DE2801785A1

DE2801785A1 - Durchflussgeraet

Info

Publication number: DE2801785A1
Application number: DE19782801785
Authority: DE
Inventors: Reiner Bartholomaeus
Original assignee: GL Rexroth GmbH
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1978-01-17
Filing date: 1978-01-17
Publication date: 1979-07-19

Description

Durchflußgerät
Die Erfindung betrifft ein Durchflußgerät für beide Durchflußrichtungen entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bei einem bekannten Durchflußgerät dieser Art ist zur Beaufschlagung des Kolbens in die eine Steuerrichtung ein zusätzlicher Kolbenansatz erforderlich, der von der durchströmenden Flüssigkeit beaufschlagt wird. In die Gegenrichtung wird der Kolben direkt von der durchströmenden Flüssigkeit beaufschlagt. Hinzu kommt,daß die durchströmende Flüssigkeit den Kolben in der einen Durchströmrichtung in schließendem Sinne und in die Gegenrichtung im öffnenden Sinne beaufschlagt. Damit weist ein solches Durchflußgerät zwei voneinander verschiedene Durchflußcharakteristiken auf, die für die mit dem Durchflußgerät in Wirkverbindung stehende Meßeinrichtung zusätzliche Korrekturglieder erfordert. Durch den zusätzlichen Kolbenteil ergibt sich zudem eine verhältnismäßig große zu bewegende Masse für den Kolben und damit eine entsprechend lange Ansprechzeit des Durchflußgerätes.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Durchflußgerät zu schaffen, daß für beide Durchflußrichtungen die gleiche Durchflußcharakteristik aufweist und vor allem auch einen symmetrischen Aufbau mit geringen bewegten Massen erhält und zusätzlich eine kompakte, auch rohen Betriebsbedingungen gewachsene Baueinheit bildet.
Nach der Erfindung wird dies mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 erreicht.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.
Es zeigen: Figur 1 einen Axialschnitt durch ein Durchflußgerät, bei dem Zu-und Abflußräume besonders strömungsgünstig ausgebildet sind, Figur 2 einen Axialschnitt durch ein Durchflußgerät, bei dem eine besonders kompakte und raumsparende Gehäuseform gegeben ist, Figur 2a einen Schnitt nach der Linie IIa-IIa der Figur 2, Figur 3 eine perspektivische Darstellung des Kolbens, Figur 4a eine Seitenansicht des Kolbens in Richtung 3r der Fig. 4b, Figur 4b eine Draufsicht des Kolbens, Figur 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Figur 4 und Figur 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI der Figur 4.
In den Figuren 1 und 2 bezeichnet 1 das Gehäuse mit Führungsbohrung 2 für den Kolben 3. An den beiden Stirnseiten 4 und 5 des Kolbens 3 sind Bolzen 6, 7 befestigt, die sich mit ihrem jeweils freien Ende 6a, 7a am Federteller 8, 9 abstützen. Am Federteller 8 greift die Druckfeder lo an, die sich mit ihrem äußeren Ende an dem Gehäusedeckel 11 abstützt, der mittels Schrauben 12 am Gehäuse 1 starr befestigt ist. Am Federteller 9 greift die Feder 14 an, deren freies Ende sich am Gehäusedeckel 15 abstützt, der gleichzeitig in einer zentralen Gewindebohrung den elektrischen Wegaufnehmer M auf nimmt, dessen Meßstift 16 mit dem Bolzen 7 eine Verschiebeeinheit bildet.
Der Gehäusedeckel 15 ist mittels der Schrauben 18 mit dem Gehäuse 1 verbunden.
In der gezeigten Ausgangsstellung der Federteller legen sich diese an Gehäusevorsprünge la, 1b an. In dieser Stellung der Federteller befindet sich der Kolben 3 in seiner Ausgangsstellung.
Der Kolben 3 weist vier längsverlaufende nutenförmige Ausnehmungen der 3a, 3b, 3c, 3d auf. Die Ausnehmungen 3a, 3c sind an/Stirnseite 3s offen und die Ausnehmungen 3b, 3d an dieser Stirnseite geschlossen.
An der gegenüberliegenden Stirnseite 3r des Kolbens 3 sind hingegen die Ausnehmungen 3a, 3c geschlossen und die Ausnehmungen 3b,3d geöffnet. Die seitlichen Abschlußwände 20 der Ausnehmungen liegen in der gezeigten Ausgangslage des Kolbens 3 mit den seitlichen Begrenzungswänden 21, 22 der Räume 23, 24 in einer Ebene, so daß zwischen den Ausnehmungen 3a, 3c des Kolbens und dem Raum 24 keine Verbindung besteht, ebenso zwischen den Ausnehmungen 3b, 3d und dem Raum 23, nachdem auch die Ausnehmungen in radialer Richtung von der Führungsbohrung 2 abgeschlossen sind. Damit ist aber auch gleichzeitig eine Verbindung der Räume 23 und 24 untereinander unterbunden. Der Raum 23 steht mit einem Anschluß 25 und der Raum 24 mit einem Anschluß 26 in Verbindung.
Wird dem Gehäuseraum 23 über den Anschluß 25 Flüssigkeit zugeführt, verschiebt diese den Kolben 4 in Richtung des Gehäuseraumes 24 dieser sobald sich ihr Druck soweit erhöht hat, daß / den Kolben 23 gegen die Vorspannung der Feder 14 in Richtung des Gehäuseraumes 24 zu verschieben vermag. Durch diese Verschiebung wird zwischen den Begrenzungswänden 20 der Ausnehmungen 3a, 3c und der Steuerkante 22a die von der Begrenzungswand 22 gebildet ist, ein freier Querschnitt freigegeben, durch den die Flüssigkeit von dem Raum 23 über die Ausnenml1ngen 3a, 3c zum Raum 24 übertritt und von dort über den Anschluß 26 nach außen weiterströmt.
Der Verschiebeweg des Kolbens 3, durch den gleichzeitig ein Querschnitt zwischen den Begrenzungswänden 20 und der Steuerkante 22a freigegeben wird, bildet in Verbindung mit dem Druckgefälle zwischen den Räumen 23 und 24 ein Maß für die Menge der durchströmenden Flüssigkeit. Die Federcharakteristik der Druckfeder 14 ist sehr flach, so daß sich nur ein geringes Druckgefälle zwischen den Räumen 23 und 24 einstellen kann, das das Meßergebnis nur unwesentlich beeinflußt. Der Verschiebeweg des Kolbens wird über den Bolzen 7 sowie die mit dem Bolzen verbundene Stange 16 auf das elektrische Längenmeßgerät M übertragen und dort als elektrisches Signal zur Weiterverarbeitung abgegeben.
Dadurch, daß der Querschnitt der Ausnehmungen 3a, 3d gegenüber der Querschnittsfläche des Kolbens groß ist sind die Strömungsverluste der durchströmenden Flüssigkeit gering und können somit das Meßergebnis ebenfalls nur unbedeutend beeinflussen. Wird die zu messende Flüssigkeit dem Anschluß 26 zugeführt, verschiebt sich der Kolben 3 nach entsprechendem Druckaufbau der Flüssigkeit im Raum 24 gegen die Spannung der Feder lo in Richtung des Gehäuseraumes 23. Die mit der Verschiebung des Kolbens 3 verbundene Freigabe eines freien Querschnittes zwischen den seitlichen Begrenzungswänden der Ausnehmungen 3b, 3d und der von der Wand 21 gehildeten Steuerkante 21a strömt die Flüssigkeit über die Ausnehmungen 3b, 3d vom Raum 24 in den RaIm 23 und von dort weiter zum Anschluß 25. Die damit verbundene Verschiebung des Kolbens 3 wird ebenfalls über den Bolzen 7 und Stange 16 vom Meßgerät M gemessen und als elektrisches Signal weitergegeben.
Im Ausführungsbeispiel nach Figur 1 sind die Gehäuseräume 23 und 24 lediglich von den die kraftschlüssige Verbindung vom Kolben 3 und den Federtellern 8, 9 herstellenden Bolzen 6, 7 durchzogen und damit besonders verlustfrei ausgebildet.
In Figur 2, die eine besonders kompakte Ausbildung des Durchflußgerätes zeigt, befinden sich die Federteller 8, 9 unmittelbar in den Gehäuseräumen 23, 24 und stützen sich zur axialen Zentrierung des Kolbens 3 an den Seitenwänden 21, 22 der Gehäuseräume 23, 24 ab. Damit auch in diesem Fall die Flüssigkeit den Ausnehmungen des Kolbens weitgehend verlustfrei zuströmen kann, sind die Federteller entsprechend Figur 2a ausgespart, wobei diese Aussparungen den Querschnitten der Ausnehmungen im Kolben entsprechen. Über im Kolben befestigte Stifte 30, die in entsprechende Bohrungen 31 der Federteller eingreifen, sind Kolben und Federteller untereinander drehgesichert, so daß der freie Zutritt der durchströmenden Flüssigkeit von den Gehäuseräumen 23 und 24 über die Federteller zu den entsprechenden Ausnehmungen des Kolbens 3 und von dort über die freigegebenen Querschnitte zwischen Begrenzungswänden 20 und Steuerkanten zum jeweils anderen Gehäuseraum gewährleistet bleibt. Zur Hubbegrenzung der Federteller 8, 9 nach Figur 2 sind diese mit Anschlagkörpern 32 versehen, die sich nach Erreichen des maximalen Hubes des Kolbens an den Innenwänden lla, 15a der Abschlußdeckel 11, 15 anlegen.
Dadurch, daß der Kolben mit Ausnehmungen eine symmetrische Form aufweist, ebenso wie die beidseitigen Gehäuseräume und Anschlüsse ergeben sich für beide Bewegungsrichtungen des Kolbens bzw. für beide Durchflußrichtungen gleiche Strömungsverhältnisse und damit entsprechend gleiche Meßergebnisse des Durchflußgerätes.
Leerseite

Claims

Patentnsprüche 1. Durchflußgerät für beide Durchflußrichtungen mit einem federzentrierten, in einer Führungsbohrung des Gehäuses axial verschiebbaren Kolben, der eine der Durchflußmenge entsprechende axiale Lage gegenüber seiner Ausgangslage einnimmt und die an dem Kolben auftretende Druckdifferenz von der Durchflußmenge bestimmt ist, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Kolben (3) mindestens zwei längsverlaufende nutenförmige Ausnehmungen (3a, 3b, 3c, 3d) aufweist, von denen wenigstens eine (3a, 3c) an ihrem einen Ende auf der einen Stirnseite (3r) des Kolbens und wenigstens eine (3b, 3d) an ihrem anderen Ende an der anderen Stirnseite (3s) des Kolbens geschlossen sind und ihre gegenüberliegenden Enden offen sind und mit den an diesen Stirnseiten des Kolben angrenzenden der Zu- und Abführung der Flüssigkeit dienenden Gehäuseräumen (23, 24) in unmittelbarer Verbindung stehen und in der zentrierten Ausgangsstellung des Kolbens zumindest im Bereich ihrer geschlossenen Enden von der Führungsbohrung (2) des Kolbens im Gehäuse (1) radial nach außen abgeschlossen sind und der geschlossene Endteil einer jeden nutenförmigen Ausnehmung mit der dieser Seite zugeordneten Kante (21a, 22a) der Führungsbohrung als Steuerkante den Durchflußquerschnitt festlegt, wobei von einer Ausnehmung zur anderen sich deren offene und geschlossene Stirnseiten einander abwechseln.
2. Durchflußgerät nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Querschnitt der nutenförmigen Ausnehmungen den zur Verfügung stehenden Querschnitt des Kolbens weitgehend nutzt.
3. Durchflußgerät nach Anspruch 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Summe der Querschnitte der nutenförmigen Ausnehmungen größer ist als der verbleibende Querschnitt des Kolbens.
4. Durchflußgerät nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß an beiden Stirnseiten des Kolbens den angrenzenden Raum (23, 24) überbrückende Bolzen (6, 7) befestigt sind, die sich an Federteller (8, 9) für vorgespannte Zentrierfedern (lo, 14) abstützen.
5. Durchflußgerät nach den Ansprüchen 1 bis 4 oder einem derselben, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß Kolben und Federteller mit einander in drehgesicherter Verbindung (30, 31) stehen.
6. Durchflußgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß der Federteller einen den Verschiebeweg des Kolbens begrenzenden Ausschlagkörper (32) aufweist.