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Einstellbares Stromregelventil Gegenstand der Erfindung ist ein einstellbares
Stromregelventil für druckmittelbetriebene Stellorgane, insbesondere Servomotoren
mit einem durch das Druckmittel verschiebbaren federbelasteten Regeldrosselkolben,
in dessen Kolbenboden mittel- oder unmittelbar eine Meßdrossel angeordnet ist, wobei
die Druckfeder für den Regeldrosselkolben einstellbar sein kann.
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Zweck eines solchen Stromregelventils ist es, die Bewegungsgeschwindigkeit
von Hydromotoren belastungsunabhängig auf einem gewünschten Wert zu halten.
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Wie bekannt, geschieht dies in einem Hydrauliksystem durch das Zusammenwirken
einer Meßdrossel mit einem federbelasteten Regeldrosselkolben, wobei zweckmäßigerweise
die Meßdrossel im Boden des Regeldrosselkolbens eingearbeitet oder in Form einer
Blendenscheibe eingesetzt ist. In der Regel ist dabei eine Einstellung des Stromflusses
nur bei der Herstellung des Stromregelventils bzw. eine Änderung der Einstellung
nach einer Demontage des Stromregelventils durch Auswechslung der Meßdrossel (Blendenscheibe)
und/oder des Regeldrosselkolbens möglich. Dies ist zeitraubend, umständlich und
nur stufenweise möglich, wodurch eine optimale EinstellUng nur selten erreicht wird.
Andere allgemein bekannte Ausführungen von Stromregelventilen haben eine Einstelimöglichkeit
der Vorspannung der Regeldrosselkolbenfeder vorgesehen, die aber nur nach dem Ausbau
des Ventileinsatzes aus dem Ventilgehäuse vorgenommen werden kann und den Nachteil
haut, daß der Ansprechstrom damit nur eng begrenzt einstellbar ist. Ferner sind
bei bekannten Stromregelventilen, die auch als Vorzugsmengenteiler verwendet werden,
die Meßdrossel und der
Regeldrosselkolben getrennt angeordnet. Diese
bekannten Stromregelventile sind voluminös und aufwendig. Des weiteren sind bei
bekannten Stromregelventilen, die als Vorzugsmengenteiler eingesetzt werden, Meßdrossel
und Regeldrosselkolben getrennt angeordnet und mit konstantem Meßdrosselquerschnitt
ausgerüset, so daß eine nachträgliche Einregulierung nicht möglich ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einstellbares Stromregelventil
zu schaffen, das vorstehende Nachteile beseitigt und billig in der Herstellung ist.
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Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 wiedergegebene Erfindung
gelöst, wobei vorteilhafte Ausführungen aus den Unteransprüchen entnehmbar sind.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend beschrieben und
in den Zeichnungen jeweils im Längsschnitt dargestellt.
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Es zeigen: Fig. 1 ein Stromregelventil mit einstellbarer Drosselnadel
zum Einbau in gerade Rohrleitungen; Fig. 2 ein Stromregelventil nach Fig. 1 mit
Schwenkanschluß und von außen betätigbarer Drosselnadel; Fig. 3 ein Aufbau-Stromregelventil
mit verstellbarer Drosselnadel; Fig. 4 ein Aufbau-Stromregelventil mit Plandrehschieber;
Fig. 5 ein Dreiwege-Stromregelventil mit Plandrehschieber; Fig. 6 ein reiwege-Stromregelventil
mit einstellbarer Drosselnadel; Fig. 7 ein Stromregelventil in beide Strömungsrichtungen
wirkend mit durch Plandrehschieber verstellbarer Meßdrossel; Fig. 8 ein Stromregelventil
in beiden Strömungsrichtungen wirkend als Einbaupatrone mit einstellbarer Drosselnadel.
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Das in Fig. 1 dargestellte Stromregelventil ist zum Einbau in Rohrleitungen
eines nicht dargestellten Hydrauliksystems vorgesehen. Es besteht aus einem rohrförmigen
Gehause 1 mit einer Gleitbohrung 1a, in die ein Regeldrosselkolben 2 lãngsverschiebbar
eingesetzt ist. Der Regeldrosselkolben 2 ist mit einem Hohlraum 2a versehen, in
den eine Druckfeder 3 eingesetzt ist, die sich am Boden einer abgesetzten Axialbohrung
4a eines auf die Abflußseite A in das Gehause 1 eingeschraubten Stützkörpers 4 und
den Boden 2b des Regeldrosselkolbens 2 abstützt. Die Vorspannung der Druckfeder
3 ist mittels des eingeschraubten Stützkörpers 4 einstellbar. Die Druckfeder 3 verschiebt
im Ruhezustand den Regeldrosselkolben 2 gegen die Stirnflache eines auf der Zuflußseite
P des Gehäuses 1 eingeschraubten Gewindenippels 5. Im Boden 2b des Regeldrosselkolbens
2 ist eine Meßdrossel 6 in Form einer zentrischen Bohrung vorgesehen. In diese Meßdrossel
6 taucht der konische Teil 7a einer Drosselnadel 7 ein, die in den Stützkörper 4
eingeschraubt und von der Abflußseite A her zugänglich ist. Durch Verstellung der
Drosselnadel 7 ist der freie Querschnitt der Meßdrossel 6 einstellbar.
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Das Stromregelventil der Fig. 1 ist bei Strömungsrichtung von P nach
A wirksam. Bei tiberschreiten des eingestellten Durchfluß Sollwertes wird der Druckabfall
an der Meßdrosscl 6 so groß, daß die Vorspannkraft der Feder 3 durch die aus dem
Druckunterschied vor und hinter dem Regeldrosselkolben 2 resultierende Kraft überwunden
wird und der Regeldrosselkolben sich auf den Stützkörper 4 zubewegt. Dadurch wird
ein Drosselquerschnitt 8 so verengt, daß ein weiteres Zunehmen des Durchflußstromes
verhindert wird.
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Der Ansprechstrom ist vom Querschnitt der Meßdrossel 6 abhängig und
kann durch Verstellen der konischen Drosselnadel 5 in einem weiten Bereich verändert
werden. Die Drosselnadel 7 kann ohne Zerlegen des Ventils verstellt werden, was
zweckmäßigerweise vor Einbau des Ventils erfolgt.
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Weil der Hub des Regeldrosselkolbens 2 verhältnismäßig kurz und der
Kegel der Drosselnadel 7 schlank ist, wird der Ansprechstrom des Ventils durch die
unterschiedliche Regeldrosselkolbenstellung
bei unterschiedlichem
Gesamtdruckgefälle zwischen P und A nur geringfügig beeinflußt, und bei Strömungsrichtung
von A nach P ergibt sich nur eine geringe nicht störende Drosselwirkung.
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Anstelle der konischen Drosselnadel 7 kann auch ein geschlitzter Zapfen
treten. Dieser Zapfen kann auch in die Meßdrosselbohrung 6 des Regeldrosselkolbens
2 eingeschraubt werden, so daß sich je nach Einschraubtiefe ein unterschiedlicher
Durchgangsquerschnitt ergibt.
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Das in Fig. 2 dargestellte Stromregelventil, ähnlich dem der Fig.
1 ist mit einem Schwenkanschluß 9 anstelle des Gewindenippels der Fig. 1 auf der
Zulaufseite P zu einem nicht dargestellten Hubzylinder ausgerüstet, wobei die Drosselnadel
7', 7'a von der Zulaufseite her eingeschraubt und von außen verstellbar ist. Mittels
einer Konter-Dichtmutter 10 ist die Drosselnadel 7' in der eingestellten Stellung
fixierbar. Die Wirkungsweise dieses Stromregelventils ist die gleiche wie bei dem
der Fig. 1.
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Das in Fig. 3 dargestellte Stromregelventil-ist als Aufbau-Ausführung
mit einem würfelförmigen Gehäuse 11 versehen, in dem für den Zufluß P ein
12 und für den Abfluß A ein
13 vorgesehen sind. Die Meßdrossel 6 ist als zentrische Bohrung im Drosselkolbenboden
2b unmittelbar oder mittelbar als nicht dargestelltes Bestandteil einer Blendscheibe
ausgeführt. In die li Meßdrossel 6 ragt die konische Drosselnadel 7", Ta, die als
steigende Spindel ausgeführt in einem mit Dicht- und Stützringen 14 versehenen Kopfteil
15 längsverschiebbar angeordnet ist. Die Drosselnadel 7" ist in einem Drehknopf
16 befestigt, der auf seiner Stirnfläche 16a und/oder 16b mit einer Einstellskala
versehen sein kann und dessen Umfang 16b mit axialer Rändelung ver sehen ist, in
die eine am Gehause 11 befestigte Blattfeder 17 elastisch arretierend eingreift,
wobei diese gleichzeitig als Zeiger für eine vorgesehene Skala dienst, die eine
Höhenverstellung der Drosselnadel 7" ablesbar macht. Der Regeldrosselkolben 2 ist
wie vorher beschrieben gegen eine vorgespannte Druckfeder 3 in der Gleitbohrung
1a des Gehaúses 11 axial verschiebbar.
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Das in Fig. 4 dargestellte Stromregelventil des Typs nach Fig. 3 ist
anstelle der Drosselnadel mit einem Plandrehschieber 18 ausgerüstet, der mit einer
Aussparung 18a versehen ist, die je nach Verdrehung des Plandrehschiebers 18 die
Bohrung der Meßdrossel 6 im Querschnitt erweitert oder verkleinert. Der Plandrehschieber
18 liegt stirnseitig auf der Stirnflache der Meßdrossel 6 auf und ist mittels eines
axialen Zapfens 18b mit dem Mitnehmer 19 des Drehkopfes 16 axial beweglich formschlüssig
gekuppelt, der in einem eingeschraubten Kopfteil 15 nach außen abgedichtet gelagert
ist.
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Fig. 5 zeigt ein verstellbares Dreiwege-Stromregelventil mit einem
Plandrehschieber 18, eingebaut in ein Gehäuse 11. Der Zulauf P erfolgt hierbei über
einen zentrischen Kanal 20. Der geregelte Strom geht durch die Meßdrosselbohrung
6 im Regeldrosselkolben 2 und die Aussparung 18a des Plandrehschiebers 18 über den
Kanal 12 zum Anschluß A. Die Feder 3, die den auf den Regeldrosselkolben 2 wirkenden
unterschiedlichen Druck ausgleicht, wenn der Durchfluß durch die Meßdrossel 6 dem
Sollwert entspricht drückt zugleich den Plandrehschieber 18 dicht gegen die Stirnfläche
des Regeldrosselkolbens 2, so daß dieser von dem auf die Gegenseite wirkenden höheren
Druck nicht abgehoben werden kann.
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Übersteigt der Durchfluß durch die Meßdrossel 6 den Sollwert, eo bewegt
sich infolge größeren Druckunterschiedes an der Meßdrossel 6 der Regeldrosselkolben
2 weiter gegen die Kraft der Feder 3, so daß der Drosselquerschnitt 8 erweitert
wird. Dadurch kann der Überfluß des Zulaufstroms bei P über den Kanal 13 zum Anschluß
T abgeführt werden.
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Fig. 6 zeigt ein verstellbares Dreiwege-Stromregelventil mit drei
Anschlüssen P, A und B. Bei P erfolgt der Zulauf von einer Pumpe. Der geregelte
Vorzugsstrom fließt über den Kanal 20 durch die Bohrung 6 (Meßdrossel) des Regeldrosselkolbens
2 und an einer Drosselstelle 21 vorbei über den Kanal 22 zum Anschluß A. Der Reststrom
fließt durch den Drosselquerschnitt 8 über den Kanal 23 zum Anschluß B. Der Querschnitt
der Meßdrossel und damit der geregelte Vorzugsstrom kann durch Verstellen der konischen
Drosselnadel 7 verändert werden, die in einem Kopfteil 15 als Spindel
eingeschraubt
ist und mittels der Mutter 10 gekontert werden kann. Vorzugsstrom und Reststrom
können beliebig belastet werden. Ist der Vorzugsstrom zum Anschluß A höher belastet
als der Reststrom zum Anschluß B, so nimmt der Regeldrosselkolben 2 eine Stellung
ein, bei der der Drosselquerschnitt 8 kleiner ist, als der der Drosselstelle 21.
Ist der Reststrom höher belastet als der Vorzugsstrom, dann fließt mehr durch die
Meßdrossel 6, der Druckabfall wird größer, der Regeldrosselkolben 2 wird gegen die
Kraft der Feder 3 verschoben, so daß der Querschnitt 21 so verengt wird, daß der
Vorzugsstrom den Sollwert nicht wesentlich überschreitet. Gleichzeitig wird die
Drosselung des Reststroms durch Vergrößerung des Querschnitts 8 vermindert.
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Die Fig. 7 ist eine Ausführung des verstellbaren Stromregelventils,
dargestellt bei der die Durchflußmenge in beiden Strömungsrichtungen von A nach
B, wie von B nach A einen differenzdruckunabhängigen konstanten Wert geregelt wird.
Dieses Ventil weist in einem Gehause 24 mit Kanal 22 nach A und Kanal-23 nach B
einen Regeldrosselkolben 2' auf, der von einer vorgespannten Feder 25 in der Mittelstellung
gehalten wird, so lange der Durchfluß durch die Meßdroaselbohrung 6 nicht den Sollwert
überschreitet.
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Andernfalls bewegt sich der Regeldrosselkolben 2 so, daß je nach Strömunsrichtung
ein Drosselquerschnitt 8' oder 26 soweit erforderlich verengt wird. Der Querschnitt
der Meßdrossel 6 wird bei dem als Beispiel gezeigten Ventil durch Drehung eines
exzentrisch angeordneten Flachdrehschiebers 18 verandert. Damit der Flachdrehschieber
18 auch bei Strömung von A nach B dicht an der Abschlußfläche des Regeldrosselkolbens
anliegt, wird er durch eine vorgespannte Feder 27 angedrückt, die sich über Gleitring
28 und einen Sprengring 29 im Regeldrosselkolben 2' abstützt.
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In Fig. 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Stromregelventil,
wirkungsmäßig ahnlich dem der Fig. 7, dargestellt, wobei der Flachdrehschieber durch
eine konische Drosselnadel 7, 7a, ersetzt ist und das Stromregelventil als Einbaupatrone
ausgebildet ist und wie die üblichen "Druckbegrenzungsventilpatronen1, in vorgesehene
Aufnahmebohrungen 30a in einen Block 30 einsetzbar sind. Das eigentliche Gehäuse
des Ventils wird von einem
Anschlagring 31 , einer Drosselkolbenbuchse
32 und einer Verschlußschraube 33 gebildet. Zur Aufnahme dieser Teile dient eine
leicht herstellbare Aufnahmebohrung 30a. Die Größe dieser Bohrung entspricht der
für bekannte Druckbegrenzungsventilpatronen gleicher Größenordnung, d. h. der Platzbedarf
ist äußerst gering. Material- und Bearbeitungsaufwand für Block-Hydraulik-Systeme,
die sich zunehmend durchsetzen, können damit auf ein Minimum gebracht werden.
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Die Stromregelventile nach der Erfindung können wie an den Ausführungsbeispielen
gezeigt, direkt von der Hand, aber auch über größere Entfernungen mittels Gestänge
oder Seilzug, hydraulisch oder durch einen Elektromotor über ein Getriebe verstellt
werden.