DE3422376C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Drosselventil der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Bei einem aus dem Fachbuch "Pneumatische Steuerungen" von W. Deppert u. Dipl.-Ing. K. Stoll, Vogel-Verlag, 4. Auflage 1977, Seite 70, Bild 64, bekanntes Drosselventil dieser Art hat das Drosselglied eine kegelförmige Drosselfläche, die mit dem als kegelige Engstelle in der Bohrung des Drosselgliedes ausgebildete Drosseldurchgang zusammenarbeitet, um eine einzige, kegelspaltförmige Druckabbaustufe zu bilden, über die die Druckdifferenz zwischen den Drücken in den beiden Durchgangskanälen in einem Schritt abgebaut wird. Je näher die Drosselfläche an den Drosseldurchgang verstellt ist, desto größer ist die Druckdifferenz. Das bekannte Drosselventil wird für pneumatische Steuerungen benutzt. Das gleiche Bauprinzip wird auch bei Drosselventilen auf dem Gebiet der Hochdruckhydraulik angewandt (s. Druckschrift 25 70 der Firma Heilmeier & Weinlein, 8 München 80, Oktober 1975, "Drosselventile Typ RD (F) und ED". Bei hohen Drücken und hoher Förderleistung in der Hochdruckhydraulik entsteht beim Drosseln ein starkes Arbeitsgeräusch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Drosselventil der eingangs genannten Art zu schaffen, das auch bei hohem Druck und großer Förderleistung ein störendes Arbeitsgeräusch vermeidet.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Da bei dieser Ausbildung das Drosselglied mit seinen Drosselflächen zwei Druckabbaustufen bildet, die in Strömungsrichtung unmittelbar aufeinanderfolgen, wird über jede Druckabbaustufe nur ein Teil der gesamten Druckdifferenz des Drosselventils abgebaut, wodurch die Geräuschentwicklung unterdrückt wird. Wird zweckmäßigerweise die stärkere Druckabbaustufe in Strömungsrichtung vor der schwächeren Druckabbaustufe durchströmt, so findet das sich hinter der ersten Druckabbaustufe entspannende Arbeitsmedium den Gegendruck der zweiten Druckabbaustufe vor, der zur Geräuschunterdrückung erheblich beiträgt. Das Arbeitsmedium hat hingegen hinter der zweiten Druckabbaustufe aufgrund der dort geringeren Druckdifferenz kaum mehr die Neigung zur Geräuschentwicklung. Obwohl das Drosselventil dimensionsgleich mit üblichen Ventilen ausgebildet sein kann, ist es in der Lage, aufgrund der beiden unmittelbar aufeinanderfolgenden Druckabbaustufen geräuschfrei zu arbeiten.

Zweckmäßige Ausführungsformen gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Anhand der Zeichnungen werden nachstehend Ausführungs­ formen des Erfindungsgegenstandes erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Drossel­ ventil, bei dem in strichlierten Li­ nien eine Ausführungsvariante angedeu­ tet ist, und

Fig. 2 ein Detail aus dem Drosselventil von Fig. 1 in einer anderen Arbeitsstel­ lung.

Ein Drosselventil 1, insbesondere für die Hochdruck- Hydraulik-Technik, besitzt ein rohrartiges Gehäuse 2, des­ sen Außenumfang in nicht dargestellter Weise sechskantig ausgebildet sein kann. Im Gehäuseinneren verläuft ein Strömungskanal für eine Strömung in Richtung eines Pfeiles 3, dem an der Zuströmseite A eine Blindbohrung 5 und an der Abströmseite B ebenfalls eine Blindbohrung 6 angehört, die auf nicht dargestellte Weise Anschlüsse für Rohrverbindungen sein können. Die Zuströmseite A wird von der Abströmseite B durch eine Gehäusetrenn­ wand 4 getrennt, in welcher quer zur Strömungsrichtung eine Führungsbohrung 7 mit einem Innengewindeabschnitt 8 verläuft. Das untenliegende Ende der Führungsbohrung 7 ist durch einen Verschlußstopfen 9 abgedichtet ver­ schlossen. In der Führungsbohrung 7 ist ein zylindri­ sches Drosselglied 10 mit einem Außengewinde 11 auf- und abverschraubbar, das eine gerade untere Stirnkante 12 und einen kurzen zapfenartigen Fortsatz 13 aufweist. Das Drosselglied 10 ist ferner mit einer Drehspindel 14 ver­ bunden, die durch eine Aufweitung 15 der Führungsbohrung 7 auf nicht dargestellte Weise nach außen ragt und dort mit einer Drehvorrichtung verbunden ist.

Alternativ dazu ist auch eine Ausführungsform denkbar, bei der eine Drehspindel 16 an der anderen Seite des Drosselgliedes 10 angebracht ist, die durch den Ver­ schlußstopfen 9 hindurchgeht und einen Bund mit einer Druckausgleichsfläche 17 aufweist, der mit einer Dich­ tung 18 versehen ist und der Stirnkante 12 mit einem Abstand gegenüberliegt. Zwischen der Zuströmseite A und der Abströmseite B stellt ein Drosseldurchgang 19 eine Strömungsverbindung her. Der Drosseldurchgang 19 besteht aus einem ersten Teil 20, ausgehend von der Sackbohrung 5, und aus einem zweiten Teil 21, ausgehend von Sack­ bohrung 6. Mit 22 ist die Mündung des ersten Teils 20 in der Führungsbohrung 7 bezeichnet, die ihren untersten Punkt 23 annähernd in Verlängerung der Wand der Sackboh­ rung 5 besitzt. Der erste Teil 20 verläuft deshalb annähernd axial. Der zweite Teil 21 ist als schräg nach un­ gen geneigte Bohrung ausgebildet, deren Mündung 26 in der Führungsbohrung 7 um ein Maß V (Fig. 2) nach unten versetzt ist, so daß ihr tiefster Punkt 24 unterhalb des tiefsten Punktes 23 der Mündung 22 liegt.

An der Abströmseite B ist ferner ein Sieb- oder Filter­ körper 25 angeordet, der Durchlässe für das Arbeits­ medium aufweist.

Das Drosselglied 10 ist in der Führungsbohrung 7 so weit verschraubbar, daß es entweder mit seiner Stirnkante 12 den obersten Punkt der Mündung 22 freigibt oder mit sei­ ner Stirnkante 12 unterhalb des untersten Punktes 24 der Mündung 26 liegt. Dies sind die beiden möglichen Endstel­ lungen des Drosselgliedes, in denen die Strömung ungedros­ selt durch den Drosseldurchgang 19 strömt oder vollstän­ dig abgesperrt ist. Dazwischen läßt sich das Drossel­ glied 10 feinfühlig verstellen.

In der in Fig. 1 gezeigten Arbeitsstellung gibt das Drosselglied 10 annähernd die Hälfte der Mündung 22 frei, während von der Mündung 26 mehr als die Hälfte freige­ geben ist. Es entstehen auf diese Weise zwei vom Drossel­ glied 10 gebildete Druckabbaustufen, über welche der ins­ gesamt abzubauende Druck in zwei Stufen abgebaut wird.

In Fig. 2 ist angedeutet, daß das Drosselglied 10 in ei­ ne Arbeitsstellung verschraubt ist, in der von der Mün­ dung 22 nur mehr eine kleine Querschnittsfläche offen ist, die die erste Druckabbaustufe F 1 definiert. Diese Querschnitts­ fläche wird vom Mündungsrand der Mündung 22 zwischen dem tiefsten Punkt 23 und der Stirnkante 12 des Drosselglie­ des 10 begrenzt. Gleichzeitig bildet das Drosselglied 10 mit der Mündung 26 eine zweite Druckabbaustufe F 2, deren Querschnittsfläche wiederum zwischen dem tiefsten Punkt 24 und der Stirnkante 12 durch den Rand der Mündung 26 begrenzt wird. Die Druckabbaustufe F 1 ist stärker, als die Druckabbaustufe F 2, d. h. daß über die erste Druckab­ baustufe F 1 ein höheres Druckgefälle abgebaut wird, als über die Druckabbaustufe F 2.

In der Trennwand 4 könnte wenigstens ein mit einem Rück­ schlagventil ausgestatteter, weiterer Strömungsdurchgang vorgesehen sein, so daß das Drosselventil 1 entgegenge­ setzt zur Strömungsrichtung (Pfeil 3) einen ungehinder­ ten Durchlaß aufweist, während es in Strömungsrichtung (Pfeil 3) in dem Maße drosselt, wie dies durch die Ein­ stellung des Drosselgliedes in der Führungsbohrung 7 be­ stimmt wird.

Bei der in ausgezogenen Linien in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform belastet der zwischen den Druckabbaustu­ fen herrschende Druck das Drosselglied in Richtung nach oben. Bei der in strichlierten Linien angedeuteten Varian­ te mit der nach unten verlängerten Drehspindel 16 lastet der Druck zwischen den Druckabbaustufen auf der Druckaus­ gleichsfläche 17 und am Drosselglied 10 in entgegengesetzt­ ten Richtungen, so daß die Verstellbewegung des Drossel­ gliedes 10 weitgehend ohne axiale Verspannung leichtgän­ gig möglich ist.

Denkbar wäre ferner, die Drehspindel 14 oder 16 mit einem Außengewinde zu versehen und mit einem Gegengewinde kämmen zu lassen und das Drosselglied 10 mit glatter, zylindri­ scher Oberfläche auszubilden. Ferner könnten im Bereich des Stirnrandes 12 axiale Kerben in der Oberfläche des Drosselgliedes 10 vorgesehen sein, um eine bestimmte Dros­ selcharakteristik zu gewährleisten. Der tiefste Punkt 24 der Mündung 26 liegt geringfügig unterhalb der Verlänge­ rung der Innenwand der Sackbohrung 6. Es wäre jedoch oh­ ne weiteres auch denkbar, den Drosseldurchgang 19 höher­ liegend anzuordnen oder auch im Querschnitt größer auszu­ bilden.

Claims (5)

1. Drosselventil, insbesondere für die Hochdruckhydraulik, mit einem Gehäuse (2) mit gegenüberliegenden, koaxialen Anschlußöffnungen (5, 6), von denen jeweils ein Durchgangskanal (20, 21) zu wenigstens einem Drosseldurchgang (19) führt, der in einer die Durchgangskanäle (20, 21) quer schneidenden Bohrung (7) liegt, in der ein in Richtung der Bohrungsachse verstellbares Drosselglied (10) enthalten ist, wobei die Mündungen (22, 26) der Durchgangskanäle (20, 21) in der Bohrung (7) in etwa gleichgroß und in Bohrungsachsrichtung zueinander versetzt sind, und wobei das Drosselglied (10) wenigstens eine mit dem Drosseldurchgang (19) eine Druckabbaustufe bildende Drosselfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselglied (10) für jede Mündung (26, 22) der Durchgangskanäle (20, 21) eine Drosselfläche aufweist, und daß in jeder Drosselstellung des Drosselgliedes (10) die Druckabbaustufe (F 1) zwischen der einen Drosselfläche und der Mündung (22) des einen Durchgangskanals (20) größer ist als die Druckabbaustufe (F 2) zwischen der anderen Drosselfläche und der Mündung (26) des anderen Durchgangskanals (21).

2. Drosselventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Durchgangskanal (20) zur Achse der Anschlußöffnungen (5, 6) parallel und der andere Durchgangskanal (21) zur Achse der Anschlußöffnungen (5, 6) schräg verläuft.

3. Drosselventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselglied (10) an seinem Drosselende zylinderförmig ausgebildet ist.

4. Drosselventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Drosselende des Drosselglieds (10) ein zapfenartiger Fortsatz (13) angeformt ist.

5. Drosselventil nach Anspruch 1, wobei das Drosselglied (10) mittels einer Drehspindel in der Bohrung (7) verschraubbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehspindel (16) am Drosselende des Drosselglieds (10) angreift und eine dem Drosselende mit Abstand gegenüberliegende Druckausgleichsfläche (17) trägt.