DE1523654C3 - Einsteibare Feindrossel fur druckmittelbetriebene Regel-, Steuer- und Meßeinrichtungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine einstellbare Feindrossel für druckmittelbetriebene Regel-, Steuer- und Meßeinrichtungen oder -geräte, deren in eine Drosselöffnung oder Sitzbohrung ragender Drosselkegel mit einer verstellbaren, an zwei Stellen gelagerten Kegelstange mit Rückstellfeder verbunden ist.

Einstellbare Feindrosseln werden beispielsweise bei pneumatischen Reglern zur Bildung einstellbarer Zeitkonstanten oder zur Einstellung der Rückführzeiten verwendet, sie werden auch sonst vor allem bei mit Druckluft betriebenen Regel- und Meßeinrichtungen für verschiedene Zwecke gebraucht.

Es sind einstellbare Feindrosseln dieser Art bekannt, bei denen ein in eine Drosselöffnung oder -bohrung tauchender Drosselkegel oder ähnlicher Drosselkörper mit einer ihn haltenden, an zwei Stellen gelagerten Kegelstange verbunden und vorzugsweise entgegen der Wirkung einer Feder im wesentlichen axial in der Drosselöffnung verschiebbar ist, um den gewünschten Drosselquerschnitt einzustellen. Die Einstellung kann beispielsweise mit Hilfe einer Gewindespindel erfolgen, die auf die Kegelstange des Drosselkegels einwirkt.

Der Durchtrittsquerschnitt der Drossel muß oft in weiten Grenzen mit großer Genauigkeit eingestellt werden. Da die Drosselquerschnitte in vielen Fällen außerordentlich gering sind, werden an die Herstellungs- und Montagegenauigkeit solcher Drosseln hohe Anforderungen gestellt. Es kommt hinzu, daß die Einstellungen der Drossel jederzeit möglichst genau reproduzierbar sein sollen. Schließlich soll das Drosselgerät auch leicht demontierbar und zwecks Reinigung gut

ίο zugänglich sein.

Bei den bisher bekannten Feindrosseln mit verstellbaren Drosselkegeln oder -stiften ist praktisch eine Exzentrizität des Drosselkegels oder -Stiftes gegenüber der Längsachse der Drosselöffnung oder der Durchtrittsbohrung meist unvermeidbar. Dadurch kann sich der Strömungswiderstand in der Drossel auf kaum kontrollierbare Weise verändern, worunter die Einstellgenauigkeit und die Reproduzierbarkeit der Einstellung leidet. Die Schwierigkeiten werden im übrigen auch dadurch vergrößert, daß derartige Feindrosseln aus wirtschaftlichen und technischen Gründen eine möglichst platzsparende Bauart haben müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Feindrossel mit einstellbarem Djosselkörper zu schaf fen, weiche insbesondere die durch eine exzentrische Lage des Drosselkegels in der Drosselöffnung hervorgerufenen Ungenauigkeiten und Einstellmängel beseitigt, trotzdem aber bei gedrängter und einfacher Bauar leicht und billig herstellbar und montierbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung im wesentli chen dadurch gelöst, daß mindestens eine Lagerstelle von einer Blatt-, Scheiben- oder Tellerfeder gebildet ist die quer zur Längsachse der Drosselöffnung oder Sitz bohrung unter Spannung verschiebbar im Drosselge häuse gelagert ist.

Dadurch wird auf einfache Weise erreicht, daß sich der Drosselkegel oder -stift in der Drosselöffnung odei Sitzbohrung selbst zentrieren kann, ohne daß eine vollständige Demontage der Drossel zur Vornahme dei Zentrierung erforderlich ist. Bereits der Zusammenbai des Drosselgerätes wird durch die Ausbildung gemäi?

♦ der Erfindung wesentlich erleichtert, weil es nicht er forderlich ist, den Drosselkegel in der Drosselöffnun».

oder Sitzbohrung von vornherein ganz genau zentrisci zur Drossellängsachse zu justieren. Denn' es genüg nunmehr, die Drossel nach erfolgter Montage beispielsweise nur einmal vollständig zu schließen, d. h. der Drosselkegel in seinen Sitz zu drücken, wobei sich dieser von selbst zentriert, weil seine Halterung dank ihrer querverschiebbaren Lagerung der Zentrierbewegung folgen kann und nach der Kegelzentrierung ihre dieser Zentrierung entsprechende Lage im Drosselgehäusc beibehält. Auf ähnliche Weise kann eine Selbstzentrie rung der Drossel auch späterhin jederzeit erreicht wer den, wenn sich der Drosselkegel aus irgendwelche! Gründen während des Betriebes in eine exzentrisch^ Lage verstellen sollte.

Die Verwendung einer Blatt- oder Scheibenfeder al zentrierende Halterung einer Kegelstange bzw. eine:

Ventilkegels ist aus der französischen Patentschrif 9 78 757 bekannt. Dort handelt es sich aber nicht un eine einstellbare Feindrossel, sondern um ein einfache: Rückschlagventil, bei dem lediglich das obere Ende de Ventilkegelstange an einer elastischen Scheibe aufge hängt ist. Es fehlt das Merkmal, daß die Scheiben- ode Tellerfeder quer zur Längsachse der Drosselöffnun oder Sitzbohrung unter Spannung verschiebbar ir Drosselgehäuse gelagert ist. Die elastische Scheibe de

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bekannten Rückschlagventils ist an ihren Umfangsteilen lediglich in eine Art Ringnut des Ventilgehäuses eingesetzt.

Bei einem aus der USA.-Patentschrift 25 21 891 bekannten Spezialventil für hochtourige Zentrifugen od. dgl. ist zwar ein Ventilkegel mit einer Schnappfederscheibe verbunden. Dort handelt es sich aber auch nicht um eine einstellbare Feindrossel. Die Schnappfederscheibe ist nicht radial verschiebbar, sondern an ihrem Umfang durch einen Schraubring fest im Ventilgehäuse eingespannt. Die Erfindungsaufgabe ist bei diesem Ventil weder gestellt noch gelöst.

Schließlich ist aus der deutschen Patentschrift 10 22 437 eine Drosselklappe bekannt, deren Sitzring elastisch verformbar und so angeordnet ist, daß er gegen axiale Verschiebung gesichert ist, sich jedoch in radialer Richtung in einer ringförmigen Ausnehmung des Klappengehäuses frei bewegen und ausdehnen kann.

Durch diese radiale Verschiebung kann sich der Sitzring jederzeit gegenüber der Klappe selbsttätig zentrieren, selbst dann, wenn diese nicht genau mittig gelagert sein sollte.

Bei einer einstellbaren Feindrossel wäre die Verwendung eines solchen Ventilsitzringes denkbar ungeeignet, weil dabei zusätzliche Dichtungsschwierigkeiten gegenüber dem Drosselgehäuse befürchtet werden müßten.

Die praktische Ausführung einer Drossel gemäß der Erfindung kann sehr einfach und zweckmäßig und ohne besonderen Platzbedarf erreicht werden.

Zu diesem Zweck kann die Halterung des Drosselkörpers vorteilhaft von mindestens einer Blatt-, Scheiben- oder Tellerfeder gebildet sein, deren Mittelzone mit dem Drosselkörper bzw. mit der Haltestange desselben verbunden ist, während sie an ihrer Umfangszone oder an ihrem Umfangsrand auf einer im Drosselgehäuse vorgesehenen Auflagefläche gleitbar gelagert ist. Dabei wird durch eine entsprechende Vorspannung der Feder oder der Federn dafür gesorgt, daß die Reibungskraft an den Auflageflächen der Federn größer ist als etwaige, durch normale Erschütterungen od. dgl. während des Betriebes auftretende Verstell- oder Beschleunigungskräfte. Eine Dezentrierung des Drosselkegels oder -Stiftes kann dann normalerweise nicht erfolgen. Wenn aber z. B. größere Erschütterungen oder Stöße während des Betriebes von außen her auf die Drossel einwirken und den Drosselkegel aus seiner genauen zentrischen Lage herausbringen, so zentriert sich derselbe selbst wieder, sobald die Drossel einmal vollständig geschlossen wird. Ein Ausbau und eine vollständige Demontage der Drossel braucht zu diesem Zweck nicht vorgenommen zu werden.

Die Kegelstange des Drosselkegels kann gemäß einer einfachen Ausführungsform der Erfindung mit zwei in einem axialen Abstand voneinander angeordneten Blatt- oder Scheibenfedern od. dgl. fest verbunden sein, deren Umfangsränder auf zwei in entsprechendem axialem Abstand übereinander im Drosselgehäuse angeordneten, z. B. ringförmigen Flächen mit radialem Bewegungsspiel aufliegen. Dadurch wird sowohl eine Querbewegung der Kegelhalterung etwa senkrecht zur Drossellängsachse ermöglicht, wenn sich der Drosselkegel in der Sitzbohrung zentriert, als auch gleichzeitig in an sich bekannter Weise eine Parallelführung der ⁶S Kegelstange herbeigeführt, so daß eine axiale Bewegung der Kegelstange und des Drosselkegels in seiner Drosselöffnung beim Verstellen der Kegelstange gewährleistet ist.

Gemäß einer anderen, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist an der Kegelstange des Drosselkegels eine Tellerfeder befestigt, deren Tellerrand auf einer zur Drosseilängsachse radial gerichteten Innenfläche des Drosselgehäuses gleitbar gelagert bzw. abgestützt ist. Vorzugsweise verläuft diese Stütz- und Gleitfläche in der Sitzebene der Drosselöffnung oder Sitzbohrung. Dadurch wird zusätzlich erreicht, daß der Drehpunkt, um den die Kegelstange mit dem Drosselkegel drehen oder pendeln kann, in dieser Sitzebene liegt. Auf diese Weise kann der Einfluß eines etwaigen Gev/indespieles der zum Einstellen der Drossel dienenden Gewindespindel auf den Drosselspalt vermieden werden.

In der Zeichnung ist die Erfindung in zwei Ausführungsformen beispielsweise veranschaulicht.

F i g. 1 zeigt im Längsschnitt eine Feindrossel gemäß der Erfindung mit zwei als Parallelführung wirkenden Federn, und

F i g. 2 zeigt im Längschnitt eine weitere praktische Ausführungsform einer Feindrossel mit einer tellerförmigen Stützfeder.

F i g. 1 der Zeichnung veranschaulicht das Prinzip der erfindungsgemäß ausgebildeten Feindrossel in einer schematisch gehaltenen Ausführungsform. Die Drossel besteht im wesentlichen aus einer Kegelstange 1, die an ihrem unteren Ende mit einem Drosselkegel 2 fest verbunden ist. An den Stellen 3 und 4 sind mit der Kegelstange 1 zwei Blatt- oder Scheibenfedern 5 bzw.

6 fest verbunden, die auch kreuzförmig oder sternförmig oder ähnlich gestaltet sein können. An ihren Umfangsrändern oder -randzonen liegen diese Blatt- oder Scheibenfedern auf z. B. ringförmigen, ebenen Flächen

7 bzw. 8 auf, die in dem für die Federn gewünschten axialen Abstand innerhalb des Drosselgehäuses 9 angeordnet sind. Die Ebenen der Auflageflächen 7 und 8 verlaufen senkrecht zur Längsachse der Kegelstange 1. Beispielsweise werden die Auflageflächen 7 und 8 von den oberen Stirnflächen zweier Distanzringe 10 und 11 gebildet, die in das Drosselgehäuse 9 eingepaßt sind.

In ejn Innengewinde einer oberhalb der Kegelstange 1 vorgesehenen Gehäusebohrung ist eine Gewindespindel 12 eingeschraubt, die mit ihrer unteren Stirnfläche die obere, vorzugsweise abgerundete Stirnfläche der Kegelstange 1 berührt. Der Drosselkegel 2 ragt in eine Drosselöffnung oder Sitzbohrung 13, die in einem Bodenteil 14 des Drosselgehäuses 9 vorgesehen ist. In diesem Bodenteil ist auch eine weitere Bohrung für den Anschluß einer Zuluft- bzw. Ausgangsleitung angeordnet.

Die Blatt- oder Scheibenfedern 5 und 6 bilden für die Kegelstange 1 eine Parallelführung, die dafür sorgt, daß sich der Drosselkegel 2 bei einer Verstellung der Kegelstange 1 durch die Gewindespindel 12 axial in der Sitzbohrung 13 bewegt. Wenn der Drosselkegel 2 nicht -genau zentrisch in der Sitzbohrung 13 liegt, genügt es, die Drossel einmal ganz zu schließen, wobei sich der Drosselkegel 2 selbst in der Sitzbohrung 13 zentriert. Da die von den Federn 5 und 6 gebildete Halterung des Drosselkegels bzw. der Drosselstange 1 quer zur Drossellängsachse gleitbar gelagert ist, macht die Halterung die Zentrierbewegung des Drosselkegels mit. Die Auflagereibung der Randzonen der Federn 5 und 6 auf den Auflageflächen 7 und 8 wird z. B. durch eine entsprechende Vorspannung der Federn so groß gehalten, daß die Halterung ihre der Zentrierung des Drosselkegels entsprechende Lage normalerweise beibehält. Wenn

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trotzdem wieder durch besondere Krafteinwirkung wie Stöße oder starke Erschütterungen eine.Dezentrierung eintritt, zentriert sich der Drosselkegel 2 wieder von selbst, wenn die Drossel einmal ganz geschlossen wird.

F i g. 2 der Zeichnung stellt eine praktische Ausführungsform einer Drossel gemäß der Erfindung dar, wobei eine besonders einfache und billige Ausbildung der Stütz- bzw.. Einstellfeder der Drossel verwendet wird. Das Drosselgerät hat zur Einstellung des Drosselquerschnittes eine Gewindespindel 15, die über eine in eine Längsbohrung der Gewindespindel eingelegte Kugel 16 auf eine Kegelstange 17 wirkt, die in die Längsbohrung der Gewindespindel hineinragt.. Mit dem unteren, ringförmig erweiterten Teil der Kegelstange 17 wirkt eine Tellerfeder 18 zusammen, welche konzentrisch zu dem an der Kegelstange 17 befestigten Drosselkegel 19 liegt, welcher seinerseits in die Sitzbohrung 20 der Drossel hineinragt. Die Tellerfeder 18 liegt am unteren, entsprechend ausgenommenen Rand 21 des erweiterten Teiles der Kegelstange 17 auf und stützt sich mit ihrem Umfangsrand auf einer ebenen Auflagefläche 22 ab, die zugleich die Ebene der Sitzbohrung 20 ist. Auf dieser Auflagefläche 22 kann die Tellerfeder 18, welche in diesem Falle die Halterung des Drosselkegels und der Kegelstange bildet, radial und senkrecht zur Drossellängsachse gleiten, wenn Zentrierungsbewegungen des Drosselkegels 19 in der Sitzbohrung 20 stattfinden. Die Kegelstange 17, welche in die Längsbohrung der Gewindespindel 15 hineinragt, wird von der Innenwandung dieser Längsbohrung mit einem ausreichenden radialen Abstand 23 umgeben.

Das aus dem Drosselgehäuse herausragende obere Ende der Gewindespindel 15 ist mit einem Drehknopf 24 verbunden, der mittels eines zeigerartigen Vorsprunges od. dgl. auf einer Skala einstellbar sein kann. Die Zuluft- bzw. Ausgangsleitungen werden über Anschlußstücke 25 bzw. 26 an den Innenraum der Drossel angeschlossen. Dieser Innenraum wird durch zwei Rundschnurringe 27 und 28 nach außen abgedichtet, welche einerseits zwischen einem Bodenteil 29 und dem Drosselgehäuse 30 und andererseits zwischen der Gewindespindel 15 und einer im Drosselgehäuse 30 untergebrachten Gewindebuchse 31 angeordnet sind. Das Drosselgehäuse 30 kann seinerseits in einem ringförmigen Haltekörper 32 befestigt sein. .... . -

Die Wirkungsweise dieser Drossel entspricht der Wirkungsweise der Ausführungsform gemäß Fig. 1, abgesehen davon, daß hier nur eine einzige Tellerfeder an Stelle von zwei Federn vorgesehen ist. Darüber hinaus hat die Ausführung gemäß F i g. 2, wie bereits erwähnt, noch den zusätzlichen Vorteil, daß sich ein etwaiges Gewindespiel der EinstellspindeJ 15 auf den Drosselspalt der Drosselöffnung oder Sitzbohrung praktisch nicht auswirken kann, weil die Auflagefläche 22 der Tellerfeder 18 in der Sitzebene der Sitzbohrung 20 liegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Einstellbare Feindrossel für druckmittelbetriebene Regel-, Steuer- und Meßeinrichtungen oder -geräte, deren in eine Drosselöffnung oder Sitzbohrung ragender Drosselkegel mit einer verstellbaren, an zwei Stellen gelagerten Kegelstange mit Rückstellfeder verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Lagerstelle von einer Blatt-, Scheiben- oder Tellerfeder (5,6; 18) gebildet ist, die quer zur Längsachse der Drosselöffnung oder Sitzbohrung (13; 20) unter Spannung verschiebbar im Drosselgehäuse (9, 11; 29, 30) gelagert ist.

2. Feindrossel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Kegelstange (1) des Drosselkegels (2) zwei in einem axialen Abstand voneinander angeordnete Blatt- oder Scheibenfedern (5, 6) befestigt sind, deren Umfangsränder auf zwei in entsprechendem axialem Abstand im Drosselgehäuse (9, 11) übereinander angeordneten Auflageflächen (7, 8) mit radialem Bewegungsspiel aufliegen (F i g. 1).

3. Feindrossel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Kegelstange (17) eine Tellerfeder (18) befestigt ist, deren Tellerrand auf einer radial gerichteten Innenfläche (22) des Drosselgehäuses (29,30) gleitbar gelagert ist (F i g. 2).

4. Feindrossel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die radial gerichtete Innenfläche (22), auf welcher sich der Tellerrand der Tellerfeder (18) verschiebbar abstützt, in der Sitzebene der Drosselöffnung bzw. Sitzbohrung (20) verläuft (F i g. 2).

5. Feindrossel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelstange (1; 17) in an sich bekannter Weise mittels einer in der Längsachse der Drossel angeordneten Gewindespindel (12; 15) einstellbar ist, welche auf das obere Ende der Kegelstange wirkt und dabei eine Querbewegung des Drosselkegels (2; 19) bzw. der Drosselkegelhalterung gestattet.