DE3733740A1 - Daempfungsanordnung zur schwingungsdaempfung von mit druckfluessigkeit gesteuerten ventilen - Google Patents
Daempfungsanordnung zur schwingungsdaempfung von mit druckfluessigkeit gesteuerten ventilenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Dämpfungsanordnung
zur Schwingungsdämpfung von mit Druckflüssigkeit gesteuerten
Ventilen, in deren Steuerdruckleitung eine Drossel
angeordnet ist.
Eine solche Dämpfungsanordnung ist beispielsweise aus
DE-OS 27 28 004 bekannt. Dort sind mehrere Schieberventile
veranschaulicht, deren Steuerdruck vom Systemdruck
abgeleitet wird, welcher seinerseits durch das gesteuerte
Ventil beeinflußt wird. Die Drosseln in den Anschlußleitungen
zu den Steuerdruckräumen sollen dafür sorgen,
daß Schwingungsbewegungen der Ventilschieber weitgehend
gedämpft und insbesondere die bei Druckänderungen auftretenden
Einschwingvorgänge stabilisiert werden.
Bekanntlich ändert sich die Viskosität einer Druckflüssigkeit
in Abhängigkeit von der Temperatur. Aus diesem
Grund hat man bei einem Druckeinstellventil mit manueller
Betätigung und Rückführung des eingestellten Drucks über
eine feste Drossel in einen Steuerdruckraum für eine
zusätzliche Belastung des Ventilschiebers durch einen
mit dem Druckmittel in Berührung stehenden Bimetallstreifen
gesorgt (US-PS 29 65 120). Dies hat aber keinen
Einfluß auf die Schwingungsdämpfung.
Eine von der Temperatur der Druckflüssigkeit und daher
von deren Temperatur unabhängige Schwingungsdämpfung
erreicht man, wenn die Drosseln als scharfkantige Blenden,
wie Lochblenden, ausgebildet sind. Leider haben
diese bei schwacher Strömung fast gar keinen hydraulischen
Widerstand mehr, so daß sie bei kleinen Schwingungen
nicht mehr dämpfen. Der Einschwingvorgang dauert
daher verhältnismäßig lang.
Es ist ferner eine für Laminarströmung ausgelegte Drossel
bekannt (US-PS 31 44 879), bei der ein ringförmiger
Drosselspalt zwischen zwei einander benachbarten Stirnflächen
gebildet ist. Der innere Rand und der äußere
Rand der einen Stirnfläche ist jeweils über eine Bohrung
kleinen Durchmessers mit einem Druckmittelanschluß verbunden.
Die Spalthöhe des Drosselspalts läßt sich von
Hand oder temperaturabhängig einstellen. Im letztgenannten
Fall ist die eine Stirnfläche fest mit einer Stange
verschraubt und die andere Stirnfläche an einer Hülse
befestigt. Stange und Hülse sind am anderen Ende fest
miteinander verbunden. Hierbei hat die Hülse einen größeren
Temperaturausdehnungskoeffizienten als der Stab.
Diese Konstruktion kann verwendet werden, um durch Messung
des Strömungswiderstandes die Temperatur aus der
Ferne zu messen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dämpfungsanordnung
der eingangs beschriebenen Art anzugeben, mit
deren Hilfe man den Einschwingvorgang unabhängig von
der Arbeitstemperatur der Druckflüssigkeit rasch stabilisieren
kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
die Drossel einen Drosselspalt aufweist, dessen Spalthöhe
sich gegensinnig zur Temperatur der Druckflüssigkeit
ändert, um temperaturbedingte Änderungen des hydraulischen
Widerstandes ganz oder teilweise zu kompensieren.
Der Drosselspalt wird weitgehend von einer laminaren
Strömung durchsetzt. Infolgedessen ergibt sich auch bei
geringen Strömungsgeschwindigkeiten ein hoher hydraulischer
Drosselwiderstand. Die Drossel vermag demnach auch
kleine Schwingungen des Ventilelements, z. B. eines Ventilschiebers,
wirksam zu dämpfen, so daß sich der Einschwingvorgang
rasch stabilisiert.
Der hydraulische Widerstand eines Drosselspalts mit fester
Spalthöhe ist außerordentlich stark von der temperaturabhängigen
Viskosität der Druckflüssigkeit abhängig.
Dadurch daß die Spalthöhe in kompensierender Weise von
der Temperatur der Druckflüssigkeit abhängig gemacht
wird, gelingt es, den hydraulischen Widerstand auch bei
Temperaturänderungen ganz oder weitgehend aufrecht zu
erhalten. Der für eine gute Dämpfung ermittelte und dann
eingestellte hydraulische Widerstand der Drossel ist
daher sowohl wirksam, wenn das Hydrauliksystem mit noch
kalter Druckflüssigkeit in Betrieb genommen wird, als
auch dann, wenn sich die Druckflüssigkeit in der Pumpe
oder auf andere Weise ganz erheblich erwärmt hat.
Besonders günstig ist es, wenn die Spalthöhe über die
Länge des Drosselspalts konstant ist. Dies erreicht man
am einfachsten mit planparallelen Stirnflächen. Andererseits
sind aber auch Spalte mit sich geringfügig ändernder
Spalthöhe, wie sie durch das Eintauchen eines konischen
Schafts in eine zylindrische Bohrung gebildet werden,
brauchbar.
Mit besonderem Vorteil ist dafür gesorgt, daß die etwa
geradlinige Kennlinie der Spalthöhe über der Temperatur
so gewählt ist, daß sie die der genauen Beibehaltung
des hydraulischen Widerstandes entsprechende Kurve im
Temperaturarbeitsbereich zweimal schneidet. Auf diese
Weise erhält man eine recht genaue Temperaturkompensation.
Ein noch besseres Ergebnis erzielt man, wenn man dem
ersten Drosselspalt einen weiteren Drosselspalt mit einer
anderen Temperaturabhängigkeit oder mit konstanter Spalthöhe
parallel schaltet. Dies führt zu kombinierten Kennlinien,
die sich der einem konstanten hydraulischen Widerstand
entsprechenden Kurve noch genauer anpassen lassen.
Insbesondere sollten die etwa geradlinigen Kennlinien
der Spalthöhen beider Spalte über der Temperatur so gewählt
sein, daß sie die der genauen Beibehaltung des
hydraulischen Widerstandes entsprechende Kurve im Temperaturarbeitsbereich
mindestens dreimal schneiden.
In konstruktiver Hinsicht empfiehlt es sich, daß ein
Stab mit Spielraum in einem Gehäuse angeordnet ist, einen
größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten als das Gehäuse
hat und an einem Ende mit dem Gehäuse verbunden ist und
daß am anderen Ende der Drosselspalt zwischen zwei Stirnflächen
gebildet ist, von denen die eine mit dem Stab
und die andere mit dem Gehäuse verbunden ist, wobei der
eine Druckflüssigkeitsanschluß im Bereich der Stirnflächenmitte
vorgesehen und der andere Druckflüssigkeitsanschluß
mit dem Stirnflächenrand verbunden ist. Die Spalthöhe
ändert sich in Abhängigkeit von der Differenz der
beiden Wärmeausdehnungskoeffizienten. Durch die Wahl
der Ausgangs-Spalthöhe und der Materialien von Stab und
Gehäuse läßt sich die gewünschte Kennlinie erzielen.
Vorzugsweise ist der Drosselspalt zwischen der Stirnfläche
des Stabes und der Stirnfläche eines Gehäusebodens
gebildet, der ein Mittelloch als Druckflüssigkeitsanschluß
aufweist. Dieses Mittelloch definiert die innere Begrenzung
des Drosselspalts und hat einen so großen Querschnitt,
daß es nicht durch Schmutzteilchen u. dgl. verstopft
wird. Außerdem ergibt sich ein sehr einfacher
Aufbau.
Der andere Druckflüssigkeitsanschluß ist vorzugsweise
durch mindestens eine Querbohrung in der Gehäusewand
gebildet und über den Spielraum zwischen Stab und Gehäuse
mit dem Stirnflächenrand verbunden. Dies ergibt eine
sehr einfache Konstruktion mit geringem Platzbedarf.
Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß die Druckflüssigkeit
sowohl den Stab als auch das Gehäuse über eine gewisse
Länge berührt, so daß diese Teile die Druckflüssigkeitstemperatur
annehmen.
Der parallel geschaltete zweite Drosselspalt kann durch
eine Radialnut in mindestens einer der Stirnflächen gebildet
sein. Dies erfordert nur einen sehr geringen Mehraufwand.
Bei einer Ausführungsform ist der Gehäuseboden auf ein
hülsenförmiges Gehäuse aufgesetzt. Das Aufsetzen erfolgt
vorzugsweise in Preßpassung. In diesem Fall kann das
andere Ende der Hülse geschlossen sein und den Stab in
fester Einbaulage aufnehmen. Durch entsprechendes Aufschieben
des Gehäusebodens auf das Gehäuse läßt sich
die Spalthöhe des Drosselspalts genau einjustieren.
Bei einer anderen Ausführungsform ist der Stab verschraubbar
mit dem Gehäuse verbunden. In diesem Fall kann der
Gehäuseboden einstückig mit dem übrigen Gehäuse ausgebildet
sein. Besonders wichtig ist es aber, daß durch Verschrauben
des Stabes die Grundeinstellung der Spalthöhe
verändert werden kann.
Als besonders empfehlenswert hat es sich herausgestellt,
daß das Gehäuse ein hülsenförmiges Schraubelement ist,
das in eine mit Anschlußkanälen versehene Bohrung eines
Ventilblocks eingeschraubt ist, am Boden und inmitten
seiner Länge je einen Druckflüssigkeitsanschluß trägt,
der mit je einem Anschlußkanal verbunden ist, und zwischen
den Druckflüssigkeitsanschlüssen von seiner Ringdichtung
umgeben ist. Ein solches Schraubelement läßt sich rationell
in großen Stückzahlen herstellen und dann nachträglich
in den Ventilblock einsetzen.
Bei einer weiteren Ausgestaltung weist der Stab einen
mit Rückschlagventil versehenen Bypaßkanal auf. Man kann
auf diese Weise die Dämpfungsbedingungen in der einen
Strömungsrichtung anders gestalten als diejenigen in
der anderen Strömungsrichtung.
Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung
dargestellter, bevorzugter Ausführungsbeispiele näher
erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Hydrauliksystems
mit mehreren erfindungsgemäßen Dämpfungsanordnungen,
Fig. 2 in einem Druck-Durchfluß-Diagramm die Kennlinien
verschiedener Drosseln,
Fig. 3 Einschwingvorgänge in einem Lage-Zeit-Diagramm,
Fig. 4 in einem schematischen Längsschnitt eine Ausführungsform
der Erfindung,
Fig. 5 ein Spalthöhen-Temperatur-Diagramm mit verschiedenen
Kennlinien,
Fig. 6 ein abgewandeltes Diagramm der Fig. 5,
Fig. 7 ein abgewandeltes Diagramm der Fig. 5,
Fig. 8 eine weitere Ausführungsform in schematischer
Darstellung,
Fig. 9 ein praktisches Ausführungsbeispiel im Längsschnitt
und
Fig. 10 ein zweites praktisches Ausführungsbeispiel
im Längsschnitt.
In Fig. 1 ist ein Hydrauliksystem zur Betätigung eines
Stellmotors 1 veranschaulicht. Eine verstellbare Pumpe 2
fördert Druckflüssigkeit über ein Kompensationsventil 3
und ein mittels eines Handbetätigungsorgans 4 o. dgl.
verstellbares Hauptsteuerventil 5 zum Druckraum 6 des
Stellmotors 1, während aus dem Druckraum 7 Druckflüssigkeit
über ein Lastabsenkungsventil 8 und das Hauptsteuerventil
5 in den Behälter 9 zurückgelangt. Das Hauptsteuerventil
5 bildet zusammen mit dem Kompensationsventil 3
ein Proportionalventil 10. Der Druck in der Motorzuleitung
11 wird über eine Steuerdruckleitung 12 und eine
erste Drossel 13 der Verstellvorrichtung 2 a der Pumpe 2
zugeführt. Diese sorgt dafür, daß der Pumpendruck jeweils
einen vorbestimmten Betrag oberhalb des Drucks in der
Motorzuleitung 11 liegt. Über eine zweite Drossel 14
wird der Druck in der Steuerdruckleitung 12 dem Kompensationsventil
3 zugeführt, das in entgegengesetzter Richtung
über eine Steuerdruckleitung 15 mit einer Drossel 16
vom Druck in der Leitung 17 zwischen dem Kompensationsventil
3 und dem Hauptsteuerventil 5 beaufschlagt wird.
Gleichsinnig mit dem Steuerdruck wirkt noch eine Feder
17 a, so daß das Kompensationsventil 3 den Druckabfall
am Hauptsteuerventil 5 konstant hält. Eine weitere Steuerdruckleitung
18 verbindet die Motorzuleitung 11 über
die Parallelschaltung zweier Drosseln 19 und 20 mit dem
Lastabsenkungsventil 8, das in bekannter Weise auch noch
andere, nicht dargestellte Steuerdruckanschlüsse hat.
Bei der Verstellung des Hauptsteuerventils 5 ändern sich
die Druckverhältnisse in der Motorzuleitung 11 und daher
auch in den Steuerdruckleitungen 12 und 18. Dies hat
Auswirkungen auf die Verstellvorrichtungen 2 a der Pumpe 2,
auf das Kompensationsventil 3 und auf das Lastabsenkungsventil
8. Die veranschaulichten Drosseln 13, 14, 16,
19, 20 verhindern, daß die beweglichen Teile der einzelnen
Ventile ins Schwingen geraten bzw. sorgen dafür,
daß sie nach kurzer Zeit einen neuen stabilen Zustand
einnehmen. Die Wirksamkeit der einzelnen Drosseln hängt
von ihrem hydraulischen Widerstand ab.
Der hydraulische Widerstand ist definiert als K=Δ p/Q,
wobei Δ p den Druckabfall an der Drossel und Q die durchströmende
Menge pro Zeiteinheit bezeichnet. In Fig. 2
sind Kennlinien im Q-p-Diagramm für verschiedene Drosselarten
angegeben. Die Kennlinie A bezeichnet eine Lochblende
oder eine andere, mit scharfer Kante arbeitende
Blende. Die Kennlinie zeigt, daß der hydraulische Widerstand
nahe der Strömung Null außerordentlich klein ist
und erst bei größeren Strömungsmengen ansteigt. Die gerade
Kennlinie B gehört zu einer Drossel, die im wesentlichen
mit laminarer Strömung arbeitet. Eine solche Drossel
hat über den gesamten Strömungsbereich einen annähernd
konstanten hydraulischen Widerstand.
In Fig. 3 ist die Ventilschieberstellung s über der Zeit t
nach einer plötzlichen Druckänderung aufgetragen. Die
Kurve A zeigt wiederum die Verhältnisse bei einer scharfkantigen
Blende. Anfänglich ergibt sich eine gute Dämpfung.
Bei kleineren Schwingungen und daher kleinerer
Flüssigkeitsverdrängung ist die Dämpfung ungenügend.
Der Einschwingzustand stabilisiert sich nur sehr langsam.
Mit der Kurve B ist angedeutet, wie sich die Verhältnisse
bei Verwendung einer Drossel mit laminarer Strömung gestalten.
Hier ist nach kurzer Zeit der stabile Einschwingzustand
erreicht. Zu beachten ist aber, daß die scharfkantige
Blende gemäß Kurve A temperaturunabhängig ist,
während die geradlinige Kennlinie B außerordentlich von
der Viskosität der Druckflüssigkeit und daher ihrer Temperatur
abhängt.
Zur Lösung dieses Problems wird eine Dämpfungsanordnung 21
vorgeschlagen, wie sie im Prinzip in Fig. 4 dargestellt
ist. Ein Stab 22 mit einer freien Länge L und einem Durchmesser
D ist an einem Ende mit der Stirnwand 23 eines
hülsenförmigen Gehäuses 24 verbunden, so daß zwischen
der Gehäusebohrung und dem Stab ein Spielraum 25 verbleibt.
Das Gehäuse 21 ist mit einem Gehäuseboden 26
versehen. Dieser besitzt ein als Druckflüssigkeitsanschluß
dienendes Mittelloch 27 mit einem Durchmesser d.
Infolgedessen wird ein ringförmiger Drosselspalt 28 mit
der Spalthöhe h zwischen der Stirnfläche 29 des Gehäusebodens
und der Stirnfläche 30 des Stabes 22 gebildet.
Ferner ist in der Seitenwand des hülsenförmigen Gehäuses
24 ein weiterer Druckflüssigkeitsanschluß 31 vorgesehen.
Der Wärmeausdehnungskoeffizient α A des Stabes
ist größer als der Wärmeausdehnungskoeffizient a S des
Gehäuses 24. Beispielsweise besteht der Stab aus Aluminium
oder Kunststoff und das Gehäuse aus Stahl.
Bekanntlich gilt für eine ideale laminare Drosselung
zwischen zwei planparallelen Flächen der folgende Zusammenhang
zwischen der Strömung Q und dem Druckabfall Δ p:
wobei
h = Abstand zwischen den Flächen,
b = Querschnittsbreite,
L = Länge der Flächen,
p = Dichte des Öls,
γ = Viskosität des Öls.
h = Abstand zwischen den Flächen,
b = Querschnittsbreite,
L = Länge der Flächen,
p = Dichte des Öls,
γ = Viskosität des Öls.
Das Verhältnis
wird als hydraulischer Widerstand bezeichnet, der über
die Viskosität eine unumgängliche Temperaturabhängigkeit
erhält.
Wendet man diese Gleichung auf das Ausführungsbeispiel
der Fig. 4 an, so ergibt sich unter Berücksichtigung
der Temperaturabhängigkeit:
wobei α=a A -α S die Differenz zwischen den beiden Temperaturkoeffizienten
von Stab und Gehäuse ist.
Schreibt man die Gleichung (2) wie folgt um:
so erhält man links die temperaturkompensierte Spalthöhe h
und rechts einen Ausdruck für die Spalthöhe, wie er sich
aus der Konstruktion und den Öldaten für einen konstanten
hydraulischen Widerstand ergibt. Da sich die Verhältnisse
auf der linken Seite der Gleichung nur linear ändern,
ergibt sich in einem Spalthöhen-Temperatur-Diagramm eine
Gerade, während die rechte Seite eine von der 3. Wurzel
der Viskosität abhängige Kurve darstellt. Beide Kurven
können einander in einer für den praktischen Betrieb
ausreichenden Weise angepaßt werden, wie es im Diagramm
der Fig. 5 veranschaulicht ist. Die Kurve h s entspricht
der rechten Seite, also derjenigen Spalthöhe, bei der
der hydraulische Widerstand K=Δ p/Q über den gesamten
Temperaturbereich konstant gehalten wird. Die gerade
Kennlinie h₁ entspricht der tatsächlichen Spalthöhe h,
die sich einstellt, wenn Stab 22 und Gehäuse 24 aufgrund
der Berührung mit der hindurchströmenden Flüssigkeit
deren Temperatur angenommen haben. Die Spalthöhe nimmt
vom Wert h₀, der bei einer Bezugstemperatur, beispielsweise
0°C, gegeben ist, kontinuierlich ab. Der
Arbeitsbereich läuft bis zum Grenzwert G. Innerhalb dieses
Arbeitsbereichs O bis G ist die Kennlinie h₁ so gelegt,
daß sie die Kennlinie h s an zwei Punkten schneidet.
Bei einem Ausführungsbeispiel wurde die Anpassung in
der folgenden Weise vorgenommen:
Gewünschter hydraulischer
Widerstand: K = 6 Bar/0,5 cm³/Sek.
Gegebener Öltyp: p = 800 kg/m³, γ (20°C) = 80 cSt, γ (70°C) = 10 cSt
Gewählter Stabdurchmesser: D = 3 mm
Gewählter Lochdurchmesser: d = 2 mm
Gewählter Wärmeausdehnungskoeffizient: α S (Stahl) = 11 · 10-6 1/°C
Gewählter Wärmeausdehnungskoeffizient: α A (Aluminium) = 23 · 10-6 1/°C
Gegebener Öltyp: p = 800 kg/m³, γ (20°C) = 80 cSt, γ (70°C) = 10 cSt
Gewählter Stabdurchmesser: D = 3 mm
Gewählter Lochdurchmesser: d = 2 mm
Gewählter Wärmeausdehnungskoeffizient: α S (Stahl) = 11 · 10-6 1/°C
Gewählter Wärmeausdehnungskoeffizient: α A (Aluminium) = 23 · 10-6 1/°C
das ergibt: h₀ = 44 µm; L = 30 mm.
Man kann daher durch Wahl der Basishöhe h₀, der Längenabmessungen
und der Materialwahl beliebige Kennlinien
erzeugen.
Gemäß Fig. 6 läßt sich eine noch bessere Anpassung erreichen,
wenn Drosselspalte parallel zueinander angeordnet
sind, wie dies in Fig. 1 für die Drosseln 19 und 20 gezeigt
ist. Beide Drosselspalte haben unterschiedliche
gerade Kennlinien h₂ und h₃. Bei der Parallelschaltung
ist ihre Summenkurve h₄ wirksam. Diese Summenkurve ist
so gelegt, daß sie die gewünschte Höhe h s im Arbeitsbereich
dreimal schneidet.
Eine etwas einfachere Abwandlung ist in Fig. 7 veranschaulicht,
wo eine temperaturabhängige Kennlinie h₅ und eine
temperaturunabhängige Kennlinie h₆ in Parallelschaltung
vorliegen, so daß sich eine Summenkurve h₇ ergibt. Auch
diese läßt sich der gewünschten Kurve h s so anpassen,
daß im Arbeitsbereich zwischen O und G drei Schnittpunkte
vorhanden sind.
In Fig. 8 werden für entsprechende Teile um 100 erhöhte
Bezugszeichen verwendet. Die Dämpfungsanordnung 121 der
Fig. 8 unterscheidet sich von derjenigen der Fig. 4 lediglich
dadurch, daß in der Stirnfläche 130 des Stabes 122
eine diagonal verlaufende Radialnut 132 vorgesehen ist.
Diese ist in der Zeichnung stark übertrieben veranschaulicht.
Sie führt dazu, daß zwei parallele Drosseln vorhanden
sind, die unterschiedliche Grundhöhen, aber gleichlaufende
Temperaturabhängigkeiten haben. Ist der zwischen
den Stirnflächen 129 und 130 gebildete Spalt 128 sehr
klein im Verhältnis zu dem mit Hilfe der Nut 132 gebildeten
Spalt, erhält man ähnliche Verhältnisse, wie sie
in Fig. 7 dargestellt sind.
Fig. 9, bei der um 200 erhöhte Bezugszeichen verwendet
werden, zeigt eine praktische Ausführungsform, bei der
eine Dämpfungsanordnung 221 in eine Bohrung 233 eines
Ventilsblocks 234 eingesetzt ist, wobei die Bohrung einen
Anschlußkanal 235 an der Stirnseite und einen Anschlußkanal
236 am Umfang sowie dazwischen eine Ringnut mit
einer Dichtung 237 aufweist. Die Dämpfungsanordnung 221
wird durch ein Gehäuse 224 in der Form eines hülsenförmigen
Schraubelements mit einem Kopf 238 gebildet, an
welchem der Stab 222 befestigt ist. Ein Gehäuseboden 226
mit Mittelloch 227 ist im Preßsitz derart aufgebracht,
daß sich eine definierte Spalthöhe h für den Drosselspalt
228 ergibt. Druckflüssigkeit tritt demnach über
das Mittelloch 227 zu, durchströmt die ringförmige Spaltdrossel
228 und gelangt weiter durch den Spielraum 225
zur Anschlußöffnung 231, die mit der Bohrung 236 in Verbindung
steht.
Zusätzlich ist im Stab 222 noch ein Axialkanal 239 mit
einem Rückschlagventil 240 vorgesehen. Mit Hilfe von
Querbohrungen 241 kann der Drosselspalt 228 jeweils beim
Rückfluß überbrückt werden.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 10 werden für entsprechende
Teile nochmals um 100 erhöhte Bezugszeichen benutzt.
Bei dieser Ausführungsform ist der Gehäuseboden 326
einstückig mit dem Gehäuse 324 ausgebildet, das wiederum
ein hülsenförmiges Schraubelement ist. Der Kopf 338 weist
eine Gewindebohrung 342 auf, in die ein Gewindekopf 343
des Stabes 322 eingeschraubt ist. Infolgedessen läßt
sich die Grundeinstellung der Spalthöhe h durch Verschrauben
des Stabes 322 wählen.
Es sind noch andere Ausführungsformen denkbar, beispielsweise
ein zylindrischer Spalt mit sich temperaturabhängig
ändernder Spalthöhe. Man kann auch einen Stab mit konisch
ausgeführtem Ende in eine zylindrische Bohrung eintauchen
lassen und auf diese Weise den Spaltquerschnitt ändern.
Die veranschaulichte Dämpfungsanordnung ist für beliebige
Hydrauliksysteme geeignet, insbesondere für Proportionalventile
in der Mobilhydraulik, aber auch für Lasthalte-Ventile,
Mengenregler, Prioritäts-Ventile und viele
andere Geräte. Insbesondere sind solche Schwingungsdämpfungen
von Vorteil, wenn labile hydraulische Maschinen,
wie Krane, Hebebühnen usw., betrieben werden oder wenn
Schwingungen durch Fremdeinflüsse, z. B. eine schwingende
Last, entstehen können.
Claims (14)
1. Dämpfungsanordnung zur Schwingungsdämpfung von mit
Druckflüssigkeit gesteuerten Ventilen, in deren Steuerdruckleitung
eine Drossel angeordnet ist, dadurch
gekennzeichnet, daß die Drossel (13, 14, 16, 19, 20)
einen Drosselspalt (28; 128; 228; 328) aufweist, dessen
Spalthöhe (h) sich gegensinnig zur Temperatur
der Druckflüssigkeit ändert, um temperaturbedingte
Änderungen des hydraulischen Widerstandes (K) ganz
oder teilweise zu kompensieren.
2. Dämpfungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Spalthöhe (h) über die Länge des
Drosselspalts (28; 128; 228; 328) konstant ist.
3. Dämpfungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die etwa geradlinige Kennlinie (h₁)
der Spalthöhe über der Temperatur so gewählt ist,
daß sie die der genauen Beibehaltung des hydraulischen
Widerstandes entsprechende Kurve (h s ) im Temperaturarbeitsbereich
zweimal schneidet.
4. Dämpfungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß dem ersten Drosselspalt
(128) ein weiterer Drosselspalt mit einer anderen
Temperaturabhängigkeit parallel geschaltet ist.
5. Dämpfungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß dem ersten Drosselspalt
ein weiterer Drosselspalt mit konstanter Spalthöhe
parallel geschaltet ist.
6. Dämpfungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die etwa geradlinigen
Kennlinien (h₂, h₃; h₅, h₆) der Spalthöhen beider
Spalte über der Temperatur so gewählt sind, daß ihre
Summenkennlinien (h₄; h₇) die der genauen Beibehaltung
des hydraulischen Widerstandes entsprechende Kurve
im Temperaturarbeitsbereich mindestens dreimal schneiden.
7. Dämpfungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Stab (22; 122; 222;
322) mit Spielraum (25; 125; 225; 325) in einem Gehäuse
(24; 124; 224; 324) angeordnet ist, einen größeren
Wärmeausdehnungskoeffizienten als das Gehäuse
hat und an einem Ende mit dem Gehäuse verbunden ist
und daß am anderen Ende der Drosselspalt (28; 128;
228; 328) zwischen zwei Stirnflächen (29, 30; 129,
130) gebildet ist, von denen die eine mit dem Stab
und die andere mit dem Gehäuse verbunden ist, wobei
der eine Druckflüssigkeitsanschluß (27; 127; 227;
327) im Bereich der Stirnflächenmitte vorgesehen und
der andere Druckflüssigkeitsanschluß (31; 131; 231;
331) mit dem Stirnflächenrand verbunden ist.
8. Dämpfungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Drosselspalt (28; 128; 228; 328)
zwischen der Stirnfläche des Stabes (22; 122; 222;
322) und der Stirnfläche eines Gehäusebodens (26;
126; 226; 326) gebildet ist, der ein Mittelloch als
Druckflüssigkeitsanschluß (27; 127; 227; 327) aufweist.
9. Dämpfungsanordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch
gekennzeichnet, daß der andere Druckflüssigkeitsanschluß
(31; 131; 231; 331) durch mindestens eine
Querbohrung in der Gehäusewand gebildet und über
den Spielraum (25; 125; 225; 325) zwischen Stab und
Gehäuse mit dem Stirnflächenrand verbunden ist.
10. Dämpfungsanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß der parallel geschaltete
zweite Drosselspalt durch eine Radialnut (132) in
mindestens einer der Stirnflächen (130) gebildet
ist.
11. Dämpfungsanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäuseboden (226)
auf ein hülsenförmiges Gehäuse (224) aufgesetzt ist.
12. Dämpfungsanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (322) verschraubbar
mit dem Gehäuse (324) verbunden ist.
13. Dämpfungsanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (224; 324)
ein hülsenförmiges Schraubelement ist, das in eine
mit Anschlußkanälen (235, 236; 335, 336) versehene
Bohrung (233; 333) eines Ventilblocks (234; 334)
eingeschraubt ist, am Boden (226; 326) und inmitten
seiner Länge je einen Druckflüssigkeitsanschluß (227;
231; 327; 331) trägt, der mit je einem Anschlußkanal
verbunden ist, und zwischen den Druckflüssigkeitsanschlüssen
von einer Ringdichtung (237; 337) umgeben
ist.
14. Dämpfungsanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (222) einen
mit Rückschlagventil (240) versehenen Bypaßkanal
(239) aufweist.
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