Muttereinrichtung,

•Ι die mit dem Gewinde auf der Außenfläche des Ventilkörpers

§ in Eingriff steht und ein Ventilelement mit zylindrischer

U Form, das gleitend verschiebbar in den Ventilkörper ge-

paßt ist und zusammen mit einem Teil des Ventilkörpers eine Strömungsbegrenzungseinrichtung an einem Ende bildet, ■ " ³ ."

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wobei das Ventilelement mit der Muttereinrichtung über ein Eingriffselement verbunden ist, das gleitend verschiebbar in den Schlitz des Ventilkörpers eingepaßt ist und mit dem Ventilelement und der Muttereinrichtung in Eingriff steht, und das Ventilelement sich im Ventilkörper bewegen kann und die Strömungsbegrenzungseinrichtung betätigen kann, um die Strömungsgeschwindigkeit oder den Durchsatz des durch den Ventilkörper hindurchströmenden Fluides durch ein Drehen der Muttereinrichtung einzustellen.

Auf diese Weise kann gemäß der Erfindung ein Strömungsregelventil mit sehr kompakter Form geschaffen werden, das eine Feineinstellung des Strömungsdurchsatzes oder der Strömungsgeschwindigkeit erlaubt, da die Mutter, die mit der Außenfläche des Ventilkörpers in Eingriff steht, statt des herkömmlichen Ventilschaftes, der aus dem Körper heraus vorsteht, zur Feineinstellung benutzt wird, und die Einstellung über das Gewinde mit einem vergleichsweise großen Durchmesser erfolgt.

Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung dient ein Eingriffsstift als Eingriffselement, wobei der Eingriffsstift am Ventilelement an einem Ende befestigt ist und am anderen Ende mit der Muttereinrichtung in Eingriff steht. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel wird eine Kugel als Eingriffselement verwandt, die mit Nuten in der Außenfläche des Ventilelementes und der Innenfläche der Muttereinrichtung in Eingriff steht.

Als Strömungsbegrenzungseinrichtung können herkömmliche Nadelventileinrichtungen oder andere Einrichtungen verwandt werden. Das erfindungsgemäße Strömungsregelventil kann weiterhin mit Rückschlagventilen versehen werden und zum Steuern der Kolbengeschwindigkeit von Arbeitszylindem verwandt werden.

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Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung "besonders "bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung h näher "beschrieben. Es zeigen

Pig. 1 in einer schematischen Ansicht die Anordnung von f Strömungsregelventilen zum Steuern der Kolbenge- ^<! schwindigkeit von Arbeitszylindern,

Fig. 2 eine Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Strömungsregelventils und

Fig. 3 Querschnittsansichten von weiteren Ausführungsbei- ^¹¹ spielen des erfindungsgemäßen Strömungsregelventils.

Das in Fig. 2 dargestellte Strömungsregelventil enthält einen Ventilkörper 5 mit zylindrischer Form, der eine Ventilkammer 5a und Öffnungen 5' und 5¹' an beiden Enden aufweist. Ein Gewinde 6 zum Verbinden des Ventilkörpers mit einer Rohrleitung ist auf der Außenfläche am linken Ende vorgesehen, während ein Gewinde 7 auf der rechen Außenfläche ausgebildet ist, mit dem'Einstellmuttern 8 und 8¹ in Eingriff stehen. Ein Schlitz 11 ist in Längsrichtung an einem geeigneten Teil der mit einem Gewinde versehenen Fläche 7 "und durch die Wand des Ventilkörpers 5 hindurch ausgebildet, während am rechten Ende des Gewindes 7 ein Verbindungskopf 9 mit einem Innengewinde 9a auf das offenen Ende geschraubt ist, um den Ventilkörper mit der Rohrleitung zu verbinden.

Das linke Ende der Ventilkammer 5a ist eng ausgebildet und eine Buchse 12 ist darin befestigt. Das innere Ende des Loches der Buchse 12 ist konisch ausgebildet, um einen Ventilsitz 12a zu bilden. Ein Rückschlagventil 13 in Form eines Ringes ist gleitend verschiebbar zwischen einer Innenfläche der Ventilkammer 5a und der Buchse 12 einge-

paßt und steht zwangsweise mit einer Schulter 12b der Buchse 12 über eine Feder 1A- in Eingriff, so daß es seitliche Löcher 12c schließt, die die Ventilkammer 5a mit der Öffnung 5¹ auf der linken Seite verbinden.

Ein Ventilelement 15 mit zylindrischer Form ist gleitend verschiebbar in die Ventilkammer 5a mit auf der Außenfläche angeordneten Dichtungselementen 16 eingepaßt. Am linken Ende des Ventilelementes 15 ist ein Ventilkopf 15a vorgesehen, der konisch ausgebildet ist, so daß er zu dem Ventilsitz 12a paßt. Die Ventilkammer 5a steht mit der öffnung 5'¹ auf der rechten Seite über seitliche in Längsrichtung verlaufende Löcher 15c und 15b in Verbindung, die im Ventilelement 15 ausgebildet sind.

Ein Eingriffsstift 17 ist am Ventilelement 15 befestigt. Der Stift 17 ist gleitend verschiebbar in dan Schlitz eingepaßt und steht vom Ventilkörper 5 vor, so daß er mit den Muttern 8 und 8' in Eingriff steht, wobei sein Ende in eine Nut 8a der Mutter 8 eingepaßt ist. Das Ventilelement 15 kann somit durch ein Drehen der Muttern 8 und 8' bewegt werden, was bedeutet, daß das Ventilelement 15 durch ein Drehen der Mutter 8 nach rechts und durch ein Drehen der Mutter 8¹ nach links bewegt werden kann, so daß der Ventilzwischenraum zwischen dem Ventilsitz 12a und dem Ventilkopf 15a durch ein Drehen der Muttern 8 und 8¹ eingestellt werden kann.

Nach Beendigung der Einstellung kann das Ventilelement I5 i

durch ein Festziehen der Muttern 8 und 8¹ gegeneinander |

gesperrt werden. Wenn daher das Fluid in die öffnung 5¹' I)

auf der rechten Seite eingeführt wird, strömt es in den &;

linken Teil der Ventilkammer 5a durch die Löcher 15b und | 15c, woraufhin es das Rückschlagventil 13 gegen die Feder 14 bewegt und anschließend durch die Löcher 12c und die

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Öffnung 5' als freie Strömung herausströmt. Wenn andererseits das Fluid in die Öffnung 5¹ auf der linken Seite eingeführt wird, geht es durch den Zwischenraum zwischen dem Ventilkopf 15a und dem Ventilsitz 12, wobei der j| Durchsatz oder die Strömungsgeschwindigkeit durch ein Drehen der Muttern 8 und 8' eingestellt ist und strömt |; das Fluid anschließend durch die Ventilkammer 5a, die Löcher 15c und 15b und die Öffnung 5¹' auf der rechten k Seite als gesteuerte Strömung heraus.

te Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Strömungsregelventils. In diesem Fall hat I] ein Ventilelement 15» das gleitend verschiebbar in die Ventilkammer 5a eingepaßt ist, ein großes Loch am linken Ende, in das gleitend verschiebbar das innere Ende der Hülse 12 gepaßt ist, die am linken Ende des Ventilkörpers 5 befestigt ist. Eine schraubenförmige Nut 18 ist um den Paßbereich des Hülsenendes herum.'ausgebildet, um einen P Strömungsdurchgang mit kleiner Querschnittsfläche zu bilden, so daß eine Feineinstellung des Strömungsdurchsatzes dadurch erfolgen kann, daß das Ventilelement 15 bewegt wird und die Tiefe der Einpassung des Hülsenendes in das Loch des Ventilelementes 15 eingestellt wird. Wenn in diesem Fall das Ventilelement nach links bewegt wird, nimmt der Durchsatz ab, da der Strömungswiderstand der Nut 18 zunimmt, während dann, wenn das Ventilelement nach rechts bewegt wird, der Durchsatz zunimmt, da der Strömungs widerstand der Nut 18 abnimmt. Die Nut kann in der Innenfläche des Loches des Ventilelements statt im Hülsenende vorgesehen sein. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Verbindungsstift 1? in der Nut 8a¹ der Einstellmutter 8 dadurch gehalten, daß eine Halteplatte 20 an der Stirnfläche der Mutter 8 angebracht ist, so daß das Ventilelement 15 nur dadurch bewegt werden kann, daß die Mutter gedreht wird, während die Mutter 8¹ als Verriegelungs- _ π

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mutter dient.

Ein Rückschlagventil 13 ist in das Loch der Hülse 12 eingepaßt und steht zwangsweise durch die Feder 1A- mit der inneren Schulter der Hülse in Eingriff, um den Strömungsdurchgang zu schließen, wobei seitliche Löcher 12d in der Wand der Hülse 12 vorgesehen sind, um die öffnung 5¹ der linken Seite mit der Ventilkammer 5a zu verbinden. Ein 3?ederhaltestat» 19 ist in der Hülse vorgesehen. Dieses zweite Ausführungsbeispiel ist im übrigen in der gleichen Weise wie das erste Ausführungsbeispiel aufgebaut.

Wenn daher das Fluid in die öffnung 5'' auf der rechten Seite eingeführt wird, strömt es durch das in Längsrichtung verlaufende Loch 15"b und bewegt es das Rückschlagventil 13 gegen die Feder 1A-, um als freie Strömung durch die Öffnung5' auf der linken Seite herauszuströmen.

Wenn das Fluid in die öffnung 5¹ auf der linken Seie eingeführt wird, strömt es durch die Löcher 12d, die Ventilkammer 5a und die Hut 18 der Strömungsbegrenzungseinrichtung, wobei die Strömungsgeschwindigkeit oder der Durchsatz durch ein Drehen der Mutter 8 eingestellt ist und strömt das Fluid durch das Loch 15b und die öffnung 5¹' als gesteuerte Strömung heraus.

Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Strömungsregelventils. In diesem Fall steht das Loch am linken Ende des Ventilelementes 15 gleitend verschiebbar mit der Hülse 12 in Eingriff, um eine Strömungsbegrencungseinrichtung zu bilden und ist die Hülse 12 nach rechts durch das Loch des Ventilelementes 15 verlängert und zwisehen der linken inneren Schulter des Ventilkörpers 5 und dem Verbindungskopf 9 befestigt. Das Rückschlagventil 13 steht zwangsweise durch die Feder 14

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mit dem linken Ende der Hülse 12 in Eingriff und schließt den Strömungsdurchgang.

Eine Ringnut 23 ist in der Außenfläche des Ventilelementes 15 ausgebildet und eine Stahlkugel I7· ist in die Nut eingesetzt. Die Kugel I7¹ ist gleitend verschiebbar in den Schlitz 11 eingepaßt und steht dann über den Schlitz hinaus vor, so daß sie in einer Ringnut 18a¹¹ sitzt, die in der Innenfläche der Einstellmutter 8 ausgebildet ist. Eine Längsnut 24- ist dazu vorgesehen, die Kugel I7¹ in der Nut 8a'¹ aufzunehmen. Zum Aufnehmen der Kugel I7¹ wird die Mutter 8 etwa zum rechten Ende des Schlitzes 11 bewegt und wird die Nut 24 in einer Linie zum Schlitz 11 ausgerichtet, woraufhin die Kugel I7¹, die in die Nut 23 des Ventilelementes I5 gepaßt ist, durch die Nut 24 hindurch in die Nut 8a'' gedruckt wird» Das Ventilelement I5 wird gleichfalls damit bewegt. In dieser Weise wird die Kugel 17' in die Nut 8a¹¹ gepaßt und kann das Ventilelement 15 durch ein Drehen der Mutter 8 bewegt werden.

Die Arbeitsweise dieses Strömungsregelventils ist ähnlich wie die der obigen Ausführungsbeispiele. Das heißt, daß dann, wenn das Fluid in die öffnung 5'' eingeführt wird, das Fluid durch das Loch der Hülse 12 strömt und das Rückschlagventil 13 bewegt, worauf das Fluid als freie Strömung durch die öffnung 5¹ herausströmt. Wenn das Fluid in die Öffnung 5' eingeführt wird, strömt es durch den Zwischenraum 22 zwischen dem Ventilkörper 5 und dem Rückschlagventil I3 durch einen Zwischenraum 25 zwischen dem Ventilkörper und der Hülse und die Nut 18 der Strömungsbegrenzungseinrichtung, wobei die Strömungsgeschwindigkeit oder der Durchsatz dadurch eingestellt ist, daß die Mutter 8 gedreht ist. Das Fluid strömt anschließend durch die seitlichen Löcher 26, die in der Hülse' 12 vorgesehen sind und die öffnung 5¹' als gesteuerte Strömung heraus. _ 9 _

Der Schlitz 11 kann leicht schräg ausgebildet sein, um das Ventilelement 15 während der Regulierung der Strömungsgeschwindigkeit oder des Durchsatzes zu drehen.

Das erfindungsgemäße Strömungsregelventil kann in der oben "beschriebenen Weise in einer einfachen und sehr kompakten Form ausgebildet werden, \tfobei eine Peineinstellung der Strömungsgeschwindigkeit oder des Durchsatzes erzielt werden kann, da die Nutter, die mit der Außenfläche des Ventilkörpers in Eingriff steht, statt des Ventilschaftes bei einem herkömmlichen Ventil, der vom Ventilkörper nach außen vorsteht, zur Einstellung benutzt wird und die Einstellung mit einem Gewinde mit vergleichsweise großem Durchmesser erfolgt.

Claims

Dr. F.Zumstein sen. - D.ij.,E:;Ässrn'ainri -· E>r.:IVKöenigsberger Dipl.-lng. F. Klingseisen - Dr. F. Zumstein jun. PATENTANWÄLTE ZUGELASSENE VERTRETER BEIM EUROPA. SCHEN PATENTAMT REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE 21.8.1982 MIOTOKU LTD., Tokyo, Japan aassassssssssss: StrömungsregeIventil sas ss ss ϊϊ ss as as s=s ss sas PATENTANSPRÜCHE

1.) StrÖmungsre ge Ivent il,

gekennzeichnet durch einen Ventilkörper mit zylindrischer Form, der an "beiden Ende öffnungen, ein Gewinde, das auf der Außenfläche ausgebildet ist,und einen Schlitz aufweist, der in Längsrichtung an der mit einem Gewinde versehenen Fläche und durch die Wand des Ventilkörpers hindurch ausgebildet ist, eine Muttereinrichtung, die mit dem Gewinde auf der Außenfläche¹ des Ventilkörpers in Eingriff steht, und ein Ventilelement mit zylindrischer Form, das gleitend verschiebbar in den Ventilkörper eingepaßt ist und eine Strömungsbegrenzungseinrichtung an einem Ende zusammen mit einem Teil des Ventilkörpers bildet, wobei das Ventilelement mit der Muttereinrichtung über ein Eingriffselement verbunden ist, das gleitend verschiebbar in den Schlitz des Ventilkörpers gepaßt ist und mit dem Ventilelement und der Muttereinrichtung in

Eingriff steht, und sich, das Ventilelement im Ventilkörper "bewegen und die Strömungsbegrenzungseinrichtung "betätigen kann, um den Durchsatz oder die Strömungsgeschwindigkeit des durch den Ventilkörper strömenden Fluides durch ein Drehen der Muttereinrichtung einzustellen.

2. Ventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Eingriffselement ein Stift ist, der an einem Ende· am Ventilelement "befestigt ist und am anderen Ende mit der Muttereinrichtung in Eingriff steht.

3· Ventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Eingriffselement eine Kugel ist, die mit Nuten in Eingriff steht, die in einer Außenfläche des Ventilelementes und in einer Innenfläche der Muttereinrichtung ausgebildet sind.

4. Ventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Strömungsbegrenzungseinrichtung einen Ventilsitz mit konischer Form und einen Ventilkopf umfaßt, der so ausgebildet ist, daß er zum Ventilsitz paßt,und eine begrenzte Strömung zwischen dem Ventilsitz und dem Ventilkopf bilden kann.

5· Ventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Strömungsbegrenzungseinrichtung zylindrische Elemente, die teleskopartig ineinander gepaßt sind, und einen Strömungsdurchgamg mit kleiner Querschnittsfläche umfaßt, der dazwischen gebildet ist, so daß die Fluidströmung durch eine Einstellung der Tiefe der Einpassung

der Elemente reguliert werden kann.

6. Ventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein darin vorgesehenes Rückschlagventil, so daß es möglich ist, die Strömung in eine Richtung zu regulieren und eine freie Strömung in der anderen Richtung zuzulassen.