DE9017096U1

DE9017096U1 - Hydraulisches Drosselventil

Info

Publication number: DE9017096U1
Application number: DE9017096U
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1990-12-19
Filing date: 1990-12-19
Publication date: 1992-04-16
Anticipated expiration: 2000-12-20

Description

R. 24046
14.12.1990 My/Ec

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 10

Hydraulisches Drosselventil
Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem hydraulischen Drosselventil nach
der Gattung des Anspruchs 1.

Es ist schon ein solches hydraulisches Drosselventil aus der
DE-OS 31 49 604 bekannt, bei dem das Schließglied als federbelasteter Kolben ausgebildet ist, der als Sitzventilkörper die Verbindung zwischen einem Einlaß und einem dazu rechtwinklig angeordneten Auslaß steuert. Einlaß und Auslaß sind dabei über eine an der Stirnseite des Kolbens angeordnete Drosselstelle stets miteinander verbunden. Mit diesem Drosselventil läßt sich eine Druck-Durchfluß-Kennlinie realisieren, bei der ein anfangs steigender Abschnitt nach dem Öffnen des Ventils in einen nahezu linearen, schwach steigenden Abschnitt übergeht. Auf diese Weise lassen sich durchflußabhängige Drucksignale erzeugen, wobei Energieverluste bei steigender Durchflußmenge niedrig gehalten werden. Nachteilig bei diesem Drosselventil ist, daß es durch einen Schließkolben in Sitzventilbauart relativ groß und aufwendig baut und daß die abgewinkelte Durchströmungsrichtung des Drosselventils sich für viele Anwendungsfälle
nicht eignet.

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Ferner ist aus der US-PS 3 184 978 ein hydraulisches Drosselventil bekannt, mit dem ein gekrümmter Kennlinienverlauf erzielbar ist. Hier ist ein kugeliges Schließglied von einer Feder auf einen Ventilsitz im Gehäuse gedrückt, wobei die Kugel beim Öffnen des Ventils in einer sich kegelig erweiternden Gehäusebohrung geführt ist. Hier kann zwar durch Andern der Federkonstante, des Kugeldurchmessers und des Kegelwinkels der Gehäusebohrung der Verlauf der Kennlinie beeinflußt werden, doch führt die kegelige Gehäusebohrung zu einem hohen Aufwand. Auch weist bei dieser Bauart des Drosselventils die Kennlinie keinen ausgeprägten Schaltpunkt auf. Weiterhin führt dieses Drosselventil keine Hauptstromdrosselung durch.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße hydraulische Drosselventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß es bei steigender Durchflußmenge einen anfangs ansteigenden Druckgradienten liefert und ab einer bestimmten Grenzdurchflußmenge beim Schalten des Drosselventils und mit weiter steigendem Durchfluß ein konstantes Drucksignal erzeugt. Das Drosselventil baut besonders einfach und kompakt. Es läßt sich aus einfach herstellbaren und bereits vorhandenen Bauelementen realisieren. Durch Variation der Feder und der Drosselscheibe sind auch beliebige Kennlinien darstellbar. Durch geringe Energieverluste eignet sich das Drosselventil auch zum Einsatz im Hauptstrom.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Drosselventils möglich. Dadurch wird besonders eine platzsparende und kostengünstige Bauweise erreicht.

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Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 einen Längsschnitt durch ein hydraulisches Drosselventil, Figur 2 eine Draufsicht auf die Ventilscheibe nach Figur 1 und Figur 3 eine Druck-Durchfluß-Kennlinie des Drosselventils nach Figur 1.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein hydraulisches Drosselventil 10 mit einem Gehäuse 11, in dem eine Einlaßöffnung 12 zentrisch in den Boden einer Sacklochbohrung 13 führt. In die Sacklochbohrung 13 ist auf der der Einlaßöffnung 12 gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 11 ein Rohrstutzen 14 eingeschraubt, der eine zur Einlaßöffnung 12 koaxial liegende Auslaßöffnung 15 bildet.

In der Sacklochbohrung 13 wird von dem Rohrstutzen 14 eine Gehäuseausnehmung 16 begrenzt, deren Durchmesser wesentlich größer ist als derjenige der Einlaßöffnung 12. In der Gehäuseausnehmung 16 ist deswegen an dem der Einlaßöffnung 12 zugewandten Ende eine ringförmige Anschlagfläche 17 ausgebildet, während am anderen Ende der Gehäuseausnehmung 16 als Anschlag eine ringförmige Schulter 18 des Rohrstutzens 14 liegt.

In der Gehäuseausnehmung 16 sind eine ebene Ventilscheibe 19 sowie eine Feder 21 angeordnet, wobei die an der Schulter 18 sich abstützende Feder 21 die ebene Ventilscheibe 19 auf die Anschlagfläche 17 drückt. Die Ventilscheibe 19 weist eine mittig liegende Schließfläche 22 auf, mit der sie in der in Figur 1 gezeichneten Ruhelage die Einlaßöffnung 12 absperrt. Zentrisch in dieser Schließfläche 23 ist eine kleine Drosselbohrung 23 angeordnet, über welche die Einlaßöffnung 12 ständig mit der Auslaßöffnung 15 in Verbindung steht.

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Wie die Figur 1 in Verbindung mit Figur 2 näher zeigt, sind in der Ventilscheibe 19 außerhalb der mittigen Schließfläche 22 ringförmig und gleichmäßig längs des Umfangs verteilt acht Bohrungen 24 angeordnet, welche als Steueröffnungen dienen. Die Durchmesser dieser Bohrungen 24 sind größer gewählt als derjenige der mittig liegenden Drosselbohrung 23. Die Bohrungen 24 liegen somit im Bereich der Anschlagfläche 17. Zudem liegen diese Bohrungen 24 innerhalb des Windungsdurchmessers der Feder 21 und damit auch innerhalb der Querschnittsfläche der Auslaßöffnung 15. Die Ventilscheibe 19 ist an ihrem Außenumfang mit geringem Spiel in der Gehäuseausnehmung 16 gleitend geführt.

Die Wirkungsweise des Drosselventils wird wie folgt erläutert: Das dem Drosselventil 10 zufließende Druckmittel gelangt in die Einlaßöffnung 12. Bei der in Figur 1 dargestellten Ruhelage wird die Ventilscheibe 19 von der Feder 21 gegen die ringförmige Anschlagfläche 17 gedruckt, wodurch die als Steueröffnungen dienende Bohrungen 24 zugesteuert sind. Anfangs fließt nun Druckmittel lediglich durch die mittig liegende Drosselbohrung 23, wobei diese Drosselbohrung 23 die entstehende Druckdifferenz bestimmt. In diesem Fall entsteht eine progressive Kennlinie. Wie die Figur 3 näher zeigt, in welcher der eingangsseitige Druckverlauf &rgr; in Abhängigkeit vom Durchfluß Q dargestellt ist, ergibt sich dadurch in einer Kennlinie 25 ein Abschnitt 26. Erreicht schließlich die Druckdifferenz über die Drosselbohrung 23 aufgrund eines weiter steigenden Durchflusses jedoch eine Größe, welche die Feder 21 zusammenzudrücken beginnt, so bewegt sich die Ventilscheibe 22 gegen die Kraft der Feder 21 nach rechts und gibt über die acht Bohrungen 24 einen größen Durchflußquerschnitt frei. Die an der drosselnden Ventilscheibe 19 auftretende Druckdifferenz steigt bei zunehmenden Durchfluß nur noch um einen vergleichsweise sehr kleinen Betrag, welcher der zunehmenden Federkraft entspricht.

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Auf diese Weise ist ab dem Durchfluß Q, der einem Öffnungspunkt des Drosselventils 10 entspricht, ein nahezu linearer Abschnitt der Kennlinie 25 darstellbar. Die Druckdifferenz über die Ventilscheibe 19 wird also ab einem gewissen Volumenstrom nicht mehr nennenswert steigen, so daß Energieverluste in einem Hydrauliksystem vor allem dann niedrig gehalten werden, wenn das Drosselventil 10 in einem Hauptstrom arbeitet. Das Drosselventil 10 erzeugt somit bei steigender Durchflußmenge einen anfangs ansteigenden Druckgradienten gemäß dem Abschnitt 26 der Kennlinie 25, während ab einer bestimmten Druchflußmenge bei weiter steigendem Volumenstrom ein konstantes Drucksignal erzeugt werden kann. Solche Drosselventile lassen sich vielfach in hydraulischen Anlagen einsetzen, wo volumenstromabhängig ein Drucksignal erzeugt werden soll und selbst bei großen Durchflüssen die Energieverluste niedrig bleiben müssen. Die Druckdifferenz über die Ventilscheibe 19 bleibt also nach derem Offnen praktisch konstant.

Durch Variation der Feder 21 und/oder der Ventilscheibe 19 sind beliebige Kennlinien darstellbar, die jeweils aus einem progressiven ersten und einem fast linearen zweiten Abschnitt bestehen. Das Drosselventil 10 läßt sich in überaus einfacher und kompakter Bauweise herstellen, wobei die Ventilscheibe 19 als einfaches Stanzteil ausgebildet werden kann und die Feder ein Massenprodukt darstellt. Durch seine Bauweise läßt sich das Drosselventil 10 auch leicht in vorhandene Rohrverschraubungen integrieren.

Selbstverständlich ist es möglich, an dem gezeigten Drosselventil Änderungen vorzunehmen, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen. So können anstelle von acht Bohrungen auch eine andere Anzahl von Bohrungen, insbesondere vier oder sechs, angeordnet werden. Auch können die Steueröffnungen 24 andere Formen aufweisen, was sich insbesondere bei einer Ausbildung als Stanzteil anbietet.

Claims

R. 24046 14.12.1990 My/Ec ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 10 Ansprüche

1. Hydraulisches Drosselventil mit einem Gehäuse mit einer Einlaßöffnung und einer Auslaßöffnung und mit einem in einer Gehäuseausnehmung geführten Schließglied, das zwischen die beiden Offnungen geschaltet ist und in drucklosem Zustand von einer Feder belastet die Einlaßöffnung verschließt, die über eine im Schließglied angeordnete Drosselstelle mit der Auslaßöffnung ständig verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließglied als ebene Ventilscheibe (19) ausgebildet ist und die Einlaßöffnung (12) über eine ringförmige Anschlagfläche (17) in die Gehäuseausnehmung (16) übergeht und daß die Ventilscheibe (19) in radialer Richtung außerhalb einer die Drosselstelle (23) aufweisenden, mittig liegenden Schließfläche (22) im Bereich der Anschlagfläche (17) liegende Steueröffnungen (24) aufweist.

2. Drosselventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steueröffnungen (24) als ringförmig in der Ventilscheibe (19) angeordnete, gleichmäßig auf dem Umfang verteilte Bohrungen (24) ausgebildet sind.

3. Drosselventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (24) innerhalb des Windungsdurchmessers der Feder (21) angeordnet sind.

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4. Drosselventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung (12), die Auslaßöffnung (15), die Gehauseausnehmung (16) und die darin angeordnete Ventilscheibe (19) und die Feder (21) koaxial zueinander angeordnet sind.

5. Drosselventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilscheibe (19) an ihrem Außenumfang in der Gehauseausnehmung (16) geführt ist.

6. Drosselventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung (12) und die Gehauseausnehmung (16) eine Rohrverschraubungsbohrung bilden, in die ein die Auslaßöffnung (15) bildender, als Anschlag (18) für die Feder (19) dienender Rohrstutzen (14) eingebaut ist.

7. Drosselventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ventilscheibe (19) vier bis acht Bohrungen (24) ringförmig auf einem Durchmesser verteilt angeordnet sind.