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Die vorliegende Erfindung betrifft Durchflußregler,
insbesondere für Hydraulikfluids.
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Wird z.B. eine Werkzeugmaschine entworfen, dann ist es üblich,
aus Kostengründen eine Anlage vorzusehen, die bei den
aufeinanderfolgenden Takten der verschiedenen durchzuführenden
Bearbeitungstypen arbeiten kann. Dann werden Durchflußbegrenzer oder
- regler verwendet, die es ermöglichen, die
Arbeitsgeschwindigkeiten an die Produktionserfordernisse anzupassen. Diese
Durchflußbegrenzer werden dann auf bekannte Weise durch geeignet
gesteuerte Verteiler oder Elektroventile in oder aus dem Kreis
genommen. Durchflußregler werden auch verwendet, wenn der
Betrieb eines Druckaufnehmers wie eines Hydraulikzylinders oder
- motors verlangsamt werden soll.
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Ebenso ist es bekannt, daß zur Verminderung eines
Fluiddurchflusses entweder der Querschnitt des von dem Fluid benutzten
Durchgangs gedrosselt oder die Länge des Durchgangs vergrößert
werden muß, um den Druckverlust zu erhöhen. So läßt sich für
jede Anwendung ein Durchflußbegrenzer bestimmen, der
beispielsweise einen Durchgang aufweist, dessen Querschnitt und Länge so
bemessen sind, daß bei einem gegebenen Druck des Fluids
oberhalb des Begrenzers der Druck des Fluids unterhalb einen
vorbestimmten Wert aufweist und damit der Fluiddurchfluß durch den
Begrenzer einen vorbestimmten Wert aufweist. Allerdings ist ein
auf diese Weise realisierter Begrenzer bei einer anderen
Anwendung überhaupt nicht zu verwenden, womit es dann erforderlich
wird, einen anderen Begrenzer zu konzipieren. Aus dem Dokument
GB-A-979 459, das dem Oberbegriff des Hauptanspruchs
entspricht, ist beispielsweise ein Durchflußregler bekannt, der es
ermöglicht, die ihn durchströmende Fluidmenge bei einem
konstanten Druck stromaufwärts kontinuierlich zu verändern, aber
er weist eine komplizierte Konstruktion, einen hohen
Gestehungspreis auf und ist kompliziert zu handhaben.
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Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung liegt demnach darin,
einen Durchflußbegrenzer zu realisieren, der es ermöglicht,
einen Fluiddurchsatz abzugeben, der durch einfache,
kostengünstige und leicht anzuwendende Mittel auf einen vorbestimmten
Wert einzustellen ist.
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Zu diesem Zweck schlägt die vorliegende Erfindung einen
Durchflußregler für Hydraulikfluid mit wenigstens einem Durchgang
mit vermindertem Querschnitt für das Hydraulikfluid vor, wobei
der Durchgang zwischen zwei aneinanderliegenden Teilen gebildet
ist, die jeweils wenigstens eine ebene Seite aufweisen, wobei
wenigstens eines der Teile eine Vertiefung auf der wenigstens
einmal vorhandenen ebenen Seite aufweist, wobei der Durchgang
mit vermindertem Querschnitt in dem Volumen gebildet ist, daß
zwischen der auf der ebenen Seite des einen Teils gebildeten
Vertiefung und der ebenen Seite des anderen Teils gelegen ist,
wobei die Länge des Durchgangs mit vermindertem Querschnitt
durch Verändern der Stellung der beiden Teile zueinander
einstellbar ist.
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Erfindungsgemäß ist in einem Teil an einem Ende des Durchgangs
mit vermindertem Querschnitt eine Bohrung und in dem anderen
Teil an dem anderen Ende des Durchgangs mit vermindertem
Querschnitt eine Bohrung ausgebildet.
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Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von
Ausführungsformen eines Durchflußbegrenzers, die als nicht einschränkende
Beispiele unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen gegeben
sind; darin zeigen
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- Fig. 1 eine Endansicht eines Teils, das einen
Durchflußbegrenzer nach der vorliegenden Erfindung bildet;
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- Fig. 2 eine Endansicht eines weiteren Teils eines
Durchflußbegrenzers nach der vorliegenden Erfindung;
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- Fig. 3 eine längs der Linie A-A von Fig. 1 entwickelte
Schnittansicht;
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- Fig. 4 eine Schnittansicht eines nach der vorliegenden
Erfindung realisierten Durchflußbegrenzers, und
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- Fig. 5 eine Schnittansicht einer Variante eines nach der
vorliegenden Erfindung realisierten Durchflußbegrenzers.
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In Fig. 1 ist eine ebene Seite 10 eines zylindrischen Teils 12
zu sehen, an der eine Vertiefung realisiert wurde. Bei dem
dargestellten Beispiel bildet diese Vertiefung eine kreisförmige
Rille 14, dessen Zentrum auf der Achse X-X des zylindrischen
Teils 10 liegt. Genauer ist die Rille 14 an einem
Kreisabschnitt mit dem Radius R derart ausgebildet, daß eine ebene
Zone 16 durchgehend mit dem Rest der Seite 10 vorgesehen ist. In
dem Teil 12 ist an einem der Enden der Rille 14 parallel zu der
Achse X-X eine Bohrung 18 ausgebildet und durchsetzt das Teil
12.
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In Fig. 2 ist eine ebene Seite 20 eines weiteren zylindrischen
Teils 22 mit dem gleichen Durchmesser wie dem zylindrischen
Teil 12 zu sehen. Eie Bohrung 24 ist in dem Teil 22 parallel zu
seiner Achse in einem Abstand R davon ausgebildet und
durchsetzt das Teil 22.
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Der Durchflußbegrenzer oder die Durchflußdrosseleinrichtung
wird erfindungsgemäß realisiert, indem die Seiten 10 und 20 der
Teile 12 bzw. 22 gegeneinander angelegt werden. Befinden sich
die Bohrungen 18 und 24 gegenüber, dann trifft das
beispielsweise durch die Bohrung 18 eintreffende Fluid auf kein
Hindernis gegen ein Strömen in die Bohrung 24. Ist die Bohrung 24
dagegen nicht mit der Bohrung 18 ausgerichtet und liegt sie nicht
gegenüber der Zone 16, dann muß das durch die Bohrung 18
eintreffende Hydraulikfluid der Rille 14, die einen Durchgang mit
vermindertem Querschnitt bildet, über eine bestimmte Länge L
folgen, um zu der Bohrung 24 zu gelangen und damit aus dem
Durchflußbegrenzer auszutreten, wie dies in Fig. 3
veranschaulicht ist.
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Damit ist zu verstehen, daß die Länge L, die das Hydraulikfluid
durchströmen muß, verändert wird, indem die Teile 12 und 22
zueinander gedreht werden. Damit wird also der Druckverlust
verändert, dem das Druckfluid unterworfen ist.
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Ist der gewünschte Wert erreicht, dann können die Teile 12 und
22 beispielsweise durch Ultraschallschweißen gegeneinander
fixiert werden. Als Alternative oder zusätzlich können die Teile
12 und 22 nach der Bestimmung ihrer Relativposition in einer
zylindrischen Hülse 26 verkapselt werden, deren Ränder durch
Falzung umgeschlagen sind, um die Teile 12 und 22 in Kontakt
und in ihrer Relativposition zu halten. Dann lassen sich
vorteilhaft an den Seiten der Teile 12 und 22, die sich nicht in
Kontakt befinden und die Enden des Begrenzers bilden, Filter 28
anordnen, um zu vermeiden, daß irgendwelche Verunreinigungen in
die Vorrichtung eindringen. Diese Seiten der Teile 12 und 22,
die sich nicht in Kontakt befinden, sind nicht notwendig eben
und können eine Mulde aufweisen, die mit den Filtern 28 Kammern
30 zum Ein- und Auslaß des Fluids bilden.
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Nach der in Fig. 5 veranschaulichten Ausführungsform ist an der
Seite 10' des Teils 22, die sich nicht in Kontakt mit der Seite
10 des Teils 12 befindet, eine Vertiefung oder eine Rille 14'
ähnlich der Rille 14 realisiert, die an der Stelle beginnt, wo
die Bohrung 24 an der Seite 10' mündet.
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Diese Rille 14' bringt eine neue Drosselung für den Durchfluß
des Fluids zwischen der Bohrung 24 und einer Bohrung 24' eines
Teils 22' ein, das mit dem oben beschriebenen Teil 22 identisch
ist. Man sieht also, daß es dank der Erfindung vorteilhaft
möglich ist, einen Durchflußbegrenzer zu realisieren, der eine
starke Drosselung gegenüber dem Durchfluß eines Fluids
einbringt, die derjenigen mehrerer in Serie angeordneter Begrenzer
gleichwertig ist. Bei dieser Ausführungsform können
selbstverständlich die Rillen 14 und 14' jeweils an einer der Seiten 20,
10' des zentralen Teils realisiert sein, wobei die Endteile
dann identisch sind.
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Es kann auch vorkommen, daß bei bestimmten Anlagen oder für
bestimmte Anwendungen die für einen Fluiddurchsatz
einzubringenden Drosselungen im voraus bekannt sind und eine bestimmte Zahl
diskreter Werte aufweisen. Dann ist es wünschenswert, Teile 12
und 22 vorzusehen, die auf die oben beschriebene Weise
zusammengefügt werden können, um direkt die gewünschte
Durchflußbegrenzung zu liefern, d.h. die Durchgangslänge mit vermindertem
Querschnitt in der Rille 14.
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Dieses Ziel wird ebenfalls dank der vorliegenden Erfindung
einfach erreicht. Zu diesem Zweck kann nämlich eine rastende
Verstellung der Teile 12 und 22 zueinander vorgesehen sein.
Genauer können beispielsweise an dem Teil 12 eine Markierung und
an dem anderen Teil mehrere Markeen 42a, 42b, 42c ...
vorgesehen sein, wie dies in Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Auf diese
Weise reicht es beim Anlegen der Seiten 10 und 20 der Teile 12
und 22 gegeneinander aus, die Marke 40 mit einer der Marken 42i
zusammenfallen zu lasssen, um sofort den erforderlichen
Drosselungswert zu erhalten.
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Die Rastmarken 40 und 42i können zahlreiche Formen aufweisen.
Sie können beispielsweise aus einer Markierung an dem
zylindrischen Außenteil der Teile 12 und 22 bestehen. Sie können auch
durch einen Buckel 40 realisiert sein, der über die Ebene der
Seite 10 des Teils 12 hinausragt und mit einer der Marken 42i
zusammenwirkt, die dann als hohle Teile mit einer zu der Form
des Buckel 40 komplementären Form realisert sein können. Die
Marke 40 kann dann auch noch in Form einer an der zylindrischen
Fläche des Teils 12 gebildeten Auskehlung parallel zu der Achse
X-X realisiert sein, wobei die Marken 42i ebenfalls in Form von
an der zylindrischen Fläche des Teils 12 und parallel zu seiner
Drehachse ausgebildeten Auskehlungen realisiert sein. Auf diese
Weise reicht es aus, die Auskehlung 40 und eine der
Auskehlungen
42i auszurichten. Der Vorteil dieser letzten Variante liegt
darin, daß die durch die Vereinigung der Auskehlung 40 mit
einer der Auskehlungen 42i gebildete einzige Auskehlung mit einer
Rippe zusammenwirken kann, die im Inneren der Hülse 26 parallel
zu der Achse X-X ausgebildet ist.
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In dem Fall, in dem diskrete Durchflußdrosselungswerte
erforderlich sind, kann auch vorteilhaft vorgesehen sein, längs der
Rille 14 und an den verschiedenen Winkelpositionen, die beim
Zusammenbau des Begrenzers gegenüber der Bohrung 24 vorgesehen
sind, Vertiefungen 44a, 44b, ..., 44i vorzusehen, die
beispielsweise durch Fräsen so erhalten sind, daß sie an der Seite
10 den gleichen Durchmesser wie die Bohrung 24 aufweisen, wie
dies in Fig. 1 und 3 dargestellt ist. Der Vorteil dieser
Vertiefungen 44i liegt darin, daß der Rillenabschnitt 14 zwischen
zwei Vertiefungen eine tadellos bestimmte Länge aufweisen kann
und ein leichter Winkelversatz zwischen den Teilen 12 und 22
ohne Einfluß auf die effektive Länge der durch das Fluid
durchströmten Rille 14 bleibt.
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Damit ist erfindungsgemäß ein besonders einfacher
Durchflußbegrenzer realisiert. Dieser Begrenzer wird erhalten, indem zwei
Teile nach einer Ausgestaltung zusammengesetzt werden, die
durch den Wert der zu erhaltenden Begrenzung bestimmt ist.
Diese beiden Teile sind identisch, und sie werden einfach mit
unterschiedlichen Relativpositionen zusammengesetzt, um
Durchflußbegrenzer mit sehr unterschiedlichen Charakteristika zu
erhalten. Sie können damit in Großserie und bei sehr niedrigen
Herstellungskosten hergestellt werden.
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Es wurden zwar nur bestimmte Ausführungsformen beschrieben,
aber an der Erfindung können zahlreiche Veränderungen
vorgenommen werde, die dem Fachmann nützlich erscheinen und unter den
Rahmen der Ansprüche fallen. So können die Teile 12 und 22 eine
andere als die dargestellte zylindrische Symmetrie aufweisen.
Sie können beispielsweise Quader mit 3, 4 oder einer beliebigen
Zahl von Seiten sein. Ebenso kann ein Durchflußbegrenzer
realisiert werden, bei dem die Veränderung der Länge des Durchgangs
mit vermindertem Querschnitt entlang der Rille 14 nicht mehr
durch eine Relativdrehung der Teile 12 und 22, sondern durch
eine Relativverschiebung dieser Teile nach Art eines
Schieberverteilers erhalten wird.