DE619219C - Regelbares Drosselventil mit Spueleinrichtung - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 27. SEPTEMBER 1935

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 47 g¹ GRUPPE 4

■ * F78212 Xll\47g^x

Patentiert im Deutschen Reiche vom 14. Oktober 1934 ab

Es ist eine im Werkzeugmaschinenbau allgemein bekannte Tatsache, daß die genaue Regelung der Arbeitsgeschwindigkeit hydraulischer Antriebe durch Drosselventile auf große Schwierigkeiten stößt, sobald die Treibmittelmengen, die in den Antrieben arbeiten sollen, klein sind. Ursache der Störungen ist die unvermeidliche Verschmutzung der kleinen Ventilöffnungen durch das lang-

to sam strömende Treibmittel, sei es, daß dieses feste Fremdstoffe enthält, die sich, in der gedrosselten Durchflußöffnung festsetzen, oder daß sich, wie es bei den meistens verwendeten Mineralölen der Fall ist, Stoffe aus ihm abscheiden, die bei längerem Haften an einer Stelle zähflüssig und kleberig werden.

Seither war man bemüht, der Verstopf ungs-" gefahr durch eine möglichst günstige Ausbildung der zu drosselnden Durchflußöffnung in .den Ventilen zu begegnen; als bestes Hilfsmittel erwies sich dabei die Verwendung quadratischer Durchflußöffnungen, weil hierbei das Verhältnis zwischen öffnungsumfang und Öffnungsquerschnitt für jede Durchflußmenge einen Höchstwert annimmt und dadurch die Selbstreinigung des Ventils durch die strömende Flüssigkeit, begünstigt wird. Aber auch diese Maßnahme ist nur ein unbefriedigender Notbehelf. In den weitaus meisten Fällen ist mani unbedingt darauf angewiesen, von Zeit zu Zeit die Drosselung der Durchflußöffnung aufzuheben und mit dem vollen Flüssigkeitsstrom das Ventil zu durchspülen. Das bedeutet bei einer Werkzeugmaschine, die z. B. mit gleichbleibendem Vorschub des Werkzeugs o. dgl. arbeiten soll, eine vorübergehende Steigerung der Vorschubgeschwindigkeit, die unzulässig ist. Andererseits kann das Ventil auch in den Betriebspausen nur gespült werden, wenn in ihnen ohnehin für einen Ablauf des Treibmittels im Leerlauf, etwa durch ein Sicherheits- oder Überdruckventil, gesorgt ist, und überdies verlangt die genaue Wiedereinstellung der erforderlichen Ventil Öffnung nach +5 dem Durchspülen besondere Sorgfalt, die häufig störend empfunden wird.

Die Erfindung sucht für diese Mängel und Nachteile Abhjlfe zu schaffen durch eine Anordnung, die es gestattet, bei vorübergehender völliger Schließung der vom Ventil zum anzutreibenden Maschinenteil führenden Treibmitteldruckleitung im Drosselventil selbst einen Umlauf zu schaffen, auf dem das Treibmittel in seiner vollen Stromstärke die während des Betriebes zu drosselnde Öffnung durchspült und ohne Arbeit zu leisten unmittelbar in eine Rückflußhilfsleitung gelangt. Für die Zurückführung des drosselnden Ventilteiles aus der Durchspülstellung in seine Arbeitsstellung wird weiter nach der Erfindung ein Anschlag benutzt, der die Gewähr bietet, daß nach jedem Durchspülen des Ventils die ursprüngliche Einstellung der Drosselstelle genau und zwangsläufig wiederhergestellt wird.

Der Erfindungsgegenstand ist auf der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel dar-

gestellt, und zwar in ^ einem Längsschnitt durch dasi'Ventil. ' i

Das Ventil liegt in einem Gehäuse ι im Zuge der Druckleitung, die das Treibmittel dem anzutreibenden Maschinenteil zuführt. Durch den Kanal 2 tritt das Treibmittel in das Ventil ein, durch den Kanal 3 fließt es hinter der Drosselstelle weiter zu dem zu bewegenden Maschinenteil.

Im Ausführungsbeispiel besteht das Ventil aus einer zylindrischen, in das Gehäuse 1 eingepreßten und an der einen Stirnseite durch einen Deckel abgeschlossenen Büchse 4 und einem darin axial verschieblichen, ebenfalls zylindrischen Körper 5. In der Wandung der Büchse 4 sind im Bereich der Kanäle 2 und 3 öffnungen 6 und 7 ausgespart, denen im Körper 5 Öffnungen 8 und 9 entsprechen. Die Öffnungen 6 und 8 ergeben in ihrem Zusammen wirken je nach der axialen Einstellung des Körpers 5 in der Büchse 4 die wirksame Durchfluß öffnung 10 des Ventils. In Anlehnung an die eingangs erwähnten bekannten Vorbilder werden sie zweckmäßig quadratisch ausgeführt und so gegeneinander ausgerichtet, daß die eine Diagonale jeder öff- - nung parallel zur Achse der Büchse 4 und des Körpers 5 liegt. Die Durchflußöffnung wird damit bei jeder beliebigen Einstellung des Körpers S in der Büchse 4 selbst ein Quadrat, wie die Zeichnung erkennen läßt.

Die öffnungen 7 und 9 können beliebige

Formen haben; es ist nur darauf zu achten, daß beim Arbeiten mit dem ungedrosselten Treibmittelstrom, d. h. wenn die Öffnungen 6 undS ganz zur Deckung miteinander gebracht sind, der durch die öffnungen 7 und 9 bestimmte Durchflußquerschnitt am Beginn des Kanals 3 mindestens ebenso groß ist wie derjenige der Öffnungen 6 oder 8.

Während des gewöhnlichen Betriebes durchfließt das Treibmittel vom Kanal 2 aus die mehr oder minder weit sich überdeckenden Öffnungen 6 und 8, tritt dabei in das Innere des Körpers 5 ein, verläßt dieses durch die öffnung 9 und gelangt durch 7 in den Kanal 3.

Nach der Erfindung ist in der Wandung der Büchse 4 eine weitere Öffnung 11 im Bereich eines Hilfskanals 12 vorgesehen, der zu einem, unter Atmosphärendruck stehenden, den Treibmittelvorrat enthaltenden, auf der Zeichnung nicht dargestellten Raum führt. Der Öffnung 11 in der Büchse 4 entspricht im verschiebbaren Ventilkörper 5 eine Öffnung 13. Beide öffnungen können beliebige Querschnittsformen haben, müssen aber mindestens so groß sein wie die Öffnungen 6 und 8. Außerdem muß der Mittenabstand zwischen 6 und 11 ebenso groß sein wie der Mittenabstand zwischen 8 und 13.

Diese Anordnung ei möglicht es, von der Einstellung des Ventils auf einen beliebig gedrosselten Durchflußquerschnitt 10 durch axiales Verschieben des Körpers S - in der Büchse 4. überzugehen auf eine Stellung, bei der einerseits der Durchfluß des Treibmittels vom Kanal 2 durch das Ventil in den Kanal 3 vollständig unterbrochen ist, andererseits der Treibmittelstrom ungedrosselt vom Kanal 2 durch die paarweise miteinander zur Deckung gebrachten öffnungen 6 und 13 bzw. 8 und Ii unmittelbar in den Hilfskanal 12 und damit in den Treibmittelvorratsbehälter oder einen sonstigen geeigneten Raum abfließen kann. In dieser Stellung werden die beiden Öffnungen 6 und 8, wenn sie sich in der Arbeitsstellung des Ventils teilweise zugesetzt haben, gründlich durchgespült, und zwar jede für sich über ihren ganzen Querschnitt.

Aus der Unterbrechung des Treibmittelzuflusses in den Kanal 3 und zum anzutreibenden Maschinenteil erwächst dabei kein Nachteil für den Betrieb der Maschine, weil sich bei jedem Arbeitsvorgang von selbst .mehr oder minder regelmäßig wiederkehriende Stillstandszeiten ergeben, in denen desDurchspülen des Ventils vorgenommen werden kann. Die Spülvorrichtung kann im Gegenteil unter Umständen sogar besonders nützlich dadurch werden, daß sie einen einfachen Ersatz für ein Leerlauf- und Umleitventil bildet, 'das das· obenerwähnte Überdruckventil zu einem gewissen Grad ersetzt und so eine vorteilhafte Doppelwirkung ausübt.

Zum Einstellen des Ventilkörpers 5 auf einen bestimmten Durchfluß querschnitt 10 und zu seiner Überführung in die Spülstellung können beliebige bekannte Mittel verwendet werden. Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform ist auf der Zeichnung dargestellt. Sie gewährleistet in neuartiger Weise gleichzeitig die selbsttätige, genaue und zwangsläufige Zurückführung des Körpers 5 aus der Spülstellung in seine Ausgangsstellung und damit die Beibehaltung des einmal gewählten Durchflußquerschnittes 10 in der Arbeitsstellung für eine beliebig lange Zeit und zwischen beliebig oft wiederholten Spülungen.

Im Ausführungsbeispiel ist der verschiebbare Ventilkörper 5 auf seiner einen Stirnseite mit einem Boden 14 abgeschlossen und lose mit einem Bolzen 15 verbunden, der aus dem Gehäuse ι nach außen führt und in einem Druckknopf 16 endigt. Der Bolzen wird geführt in einer Schraubenspindel 17, die mit einem Gewinde 18 in das Gehäuse 1. eingeschraubt ist und durch eine Handscheibe 19 gedreht werden kann. Das dem Ventilkörper 5 zugekehrte Ende der Spindel 17 ist als

Anschlagfiache 20 für den Boden des Körpers S ausgebildet. Der Kraftschluß zwischen dieser Fläche und dem Körper 5 wird hergestellt durch eine Druckfeder 21, die sich einerseits auf der Innenseite des Druckknopfes 16, andererseits auf einer Scheibe 22 in der Handscheibe 19 abstützt.

Zum Einstellen des Körpers 5 auf einen bestimmten Durchfiußquerschnitt 10 wird die Spindel 17 so weit nach innen oder außen geschraubt, bis die öffnung 8 im Körper 5 die richtige Stellung gegenüber der öffnung 6 in der Büchse 4 einnimmt. Dabei dreht sich die Anschlagfläche 20 auf dem Boden des Körpers 5 und der Bolzen 15 mit seinem Führungszapfen 15' in der Bodenbohrung. Der Körper 5 selbst dagegen wird mittels einer Nase 23 in einer Nut 24 der Büchse 4 geradegeführt und verschiebt sich ohne Drehbewegung rein axial.

Ist der gewünschte Durchflußquerschnitt 10 auf diese Weise eingestellt, so kann mit dem Arbeiten des hydraulischen Antriebes begonnen werden.

Um das Ventil zu spülen, wird während einer Arbeitspause der Körper 5 durch einen Druck auf den Druckknopf 16 bis zum Anschlag auf dem Deckel der Büchse 4 einwärts geschoben und in dieser Stellung beliebig lange festgehalten. Der Treibmittelstrom fließt dabei in der oben beschriebenen Weise im Leerlauf vom Kanal 2 durch das Innere des Körpers 5 in den Kanal 12. Beim Loslassen des Knopfes 16 zieht die Feder 21 den Bolzen 15 mitsamt dem Körper 5 nach außen, bis der Boden 14 auf die Fläche 20 auftrifft. Damit ist das Ventil wieder genau auf den ursprünglich gewählten Durchflußquerschnitt 10 eingestellt und dem Treibmittelstrom der Weg zur Arbeitsstelle durch den Kanal 3 geöffnet.

An Stelle der gezeigten Ausführung mit reiner Axialbeweglichkeit des Körpers 5 für die Einstellung sowohl der Arbeits- als auch der Spülstellung des Ventils kann im Rahmen des Erfindungsgedankens auch eine Ausführung mit drehbeweglichem oder drehbeweglichem und längsverschieblichem Körper 5 gewählt werden.

Im ersten Fall wird die Arbeitsstellung des nur drehbeweglichen Körpers 5 beispielsweise durch ein Schneckengetriebe mit Selbsthemmung oder durch ein Klinkengesperre gesichert, während die Spülstellung durch einen besonderen Drehgriff, der den Druckknopf 16 zu ersetzen hat, und eine Torsionsfeder eingestellt bzw. verlassen werden kann. Im zweiten Fall kann entweder die Arbeitsstellung durch eine Drehbewegung und die Spülstellung durch eine Längsbewegung des Körpers 5 eingestellt werden, oder beide Bewegungen werden miteinander vertauscht. Die konstruktive Durchbildung des Ventils macht bei allen Ausführungsfornxen keine nennenswerten Schwierigkeiten, so daß auf die zeichnerische Darstellung der möglichen Arten verzichtet werden kann.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Zur Regelung von Flüssigkeitsströmen dienendes Drosselventil, bei dem der die Durchflußmenge mittels einer gegenüber der Zulauföffnung einstellbaren, die Drosselung des Flüssigkeitsstromes be- ⁷^ stimmenden öffnung regelnde Ventilkörper in verschiedene durch die gewünschten Durchflußmengen bestimmte Stellungen gegenüber der Zulauföffnung einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (5) von jeder Stellung aus willkürlich unter vorübergehender Schließung der zur Arbeitsstelle führenden Leitung (3) in eine Stellung übergeführt werden kann, in welcher die zuströmende Flüssigkeit unter Durchspülung der Drosselöffnung (6, 8) unmittelbar in eine Rücklauf leitung (12) abgeleitet wird.

2. Drosselventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Durchflußmenge regelnde Ventilkörper (5) im Ventilgehäuse (1) axial verschiebbar gelagert und zum Einstellen der gewünschten Drosselöffnung mittels eines Schraubentriebes (17, 18), zum Einstellen der Durchspüllage mittels eines von Hand zu betätigenden, unter dem Einfluß einer Rückholfeder (21) stehenden Gestänges (15, 16) bewegbar ist und in seiner Arbeitsstellung auf einer Anschlagfläche (20) aufliegt, die auch zur Begrenzung seiner Rücklaufbewegung beim Übergang aus der Durchspülstellung in die Arbeitsstellung dient.

3. Drosselventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (5) zum Einstellen in die gewünschte Drosselstellung und zum Überführen in die Durchspülstellung drehbar oder dreh- und axial verschiebbar gelagert ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen