DE1450477A1 - Drosseleinrichtung - Google Patents

Description

• Drosseleinrichtung Die Erfindung betrifft eine aus einem gehäusefesten Teil, einem gegenüber diesem beweglichen Teil und einem zwischen diesen beiden Teilen liegenden Durchgang kleinen Querschnitts gebildete Drossel. Bei engen und insbesondere langen Drosselkanälen besteht die Gefahr, daß sie durch Fremdkörper verstopft werden können, die im durch- strömenden Druckmittel enthalten sind. Häufig genügt der darauf einetzende Druckanstieg des Druckmittels nicht, diese Verunreinigungen wieder wegzuspülen, und an die Verbraucherstelle kann kein Druckmittel, mehr gelangen.' Dies kann zu folgenschweren. .Schäden führen, wie an einigen Beispielen gezeigt werden soll.
• Bei bestimmten Ausführungen von Axialkolbengetrieben sind die dem Druck- oder Saugraute gegenüberliegenden Enden der Kolben in Gleit- Schuhen gelagert, die auf diner Sahiefscheibe oder Taumelgcheibe gleiten. Da die durch das Druckmittel auf die Kolben in axialer Richtung ausgeübten Schubkräfte beträchtliche Werte annehmen können -Sehublcräfte, die über die Gleitschuhe- auf die oben erwähnte Scheibe übertragen Werden:- versucht man, diese durch Gegenkräfte aufzuheben und erzeugt unter den ,Gleitschuhen sog. "hydrostatische Druckfelder".
• Diese *arden auf einfache Weise dadurch aufgebaut" daß von der Druckseite eine geringe Druckmittelmenge durch die Kolben 2u den Gleitschuhen herangeführt wird. Um jedoch eine wirksame hydrostatische Abstützung zu bekommen, braucht man ein sog. Zweidrossel= System. Dabei wird die eine Drossel durch den Laufspalt zwischen Gleitschuh und Scheibe gebildet., also hinter dem hydrostatischen Druckfeld, die andere Drossel vor dem hydrostatischen Druckfeld, z.B. im Gleitschuh, angeordnet.
• Im Betrieb fließt Druckmittel von der Nochdruakseite, d. h. vom Druckraum, durch den Kolben zur ersten Drossel-vor dem hydrostatischen Druckfeld und-von diesem über die zweite Drossel., d. h. den Spalt zwischen Gleitschuh und Scheibe in einen drucklosen Raum Die Drosselehrung vor dem hydrostatischen Druckfeld muß möglichst eng sein - häufig nur einige Zehntelmillimeter -- um die Druckmittelverluste gering zu halten. Die Gefahr einer solchen Drosselbohrung ist demzufolge sehr groß. Bricht aber das.hydro- . statische Druckfeld auch nur eines einzigen Kolbens dadurch zusammen, setzt also trockene Reibung zwischen Gleitschuh und Scheibe ein, so wird bereits=-nach kurzer Zelt die Gleiteheibe zerstört und damit das Getriebe funktionsunfähig. Da dieses in der Praxis häufig der, Fall war, ist man dazu übergegangen, die Schiefscheibe in.eine Taumelscheibe und eine auf Rollen gelagerte Druckscheibe zu unterteilen, auf die sich die Kolben abstützen: Dadurch wird "-dne Relativbewegung der Kolben gegenüber der Druaksoheibe vermieden.. Der Hauaufwand solcher Ausführungen ist aber wesentlich größer als @' derüniae der zuvor erwähnten Bauart. Dieselben Probleme treten überall' dort auf, wo hydröstatische Abstützungen angewandt werden, z.8. bei hydrostatischen Axial-und Radiallagem und bei, Steuerspiegeln mit hydrostatischen Druckteldern. bei Kolbenpumpen und Kolbenmotoren: Alle diese Anordnungen verlangen hohen Druakmitteldruok, wobei die abgezweigten Druckmittelmengen gering sein sollen und deshalb über enge Drosselbohrungen ,t werden. :, Bei vorgeeteuerten Druokbegrenzungsventilen wird häufig der Anlagendruck Uber eine Drosselbohrung im Hauptsohließgliedzum Schließglied den Vorsteuerveätils geführt. Die Drosselbohrung fUhrt dabei in einen Druckrauf'hinter dem lWuptschließgiied. Der Druck dieses Druckraums wird vön einem Vorsteuerventil reguliert. Ist das Vorsteuerventil geöffnet, sinkt der Druck in diesem Raum, unddag Hauptsohließglied@hebt sich von seinem Sitz. Eine Drosselbohrung ist deshalb notwendig, damit nicht von der Anlagenseite her der Druck im Druckraum rasch wieder aufgebaut wird. Die von der Anlage in den Druckraum zufließende Druokmittelmenge muß geringer sein ale-die vom Druckraum über das.VOrsteuervetil abfließende, damit das Hauptschließglied auch so lange geöffnet bleibt, bis das Vor- eteuerventil wieder geschlossen ist.
• Auch hier kann es vorkommen, daß die genannte Drosselbohrung von im Druckmittel enth4ltenen Fremdkörpern verstopft wird4 Das Ventil kann dann seine Funktion nicht mehr ausüben, die Anlage ist gegen Überdruck nicht melr gesichert, und schwere Schäden können die Folge sein. Solche Ventile bedürfen deshalb ständiger Wartung.
• 2week'der Erfindung ist, die genannten Nachteile zu vermelden. Es liegt ihr die ''Aufgabe zugrunde, enge Drosseldurchgänge so zu gestalten, daß sie durch im Druckmittel enthaltende Fremdkörper nicht fUr längere" Zeit verstopft werden können.

  Das wird erfinduiigegemäß dadurch erreichte daß das bewegliche

  Drosselteil, das insbesondere zwischen eine® Raum hohen Druckes

  und einem hydrostatischen Druekfeld niedrigen Druckes liegt, dem

  Unterschied der Drücke vor und hinter dein Teil ausgesetzte Druck-

  flächen hat, Insbesondere auch einer zusätzl ichen Schließkraft

  unterworfen ist, dagegen wenn der Druckunterschied einen fest,@.y

  setzten Wert überschreitet, eine Lage einnimmt, in welcher der

  Querschnitt dez Drossel durchgangs stark in Premdc8rper durch-

  lassendem Ausmaß erweitert ist.

  Aufhrunsbeipiele des Erfidungagegenetnds sind In der Zeiohn

  wiedergegeb?n. Sie zoigt in

  Fig o l einen Schnitt dus-cch offne [email protected] gemäß der

  a,@gsf@a

  Fig* 2 einen segitt durch eine Zweite

  Figa 3 .'i . So"tt durch eine@@eitrbildg dor AusfUhrungs-

  f orm gemäß F'ia 2.,

  Fig ® 4 ein AneyertdeGsbe1spiel der Drossol v®chtung an eineu

  ydrotatiochen Dokfeld @ail@.@. ä@t,

  FiG. 5 ef Anwendungsbeiziel der Drosselvorrichtung an einem

  Druckbgrenz.gzventil (T'elschnitt).

  Hei dein Ausfühxigabeispiel nach Fig. l befiLiidot sich in einem Ge-

  häuseteil l eine Bohrung 2, die sich zu einer Bohrung 3 erweitert.

  Die hierdurch gebildete Ringkante 4 dient als Vontilsitz Mr ein

  kugelförmiges Schließglied 5. Eine Feder 6 legt sich einerseits gegen

  das Schließglied 5 und preit es gegen den Ventilsitz, andererseits

  gegen einen Sprengrine 7, der in einer Singnut der Bohrung 3 gehalten

  ist. ,An der Ringkante 4 ist ein enger Drosselkanal 8 ausgebildet,

  der aber vom Schließglied 5 nicht verdeckt wird. Sein Querschnitt

  ist zweclonämigerweise der eines Dreiecke mit großem öffnungswinkel

  oder der eines Kreisbogens.

  Das Druckmittel dringt von der Bohrung 2 zur Bohrung 3 durch den Drosselkanal B. Befindet sich ein Fremdkörper Im Druckmittel, der infolge seiner 0töße im Drosselkanal stecken bleibt, so erhöht sich der Druck in der Bohrung 2. Übersteigt dabei die auf das Schließ. glied wirkende Kraft die Vorspannkraft der Feder 6, so wird das Schließglied von seinem Sitz gehoben. Dadurch erweitert sich schlagartig der Durahtrittsquersohnitt und der Fremdkörper wird aus dem Drosselkanal herausgespült. Der Überdruck in der Bohrung 2 ist abgebaut-und das Schließglied legt sich unverzüglich wieder auf seinen Sitz. Diese Vorgänge laufen sehr rasch ab, so daß der Druokmittelstrom durch den Drosselkanal nur sehr kurze Zeit unterbrochen wird.
• Im AusfUhrungsbeiepiel nach Fig. 2 ist das kugelförmige Schließ- glied durch einen Kolben 10 ersetzt. Die übrigen Teile entsprechen denjenigen der Fig. 1. Der Abschnitt 1.1 mit geringerem Durchmesser ist in der Bohrung 2 gleitend geführt. An seinem Umfang sind der DruokmittelfUhrung dienende Längsnuten 12 ausgebildet, die bis zu einer kleinen Ringnut 13 reichen. Von dieser Ringnut führt ein am Umfang des Kolbens ausgebildeter Drosselkanal. 14, - dessen Querschnitt ebenso ausgebildet ist wie derjenige des Drosselkanals nach dem Beispiel der Fig. 1 - bis zum Abschnitt 15 mit dem größeren Durchmesser des Kolbens, der aber nicht an der Bohrungswand anliegt. Weser Abschnitt legt sich mit seiner Sehulter 18 unter der Kraft der Feder 6 gegen einen in das Ende der Bohrung 3 singepreßten Ring 16. Am Umfang des Abschnitts 15 sind der DruckmittelfUhrung dienende Längsnuten 17 ausgebildet.
• Liegt der Kolben mit seinem Abschnitt 15 am Ring 16 an, so ist der Drosselkanal am Umfang des Abschnitte 11 durch. die Bohrung 2 teil-weise verdeckt. Aus dem Raum hohen Drucke fließt über die Längsnuten 12 Druckmittel bis zur Ringnut 13, von hier duro':li den Drosselkanal 14 zu den Längsnuten 17 am Abednitt 15 des Kolbens und zum Raum niedrigen Drucks. Der sich dort aufbauende Druck wirkt in Kraft- riohtung der Feder auf den Kolben, so daß dieser fest am Ring 16 anliegt. Wird. der Drosselkanal von einem im Druckmittel mitgeführten Fremdkdrpor so steigt der Druck in der Bohrung 2 rasch an und schiebt den Kolben 1® rasch entgegen der Kraft der Feder und zum .um niedrigeren Druckes hin. Hierdurch gelangt der Drosselkanal 14 völlig aus der Bohrung 2, der Durchlaß d'rweitert sich sehr stark, und der in ihm festgesetzte Fremdkörper wird vom Druckmittel aus darr. Drosselkerbe gespült. Der Druck des Druckmittels hat sich

  nun entspannt und der . äeolben ilidkt * sofort wieder in

  Der Kolben kann auch als Difterentialkohben ausgebildet und mit

  einer Dämpfung versehen sein,.. wie das im Ausführungsbeispiel nach

  der F ig. 3 dargedellt ist. Die Anordnung eines solchen Differential-

  kolbens ist dann vorteilhaft, wenn die Druckdifferenz zwischen dem

  der Bohrung 2 zugeordneten. Raum und dem der Bohreng 3 zugeordneten

  verhältnismgßig groß äst. Dadurch ist es möglich, die Federkraft

  relativ klein zu halten. Die Feder 'raucht dann nff-@@ät mehr die

  gesamte Schlleßktgaft allein aufzubringen. Seine beiden Abschnitte

  20 und 21 sind gleitend und 'dichtend in- den Bohrungen 2 und 3 ge-

  führt. Am Abschnitt 214ist eine Ringnut 22 eingearbeitet, von der

  ein Drosselkotnal 23 atr Umfang des Kolbens bin zu deaagn Stirnfläche

  führ,'c. Er wird von der Bohrsswand teilweise verdeckt. Der

  Differentialkolben wird durch Federkraft mit seiner Schulter 24

  gegen die Stufe zwischen den Bohrungen. 2 und 3 gedruckt, die hier

  zu einem kleineren Druckraum 25 erweitert isst. Dieser steht einer-.

  seih mit dem Raum hohen Drucks durch eine B@hng kleinen Quer-

  schnitts Win Verbindung, andererseits mit einem Raum niederen

  Drucks, z.B. dem Rücklauf.imd durch eben dieselbe Bohrung. Weiterhin

  ist der Differentialkolben mit einer aniigcn, jedoch nicht durch-

  gehenden Bohrans 27 versehen,, von der rad3&le Bnhrusigen 28 in. die

  Ringnut 22 fuhren. Die Funktion dieser "juaftg let dieselbe wie

  diejenige rAgh @e m vorangegangenen A"fUhrengebeiapiels jedoch mit

  des Bibers. ed$ dader hinter dem kiff erentialkolben herrschende

  DriP.ek auf eine größere Kelbenfläche einwirkt ad daß die Rücklauf-

  bew#zgung des " ft erfolgt. Letzteres -wird

  dadurali erreicht, daß das im Druckraum befindli ehe Druckmittel beint

  @Rüoklauf den Differentialkolbens durch die enge Bohrung 26 langsam zum Rücklauf hin verdrängt werden muß.
• Der Differentialkolben kann auch so ausgeführt werden, daß er den-Drosselkanal@@brst bei einem bestimmten Druck aufsteuert, so daß bei Rüokdruok kein Öl durchfließen kann.. Er hat dann noch zusätzlich die Funktion eines Rückschlagventils.
• Abschließend sei die Erfindung noch an zwei Anwendungsbeispielen erläutert.
• Das Beispiel nach der Fig. 4 zeigt eine vorzugsweise Anwendung bei einem Axialkolbengetriebe. Ein Kolben 30 ist über einen Gleit- schuh 31 auf einer Schiefsoheibe 32 abgestützt. Im Gleitschuh ist eine Drosselvorrichtung nach einer der zuvor beschriebenen Arten eingebaut, z.B. nach Ausführungsbeispiel 2.
• Im Betrieb des Getriebes wird vom Druckraum eine geringe menge durch den Kolben 30 über die Drosselstelle S1 unter den Gleitschuh geführtf dort baut sich ein hydrostatisches Druckfeld auf. Von diesem fließt das Druäkmittel über den Spalt S2 zu einem drucklosen Raum. Es handelt sich also um ein Zweidrosselsystem, wie eingangs beschrieben. Sollte die Drossel S1 durch einen Fremd- körper verstopftnerden, so baut sich vor derselben sofort ein so hoher Druck auf, daß die zuvor geschilderten Vorgänge eintreten. Das hydrostatische Druckfeld wird daher nur kurzzeitig abgebaut;. was relativ ungefährlich ist. Die Zerstörung der Sehiefseheibe wird jedenfalls vermieden.
• "". Diese Anordnung bringt noch einen weiteren Vorteil. mit sich. Beim Umsteuern des Kolbens von der Saug- auf die Druckseite treten Druckstöße auf, die den Kolben samt Gleitschuh gegen die Schiefscheibe schlagen. Dies fährt zu Lärmentwiöklung und kann Brüche der Gleitschuhe zur Folge haben. Nach der erfindungsge- mäßen Anordnung bewegt die Druckwelle jedoch auch das bewegliche r1 i HA der Drnnsezvonichtung in Richtung der Schiefsoheibe, wodurch

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  0e7 bBYterventils I M%

Claims (1)

1. Ansprüche: 1. Aus einem gehäuefesten Teils einem gegenüber diesem beweglichen Teil und einem zwischen diesen beiden Teilen liegenden Durchgang kleinen Querschnitte gebildete Drossel, dadurch gekennzeichnet, das das bewegliche Drosselteil (5;11/15;w0/21), das insbesondere zwischen einem Raum hohen Drucks und einem hydrzstatischen Druck- Feld niedrigeren Drucks liegt., dem Unterschied der Drücke vor und hinter dem Teil ausgesetzte Druckflächen hat, insbesondere auch einer zusätzlichen Schließkraft unterworfen ist, dagegen wenn der Druokuntersohied einen festgesetzten Wart überschreitet, eine Lage einnimmt, in welcher der Q,uerachziitt des Drosseldurchgangs (8,14,23) stark @n Fremdkörper d'xrchlassendgm Ausmaß er- weitert ist. 2. Drossel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafl der Drosseldurchgang ein Drosselkanal (8) ist uäid das bewegliche Teil ein Schließkörper (5), der nach Art eines.Ventils im Ruhezustand eine Gehäusebohrung (2) verschlossen hält, während der Drosselkanal offen bleibt, bei Überschreiten des Druckunterschiede dagegen die Bohrung mindestens teilweise freigibt. G Dm2LJcw nach Anepm"'-h a', d""dualdaß der Drossel- kanal- e hr-iS eenzenden Sitz (4) des Schließ- körperm eingoa19b®i tet Ist. 4. Drosea nnch Anspn-ich 1,@.oder 2, dadurch okennzecets d,ß der Dwoase7 durchglg ein- &riN Umfang eo :,lsiner Grebäusabohl-ang ( der gwfüZvtagü beweglichen &sf l L"l:bd@,'v'.'y 6AiE9b Kanal (121) e47 t$ wenigstens teilwelse von der Wcä dop Bohrumg Überdeckt :Ist, - . und dP2 dar diesen Kanal enthaltendes An seiner Ruhelege die 2a Übrioan@s@,,ß:.de d-iehtGyrAdo Abssitt (I1) des .r.m !f1 CJ@I@:'ipsäl 6@e3'9äv `so .LS:nickunterschiods aus beweSab eher Tatla kv ' -.-@' A,c'.h#img heraustritt. e Dö, osgl iii&=,ceh# 4RLziapmüh !53 l-hadud `@i.ai5. `@@" lil@dVdi@6t, das beC1eg- - - 20121) mit einem 1.I olle Toll Gin D2sfferentialkolben (11/15A criF@ta@@@ irbsci2t (11;20) lote der ala leoiben kleinen Quer.- scdnletG n `@dov D r[email protected]?@`E'@ CädSE,.'G@bdi@ (6) geführt .L s'lae v-ne m@,t einem zweiten, di ehtonden Abschnitt (15; 21), der als Kolben Gr3G.5'ero2 Querschnitte in e.ilGr" g,ualten Ai2Vt>ng (3# ge'° nach Anoud. uch 4a02zrnh dgd--" Nol6%an Dro36@`' iä'kDH () einen Dck"@,.pr@ (.@ °''t@@1'7@;. der:t. Über eine DÄessel.® "e,@@ 2 ) Mit e-'@ mm Rum.: @@r@ DLkm vorbiden ist. a