DE4030717A1 - Throttle check valve - has movable valve element with aperture formed from deformable foil and moving, during throttling, into play free contact - Google Patents
Throttle check valve - has movable valve element with aperture formed from deformable foil and moving, during throttling, into play free contactInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung geht aus von einem verstellbaren Drossel-Rückschlag ventil nach der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.The invention is based on an adjustable throttle check valve according to the type specified in the preamble of claim 1.
Es ist schon ein solches verstellbares Drossel-Rückschlagventil aus der US-PS 32 98 393 bekannt, bei dem in einem als Winkelverschrau bung ausgebildeten Gehäuse das beweglich angeordnete Ventilglied als tellerförmiger Ventilkegel ausgebildet ist. Zwei relativ zueinander bewegliche Öffnungsquerschnitte werden von gleich großen Bohrungen gebildet, die exzentrisch zur Längsachse im tellerförmigen Ventilke gel einerseits und andererseits in der zugehörigen Sitzfläche im Gehäuse angeordnet sind. Obwohl dieses Ventil bereits mit einem ein zigen Ventilglied für die beiden Funktionen Drosselventil und Rück schlagventil arbeitet, hat es doch den Nachteil, daß es relativ auf wendig baut und sich weniger für schnelle Schaltfunktionen eignet. Ferner kann es bei diesem Ventil vorkommen, daß bei seiner Funktion als Drosselventil, insbesondere bei einer Einstellung auf relativ kleine Volumenströme, sich zwischen den kegeligen Flächen von Ven tilkegel und Sitz im Gehäuse ein störender Leckölstrom ausbildet, der über die gehäusefeste Bohrung zum Auslaß abströmt. Dieser Leck ölstrom wird nicht durch den jeweils eingestellten wirksamen Durch flußquerschnitt des Drosselventils bestimmt und kann deshalb vor allem bei kleinen Volumenströmen empfindlich stören. Zudem ist das Ventil schlecht einstellbar.Such an adjustable throttle check valve is already out the US-PS 32 98 393 known, in which in one as an elbow exercise trained housing the movably arranged valve member as plate-shaped valve cone is formed. Two relative to each other Movable opening cross-sections are made of holes of the same size formed, which is eccentric to the longitudinal axis in the plate-shaped valve gel on the one hand and on the other hand in the associated seat in Housing are arranged. Although this valve already comes with a valve element for the two functions throttle valve and return check valve works, it has the disadvantage that it is relatively on maneuverable and less suitable for fast switching functions. Furthermore, it can happen with this valve that in its function as a throttle valve, especially when set to relative small volume flows between the conical surfaces of Ven cone and seat in the housing form a disturbing leakage oil flow, which flows out through the housing-fixed bore to the outlet. That leak Oil flow is not determined by the effective flow set in each case determines the flow cross section of the throttle valve and can therefore especially sensitive to small volume flows. It is also Valve difficult to adjust.
Ferner ist aus der DE-GM 19 54 246 ein Drossel-Rückschlagventil be kannt, das für beide Funktionen mit einem einzigen Ventilglied ar beitet, das hier als freifliegende, relativ dünnwandige Ventilplatte ausgebildet ist. Von Nachteil bei diesem Ventil ist, daß die Dros selfunktion nicht verstellbar ist und auch nicht vollkommen abge sperrt werden kann. Zudem ist die Ventilplatte auch nicht verformbar und es treten störende Leckölströme auf.Furthermore, a throttle check valve is from DE-GM 19 54 246 knows that ar for both functions with a single valve member works here as a free-flying, relatively thin-walled valve plate is trained. The disadvantage of this valve is that the Dros Self-function is not adjustable and is not completely off can be blocked. In addition, the valve plate is also not deformable and disturbing leakage oil flows occur.
Weiterhin ist aus der DE-AS 16 50 440 ein verstellbares Dros sel-Rückschlagventil bekannt, das sich für eine genaue Einstellung eignet und zudem auch absperrbar ist. Von Nachteil bei diesem Ventil ist der relativ hohe Bauaufwand, zumal das Ventil mit zwei voneinan der getrennten Ventilgliedern für die beiden Funktionen arbeitet.Furthermore, from DE-AS 16 50 440 is an adjustable Dros Sel check valve is known for an accurate setting is suitable and can also be locked. A disadvantage of this valve is the relatively high construction effort, especially since the valve with two from each other the separate valve members works for the two functions.
Das erfindungsgemäße Drossel-Rückschlagventil mit den kennzeichnen den Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß es bei relativ einfacher und kostengünstiger Bauweise ein genaues Einstellen von Volumenströmen erlaubt. Durch die Ausbildung des Ven tilglieds aus dünnwandigem, flexiblen Flachmaterial legt sich das Ventilglied abdichtend ohne Spiel an die gekrümmte Innenwand im Ge häuse, wobei der störende Einfluß des Spiels zwischen benachbarten Bauelementen und damit verbundener störender Leckölströme ausge schaltet wird. Zudem begünstigt das membranartige, sehr leicht ver formbare Ventilglied schnelle Schaltfunktionen.Mark the throttle check valve according to the invention with the features of the main claim has the advantage that it is accurate with a relatively simple and inexpensive design Adjustment of volume flows allowed. By training the Ven This is made of thin-walled, flexible flat material Sealing valve member without play on the curved inner wall in the Ge house, the disruptive influence of play between neighboring Components and associated disturbing leakage oil flows out is switched. It also favors membrane-like, very light ver malleable valve member fast switching functions.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 an gegebenen Drossel-Rückschlagventils möglich. Besonders günstig ist eine Ausbildung nach Anspruch 2, wodurch ein schnelles Ansprechen des Ventils bei seiner Funktion als Rückschlagventil erreicht wird. The measures listed in the subclaims provide for partial further developments and improvements of claim 1 given throttle check valve possible. Is particularly cheap an education according to claim 2, whereby a quick response of the valve is achieved in its function as a check valve.
Ferner ist eine Ausbildung nach Anspruch 3 günstig, da hierdurch ei ne einfache Herstellung in Verbindung mit einer guten Abdichtung er zielbar ist. Besonders vorteilhaft sind Ausbildungen nach den An sprüchen 4 und 5, da auf diese Weise die Verstellbarkeit des Dros sel-Rückschlagventils einfach und kostengünstig realisierbar ist. Ferner ist eine Ausbildung nach Anspruch 6 besonders zweckmäßig, da sich hierdurch bei günstigem Aufbau ein leicht und schnell anspre chendes Rückschlagventil mit geringem Durchflußwiderstand erzielen läßt. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den üb rigen Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.Furthermore, an embodiment according to claim 3 is favorable, since this makes egg a simple manufacture in connection with a good seal is aimable. Training according to the An are particularly advantageous sayings 4 and 5, because in this way the adjustability of the Dros sel check valve is simple and inexpensive to implement. Furthermore, an embodiment according to claim 6 is particularly useful because thereby responding easily and quickly with a cheap construction Achieve appropriate check valve with low flow resistance leaves. Further advantageous configurations result from the ex claims, the description and the drawing.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge stellt und in der nachfolgenden Bechreibung näher erläutert. Es zei gen Fig. 1 einen Längsschnitt durch das verstellbare Drossel-Rück schlagventil in vereinfachter Darstellung, Fig. 2 einen Querschnitt nach II-II in Fig. 1, Fig. 3 einen Querschnitt entsprechend Fig. 2 mit einer Stellung des Ventilglieds bei der Funktion als Rück schlagventil, Fig. 4 als Einzelheit eine Draufsicht auf die beiden Öffnungsquerschnitte von Gehäuse und Ventilglied und Fig. 5 einen Längsschnitt durch das Drossel-Rückschlagventil nach Fig. 1 bei ab gesperrtem Drosselventil.An embodiment of the invention is shown in the drawing and Darge explained in more detail in the following description. It shows gene Fig. 1 shows a longitudinal section through the adjustable throttle check valve in a simplified representation, Fig. 2 shows a cross section according to II-II in Fig. 1, Fig. 3 shows a cross section corresponding to Fig. 2 with a position of the valve member during operation as a check valve, Fig. 4 as a detail a plan view of the two opening cross sections of the housing and valve member and Fig. 5 shows a longitudinal section through the throttle check valve of FIG. 1 with the throttle valve blocked.
Die Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein Drossel-Rückschlag ventil 10 in vereinfachter Darstellung, dessen quaderförmiges Gehäu se 11 eine zylindrische Sacklochbohrung 12 aufweist, die stirnseitig durch einen Deckel 13 verschlossen ist. Im Gehäuse 11 ist an einer Unterseite 14 ein erster Anschluß 15 ausgebildet, während an einer Oberseite 16 ein zweiter Anschluß 17 liegt. Beide Anschlüsse 15, 17 liegen koaxial zueinander und münden diametral in die zylindrische Sacklochbohrung 12, wobei vom zweiten Anschluß 17 ein gehäuseseiti ger Öffnungsquerschnitt 18 gebildet wird. In der zylindrischen Sack lochbohrung 12 ist ein Trägerkörper 19 längs verschiebbar angeord net, auf dem das eigentliche Ventilglied 21 befestigt ist. Der Trä gerkörper 19 besteht im wesentlichen aus zwei scheibenförmigen Be grenzungswänden 22, 23, die durch einen parallel zur Längsachse der Sacklochbohrung 12 verlaufenden Stützkörper 24 fest miteinander ver bunden sind. Die Begrenzungswände 22, 23 können mit nennenswertem Spiel in der zylindrischen Sacklochbohrung 12 geführt sein, da sie selbt keine Dichtfunktion übernehmen müssen. In die innere Begren zungswand 23 ragt eine nach außen geführte Verstellspindel 25, so daß der Trägerkörper 19 von außen verstellbar ist. Ferner ist an der inneren Begrenzungswand 23 eine Verdrehsicherung 26 vorgesehen. Fig. 1 shows a longitudinal section through a throttle check valve 10 in a simplified representation, the cuboid hous 11 se has a cylindrical blind hole 12 which is closed at the end by a cover 13 . A first connection 15 is formed in the housing 11 on an underside 14 , while a second connection 17 is located on an upper side 16 . Both connections 15 , 17 lie coaxially to one another and open diametrically into the cylindrical blind hole 12 , with a housing cross-section opening 18 is formed by the second connection 17 . In the cylindrical blind hole 12 , a carrier body 19 is longitudinally displaceable angeord net on which the actual valve member 21 is attached. The Trä gerkörper 19 essentially consists of two disc-shaped Be grenzungswänden 22, 23, the ver by a parallel to the longitudinal axis of the blind bore 12 support body 24 firmly to one another are prevented. The boundary walls 22 , 23 can be guided with considerable play in the cylindrical blind hole 12 since they do not have to perform a sealing function themselves. In the inner limita tion wall 23 protrudes an outward adjustment spindle 25 so that the support body 19 is adjustable from the outside. Furthermore, an anti-rotation device 26 is provided on the inner boundary wall 23 .
Wie Fig. 2 besonders deutlich zeigt, weist der Stützkörper 24 zwi schen den beiden Begrenzungswänden 22, 23 einen im wesentlichen halbkreisförmigen, sichelförmigen Verlauf auf. Dabei ist der Stütz körper 24 so ausgebildet und angeordnet, daß er mit seinem einen, unten liegenden, dickwandigen Ende 27 nahezu an der zylindrischen Innenwand 28 der Sacklochbohrung 12 anliegt, während sein anderes, dünnwandiges Ende 29 etwa im Bereich einer durch die Längsachse der Sacklochbohrung verlaufenden Querebene 31 endet. Auf diese Weise wird von der Innenwand 28 der Sacklochbohrung 12 und der Außenwand des Stützkörpers 24 ein etwa über einen Halbkreis verlaufender, sichelförmiger Raum 32 gebildet, der für die Rückschlagventilfunk tion einen vom Öffnungsquerschnitt 18 bis zum Innenraum der Sack lochbohrung 12 geführten, bogenförmigen Kanal 33 bildet, der sich etwa über einen Viertelkreis erstreckt. Wie aus Fig. 1 in Verbin dung mit Fig. 2 näher hervorgeht, liegt bei der in Fig. 1 gezeich neten Stellung des Trägerkörpers 19 koaxial zu den Anschlüs sen 15, 17 eine Aussparung 34 im Stützkörper 24, die einfachheits halber als Bohrung ausgebildet ist. As shown particularly clearly in FIG. 2, the support body 24 has an essentially semicircular, crescent-shaped course between the two boundary walls 22 , 23 . The support body 24 is designed and arranged so that it rests with its one lower, thick-walled end 27 almost on the cylindrical inner wall 28 of the blind hole 12 , while its other, thin-walled end 29 approximately in the region of a through the longitudinal axis of the blind hole extending transverse plane 31 ends. In this way, from the inner wall 28 of the blind bore 12 and the outer wall of the support body 24 an approximately crescent-shaped, crescent-shaped space 32 is formed, the one for the check valve function from the opening cross section 18 to the interior of the blind bore 12 , arcuate channel 33 forms, which extends approximately over a quarter circle. As shown in Fig. 1 in conjunction with Fig. 2 shows in more detail, is in the ge in Fig. 1 position of the support body 19 coaxially to the connections sen 15 , 17 a recess 34 in the support body 24 , which is formed for simplicity as a bore .
Wie Fig. 2 besonders deutlich zeigt, liegt das am Trägerkörper 19 befestigte Ventilglied 21 in dem sichelförmigen Raum 32 zwischen der Innenwand 28 der Sacklochbohrung 12 und dem Stützkörper 24. Das Ven tilglied 21 besteht aus einem dünnwandigen, sehr leicht verformba ren, membranartigen Flachmaterial, das insbesondere als flexibles Metallband ausgeführt werden kann. Dieses Metallband ist mit seinem fixen Ende 35 am dickwandigen Ende 27 des Stützkörpers 24 befestigt, während sein anderes, freies Ende 36 bis zum dünnwandigen Ende 29 des Stützkörpers 24 ragt. Das nachgiebige Metallband liegt im Be reich des fixen Endes 35 somit unmittelbar an der Innenwand 28 der Sacklochbohrung 12 an, während sein anderes freies Ende 36 wahlweise nach Fig. 2 an der Innenwand 28 anliegen oder nach Fig. 3 innen auf dem Stützkörper 24 sich abstützen kann. In beiden Fällen bleibt das Ventilglied 21 im Querschnitt gesehen gleichmäßig und stetig ge krümmt. Die Breite des als Ventilglied dienenden Metallbands ist so groß gewählt, daß es sich innerhalb des Raumes 31 zwischen den Be grenzungswänden 22, 23 frei bewegen kann. Wie Fig. 1 in Verbindung mit der Einzelheit nach Fig. 4 näher zeigt, weist das Ventilglied 21 einen zweiten Öffnungsquerschnitt 37 auf, der hier als gleich schenkliges, spitzes Dreieck ausgebildet ist. Der zweite Öffnungs querschnitt 37 ist seiner Größe nach wesentlich kleiner als der erste Öffnungsquerschnitt 18 ausgebildet. Dabei ist im vorliegenden Fall die Höhe des gleichschenkligen Dreiecks 37 etwa so groß wie der Durchmesser des gehäuseseitigen Öffnungsquerschnitts 18 gewählt.As FIG. 2 shows particularly clearly, the valve member 21 fastened to the carrier body 19 lies in the crescent-shaped space 32 between the inner wall 28 of the blind hole 12 and the support body 24 . The Ven valve member 21 consists of a thin-walled, very easily deformable, membrane-like flat material, which can in particular be designed as a flexible metal strip. This metal band is fastened with its fixed end 35 to the thick-walled end 27 of the support body 24 , while its other, free end 36 extends to the thin-walled end 29 of the support body 24 . The resilient metal band is in the rich area of the fixed end 35 thus directly against the inner wall 28 of the blind bore 12 , while its other free end 36 optionally abuts against the inner wall 28 according to FIG. 2 or is supported on the inside of the supporting body 24 according to FIG. 3 can. In both cases, the valve member 21 remains uniformly and continuously curved in cross section. The width of the metal strip serving as a valve member is chosen so large that it can move freely within the space 31 between the boundary walls 22 , 23 Be. As shown in FIG. 1 in connection with the detail according to FIG. 4, the valve member 21 has a second opening cross section 37 , which is designed here as an isosceles, pointed triangle. The size of the second opening cross section 37 is substantially smaller than the first opening cross section 18 . In the present case, the height of the isosceles triangle 37 is chosen approximately as large as the diameter of the opening 18 on the housing side.
Die Wirkungsweise des Drossel-Rückschlagventils 10 wird wie folgt erläutert:The operation of the throttle check valve 10 is explained as follows:
Bei seiner Funktion als Drosselventil wird das Gehäuse 11 vom ersten Anschluß 15 zum zweiten Anschluß 17 hin durchströmt, wie dies in Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Das in die Sacklochbohrung 12 einströ mende Druckmittel kann über die Aussparung 34 unmittelbar in den Raum 32 strömen und dabei das dünnwandige, verformbare Ventilglied 21 gegen die Innenwand 28 der Sacklochbohrung 12 pressen, wie dies in Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Das Ventilglied 21 legt sich dabei zumindest im Bereich des gehäuseseitigen Öffnungsquerschnitts 18 rings um den zweiten Anschluß 17 herum an der Innenwand 28 ohne Spiel dichtend an, so daß kein Leckölstrom zwischen der Innenwand 28 und dem Ventilglied 21 hindurch zum zweiten Anschluß 17 gelangen kann. Das nennenswerte Spiel, mit welchem der Trägerkörper 19 in der zylindrischen Sacklochbohrung 12 geführt ist, hat daher keinen Ein fluß auf diese Abdichtung. Die Größe des Volumenstromes zum zweiten Anschluß 17 wird daher primär von der Größe des dreieckförmigen Öff nungsquerschnitts 37 bestimmt, wie er in Fig. 1 bzw. Fig. 4 aufge steuert dargestellt ist. Das beim Durchströmen des wirksamen Durch flußquerschnitts 37 auftretende Druckgefälle ist ausreichend groß, um das flexible Metallband des Ventilglieds 21 dicht und fest gegen die gekrümmte Innenwand der Sacklochbohrung 12 zu drücken und dort zu halten. Mit Hilfe der Verstellspindel 25 läßt sich der Trägerkör per 19 aus der in Fig. 1 gezeichneten Stellung zum Deckel 13 hin verstellen, wobei eine Verdrehsicherung 26 für die Beibehaltung der Drehlage des Trägerkörpers 19 sorgt. Dabei wird der dreieckförmige Öffnungsquerschnitt 37 entsprechend verkleinert und kann schließlich ganz abgesperrt werden, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist.In its function as a throttle valve, the housing 11 is flowed through from the first connection 15 to the second connection 17 , as shown in FIGS. 1 and 2. The inflowing into the blind hole 12 pressure medium can flow directly through the recess 34 into the space 32 and thereby press the thin-walled, deformable valve member 21 against the inner wall 28 of the blind hole 12 , as shown in FIGS. 1 and 2. At least in the area of the opening 18 on the housing side, the valve member 21 seals around the second connection 17 around the inner wall 28 without play, so that no leakage oil flow can pass between the inner wall 28 and the valve member 21 to the second connection 17 . The noteworthy game with which the carrier body 19 is guided in the cylindrical blind hole 12 , therefore has no influence on this seal. The size of the volume flow to the second connection 17 is therefore primarily determined by the size of the triangular opening opening cross section 37 , as shown in Fig. 1 and Fig. 4 controls. The pressure drop occurring when flowing through the effective flow cross-section 37 is sufficiently large to press and hold the flexible metal band of the valve member 21 tightly and firmly against the curved inner wall of the blind hole 12 . With the aid of the adjusting spindle 25 , the carrier body can be adjusted by 19 from the position shown in FIG. 1 to the cover 13 , with an anti-rotation device 26 ensuring that the rotational position of the carrier body 19 is maintained. The triangular opening cross section 37 is reduced accordingly and can finally be completely shut off, as shown in FIG. 5.
Unabhängig davon ob das Drosselventil 10 die in Fig. 1 dargestellte maximale Durchflußstellung oder die in Fig. 5 dargestellte abge sperrte Durchflußstellung einnimmt, kann es zusätzlich als Rück schlagventil arbeiten. Bei der Funktion als Rückschlagventil wird das Gehäuse 11 vom zweiten Anschluß 17 zum ersten Anschluß 15 hin durchströmt, wie dies Fig. 3 näher zeigt. Der über den zweiten An schluß 17 zufließende Volumenstrom drückt anfangs zumindest im Be reich des Öffnungsquerschnitts 18 auf das flexible Ventilglied 21 wodurch dieses anfangs stellenweise von der Innenwand 28 abhebt und im weiteren Verlauf unter dem Druck des im Anschluß 17 zuströmenden Volumenstroms auf den Stützkörper 24 umklappt, so daß Druckmittel über den bogenförmigen Kanal 33 weitgehend ungedrosselt zum ersten Anschluß 15 gelangen kann. Je nach Einstellung des Drosselventils 10 kann dabei auch ein kleinerer Teilstrom über den zweiten Öffnungs querschnitt 37 abströmen. Bei der Funktion als Rückschlagventil nimmt somit das flexible Ventilglied 21 die stärker gekrümmte Form des Stützkörpers 24 an. Damit kann ein relativ großer Volumenstrom vom zweiten Anschluß 17 über den bogenförmigen Kanal 33 und die Sacklochbohrung 12 zum ersten Anschluß 15 strömen, wobei der Durch flußwiderstand relativ gering ist.Regardless of whether the throttle valve 10 assumes the maximum flow position shown in Fig. 1 or the blocked flow position shown in Fig. 5, it can also work as a check valve. When functioning as a check valve, the housing 11 is flowed through from the second connection 17 to the first connection 15 , as shown in FIG. 3 in more detail. The flow flowing through the second connection 17 initially presses at least in the area of the opening 18 to the flexible valve member 21, which initially lifts it in places from the inner wall 28 and then folds under the pressure of the volume flow flowing into the connection 17 onto the support body 24 , so that pressure medium can reach the first port 15 largely unthrottled via the arcuate channel 33 . Depending on the setting of the throttle valve 10 , a smaller partial flow can also flow out through the second opening cross section 37 . When functioning as a check valve, the flexible valve member 21 thus assumes the more curved shape of the support body 24 . This allows a relatively large volume flow to flow from the second connection 17 via the arcuate channel 33 and the blind hole 12 to the first connection 15, the flow resistance being relatively low.
Bei vorliegendem Drossel-Rückschlagventil 10 wird somit infolge des dünnwandigen, verformbaren Ventilgliedes 21 ein schnell und leicht ansprechendes Ventil erreicht, mit dem auch die Größe des Volumen stromes genau einstellbar ist, wobei es störende Leckölströme in folge von Spiel zwischen benachbarten Bauelementen vermeidet. Zudem kann das Drosselventil 10 seinen Durchgang vollständig absperren.In the case of the one-way flow control valve 10 , a quickly and easily responsive valve is thus achieved due to the thin-walled, deformable valve member 21 , with which the size of the volume flow can also be adjusted precisely, avoiding disruptive leakage oil flows as a result of play between adjacent components. In addition, the throttle valve 10 can completely shut off its passage.
Selbstverständlich sind an dem gezeigten Ausführungsbeispiel Ände rungen möglich, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen.Of course, changes are made to the exemplary embodiment shown possible without departing from the spirit of the invention.
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