DE3420194A1 - Regelventil zur druck- oder stromregelung - Google Patents
Regelventil zur druck- oder stromregelungInfo
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
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- F01M1/16—Controlling lubricant pressure or quantity
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Description
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- Regelventil zur Druck- oder Stromregelung
- Gegenstand der Erfindung ist ein Regelventil zur Druck-oder Stromregelung in Ölschmiersystemen.
- Unter einem Druckregelventil wird hier ein Ventil verstanden, das den Öldruck in einem bestimmten Bereich hält und/ oder ihn nicht über einen Maximalwert hinaus ansteigen läßt. Das Stromregelventil soll in der Lage sein, die 01-zufuhr innerhalb wählbarer Grenzen zu halten. Bevorzugt soll ein im wesentlichen konstanter Ölstrom sichergestellt werden Bei vielen kompakten Maschinen mit einer Anzahl von an unterschiedlichen Stellen liegenden Schmierstellen wie beispielsweise Verbrennungskraftmaschinen, Kompressoren oder dergleichen erfolgt deren Versorgung mit Schmieröl von einer zentralen Stelle aus über Ölleitungen, die meist in den Maschinenblock eingegossen oder eingearbeitet sind.
- Die für den Ölumlauf sorgende Pumpe ist in der Regel mit dem Maschinenantrieb gekoppelt oder von der Maschine direkt angetrieben, was sie in ihrer Leistung abhängig macht von der u.U. stark schwankenden Maschinendrehzahl. Da auch im unteren Drehzahlbereich für ausreichende Ölzufuhr auch zu den entfernteren Schmierstellen gesorgt werden muß, ergibt sich im oberen Drehzahlbereich eine starke Überversorgung. Zwar bietet sich zur Lösung des Problems die Verwendung von Druck- oder/und Stromregelventilen an, die bekannten Ventile dieser Art können jedoch in der Regel aus Platzmangel bzw. ohne erhebliche Änderungen nicht eingebaut werden.
- Der Erfindung liegt daher die technische Aufgabe zugrunde, zum Einbau in die Schmiersysteme der genannten Maschinen geeignete Regelventile zur Verfügung zu stellen, die zugleich kompakt und betrieblich zuverlässig sind. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Regelventil zur Druck- oder Stromregelung in Ölschmiersystemen gelöst, bei dem das als Einbauventil ausgebildete Regelventil aus einem Pfropfenförmigen Korpus mit einem dem Innendurchmesser der ihn aufnehmenden Bohrung angepaßten Einsatzteil und einem von diesem abgesetzten, einen kleineren Durchmesser aufweisenden Zapfen besteht, Einsatzteil und Zapfen von einem Axialkanal durchdrungen sind, der im Bereich des Zapfens endet und über Radialkanäle zur Zapfenoberfläche geführt ist und der Zapfen mit der Bohrung einen Ringkanal formt, in welchem in Zusammenwirkung mit der Bohrung ein auf dem Zapfen gleitend gegen die Wirkung einer Feder bewegbarer und dabei den Öffnungsquerschnitt der Radialkanäle beeinflussender Schiebering eine Drosselblende bildet. Vorteilhaft kann der Schiebering auf seinem Außenmantel einen Wulst aufweisen, der ggf. als Drosselblende wirkt.
- In einer bevorzugten Ausführungsform als Druckregelventil zeigt der Schiebering auf seinem zum Einsatzteil weisenden Ende auf seinem Außenmantel einen bundartigen Wulst, wobei der Ringspalt zwischen der Bohrungswand und dem vorzugsweise kreiszylindrischen Außenmantel des bundartigen Wulstes eine gegen Null gehende Stärke hat. Der Schiebering stützt sich vorteilhaft mit dem den Wulst tragenden Ende auf einer Feder ab, die auf dem Übergang zwischen Einsatzteil und Zapfen aufsitzt. Der Einsatzteil weist zur Zustromseite, mit der der die Feder aufnehmende Raum zur Druckentlastung über einen Kanal verbunden ist.
- Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die den pfropfenförmigen Korpus des Regelventils aufnehmende Bohrung eine Erweiterung der Ölleitung, die in diese auf einer Grenzfläche eines von zwei aneinanderstoßenden Gehäuseteilen eingearbeitet ist. Der den pfropfenförmigen Korpus des Regelventils durchdringende Axialkanal ist mit der Ölleitung auf der einen, das heißt, seiner axial offenen Seite direkt verbunden, auf seiner anderen Seite, die im Bereich des verjüngten Zapfens endet, führen Radialkanäle zur Ölleitung. Der Schiebering, der auf dem Zapfen leichtgängig bewegbar ist, wird durch eine Feder abgestützt, die entgegen der Stromrichtung wirkt. Infolge der durch ihn bewirkten örtlichen Verengung des Strömungsquerschnitts wirkt der Schiebering als Drossel, die in ihrem Bereich für einen von der momentanen Durchflußmenge abhängigen Druckabfall sorgt. Abhängig von der Höhe des Druckabfalls ist der Betrag der Verschiebung des Ringes in Stromrichtung, damit aber auch das Ausmaß, in dem die Radialbohrungen freigegeben werden.
- In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält das Regelventil eine Sicherheitseinrichtung, die sein vollständiges Schließen verhindert. Das in eine Erweiterung der Ölleitung eingebaute Ventil ist auf der zur Ölleitung weisenden Seite offen, auf der anderen Seite über erste Radialkanäle mit der Erweiterungsbohrung verbunden. Zum Ende des Zapfens hin hinter dem ersten Radialkanal ist eine weitere vom bis dahin verlängerten Axialkanal ausgehende Radialbohrung vorgesehen. Der axiale Abstand zwischen beiden ist mit der Schieberingbreite so abgestimmt, daß die zweite Bohrung freigegeben wird, ehe der erste Radialkanal vollständig abgedeckt werden kann.
- An Hand der beigegebenen Zeichnung wird die Erfindung erläutert. Es zeigt: Fig. 1 erfindungsgemäßes Druckregelventil Fig. 2 bis Fig. 4 verschiedene Stromregelventile.
- Das in Fig. 1 dargestellte Druckregelventil sitzt in einem Teil des Maschinenblocks 1. In diesem ist eine Erweiterung 2 koaxial zur hier nicht dargestellten Ölleitung 14 eingebracht. Die Durchflußrichtung wird durch die Pfeile 3 angegeben. Das Einbauventil 4 ist mit seinem Einsatzteil 5 in den Eingangsteil der Erweiterung 2 eingeschraubt. Der gegenüber dem Einsatzteil 5 verjüngte Zapfen 6 weist in Durchflußrichtung 3. Das Einbauventil 4 weist eine Axialbohrung 7 auf, die den Einsatzteil 5 ganz durchdringt; sie reicht in den Zapfen 6 hinein, wo sie mit Hilfe der Radialbohrungen 8 mit der Erweiterung 2 verbunden ist. Auf dem Zapfen 6 sitzt ein axial beweglicher Schiebering 9. Die radialen Löcher 10 des Schieberinges 9 bilden die Steuerkanten für die Radialkanäle 8 des Zapfens 6. Durch die Feder 11 ist der Schiebering gegen den Einsatzteil 5 des Einbauventils 4 abgestützt, so daß sie gegen den abflußseitigen Druck wirkt. Der Schiebering weist an seinem der Feder 11 zugekehrten Ende einen Bund 12 auf, der den Federraum gegen den Austrittsbereich der Radialbohrungen 8 abdichtet; der Federraum selbst ist über den Entlastungskanal 13 mit dem nicht dargestellten Rücklauf verbunden und dadurch der Wirkung des über dem Zapfen 6 wirkenden Druckes entzogen. Durch einen Sprengring 15 ist der Schiebering 9 auf dem Zapfen 6 gesichert.
- Ist der Schmierölverbrauch hinter dem Einbauventil 4 hoch, so sinkt der Druck ab und die Feder 11 kann den Schiebering gegen die Wirkung des Druckes in Stromrichtung 3 verschieben, wodurch sich der Austrittsquerschnitt der Radialbohrung 8 vergrößert. Der Druck kann dadurch ansteigen, bis der Bund 12 gegen die Feder 11 wieder soweit zurückgeschoben ist, daß entweder ein Kraftgleichgewicht entsteht oder der Austrittsquerschnitt der Radialkanäle 8 verschlossen ist.
- Fig. 2 zeigt eine erste Ausführungsform des der Stromregelung dienenden Einbauventils. Die Ölleitung 14 ist im Bereich einer Trennfläche zwischen zwei aneinanderstossenden Gehäuseteilen zu einer Erweiterung 2 aufgebohrt.
- In diese ist der Einsatzteil 5 mit dem Zapfen 6 eingesetzt.
- Gegenüber dem an den Durchmesser der Erweiterung 2 angepaßten Einsatzteil 5 weist der Zapfen 6 einen kleineren Durchmesser auf, der zwischen dem Zapfen 6 und der Erweiterung 2 genügend Raum für einen mit geringem Spiel auf dem Zapfen verschiebbaren Schiebering 9 läßt. Einsatzteil 5 und koaxialer Zapfen 6 weisen eine Axialbohrung 7 auf, die mit der Verteilerleitung 14 fluchtet. An ihrem im Bereich des Zapfens 6 liegenden Ende mündet die Axialbohrung 7 in eine Radialbohrung 8, die den Zapfen 6 quer durchdringt. Der Schiebering 9 wird durch die Feder 11 entgegen der Stromrichtung abgestützt. Er bildet mit der Erweiterung 2 eine Drosselblende, deren Aufgabe weiter unten erläutert wird. Sie kann in einer besonderen Ausführungsform mit Hilfe eines Wulstes 16 auf dem Außenumfang des Schieberinges 9 gebildet sein.
- Der Schiebering 9 ist auf dem Zapfen 6 durch einen Sprengring 15 gesichert. Die Radialbohrungen 8 liegen innerhalb seines Schiebeweges, so daß seine Unterseite 18 als Steuerkante wirksam ist. Die Funktion des Stromregelventils ergibt sich aus seinem Aufbau: Im in Richtung des Pfeils 3 fließenden Ölstrom stellt sich im Bereich der Drosselblende 17 ein Druckabfall ein, so daß auf die in Stromrichtung 3 weisende Stirnfläche des Schieberinges 9 ein höherer Druck wirkt als auf die zur Feder 11 weisende Seitenfläche 18. Dadurch nimmt der Schiebering eine Gleichgewichtslage ein, die durch die von der Strömungsgeschwindigkeit abhängige Höhe des Druckabfalls und die Wirkung der Feder 11 bestimmt wird. Der freigegebene Querschnitt der Radialbohrungen 8 wird daher in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit des Öls, die der Durchflußmenge proportional ist, vergrößert oder verkleinert.
- Durch eine entsprechende Wahl der Federcharakteristik in Abstimmung mit der Drosselblende 17 kann so ein im wesentlichen konstanter Ölstrom erreicht werden.
- Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 zeigt eine hängende Anordnung des verjüngten Zapfens 6 am Einsatzteil 5.
- Letzteres kann in die Erweiterung 2 der Ölleitung 14 entweder eingeschraubt oder in sonstiger Weise befestigt oder eingepaßt werden. Der Schiebering 9 ist hier mit Löchern oder Radialbohrungen 10 versehen, welche die Radialkanäle 8 im Zapfen 6 mehr oder weniger weit öffnen bzw. verschließen und so den Durchfluß steuern.
- Der funktionelle Unterschied zur Ausführungsform nach Fig. 2 besteht darin, daß hier die durch den Schiebering 9 und die Innenwand der Erweiterung 2 gebildete Drosselblende 17 in Stromrichtung 3 gesehen hinter den Radialbohrungen 10 des Schieberinges liegt.
- Der Schiebering 9 ist vorteilhaft mit einer nicht dargestellten Sicherung gegen Verdrehen gesichert; statt dessen kann entweder der Zapfen 6 im Bereich seines Radialkanals 8 eine Ringnut aufweisen und/oder der Schiebering 9 im Bereich seiner Löcher 10 auf seiner Innenseite mit einem Ringkanal ausgestattet sein.
- Die Ausführungsform nach Fig. 4 weist eine Besonderheit auf, die auch dann den Durchfluß gewährleistet, wenn das Ö1, beispielsweise beim Kaltstart eines Verbrennungsmotors, eine stark erhöhte Viskosität hat. Durch die stark erhöhte Viskosität ergibt sich an der Drosselblende 17 ein entsprechend hoher Druckabfall, so daß auch bei sehr geringem Ölfluß der Schiebering 9 bereits soweit gegen die Feder 11 verschoben wird, daß der Radialkanal 8 abgesperrt ist.
- Zur Abhilfe ist hier im Zapfen 6 ein weiterer Radialkanal 19 vorgesehen, dessen Abstand vom ersten Radialkanal 8 so bemessen ist, daß er mindestens teilweise durch die Oberkante 20 des Schieberinges 9 freigegeben ist, bevor dieser die ersten Radialkanäle 8 vollständig abgedeckt hat. Auf diese Weise ist der Schmierölzufluß zu den Schmierstellen auch für diesen Ausnahmefall gewährleistet. Sobald die Viskosität auf normale Betriebswerte absinkt, wandert der Schiebering durch die Wirkung der Feder 11 wieder in den normalerweise überstrichenen Bereich, so daß die zweite Radialbohrung 19 wieder ganz abgedeckt ist.
- BEZUGSZEICHENAUFSTELLUNG 1 Maschinenblock 2 Erweiterung, Erweiterungsbohrung 3 Durchflußrichtung, Stromrichtung 4 Einbauventil, pfropfenförmiger Korpus 5 Paßteil, Einsatzteil 6 Zapfen, verjüngter Zapfen 7 Axialkanal, Axialbohrung 8 Radialkanal, Radialbohrung 9 Schiebering 10 Loch, Radialbohrung 11 Feder 12 Bund 13 Entlastungskanal 14 Ölleitung, Verteilerleitung 15 Ring, Sprengring 16 Wulst 17 Blende, Drosselblende 18 Unterkante, Steuerkante 19 Radialbohrung 20 Oberkante
Claims (8)
- Patentansprüche 9 Regelventil zur Druck- oder Stromregelung in Olschmiersystemen, dadurch gekennzeichnet, daß das als Einbauventil ausgebildete Regelventil aus einem pfropfenförmigen Korpus (4) mit einem dem Innendurchmesser der ihn aufnehmenden Bohrung (2) angepaßten Einsatzteil (5) und einem von diesem abgesetzten, einen kleineren Durchmesser aufweisenden Zapfen (6) besteht, Einsatzteil (5) und Zapfen (6) von einem Axialkanal (7) durchdrungen sind, der im Bereich des Zapfens (6) endet und über Radialkanäle (8) zur Zapfenoberfläche geführt ist und der Zapfen (6) mit der Bohrung (2) einenRingkanal formt, in welchem in Zusammenwirkung mit der Bohrung (2) ein auf dem Zapfen (6) gleitend gegen die Wirkung einer Feder (11) bewegbarer und dabei den Öffnungsquerschnitt der Radialkanäle (8) beeinflussender Schiebering (9) eine Drosselblende (17) bildet.
- 2. Regelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schiebering'(9) auf seinem Außenmantel einen Wulst (16) aufweist, der mit der Wand der Bohrung (2) eine Drosselblende bildet.
- 3. Regelventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schiebering (9)auf seinem zum Einsatzteil (5) des Korpus (4) weisenden Ende auf dem Außenmantel einen bundartigen Wulst (12) aufweist und der Ringspalt zwischen der Wand der Bohrung (2) und dem - vorzugsweise kreiszylindrischen - Außenmantel des bundartigen Wulstes (12) eine gegen Null gehende Stärke hat.
- 4. Regelventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schiebering (9) sich mit seinem den bundartigen Wulst (12) tragenden Ende über eine auf der Übergangsfläche zwischen Einsatzteil (5) und Zapfen (6) aufsitzende Feder (11) abstützt, das Einsatzteil (5) auf der Zustromseite liegt und der die Feder (11) aufnehmende Raum über einen Entlastungskanal (13) zur Druckentlastung mit der Zustromseite verbunden ist.
- 5. Regelventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den pfropfenförmigen Korpus (4) des Regelventils aufnehmende Bohrung (2) eine in die Grenzfläche zwischen zwei aneinanderstoßenden Gehäuseteilen eingearbeitete Erweiterung der Ölleitung (14) ist, der Axialkanal (7) mit der Ölleitung (14) auf der einen Seite direkt und auf der anderen Seite über Radialkanäle (8) verbunden ist, der auf dem Zapfen (6) verschiebbare Schiebering (9) auf einer entgegen der Stromrichtung (3)wirkenden Feder (11) abgestützt ist und durch die Gleitbewegung des Schieberinges (9) auf dem Zapfen (6) die Radialbohrungen (8) in Abhängigkeit vom durch die Durchflußmenge bestimmten Druckabfall in der Drosselblende (17) mehr oder weniger freigegeben werden.
- 6. Regelventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (6) des pfropfenförmigen Korpus (4) gegen die Stromrichtung (3) zeigt.
- 7. Regelventil, insbesondere zur Regelung des Schmierölstroms in einem Ölschmiersystem, dadurch gekennzeichnet, daß es als pfropfenförmiges Einbauventil (4) für eine Erweiterung (2) der Ölleitung (14) ausgeführt ist, einen dem Durchmesser der Erweiterung (2) angepaßten Einbauabschnitt (5) und einen an diesen anschließenden, einen geringeren Durchmesser aufweisenden Zapfen (6) hat, beide von einem gemeinsamen Axialkanal (7) durchdrungen sind, der auf der zur Ölleitung (14) weisenden Seite offen ist und auf der anderen Seite im Zapfen (6) endet und über Radialkanäle (8), die im Schiebeweg der Steuerkante (18) eines auf dem Zapfen (6) in Stromrichtung (3) gegen eine Feder (11) bewegbaren Schieberinges (9) liegen, mit der Erweiterung (2) in Verbindung steht und der vorzugsweise einen Wulst (16) aufweisende Außenumfang des Schieberinges (9) mit der erweiterten Bohrung (2) eine Drosselblende (17) bildet.
- 8. Regelventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zum freien Ende des Zapfens (6) hin hinter dem ersten Radialkanal (8) eine weitere, vom bis dahin verlängerten Axialkanal (7) ausgehende Radialbohrung (19) vorgesehen ist, die von der Oberkante (20) des Schieberinges (9) freigegeben wird, bevor dieser den ersten Radialkanal (8) vollständig abdecken kann.
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