DE2750494A1

DE2750494A1 - Durchflussregelventil

Info

Publication number: DE2750494A1
Application number: DE19772750494
Authority: DE
Inventors: Donald Ernest Mcgeachy
Original assignee: Numatics Inc
Current assignee: Numatics Inc
Priority date: 1976-12-10
Filing date: 1977-11-11
Publication date: 1978-06-15
Also published as: GB1559914A; JPS53101126A; FR2373738A1; US4073311A; DE2750494C2; FR2373738B1; CA1046896A; IT1090427B

Description

Durchflußregelventil

Die Erfindung betrifft ein OurchfluBregelventil, insbesondere ein Ventil, das zur DurchfluBregelung in eine Leitung eines druckmittelbetriebenen Systems einbaubar ist·

Genauer gesagt,bezieht sich die Erfindung auf ein In-line-Ventil, das in einer Richtung einen im wesentlichen ungedrosselten Durchfluß gestattet und in der anderen Richtung den Durchfluß drosselt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine billige und relativ einfache Ventilkonstruktion vorzusehen, die nur eine geringe Bearbeitung und relativ einfache Teile erfordert und die über eine lange Zeitdauer ohne Wartung funktioniert· Wenn eine Wartung erforderlich ist, können die vorhandenen Schraubelemente in einfacher Weise werden.

Abgesehen von den mit Innengewinde versehenen Bohrungen in den Ventilenden weist das Ventil eine einzige Querbohrung auf, die durch einen Bohrvorgang von nur einem Ende aus hergestellt werden kann, wodurch einerseits die Herstellung des Ventils vereinfacht und andererseits ein Sicherheitsmerkmal vorgesehen wird, indem eine Schulter am kleinen Ende ein Zurückziehen des einstellbaren Ventileinsatzes und damit eine zufällige Entfernung des Ventilzapfens durch den vorhandenen Luftdruck verhindert«

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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein DurchfluBregelventil zu schaffen, das in eine feste Position eingestellt werden kann und sich in dieser Position nicht bewegt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen sowie der beigefügten Zeichnung im Detail beschrieben· Es zeigern

Fig. 1 einen Schnitt durch ein erfindungsgernäß ausgebildetes Ventil;

Fig. 2 ein Diagramm eines Hydraulik- bzw. Pneumatikkreises, in dem das erfindungsgemäße Ventil eingesetzt ist J und

Fig. 3 ein modifiziertes Ventilgehäuse zur direkten Montage auf einem Zylinderkopf.

In Fig. 1 ist mit 10 ein Ventilgehäuse bezeichnet, das mit zueinander ausgerichteten und mit Innengewinde versehenen Öffnungen 12 und 14 an jedem Ende ausgestattet ist. Quer zur Qehäuseachse ist eine im wesent lichen zylindrische Ausnehmung angeordnet, die abgestufte Durchmesser aufweist und eine mit einem Innengewinde versehene Ausnehmung 16 und eine glattwandige Ausnehmung 1Θ über dieser mit Innengewinde versehenen Ausnehmung umfaßt, die in einer Schulter endet, welche einen Ventilsitz 20 bildet, über dem Sitz 20 befindet sich eine kleinere glattwandige Ausnehmung 22, die in einer Schulter 21 endet, und eine mit Innengewinde versehene Ausnehmung 24, die geringfügig kleiner ist als die Ausnehmung

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Die Öffnung 12 ist mit der zylindrischen Querbohrung über eine Öffnung 26

die in einer Wand, die\Ausnehmungen 1θ und 22 umgibt, verbunden. Die Öffnung 14 ist Ober eine Öffnung 28, die im axialen Abstand von der Öffnung 26 und auf der anderen Seite des Sitzes 20 angeordnet ist, mit der Ausnehmung 18 verbunden.

Im unteren Ende der zylindrischen Bohrung ist ein Ventilsitz in Form eines zapfenförmigen Einsatzes 30 vorgesehen, der ein inneres und äußeres Ende aufweist. Das Muflere Ende 31 des Einsatzes 30 besitzt die Form eines Flanschkopfes, der, falls gewünscht, secheeckig ausgebildet sein kann und über dem ein an die Ausnehmung 16 angepaßter Gewindeabschnitt angeordnet ist. Das innere Ende des Einsatzes 30 ist kleiner ausgebildet, so daß es mit Umfangsspiel in der Ausnehmung 22 angeordnet sein kann. Es weist eine Axialbohrung 32 auf, die sich nach innen erstreckt und mit einer Queröffnung 34 benachbart zur Öffnung 28 verbunden ist. In der Nähe des inneren Endes des Einsatzes 30 befindet sich eine ringförmige Ausnehmung, die den inneren Umfangsabschnitt eines flachen, biegsamen Ventilringes 36 aufnimmt, dessen äußerer Umfangsabschnitt am Sitz 20 positioniert ist.

Der Ring 36 ist vorzugsweise aus einem ölbeständigen elastomeren Material, wie Buna N, hergestellt, das Elastizitätseigenschaften besitzt, welche

eine Axialbewegung des äußeren, über den Einsatz 30 vorstehenden Umfangsund

abschnittes des Ringes in Richtung auf den Sitz 20<>von diesem weg ermöglichen. Ein O-Ring 38 überlagert den Flanschkopf des Einsatzes 30 und bildet eine Dichtung·

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Am oberen Ende des Ventilgehäuses 10 befindet sich ein Ventileinsatz, der einen innerhalb der Ausnehmung 24 angeordneten Gewindekopf 40 umfaBt, welcher eine Gegenmutter 42 trägt, die gegen das obere Ende des Gehäuses 10 geschraubt ist. Ein Hauptabschnitt 44 des Ventileinsatzes, der geringfügig größer ist als der Gewindeabschnitt, ist innerhalb der Ausnehmung 22 gelagert und weist eine ringförmige Nut auf, in der ein O-Ring 46 angeordnet ist. Dieser Hauptabschnitt besitzt ein konisch ausgebildetes Ende, das in einem mittig vorstehenden Ventilelement 50 endet, dessen Durchmesser geringfügig kleiner ist als der Durchmesser der Axialbohrung 32 im Einsatz 30 und das mit einer geringfügigen Konizität zur Feineinstellung versehen ist.

Der Kopfabschnitt 44 ist geringfügig größer ausgebildet als die Gewindebohrung 24. Das macht es erforderlich, daß der Kopf 40 vom Boden des Gehäuses 10 eingesetzt wird."Darüber hinaus wird durch die Anordnung der Schulter 21 verhindert, daß der Kopf von einem übereifrigen oder ungeschulten Mechaniker aus dem oberen Ende der Bohrung 22 herausgeschraubt werden kann. Somit wird ein unbeabsichtigtes Entweichen von Druckluft aus der Leitung, in der das Ventil montiert ist, verhindert. Die Schulter 21 ist hoch genug angeordnet, so daß die Ventilspitze 50 vollständig aus der öffnung 32 herausgezogen werden kann, bevor sich der Kopf 40 gegen die Schulter 21 setzt.

Beim Zusammenbau des Ventils wird der Kopf 40 des Ventileinsatzes zusammen mit dem O-Ring 46 in den Boden des Gehäuses 10 eingesetzt

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und in die Ausnehmung 24 eingeschraubt, wonach die Sicherungsmutter gegengeschraubt werden kann·

Der Ventilring 36 und der O-fling 38 werden am Einsatz 30 Montiert, welcher danach in die Öffnungen 16 und 18 eingeschraubt wird. Öle Lage des Ventilvorsprunges 50 relativ zu der Ventilöffnung 32 kann danach reguliert werden·

Wenn sich das Ventil in Betrieb befindet, wird der Umfangsabschnitt des biegsamen Ventilringes 36 bei eine« OurchfluB von der Öffnung durch das Gehäuse in die öffnung 14 derart durchgebogen, dafi das Druckmittel das Ventil nahezu ungehindert passieren kann· Bei einem Durchfluß von der entgegengesetzten Richtung wird der Ventilring 36 gegen den Sitz 20 gepreBt, so defl das Strömgsmittel den Durchgang und die Öffnung 32 passiert und um den Ventilvoraprung SO der Öffnung und Öffnung if«trö«t, so dafi ein gedrosselter OurchfluB entsteht, der durch die Einstellung des Ventileinsatzes reguliert werden kann.

In Fig. 2 ist in schematlscher weise ein hydraulisches bzw· pneumatisches System dargestellt, das einen doppeltwirkenden Stellmotor mit einem Zylinder 60 und einem Kolben 62 sowie ein Steeeil 64 für eine Druckmittelouplle_ate ^_- ^ 3C_08-0^₈₁;,,,,. ,.1«. dargestellten Steuerventile 10 sind in den Leitungen 66 und 68 genet und ermöglichen eine Regulierung des Ourchflusses in einer Richtung fOr Jedes Zylinderende.

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Das konisch ausgebildete Ende des Kopfes 40 geht mit einem geringen Radius in das vorspringende Ventilelement 50 über. Die obere Ecke der Öffnung 32 ist ebenfalls geringfügig abgerundet, so daß der Kopf 40 so weit heruntergeschraubt werden kann, daß das Ventil vollständig geschlossen ist, falls dies erforderlich sein sollte.

In Fig. 3 ist ein Zylinderkopf ΘΘ dargestellt, der eine mit einem Innengewinde versehene Bohrung aufweist, die eine mit einem Gewinde versehene untere Verlängerung eines Ventileinsatzes 90 aufnimmt, welcher mit dem Einsatz 30 der Fig. 1 identisch ist, mit Ausnahme der Bohrung 92, die sich an die mittige Bohrung 32 anschließt. Ein Ende des Ventilgehäuses ist bei 94 verschlossen. Dieses Ventil funktioniert in der in Verbindung mit Fig. 1 beschriebenen Weise. Die hier beschriebene AusfQhrungsform macht einen Leitungsanschluß überflüssig und reduziert den für die Montage eines Ventils innerhalb einer geraden Leitung erforderlichen Raum beträchtlich.

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Leerseite

Claims

NUMATICS, INCORPORATED N. MiIford Road Highland, Michigan /USA

M-4409 · 10. November 1977

Patentansprüche

1.J DurchfluBregelventil, gekennzeichnet durch!

(a) ein Gehäuse mit einer einzigen, sich durch dieses erstreckenden Ausnehmung|

(b) einen Ventilöffnungseinsatz in einem Ende der Ausnehmung, der ein inneres und ein äußeres Ende sowie einen axialen Durchlaß aufweist, der am inneren Ende in einer zu regulierenden Öffnung endet, wobei diese Öffnung an einem Ende gegenüber einem Einlaß und am anderen Ende gegenüber einem Auslaß offen ist und das innere Ende so ausgebildet ist, daß zwischen dem Einlaß und dem Auslaß unabhängig von der Öffnung ein Durchfluß um den Einsatz herum möglich ist)

(c) ein ringförmiges ventilelement, das am inneren Ende des bewegbaren Einsatzes durch das hindurchströmende Druckmittel gehalten wird und bei einem Durchfluß in einer Richtung ein Umströmen des Einsatzes verhindert, während es bei einem Durchfluß in der entgegengesetzten Richtung ein Umströmen des Einsatzes ermöglicht! und

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ORlGlNAL INSPECTED

(d) einen Ventileinsatz im anderen Ende der zylindrischen Ausnehmung, der einen in Richtung auf die im Einsatz befindliche Öffnung und von dieser weg bewegbaren Abschnitt umfaßt, so daß eine durch die Nähe dieses Abschnittes und des Einsatzes gebildete Durchflußöffnung reguliert werden kann, wobei der Durchfluß in einer Richtung um den Einsatz herum und an dem ringförmigen Ventilelement vorbei kaum gedrosselt und durch die öffnung in der anderen Richtung gedrosselt wird.

2. Durchflußregelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Ende des Ventilöffnungseinsatzes in ein Ende der zylindrischen Ausnehmung eingeschraubt ist, um dieses Ende der Ausnehmung zu verschließen und die Öffnung in die richtige Lage zu bringen, und daß der Ventileinsatz in das andere Ende der zylindrischen Ausnehmung eingeschraubt und dort einstellbar positionirrt ist, um die Ausnehmung an diesem Ende zu verschließen.

3. Durchflußregelventil nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilöffnungseinsatz in der Nähe des inneren Endes eine ringförmige Ausnehmung aufweist und daß das ringförmige Ventilelement innerhalb dieser ringförmigen Ausnehmung angeordnet ist»

4. Durchflußregelvantil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der zylindrischen Ausnehmung eine ringförmige Schulter gebildet ist, die mit dem äußeren Umfangsabschnitt des ringförmigen Ventilelementes zusammenwirkt.

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5. Durchflußregelventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Umfangsabschnitt des ringförmigen Ventilelementes so ausgebildet ist, daß er sich in Abhängigkeit von der Durchflußrichtung durch das ventilgehäuse in Axialrichtung in Richtung auf die Schulter und von dieser weg durchbiegen kann.

6. Durchfluflregelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am anderen Ende der zylindrischen Ausnehmung, in dem der ventileinsatz angeordnet ist, eine Schulter ausgebildet ist, um eine Entfernung des Ventileinsatzes zu verhindern·

7. Durchflußregelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ventileinsatz in Richtung auf den VentilBffnungseinsatz in einem ausreichenden MaBe bewegbar ist, um die Öffnung zu schließen und den Durchfluß durch das Ventil in einer Richtung zu blockieren.

B. Durchflußregelventil, gekennzeichnet durchs

(a) ein Gehäuse mit einer Einlaß- und Auslaßöffnung und einer zylindrischen Ausnehmung zwischen diesen Öffnungen, die über axial beabstandete öffnungen mit diesen verbunden istf

(b) einl Ventileinsatz in einem Ende der Ausnehmung, der ein inneres Ende und ein äußeres Ende sowie einen Querkanal aufweist, der zu einer der Öffnungen im Gehäuse offen ist, sowie einen axialen Durchlaß, der den Querkanal mit dem inneren Ende des Einsatzes verbindet, das zu der anderen öffnung im Gehäuse offen ist, wobei das innere Ende des Einsatzes so ausgebildet ist, daß

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unabhängig von dem Querkanal und dem axialen Ourchlaß ein Durchfluß zwischen den Gehäuseöffnungen um den Einsatz herum möglich ist|

(c) ein ringförmiges Ventilelement, das am inneren Ende des Einsatzes gehalten ist und derart bewegbar ist, daß^Sie zylindrische Ausnehmung zwischen den axial beabstandeten Offnungen in einer Stellung verschließt und die Ausnehmung in einer zweiten Stellung öffnet} und

(d) einen Ventileinsatz im anderen Ende der zylindrischen Ausnehmung, der in Richtung auf den axialen Durchlaß im Einsatz und von diesem weg bewegbar ist, um dadurch eine Durchflußöffnung zu regulieren, die durch die benachbarte Anordnung der beiden Ventileinsätze gebildet wird, wodurch der Ventildurchfluß in einer Richtung um den Einsatz herum und an dem ringförmigen Ventilelement vorbei kaum gedrosselt und in der anderen Richtung durch den axialen Durchlaß gedrosselt wird.

9. Durchflußregelventil nach Anspruch B₁ dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Ende des Ventilöffnungseinsatzes in ein Ende der zylindrischen Ausnehmung eingeschraubt ist, um dieses Ende der Ausnehmung zu verschließen und die Öffnung in die richtige Lage zu bringen, und daß der Ventileinsatz in das andere Ende der zylindrischen Ausnehmung eingeschraubt und dort einstellbar positioniert ist, um die Ausnehmung an diesem Ende zu verschließen.

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10. Durchflußregelventil nach Anspruch B₁ dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilöffnungseinsatz eine ringförmige Ausnehmung in der Nähe des inneren Endes aufweist, in der das ringförmige Ventilelement angeordnet ist.

11. Durchflußregelventil nach Anspruch Θ, dadurch gekennzeichnet, daß in der zylindrischen Ausnehmung eine ringförmige Schulter ausgebildet ist, die mit dem äußeren Umfangsabschnitt des ringförmigen Ventilelementes zusammenwirkt.

12. Durchflußregelventil nach Anspruch B, dadurch gekennzeichnet, daß der Süßere Umfangsabschnitt des ringförmigen Ventilelementes so ausgebildet ist, daß er sich in Abhängigkeit von der Durchflußrichtung durch das Ventilgehäuse in Axialrichtung in Richtung auf die Schulter und von dieser weg durchbiegen kann.

13. Durchflußregelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilöffnungseinsatz außerhalb des Gehäuses eine mit einem Außengewinde versehene Verlängerung aufweist, die als Verbindung zu einer über ein Druckmittel wirkenden Vorrichtung dient und mit einem Durchlaß versehen ist, der sich an die Öffnung in dem Einsatz anschließt.

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14. Durchfluöregelventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in eine der Öffnungen im Gehäuse ein Einsatz eingesetzt ist und daß am äußeren Ende des Einsatzes ein Fitting und sin Durchlaß vorgesehen ist, der zu dem axialen Durchlaß führt.

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