DE1939293A1 - Pressure regulator - Google Patents
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Description
(a 424) linde aktiengesellschaft(a 424) linde Aktiengesellschaft
TP-St/SlTP-St / Sl
den 25.JuIi 1969July 25, 1969
DruckreglerPressure regulator
Die Erfindung betrifft einen Druckregler, vorzugsweise Steuerdruckregler, zur Beeinflussung eines Druckes, der auf ein Regel- oder Einstellorgan einwirktamit einem willkürlich oder durch eine Steuer·· oder Regeleinrichtung, z.B. einen Fliehkraftregler, verschiebbaren Eingangsglied, dessen Verschiebung die Vorspannung einer Feder beeinflußt, die auf einen druckbeaufschlagten Ventilkörper einwirkt. Bei den bisher bekannten Steuerdruckreglern dieser Art hat die Feder eine lineare Kennung. Das hat zur Folge, daß der Steuerdruck linear mit der Verschiebung des Eingangsgliedes ansteigt. Wirkt der Steuerdruck in der zu steuernden Einrichtung auf einen Kolben, der wiederum von einer Feder mit linearer Kennung belastet ist, hat dies die Folge, daß die Größe des Versohiebeweges dieses Kolbens linear proportional dem Verschiebeweg des Eingangsgliedes des Druckreglers ist. Das ist in vielen Fällen erwünscht, in vielen Fällen brauchbar,The invention relates to a pressure regulator, preferably the control pressure regulator, for regulating a pressure, of a control or adjustment member acting a a randomly or by a control ·· or regulating device, such as a governor, slidable input member, whose shift affects the bias of a spring, which acts on a pressurized valve body. In the previously known control pressure regulators of this type, the spring has a linear identifier. This has the consequence that the control pressure increases linearly with the displacement of the input member. If the control pressure in the device to be controlled acts on a piston, which in turn is loaded by a spring with a linear identifier, this has the consequence that the size of the displacement path of this piston is linearly proportional to the displacement path of the input member of the pressure regulator. This is desirable in many cases, useful in many cases,
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Dient der vom Steuerdruck beaufschlagte Kolben zum Verstellen des Stellgliedes eines stufenlos verstellbaren Getriebes mit zwangsläufiger übertragungsfunktion, z.B. eines hydrostatischen Getriebes, so ist die vorstehend beschriebene Linearität der Abhängigkeit oft nicht befriedigend- Vieiraehr wird gewünscht, daß ausgehend von der Nullstellung des Getriebes im Bereich kleiner Einstellungen eine feinfühligere Steuerung ermöglicht ist als bei den Einstellungen* die weit von der Stillstands lage abweichen» Beispielsweise bei einen! Fahrzeugantrieb soll dadurch ermöglicht werden, daß insbesondere die kleinen Fahrgeschwindigkeiten feinfühlig und genau gesteuert werden können. Bestimmte andere Anwendungen stellen ähnliche Anforderungen.If the piston acted upon by the control pressure is used to adjust the actuator of a continuously variable transmission with an inevitable transmission function, e.g. a hydrostatic transmission, the above-described linearity of the dependency is often not satisfactory a more sensitive control is enabled than with the settings * which deviate far from the standstill position »For example with one! Vehicle propulsion is to be made possible in that, in particular, the low driving speeds can be controlled sensitively and precisely. Certain other applications have similar requirements.
Der Erfindung liegt die Aufgabe sug?\m&es eiaea Steuerdruckregler zu schaffen, bei dem eine osstisairte Verschiebung des Eingangsgliedes in der Nähe des Ausgangslags desselben eine kleinere Veränderung des Steuerdruckes bewirkt als eine Verschiebung des Eingangsgliedes um den gleichen Betrag bei großer Entfernung von der Ausgangslage dieses Eingangsgliedes, so daß bei kleinen Verschiebungen des EingaagsgMedes aus der Ausgangslage heraus eine feinfühligere Steuerung des Steuerdruckes möglich ist als bei großen Verschiebungen.The invention has the object sug? Create \ M & E s eiaea control pressure regulator in which a osstisairte displacement of the input member in the vicinity of the Ausgangslags thereof a smaller change in the control pressure causes a displacement of the input element by the same amount at a great distance from the starting position of this Input element, so that with small shifts of the input media from the starting position a more sensitive control of the control pressure is possible than with large shifts.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäfi der Erfindung die Feder derart ausgestaltet, daß die Spannkraft der Feder schneller als linear mit der Zusannnendrückung wächst, d.h. daß die Charakteri-According to the invention, the spring is to solve this problem designed in such a way that the elastic force of the spring grows faster than linearly with the compression, i.e. that the characteristics
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stik der Feder progressiv ist. Dadurch wird bei kleinen Zusammendrückungen der Feder, deh. kleinen Auslenkungen des Eingangsgliedos aus der Ausgangslage,der von dem Ventilkörper nesteuexte Druck nur wenig erhöht, während bei einer gleich großen Verschiebung des Eingangsgliedes, wenn diese Verschiebung weiter von der Ausgangslage des Eingangsgliedes entfernt erfolgt, der Druck stärker anwächst.stik the spring is progressive. As a result, with small compressions of the spring, d e h. small deflections of the input member from the initial position, the pressure from the valve body nesteuexte increases only slightly, while with an equally large displacement of the input member, if this displacement takes place further away from the initial position of the input member, the pressure increases more.
Die Feder kann, wie an sich bekannt, aus mehreren, hintereinander geschalteten Federn unterschiedlicher Steifigkeit gebildet sein. Die Feder kann aber auch aus mehreren, zumindest <:wei, &ΧΚΖ&Μ.&ΧΜΜΜΑΜΜ parallel zueinander geschalteten Federn bestehen, die unterschiedliche Länge aufweisen, wobei zumindest die kürzere Feder nicht vorgespannt ist und bei kleinen Verschiebungen des Eingangsgliedes aus der Äusgangslage heraus nicht mit dem Eingangsglied in WirkungsverMndung steht oder nicht mit dem Ventilkörper in Wirkungsverbindung steht.As is known per se, the spring can be formed from several springs of different stiffness connected one behind the other. The spring can also consist of several springs, at least <: wei, & ΧΚΖ & Μ. & ΧΜΜΜΑΜΜ, which are connected in parallel to one another and have different lengths, whereby at least the shorter spring is not pretensioned and, in the case of small displacements of the input member from the initial position, not with the input member in Effect mutation is or is not operationally connected to the valve body.
In der Zeichnung i?t ein Ausführungsbeispiel des· Erfindungsgegen tandes im Schnitt dargestellt. In dem Gehäuse 1 des Steuerdruckreglers ist in einer Bohrung 2 ein Eingangsglied verschiebbar, welches aus einer. Ventilteller 3 und einem gegen diesen abgestützten Druckstift 4 besteht, der seinerseits in einem Führiar&ssteil 5 verschiebbar ist, welches die Bohrung 2 nach oben abschließt. Der Federteller j5 hat einen Fortsatz 6,The drawing shows an exemplary embodiment of the subject of the invention tandes shown in section. In the housing 1 of the Control pressure regulator is an input member displaceable in a bore 2, which consists of a. Valve plate 3 and one against this supported pressure pin 4 is, in turn, in a guide arm & steil 5 is displaceable, which the bore 2 ends at the top. The spring plate j5 has an extension 6,
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der eine Schulter 7 aufweist und sich unterhalb desselben in einem weiteren Fortsatz 8 fortsetzt.which has a shoulder 7 and below the same in a further extension 8 continues.
in
Der Ventilkörper 9 ist einer Bohrung Io verschiebbar und weist eine Querbohrung 11 auf, die einerseits in eine Ringnute 12
am Umfang des Ventilkörpers 9 und andererseits in eine Längsbohrung
15 im Ventilkörper 9 mündet, wobei diese Längsbohrung
in der in der Zeichnung unteren Stirnfläche des Ventilkörpers mündet·in
The valve body 9 is displaceable in a bore Io and has a transverse bore 11 which opens into an annular groove 12 on the circumference of the valve body 9 on the one hand and into a longitudinal bore 15 in the valve body 9 on the other hand, this longitudinal bore opening into the lower end face of the valve body in the drawing ·
In der Bohrung 2 sind drei Schraubenfedern 14, 15, 16 konzentrisch zueinander angeordnet. Davon ist die äußerste,die Feder l4, mit ihrem oberen Ende gegen den Ventilteller J und mit ihrem unteren Ende gegen die Schulter 17 abgestützt, die im Gehäuse 1 den Übergang zwischen der Bohrung 2 und derIn the bore 2 three coil springs 14, 15, 16 are concentric arranged to each other. Of these, the outermost one, the spring l4, is with its upper end against the valve head J and supported with its lower end against the shoulder 17, the in the housing 1 the transition between the bore 2 and the
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Bohrung Io bildet. Diese Feder dient nur zur Rückführung des Ventiltellers ~5 und mit diesem des Druckstiftes 4, die zusammen
das Eingangsglied bilden.14th
Hole Io forms. This spring only serves to return the valve disk ~ 5 and with it the pressure pin 4, which together form the input element.
Die nächste Feder 15 ist zwishen dem Ventilteller 3 und der Schulter18 des Ventilkörpers 9 eingespannt. Die innere Feder ruht mit ihrem unteren Ende auf der Schulter 19 des Ventilkörpers 9, ist jedoch so kurz, daß sie bei der in der Zeichnung dargestellten Ausgangslage des aus Druckstift 4 und Ventilteller J5 bestehenden Eingangsgliedes nicht die Schulter 7 des The next spring 15 is between the valve head 3 and the Shoulder 18 of the valve body 9 clamped. The inner spring rests with its lower end on the shoulder 19 of the valve body 9, but is so short that it in the drawing shown starting position of the input member consisting of pressure pin 4 and valve plate J5 not the shoulder 7 of the
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Fortsatzes 6 des Ventiltellers 3 berührt. Sie wird ix ihrem oberen Ende durch den Portsatz 8 des Ventiltellers 3 geführt und in ihrem unteren Bereich durch den Fortsatz 2o des Ventilkörpers 9 geführt.Extension 6 of the valve plate 3 touches. It will ix its upper end guided through the port set 8 of the valve plate 3 and is guided in its lower region by the extension 2o of the valve body. 9
Die Bohrung Io ist nach unten durch das Anschlußstück 21 abgeschlossen, das die Verbindung mit der weiter nicht mehr dargestellten Steuerdruckleitung herstellt. Zwischen dem Anschlußstück 21 und dem Ventilkörper 9 ist eine Feder 22 vorgesehen, die der Rückführung des Ventilkörpers 9 dient, wenn dieser nicht von Druck beaufschlagt ist»The hole Io is closed at the bottom by the connection piece 21, that establishes the connection with the control pressure line, which is no longer shown. Between the connector 21 and the valve body 9, a spring 22 is provided, which is used to return the valve body 9 when this is not pressurized »
Im Gehäuse 1 ist eine senkrecht zur Zeichnungsebene stehende Bohrung 23 angeordnet, die zu einem Anschluß führt, der mit einer Druckmittelpumpe verbunden ist. Von der Bohrung 23 geht eine Bohrung 24 aus, die die Bohrung Io durchdringt. Eine weitere Querbohrung 25 schneidet ebenfalls die Bohrung Io und führt zu einem Anschluß 26, der mit einer drucklosen Ablaufleitung zu einem Speicherbehälter verbunden ist.In the housing 1 is a perpendicular to the plane of the drawing hole 23 is arranged, which leads to a connection with the a pressure medium pump is connected. From the hole 23 goes a hole 24 which penetrates the hole Io. One another transverse hole 25 also intersects the hole Io and leads to a connection 26 which is connected to a pressureless drain line to a storage container.
Die Druckplatte 3t ist in einem Kugelgelenk 27 auf dem Gehäuse gelagert und mit einem willkürlich zu betätigenden Verstellhebel 28 verbunden. Bei einer Verschwenkung des Verstellhebels aus der in der Zeichnung dargestellten Lage heraus um das Kugelgelenk 27 nach links drückt die Druckplatte 31 auf den Druck-The pressure plate 3t is in a ball joint 27 on the housing stored and connected to an arbitrarily actuated adjusting lever 28. When the adjustment lever is pivoted from the position shown in the drawing around the ball joint 27 to the left, the pressure plate 31 presses on the pressure
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stift 4 und verschiebt diesen damit. Wird der Verstellhebel 28, ausgehend von der in der Zeichnung dargestellten Lage,nach rechtspin 4 and move it with it. If the adjusting lever 28, starting from the position shown in the drawing, to the right
die Druckplatte j51
,verschwenkt, so drückt ffX auf den Druckstift 29, der einem
weiteren im Gehäuse angeordneten Steuerdruckregler zugeordnet ist und dem Druckstift 4 entspricht.the pressure plate j51
, pivoted, then ffX presses on the pressure pin 29, which is assigned to a further control pressure regulator arranged in the housing and corresponds to the pressure pin 4.
In dem Gehäuse 1 können zwei weitere Steuerdruckregler angeordnet sein, deren Druckstifte betätigt werden, wenn der Verstellhebel 28 nach vorne oder nach hinten aus der Zeichnungsebene herausgeschwenkt wird. Dabei ist nicht erforderlich, daß diese weiteren Steuerdruckregler die gleiche Federanordnung mit zwei Federn 15* l6 aufweisen wie der im Schnitt dargestellte Steuerdruckregler, sondern je nach dem Gerät, dessen Bewegung von hier aus gesteuert wird, können diese weiteren Steuerdruckregler mit einer einfachen Feder mit linearer Kennung versehen sein.In the housing 1, two further control pressure regulators can be arranged, the pressure pins of which are actuated when the adjusting lever 28 is pivoted forward or backward out of the plane of the drawing. It is not necessary that these further control pressure regulators have the same spring arrangement with two springs 15 * l6 as the one shown in section Control pressure regulator, but depending on the device whose movement is controlled from here, these can be further control pressure regulators be provided with a simple spring with a linear identifier.
Wird durch Verschwenken des Stellhebels 28 und damit der mit diesem starr verbundenen Druckplatte 31 der Druckstift 4 und damit der Ventilteller J5 nach unten bewegt, so wird zunächst die Feder 15 gespannt. Da diese mit ihrem unteren Ende gegen die Schulter 18 des Ventilkörpers 9 aufliegt, übt sie eine Kraft auf diesen aus, so daß dieser nach in der Zeichnung unten verschoben wird, bis die Ringnute 12 mit der Bohrung 24 in Verbindung kommt. Dann strömt von der Bohrung 25 über die BohrungIs by pivoting the adjusting lever 28 and thus the with this rigidly connected pressure plate 31 of the pressure pin 4 and so that the valve disc J5 moves downwards, so is first the spring 15 is stretched. Since this rests with its lower end against the shoulder 18 of the valve body 9, it exerts a force on this, so that it is moved according to the drawing below until the annular groove 12 with the bore 24 in connection comes. Then flows from the bore 25 over the bore
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und die Ringnute 12 durch die Querbohrung 11 und die Längsbohrung 12 Flüssigkeit in die Anschlußbohrung Jo in dem Anschlußstück 21 und damit in der in der Zeichnung nicht mehr dargestellten Sfceuerdruekleltung· Dadurch wird in dieser ein Druck aufgebaut, der auf den Ventilkörper 9 wirkt und diesen gegen die Kraft der Feder 15 nach in der Zeichnung'oben verschiebt, bis die von dem Druck ausgeübte Kraft und die Kraft der Feder 18 sich das Gleichgewicht halten. Wird der Verstellhebel 28 nun ein kleines Stück welter nach links verschwenkt, wird damit der Ventilteller 3 weiter nach unten verschoben und damiv die Feder 15 weiter zusammengedrückt. Dadurch wiederholt sich der Vorgang.and the annular groove 12 through the transverse bore 11 and the longitudinal bore 12 Liquid into the connection hole Jo in the connection piece 21 and thus in the control pressure, which is no longer shown in the drawing Pressure built up, which acts on the valve body 9 and moves it against the force of the spring 15 towards the top in the drawing, until the force exerted by the pressure and the force the spring 18 keep their balance. Will the adjustment lever 28 now swiveled a little bit further to the left, the valve disk 3 is thus pushed further down and the spring 15 is further compressed. This repeated the process.
Wird nunmehr der Verstellhebel 28 noch weiter nach links verschwenkt und damit über den Druckstift 4 der Ventilteller J5 noch weiter nach in der Zeichnung unten verschoben, so kommt die Schulter 8 an dem Fortsatz 6 gegen das obere Ende der Feder 16 zum Anliegen· Dadurch übt nun zusätzlich die Feder eine weitere Kraft auf den Ventilkörper 9 aus, so daß von dieser Lage des Ventiltellers 3 an eine Verschiebung des Ventiltellers j5 um einen Millimeter na*h unten einen höheren Anstieg des DruQks in der Anschlußbohrung }o bewirkt als in den Bereichen der Verschiebung des Ventiltellers >, in denen dieser nur mit der Feder 15 in Berührung steht.If the adjusting lever 28 is now pivoted even further to the left and thus the valve disk J5 is moved further down in the drawing via the pressure pin 4, so comes the shoulder 8 on the extension 6 towards the upper end of the Spring 16 to rest · As a result, the spring now also exerts a further force on the valve body 9, so that from this Position of the valve disk 3 on a displacement of the valve disk j5 by one millimeter near the bottom a higher rise of the pressure in the connection bore} o than in the areas the displacement of the valve disc> in which this is only in contact with the spring 15.
INSPECTEDINSPECTED
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Steigt der Steuerdruck in der Bohrung j5o so stark an, daß die von diesem auf den Ventilkörper 9 ausgeübte Kraft die Kraft der Feder 15 bzw, die Kraft der Federn 15 und 16 übersteigt, so wird der Ventilkörper 9 gegen die Kraft der Federn 15 und 16 bzw. der Feder 15 so weit nach oben verschoben, daß die Ringnute 12 mit der Querbohrung 25 in Verbindung gelangt· Dadurch wird dann,an der Verbindungsstelle gedrosselt, Flüssigkeit aus der Anschlußbohrung J>o in die Querbohrung 25 und von hier in den drucklosen Anschluß 26 abgelassen.If the control pressure in the bore j5o increases so much that the force exerted by it on the valve body 9 exceeds the force of the spring 15 or the force of the springs 15 and 16, the valve body 9 is counteracted by the force of the springs 15 and 16 or the spring 15 shifted so far upwards that the annular groove 12 comes into contact with the transverse bore 25. This then throttles fluid from the connection bore J> o into the transverse bore 25 and from here into the unpressurized connection 26 drained.
PatentansprücheClaims
QÖ9887/11UQÖ9887 / 11U
Claims (1)
verschiebbaren Eingangsglied, dessen Verschiebung die Vorspannung einer Feder beeinflußt, die auf einen druckbeauf-1. Pressure regulator, preferably control pressure regulator, with a
displaceable input member, the displacement of which influences the preload of a spring that acts on a pressurized
Anschlag zusammengedrückt ist·2, pressure regulator according to claim 1, characterized in that the spring, as known per se, is formed from several springs of different stiffness connected in series, of which the stiffer comes into effect when the next softer completely or up to one
Stop is compressed
Federn (15, l6) besteht, die unterschiedliche Länge aufweisen, wobei zumindest die kürzere (16) nicht vorgespannt ist und3 · Pressure regulator according to claim 1, characterized in that the spring consists of at least two
There are springs (15, 16) which have different lengths, at least the shorter one (16) not being pretensioned and
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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