DE3634427A1

DE3634427A1 - Flow rate stabiliser, in particular for water-bearing domestic appliances

Info

Publication number: DE3634427A1
Application number: DE19863634427
Authority: DE
Inventors: Karl Prof Dipl Ing Goetz
Original assignee: AWECO Kunststofftechnik Geraetebau GmbH and Co KG
Current assignee: AWECO Kunststofftechnik Geraetebau GmbH and Co KG
Priority date: 1986-10-09
Filing date: 1986-10-09
Publication date: 1988-04-21

Abstract

In a flow rate stabiliser, in particular for water-bearing domestic appliances, with a through-flow housing (1), containing a restrictor body which is subject to a restoring force (7) and is guided to be movable in its axial direction, the working accuracy is substantially increased. The restrictor body is formed as a pot piston (8) with a shell and a bottom. In the shell, at least one flow orifice (13) is provided, and a housing section, whose cylindrical guide surface (2) matching the cross-sectional field of the shell is bounded by a control edge (5), covers the flow orifice to a variable degree. The flow orifice (13) has a width which decreases over its longitudinal extent. It is also possible to provide a plurality of flow orifices. The housing (1) can have an inner guide bore (2) which merges into a widened guide bore (3) in which the pot piston is guided by means of radial guide projections (11). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Durchflußmengen- Konstanthalter, insbesondere für wasserführende Hausgeräte, mit einem durchströmbaren Gehäuse, das einen in seiner Achsrichtung beweglich geführten Drosselkörper enthält, der einer Rückstellkraft unterliegt und bei steigendem Differenzdruck zwischen Gehäuseeinlaß und -auslaß den Durchflußquerschnitt zunehmend verengt.The invention relates to a flow rate Constant holder, especially for water-bearing Household appliances, with a flow-through housing, the one throttle body movably guided in its axial direction contains, which is subject to a restoring force and at increasing differential pressure between housing inlet and outlet increasingly narrows the flow cross-section.

Bei den bekannten Durchflußmengen-Konstanthaltern dieser Art hat der Drosselkörper einen Stiel und einen verbreiterten Kopf. Er wird am Stiel fliegend in Längsrichtung geführt, wobei sich der Kopf innerhalb einer trompetenähnlich sich verengenden Bohrung bewegt und mit dieser einen Ringspalt bildet. Die Strömung reißt den Drosselkörper mit, jedoch nur soweit, bis die Federkraft der am Drosselkörper angreifenden Strömungskraft das Gleichgewicht hält. Je größer der Differenzdruck ist, desto weiter bewegt sich der Drosselkörper und desto kleiner wird der Querschnitt des Ringspalts.In the known flow rate constant this Art, the throttle body has a stem and one widened head. He is flying in on a stick Longitudinal direction, with the head within a trumpet-like narrowing bore moves and with this forms an annular gap. The current tears it Throttle body with, but only until the spring force the flow force acting on the throttle body Keeps balance. The greater the differential pressure, the further the throttle body moves and the more the cross-section of the annular gap becomes smaller.

Die Genauigkeit der bekannten Durchflußmengen- Konstanthalter reicht jedoch nicht aus. Sie wird im wesentlichen durch zwei Erscheinungen beeinträchtigt, nämlich durch Axialschwingungen und Querbewegungen des Drosselkörpers.The accuracy of the known flow rate However, a stabilizer is not enough. It will be in essentially affected by two phenomena, namely by axial vibrations and transverse movements of the Throttle body.

Mit steigendem Differenzdruck wird der Drosselkörper so tief in die sich verengende Bohrung verschoben, daß die für das Medium verbleibende Durchtrittsfläche ein enger Ringspalt wird. Das Medium passiert diesen Ringspalt mit steigender Geschwindigkeit in Verschieberichtung des Drosselkörpers. Wird dieser durch eine Störkraft (Druckschwankung) geringfügig angeregt, so hat das sofort eine Veränderung des Durchflußquerschnitts zur Folge. Weil nun aber das Medium mit veränderter Geschwindigkeit austritt, ändert sich die Impulskraft im Mediumstrom und diese Kraftänderung verstellt wieder den Drosselkörper. Diese Impulskraft, die in axialer Richtung wirksam ist, öffnet oder schließt diesen bekannten Regler also störend. Der Drosselkörper wird so unvermeidlich zu Axialschwingungen angeregt, welche schwer zu beherrschen sind, wie gezielte Untersuchungen belegen.The throttle body becomes like this with increasing differential pressure moved deep into the narrowing hole that the a narrow passage area for the medium Annular gap is. The medium passes through this annular gap increasing speed in the direction of displacement of the Throttle body. If this is caused by an interference force (Pressure fluctuation) slightly stimulated, so it has immediately a change in the flow cross section. Because but now the medium with changed speed emerges, the impulse force changes in the medium flow and this change in force again displaces the throttle body. This impulse force, which is effective in the axial direction, opens or closes this known controller disturbing. The throttle body thus becomes inevitable Axial vibrations stimulated, which are difficult to control are, as targeted studies prove.

Zum anderen macht die exakte zentrische Längsführung des Drosselkörpers Schwierigkeiten. Der daraus resultierende unsymmetrische Ringspalt hat bei laminarer Beströmung Durchsatzschwankungen bis zu 260% gegenüber dem gewollten symmetrischen Ringspalt (Droselkörper in genau konzentrischer Lage) zur Folge. Bei turbulenter Strömung sind die Unterschiede zwar etwas geringer, Exzentrizität kann jedoch im Extremfall den Durchsatz immer noch um 30% erhöhen. Bei der bekannten Bauart müssen somit außerordentlich enge Fertigungstoleranzen eingehalten werden, die eine Herstellung des Durchflußmengen- Konstanthalters aus Kunststoff-Spritzteilen von vorne herein ausschließen.On the other hand, the exact central longitudinal guidance of the Throttle body difficulties. The resulting one asymmetrical annular gap with laminar flow Throughput fluctuations up to 260% compared to the desired symmetrical annular gap (drosel body in exact concentric position). With turbulent flow the differences are somewhat smaller, eccentricity in extreme cases, however, the throughput can still be increased by 30% increase. In the known design must therefore extraordinarily tight manufacturing tolerances which are a production of the flow rate Constant holder made of molded plastic parts from the front exclude in.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Durchflußmengen-Konstanthalter anzugeben, der innerhalb eines bestimmten Differenzdruck-Bereichs über längere Zeit hinweg genau arbeitet und möglichst aus Kunststoffteilen hergestellt werden kann.The invention has for its object a Flow rate constant to specify the within a certain differential pressure range over a longer period of time works exactly and if possible from plastic parts can be manufactured.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Durchflußmengen- Konstanthalter der einleitend bezeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Drosselkörper als Topfkolben mit einem Mantel und einem Boden ausgebildet ist, daß in dem Mantel wenigstens eine Durchflußöffnung vorgesehen ist und daß ein Gehäuseabschnitt, dessen der Querschnittsform des Mantels angepaßte zylindrische Führungsfläche durch eine Steuerkante begrenzt ist, die Durchflußöffnung je nach Stellung des Topfkolbens in veränderlichem Maße abdeckt.This task is based on a flow rate Constant adjuster of the type described in the introduction solved according to the invention in that the throttle body as Pot piston with a jacket and a bottom formed is that in the jacket at least one flow opening is provided and that a housing portion, the Cross-sectional shape of the jacket adapted cylindrical Guide surface is limited by a control edge that Flow opening depending on the position of the pot piston in covers variable dimensions.

Der grundsätzliche Unterschied dieser Lösung im Vergleich zu den bekannten Durchflußmengen-Konstanthaltern mit Ringspalt besteht darin, daß die Durchflußöffnung, deren jeweiliger Querschnitt die Durchflußmenge pro Zeiteinheit bestimmt, bezüglich der Hauptströmungsrichtung vor und/oder nach der Durchflußöffnung so angeordnet ist, daß die Strömung in eine andere Richtung umgelenkt werden muß, um durch die Durchflußöffnung zu kommen. Insbesondere wird die Längsströmung in einem Rohr in eine mehr oder weniger radiale Richtung umgelenkt. Die radiale Strömung verläuft somit senkrecht zur Bewegungsrichtung des Topfkolbens. Durch die eventuell pulsierenden Impulskräfte wird das Kräftegleichgewicht am Topfkolben nicht beeinflußt, weil diese Impulskräfte quer zur Verschieberichtung des Topfkolbens angreifen und sich außerdem - im Falle einer gegenüberliegenden zweiten Durchflußöffnung - gegenseitig kompensieren. Ein solcher Durchflußmengen-Konstanthalter ist daher nicht so schwingungsempfindlich wie die bekannten und braucht auch nicht so genau axial geführt, d. h. vor radialen Auslenkungen bewahrt zu werden.The basic difference of this solution compared to the known flow rate stabilizers with an annular gap is that the flow opening, the respective cross section of which determines the flow rate per unit of time, is arranged with respect to the main flow direction before and / or after the flow opening so that the flow into a other direction must be deflected to get through the flow opening. In particular, the longitudinal flow in a tube is deflected in a more or less radial direction. The radial flow is thus perpendicular to the direction of movement of the pot piston. Due to the possibly pulsating pulse forces the equilibrium of forces is not affected on the pot pistons, since these impulse forces transverse to the direction of attack of the pot piston and also - in the case of an opposing second flow opening - compensate each other. Such a flow rate stabilizer is therefore not as sensitive to vibrations as the known ones and does not need to be guided axially as precisely, that is, to be protected from radial deflections.

Was die Gestaltung der Durchflußöffnung angeht, wird vorgeschlagen, daß sie bezüglich ihrer Längserstreckung einen Anfangs- und Endbereich und einen Mittelbereich aufweist und daß bei Betrieb des Durchflußmengen- Konstanthalters im zulässigen Druckdifferenzintervall der Topfkolben sich so einstellt, daß die Steuerkante sich im Mittelbereich der Durchflußöffnung befindet. Der Anfangsbereich dient dazu, bei einem sehr geringen Differenzdruck, der unterhalb des zulässigen Differenzdruckintervalls liegt, die Strömung in Gang zu bringen, bis der gewollte Durchsatz erreicht ist. Daran schließt sich dann mit weiter steigendem Zulaufdruck der eigentliche Regelbereich an. Damit wird auch erzwungen, daß der Topfkolben sich zu Beginn der Strömung erst einmal bewegen und in die Betriebsstellung einpendeln muß, so daß die Gefahr des Festsetzens in Betriebspausen verringert wird. Der Mittelbereich ist der eigentliche Regelbereich. Jedem Differenzdruck ist eine bestimmte Stellung der Steuerkante in dem Mittelbereich zugeordnet. Der Endbereich der Durchflußöffnung ist der maßgebende Strömungsquerschnitt im Falle des höchst zulässigen Druckes. Seine Umrißform ist unerheblich.As far as the design of the flow opening is concerned suggested that they be longitudinal a start and end area and a middle area and that when operating the flow rate Constant in the permissible pressure difference interval of Pot piston adjusts itself so that the control edge is in the Middle area of the flow opening is located. The The initial area is used at a very low Differential pressure that is below the allowable Differential pressure interval is, the flow in progress bring until the desired throughput is reached. That then closes with increasing inlet pressure actual control range. It also forces that the pot piston is initially at the beginning of the flow move and level in the operating position so that reduces the risk of jamming during breaks becomes. The middle area is the actual control area. Each differential pressure is a specific position of the Assigned control edge in the middle area. The The end area of the flow opening is the decisive one Flow cross section in the case of the maximum permissible Pressure. Its outline is irrelevant.

Eine wesentliche Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß mehrere Durchflußöffnungen über den Umfang des Topfkolbenmantels verteilt angeordnet sind, insbesondere zwei sich diametral gegenüberliegen. Bei entsprechender Wahl der Strömungsrichtung erreicht man dadurch, daß die durch die Durchflußöffnungen in den Topfkolben eintretenden Teilströmungen aufeinander prallen, wodurch ihre Geschwindigkeit verringert und der Druck erhöht wird.An essential development of the invention exists in that several flow openings over the circumference of the Pot piston jacket are arranged distributed, in particular two are diametrically opposed. With appropriate Choice of the direction of flow is achieved in that the through the flow openings in the pot piston incoming partial currents collide, causing their speed decreases and the pressure increases.

Demzufolge hat die beschriebene Vorrichtung auch ein deutlich verbessertes Kavitationsverhalten im Vergleich mit bekannten Durchflußmengenreglern. Der durch das eine Steuerfenster eintretende Strahl trifft sich schon nach einer wenige Millimeter langen freien Strömungslänge mit dem Strahl aus dem gegenüberliegenden Fenster in der Mitte des Topfkolbens; es erfolgt dort ein intensiver Impulsaustausch und dabei kommt es zu einem erwünschten Druckanstieg, der eine eventuell auftretende Dampfblasenbildung im Fensterbereich durch ein lokales Unterschreiten des Dampfdrucks des Mediums rasch rückgängig macht. Die Rückbildung erfolgt fern von begrenzenden Wänden in einer bekannten Strömungszone, so daß Materialschädigungen durch Kavitation weitgehend verhindert werden können.Accordingly, the device described also has one significantly improved cavitation behavior in comparison with known flow regulators. The one The beam entering the control window already meets with a free flow length of a few millimeters the beam from the opposite window in the middle the pot piston; there is an intense one Exchange of impulses and this leads to a desired one Pressure increase, which is a possibly occurring Vapor formation in the window area by a local Rapidly falls below the vapor pressure of the medium undo. The regression occurs far from bounding walls in a known flow zone, so that material damage due to cavitation largely can be prevented.

Man kann die Durchflußöffnung so gestalten, daß ihre in Umfangsrichtung gemessene Breite sich vom Mittelbereichsanfang zum Mittelbereichsende stetig verkleinert und daß im Falle mehrerer über den Umfang verteilter Durchflußöffnungen diese untereinander gleich sind. Dabei kann sich allerdings ergeben, daß die Öffnung an bestimmten Stellen so schmal dimensioniert werden muß, daß sie schlecht zu fertigen ist. In diesem Falle wird vorgeschlagen, daß mehrere unterschiedliche Durchflußöffnungen vorgesehen sind, wobei die Summe ihrer in Umfangsrichtung gemessenen Breiten über den Mittelbereich sich stetig verkleinert. Man kann z. B. bei der einen Durchflußöffnung den schmalen Abschnitt weglassen, die Öffnung also durch einen Steg in zwei Teile trennen, und dafür den entsprechenden Längsabschnitt der anderen Durchflußöffnung doppelt so breit machen. Schließlich ist es auch möglich, von Durchflußöffnungen mit einer sich in Längsrichtung verändernden Umrißform überhaupt abzusehen und eine Vielzahl von kleineren Durchflußöffnungen anzubringen, die so verteilt sind, daß bei Bewegung des Topfkolbens in Achsrichtung sich der Gesamtdurchflußquerschnitt zumindest in erster Näherung stetig verkleinert. Gegebenenfalls können diese Durchflußöffnungen untereinander gleich sein.You can design the flow opening so that its in Width measured from the circumferential direction Mid-range start to mid-range end steadily downsized and that in the case of several over the scope Distributed flow openings are the same among themselves are. However, this may result in the opening must be dimensioned so narrow at certain points, that it is difficult to manufacture. In this case suggested that several different Flow openings are provided, the sum of their circumferentially measured widths over the Middle area is steadily shrinking. You can e.g. B. at the one flow opening the narrow section omit, the opening through a web in two parts separate, and therefore the corresponding longitudinal section of the make the other flow opening twice as wide. Finally, it is also possible from flow openings with a longitudinally changing outline shape at all and a host of smaller ones To install flow openings that are distributed so that when moving the pot piston in the axial direction Total flow cross section at least in the first approximation steadily reduced. If necessary, these Flow openings are the same as each other.

Für die konstruktive Ausbildung des Gehäuses und des Topfkolbens gibt es im Rahmen der Erfindung viele Möglichkeiten. Eine bevorzugte Ausführungsform besteht darin, daß das Gehäuse eine innere Führungsbohrung aufweist, die über eine die Steuerkante bildende Schulter in eine erweiterte Führungsbohrung übergeht, daß der Topfkolben mit seiner offenen Seite in die innere Führungsbohrung eingesetzt ist und daß eine Rückstellfederkraft den Topfkolben in die von der inneren zur erweiterten Führungsbohrung weisende Richtung drängt. Damit ist auch die bevorzugte Strömungsrichtung festgelegt, nämlich von außen in den Topfkolben hinein.For the constructive training of the housing and the There are many pot pistons within the scope of the invention Opportunities. There is a preferred embodiment in that the housing has an inner guide hole has over a shoulder forming the control edge in an enlarged guide hole that the Pot with its open side inside Guide hole is inserted and that a Return spring force the pot piston into the from the inner towards the expanded guide hole. This is also the preferred direction of flow fixed, namely from the outside into the pot piston.

Damit treffen sich die Teilströmungen in dem wandfernen inneren Bereich des Topfkolbens. Eine weitere äußerst vorteilhafte Auswirkung der erwähnten Strömungsrichtung besteht darin, daß der Topfkolben bei steigendem Druck immer weiter in die innere Führungsbohrung eintaucht und damit der Führungsspalt immer länger wird und damit die durch den Spalt gehende Nebenströmung bei höherem Druck auch einen größeren Widerstand findet.The partial currents meet in the distant wall inner area of the pot piston. Another extremely advantageous effect of the flow direction mentioned is that the pot piston with increasing pressure dives further and further into the inner guide hole and so that the leadership gap gets longer and longer secondary flow through the gap at higher pressure also finds greater resistance.

Weiter wird vorgeschlagen, daß der Topfkolben an der geschlossenen Seite mittels radialer Führungsvorsprünge in der erweiterten Führungsbohrung geführt ist. Damit ist der Topfkolben an seinen beiden Enden geführt und ein Verkanten ist ausgeschlossen. Die Führungsvorsprünge haben aber auch den weiteren vorteilhaften Effekt, daß sie eine zusätzliche Umlenkung der Strömung vor den Durchflußöffnungen hervorrufen, sofern jede Durchflußöffnung in axialer Richtung mit einem der Führungsvorsprünge fluchtet. Dies ist anzustreben. Es bilden sich dann zwei Teilströme um den betreffenden Führungsvorsprung herum aus, die zur Durchflußöffnung hin um 90° abgelenkt werden und somit im Bereich der Durchflußöffnung aufeinander treffen.It is also proposed that the pot piston on the closed side by means of radial guide projections in the extended guide hole is guided. So that's the Pot piston guided at both ends and tilting is excluded. But the leadership advantages also have the further advantageous effect that they have an additional Redirection of the flow in front of the flow openings cause, provided each flow opening in the axial Alignment with one of the guide projections. This is to be aimed at. Two partial flows then form around the concerned leadership lead around, to the Flow opening are deflected by 90 ° and thus in Meet the area of the flow opening.

Es ist ferner vorteilhaft, den gewünschten Druckanstieg im Topfkolben dadurch zu fördern, daß dieser am offenen Ende eine seinen Öffnungsquerschnitt verringernde Ringblende aufweist. Diese kann, um das gewünschte Ergebnis zu erreichen, äußerst genau dimensioniert werden. It is also advantageous to the desired pressure increase in the To promote pot piston in that this at the open end a ring aperture reducing its opening cross section having. This can lead to the desired result reach, be dimensioned extremely precisely.

In dem Führungsspalt zwischen dem Topfkolben und der inneren Führungsbohrung bildet sich normalerweise eine laminare Strömung aus. Läßt man aus Gründen der einfacheren Fertigung verhältnismäßig große Durchmessertoleranzen zu, so wird der Führungsspalt breiter und die ihn durchsetzende Nebenströmung kann dann einen untragbar hohen Anteil an der Gesamtströmung ausmachen. Es wird daher vorgeschlagen, daß die Manteloberfläche des Topfkolbens, insbesondere in der Umgebung der Durchflußöffnungen, und/oder die dem Mantel angepaßte Führungsfläche des Gehäuses mit kleinen, über die Fläche verteilten Vertiefungen versehen ist. Dadurch entstehen Druck-Geschwindigkeits-Kaskaden mit einem insgesamt größeren Strömungswiderstand im Führungsspalt, so daß größere Fertigungstoleranzen tolerierbar sind. Das fördert die fertigungstechnisch ohnehin günstigen Aspekte der Erfindung.In the guide gap between the pot piston and the inner guide hole usually forms one laminar flow. For reasons of simpler manufacturing relatively large Diameter tolerances too, so the guide gap wider and the secondary flow passing through it can then an intolerably high proportion of the total flow turn off. It is therefore proposed that the Shell surface of the pot piston, especially in the Environment of the flow openings, and / or that of the jacket customized guide surface of the housing with small, over the Surface distributed depressions is provided. Thereby create pressure-speed cascades with one overall greater flow resistance in the guide gap, see above that larger manufacturing tolerances are tolerable. The promotes the aspects that are already favorable in terms of production technology the invention.

Da die Form der Durchflußöffnungen einer genauen Berechnung zugänglich ist, wird es möglich, einen Durchflußmengen- Konstanthalter insbesondere aus billigen Kunststoffspritzteilen herzustellen, der in einem Differenzdruckintervall von etwa 0,5 bis 10 bar eine derart konstante Durchflußmenge liefert, daß es möglich wird, die Füllmenge beispielsweise einer Haushaltswaschmaschine oder einer Geschirrspülmaschine mit hoher Genauigkeit dadurch zu bestimmen, daß lediglich die Öffnungszeit des Zuflußventils gesteuert wird. Diese Art der Füllmengensteuerung ist wesentlich einfacher und variabler als die bekannte Füllmengensteuerung mit Hilfe eines Niveauschalters, wobei zu bedenken ist, daß Programmsteuereinrichtungen bei derartigen Maschinen ohnehin vorhanden sind.Because the shape of the flow openings a precise calculation accessible, it becomes possible to set a flow rate Stabilizers especially from cheap Manufacture plastic injection molded parts in one Differential pressure interval from about 0.5 to 10 bar one such constant flow rate provides that it becomes possible that Capacity, for example, a household washing machine or a dishwasher with high accuracy determine that only the opening time of the inflow valve is controlled. This type of fill quantity control is much easier and more variable than the known one Filling quantity control with the help of a level switch, whereby It should be borne in mind that program control devices at such machines are present anyway.

Für die Erfindung ergeben sich außer diesem speziellen Anwendungsbereich auch andere Einsetzmöglichkeiten. Insbesondere ist sie nicht auf Wasser oder ein anderes flüssiges Medium beschränkt, sondern kann auch für gasförmige Medien verwendet werden, sofern bei der strömungstechnischen Auslegung die Gesetze der Gase herangezogen werden.Except for this particular result for the invention Other possible uses. In particular, it is not on water or any other liquid medium limited, but can also be used for gaseous media are used, provided the fluidic interpretation of the laws of gases be used.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Im einzelnen zeigtAn embodiment of the invention is as follows explained using the drawing. In detail shows

Fig. 1 einen Längsschnitt eines Durchflußmengen- Konstanthalters, wobei der enthaltene Topfkolben in der Ansicht gezeigt ist, Fig. 1 a longitudinal section of the charge constant-holder, the cup-shaped piston contained is shown in the view,

Fig. 2 einen Axialschnitt des Topfkolbens nach Fig. 1, Fig. 2 is an axial section of the pot piston according to Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht des Topfkolbens. Fig. 3 is a plan view of the pot piston.

Ein hülsenförmiges Gehäuse (1) mit kreisförmigem Querschnitt, das in Fig. 1 dargestellt ist, gliedert sich in einen Abschnitt kleineren Innendurchmessers, der als innere Führungsbohrung (2) bezeichnet wird, und einen Abschnitt größeren Innendurchmessers, der als erweiterte Führungsbohrung (3) bezeichnet wird. Die eine Bohrung geht über eine Schulter (4) in die andere über, wobei der mit der inneren Führungsbohrung (3) flächengleiche Rand der Schulter als Steuerkante (5) bezeichnet wird. Am unteren Ende des Gehäuses hat dieses einen nach innen vorstehenden Ringbund (6), der einerseits als Abstützung für eine Druckfeder (7) dient und andererseits eine genau dimensionierte Ringblende bildet.A sleeve-shaped housing ( 1 ) with a circular cross-section, which is shown in FIG. 1, is divided into a section of smaller inner diameter, which is referred to as the inner guide bore ( 2 ), and a section of larger inner diameter, which is referred to as the enlarged guide bore ( 3 ) becomes. One bore passes over a shoulder ( 4 ) into the other, the edge of the shoulder with the same area as the inner guide bore ( 3 ) being referred to as the control edge ( 5 ). At the lower end of the housing, this has an inwardly projecting ring collar ( 6 ) which on the one hand serves as a support for a compression spring ( 7 ) and on the other hand forms a precisely dimensioned ring diaphragm.

In das Gehäuse (1) ist ein Topfkolben (8) verschiebbar eingesetzt, der sich in einen Boden (9) und einen Mantel (10) gliedert. Im Bereich des Bodens sind vier radial abstehende teilzylindrische Vorsprünge (11) angeordnet. Diese Vorsprünge stützen sich mit ihren zylindrischen Mantelflächen an der Innenfläche der erweiterten Führungsbohrung des Gehäuses (3) ab. Die übrige Außenfläche des Topfkolbenmantels paßt in die innere Führungsbohrung (2). Beide Führungen haben so viel Spiel, daß eine leichtgängige Verschiebung des Topfkolbens (8) im Gehäuse (1) jederzeit möglich ist.A pot piston ( 8 ) is slidably inserted into the housing ( 1 ) and is divided into a base ( 9 ) and a casing ( 10 ). Four radially projecting, partially cylindrical projections ( 11 ) are arranged in the region of the base. These projections are supported with their cylindrical outer surfaces on the inner surface of the enlarged guide bore of the housing ( 3 ). The remaining outer surface of the pot piston jacket fits into the inner guide bore ( 2 ). Both guides have so much play that an easy movement of the pot piston ( 8 ) in the housing ( 1 ) is possible at any time.

Die Druckfeder (7) liegt an der unteren Stirnfläche des Topfkolbens (8) an und drückt diesen nach oben. Die Bewegung des Kolbens nach oben ist jedoch dadurch begrenzt, daß auf das Gehäuse (1) ein Anschlagring (12) aufgesetzt ist, der ebenfalls als Ringblende mit genau bemessenem Innendurchmesser ausgebildet sein kann.The compression spring ( 7 ) rests on the lower end face of the pot piston ( 8 ) and presses it upwards. However, the upward movement of the piston is limited in that a stop ring ( 12 ) is placed on the housing ( 1 ), which can also be designed as a ring diaphragm with a precisely dimensioned inner diameter.

Im Mantel des Topfkolbens (8) sind zwei einander diametral gegenüberliegende Durchflußöffnungen (13) vorgesehen, gewissermaßen als herausgeschnittene Fenster. Diese Durchflußöffnungen gliedern sich in einen unteren flach rechteckigen Anfangsbereich (14), einen sich nach oben zunehmend verengenden Mittelbereich (15) und einen oberen Endbereich (16), der die Gestalt eines hochgestellten Rechtecks hat. In der Ruhestellung des Topfkolbens, wenn dieser unter dem Einfluß der Druckfeder (7) oben am Anschlagring (12) anliegt, befindet sich die Steuerkante (5) etwa in Höhe der Basislinie des Anfangsbereichs (14).Two diametrically opposed flow openings ( 13 ) are provided in the casing of the pot piston ( 8 ), as it were as cut out windows. These flow openings are subdivided into a lower flat rectangular starting area ( 14 ), a middle area ( 15 ) which narrows towards the top and an upper end area ( 16 ) which has the shape of a raised rectangle. In the rest position of the pot piston, when it rests under the influence of the compression spring ( 7 ) at the top of the stop ring ( 12 ), the control edge ( 5 ) is located approximately at the level of the base line of the starting area ( 14 ).

Die Fig. 1 zeigt den Topfkolben (8) in einer Mittelstellung, die einem bestimmten Differenzdruck zwischen dem oben liegenden Eingang und dem unten liegenden Ausgang des Durchflußmengen-Konstanthalters entspricht. Die Pfeile zeigen die Wasserströmungsrichtung an. Es ist noch zu erwähnen, daß die Durchflußöffnungen (13) in Längsrichtung mit je einem der Vorsprünge (11) des Topfkolbens fluchten. Fig. 1 shows the pot piston ( 8 ) in a central position, which corresponds to a certain differential pressure between the upstream inlet and the bottom outlet of the flow rate stabilizer. The arrows indicate the direction of water flow. It should also be mentioned that the flow openings ( 13 ) are aligned in the longitudinal direction with one of the projections ( 11 ) of the pot piston.

Eine in Pfeilrichtung eintretende Wasserströmung tritt in der erweiterten Führungsbohrung (3) zwischen den Vorsprüngen (11) hindurch, so daß vier Einzelströme gebildet werden. Zwei davon sind durch die oberen Pfeile in Fig. 1 angedeutet. Diese Teilströmungen werden zu den Durchflußöffnungen (13) hin umgelenkt, wobei sie aufeinander treffen und dann in die Durchflußöffnung eintreten, soweit diese von der Wandfläche der inneren Führungsbohrung nicht abgedeckt ist. In den Durchflußöffnungen (13) verläuft die Strömung im wesentlichen radial, gemäß Fig. 1 senkrecht zur Zeichenebene. Die beiden radialen Teilströme prallen im Inneren des Topfkolbens aufeinander. Dadurch wird Bewegungsenergie in Druckenergie umgesetzt und die verlangsamte Gesamtströmung kann durch den großen Topfkolben-Innenquerschnitt nach unten ungehindert austreten.A water flow entering in the direction of the arrow passes in the enlarged guide bore ( 3 ) between the projections ( 11 ), so that four individual flows are formed. Two of these are indicated by the upper arrows in FIG. 1. These partial flows are diverted towards the flow openings ( 13 ), where they meet and then enter the flow opening insofar as this is not covered by the wall surface of the inner guide bore. In the flow openings ( 13 ) the flow is essentially radial, according to FIG. 1 perpendicular to the plane of the drawing. The two radial partial flows collide in the interior of the pot piston. As a result, kinetic energy is converted into pressure energy and the slowed-down overall flow can escape downwards unhindered due to the large inner pot piston cross section.

Der Wasserdruck auf die Außenfläche des Bodens (9) veranlaßt den Topfkolben (8), sich entgegen der Kraft der Druckfeder (7) nach unten zu bewegen, bis die zunehmende Federkraft einen Gleichgewichtszustand herbeiführt. Der Topfkolben bleibt in einer Zwischenstellung stehen. Dabei ragt zumindest der Endabschnitt (16), im Normalfall aber auch ein Teil des Mittelabschnitts (15) über die Steuerkante (5) hinaus. Dieser offene Durchflußquerschnitt ist so groß, daß sich bei dem vorherrschenden Differenzdruck eine ganz bestimmte Durchflußmenge je Zeiteinheit einstellt. Bei größerem Differenzdruck geht der Topfkolben (8) noch weiter nach unten und der wirksame Durchflußquerschnitt verringert sich weiter, so daß auch dann der angestrebte Durchflußmengenwert erreicht wird. Bei sehr geringem Differenzdruck steht praktisch der gesamte Durchflußquerschnitt zur Verfügung. Die Bemessung ist allerdings so ausgewählt, daß an der unteren Grenze des zulässigen Differenzdruckintervalls die Steuerkante sich in Höhe der oberen Rechteckseite des Anfangsbereichs (14), d. h. an der Grenze zwischen Anfangs- und Mittel bereich befindet. Beim höchsten Wert des Differenzdruckintervalls befindet sich die Steuerkante in Höhe der engsten Stelle, wo der Mittelbereich (15) in den Endbereich (16) übergeht. The water pressure on the outer surface of the bottom ( 9 ) causes the pot piston ( 8 ) to move downward against the force of the compression spring ( 7 ) until the increasing spring force brings about a state of equilibrium. The pot piston remains in an intermediate position. At least the end section ( 16 ), but normally also a part of the middle section ( 15 ) protrudes beyond the control edge ( 5 ). This open flow cross-section is so large that a very specific flow rate per unit of time occurs at the prevailing differential pressure. With a larger differential pressure, the pot piston ( 8 ) goes down further and the effective flow cross-section is further reduced, so that the desired flow rate value is also achieved. With a very low differential pressure, practically the entire flow cross-section is available. However, the dimensioning is selected so that at the lower limit of the permissible differential pressure interval the control edge is at the height of the upper rectangular side of the start area ( 14 ), ie at the border between the start and middle area. At the highest value of the differential pressure interval, the control edge is at the level of the narrowest point where the middle region ( 15 ) merges into the end region ( 16 ).

1 housing
2 inner guide holes
3 extended pilot hole
4 shoulder
5 control edge
6 ring collar
7 compression spring
8 pot pistons
9 floor
10 coat
11 head start
12 stop ring
13 flow opening
14 initial area
15 middle section
16 end region

Claims

1. flow rate constant, especially for water-bearing domestic appliances, with a flow-through housing, which contains a throttle body movably guided in its axial direction, which is subject to a restoring force and increasingly narrows the flow cross-section with increasing differential pressure between the housing inlet and outlet, characterized in that the throttle body is designed as a pot piston ( 8 ) with a jacket ( 10 ) and a bottom ( 9 ), that at least one flow opening ( 13 ) is provided in the jacket and that a housing section, the cylindrical guide surface ( 2 ) of which is adapted to the cross-sectional shape of the jacket by a Control edge ( 5 ) is limited, the flow opening covers to varying degrees depending on the position of the pot piston.

2. flow rate stabilizer according to claim 1, characterized in that the flow opening ( 13 ) with respect to its longitudinal extent has a beginning ( 14 ) and end region ( 16 ) and a central region ( 15 ) and that during operation of the flow rate stabilizer in the permissible pressure difference interval the pot piston ( 8 ) adjusts itself so that the control edge ( 5 ) is in the central area.

3. flow rate stabilizer according to claim 2, characterized in that the measured in the circumferential direction of the width of the flow opening ( 13 ) decreases continuously from the beginning of the middle region to the end of the middle region and that in the case of several flow openings distributed over the circumference, these are identical to one another.

4. flow rate constant according to claim 2, characterized in that several different Flow openings are provided, the sum of their circumferentially measured widths over the Middle area is steadily shrinking.

5. flow rate constant according to claim 1, characterized in that a variety of smaller ones Flow openings are provided, which are distributed so that when the pot piston moves in the axial direction Total flow cross section at least in the first approximation steadily reduced.

6. flow rate stabilizer according to claim 1, characterized in that the housing has an inner guide bore ( 2 ) which passes over a control edge ( 5 ) forming shoulder ( 4 ) into an enlarged guide bore ( 3 ) that the pot piston ( 8th ) is inserted with its open side into the inner guide bore ( 2 ) and that a return spring force ( 7 ) urges the pot piston in the direction pointing from the inner to the enlarged guide bore.

7. flow rate constant according to claim 6, characterized in that the pot piston ( 8 ) on the closed side by means of radial guide projections ( 11 ) in the enlarged guide bore ( 3 ) is guided.

8. flow rate stabilizer according to claim 7, characterized in that each flow opening ( 13 ) is aligned in the axial direction with one of the guide projections.

9. flow rate constant according to claim 1, characterized in that the pot piston ( 8 ) at the open end has an opening cross-section reducing ring diaphragm ( 6 ).

10. flow rate constant according to claim 1, characterized in that the jacket surface of the Pot piston, especially in the area of Flow openings, and / or that adapted to the jacket Guide surface of the housing with small, over the surface distributed depressions is provided.