DE29520069U1

DE29520069U1 - Hydraulischer Durchsatzregler

Info

Publication number: DE29520069U1
Application number: DE29520069U
Authority: DE
Original assignee: Elbi International SpA
Current assignee: Elbi International SpA
Priority date: 1994-12-19
Filing date: 1995-12-18
Publication date: 1996-02-08
Anticipated expiration: 2005-12-19
Also published as: ITTO940252V0; FR2731088A3; ITTO940252U1; IT232593Y1; FR2731088B3

Description

Hydraulischer Durchsatzregler

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Durchsatzregler, der insbesondere, aber nicht ausschließlich am Eingang eines Magnetventils für den Wasserzulauf bei elektrischen Haushaltsgeräten verwendbar ist.

Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines einfach und wirtschaftlich herzustellenden hydraulischen Durchsatzreglers, der insbesondere eine geringe Geräuschentwicklung während des Betriebs aufweist.

Diese und weitere Ziele werden erfindungsgemäß mit einem hydraulischen Durchsatzregler erreicht, dessen Hauptmerkmale in den beigefügten Ansprüchen festgelegt sind.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung hervor, in der anhand der beigefügten Zeichnung ein Ausfuhrungsbeispiel erläutert wird. Es zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen hydraulischen Durchsatzreglers,

Figur 2 eine Ansicht eines längs der Linie II-II der Figur 1 geführten Schnitts,

Figur 3 ein Diagramm, das qualitativ die Regelkennlinie des erfindungsgemäßen hydraulischen Durchsatzreglers wiedergibt und

die Figuren 4 bis 6 Querschnittansichten von abweichenden Ausführungsformen .

Nach den Figuren 1 und 2 enthält ein erfindungsgemäßer hydraulischer Durchsatzregler 1 einen außenliegenden Ring 2, der bestimmungsgemäß in Querrichtung in eine (mit 3 bezeichnete und in Figur 2 gestrichelt dargestellte) Hydraulikleitung zwischen einer Quelle eines unter Druck stehenden Hydraulikfluids und einer (nicht dargestellten) Verbrauchereinrichtung eingebaut ist. Der Ring 2 ist mit einem axialen Rohrelement 4 über eine Reihe von Speichen 5 verbunden, zwischen denen eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen 6 für das Fluid ausgebildet sind.

Das mittige Rohrelement 4 hat eine größere axiale Ausdehnung als die Dicke des Rings 2. Auf der Seite, die im Gebrauch der Druckfluidquelle zugewandt ist, weist das Rohrelement 4 eine außenliegende radiale Schulter 7 auf, an die sich eine koaxiale rohrförmige Verlängerung 4a anschließt.

Das Ende des Rohrelements 4, das im Gebrauch der der Druckfluidquelle entgegengesetzten Seite zugewandt ist, ist durch eine Querwand 8 abgeschlossen, in der eine Vielzahl von kalibrierten Durchgangsöffnungen 9 (Figur 2) angeordnet sind.

Auf der Oberfläche des Rings 2, die im Gebrauch der Fluidquelle zugewandt ist, ist eine Vielzahl von (im wesentlichen zylindrischen) Vorsprüngen 10 mit jeweils vorgegebenen, im allgemeinen untereinander verschiedenen Höhen vorgesehen.

Um den vorspringenden Teil 4a des innenliegenden Rohrelements 4 ist ein ringförmiges. Regelorgan 11 aus elastisch verformbarem Werkstoff, beispielsweise einem Elastomer, angebracht. Dieses Regelorgan ist auf den Teil 4a des Rohrelements 4 aufgepreßt und so angeordnet, daß es gegen die radiale Schulter 7 anschlägt (Figur 2).

Die radiale Ausdehnung des Regelorgans 11 ist derart, daß sein ümfangsbereich mindestens teilweise den Endoberflächen der Vorsprünge 10 gegenüberliegt. Ist das Regelorgan 11 in Ruhelage, so hat es einen Abstand von den Deckflächen der Vorsprünge 10. Im Gebrauch vermag es sich überdies infolge eines Druckunterschieds zwischen dem vor ihm und dem hinter ihm gelegenen Bereich und in Abhängigkeit von diesem Druckunterschied elastisch in Richtung auf diese Vorsprünge 10 durchzubiegen.

Zweckmäßigerweise sind der Ring 2, die Speichen 5 und das innenliegende Rohrelement 4 einstückig aus geformtem Kunststoff hergestellt.

Der vorbeschriebene Durchsatzregler arbeitet wie folgt.

Unter Einsatzbedingungen, die in Figur 2 gezeigt sind, wird der Durchsatzregler 1 von einem Druckfluidstrom beaufschlagt, der von einer Quelle aus der in dieser Figur mit den Pfeilen F bezeichneten Richtung kommt. Ein Teil dieses Fluidstroms tritt in das Rohrelement 4 ein und fließt durch die kalibrierten Bohrungen 9 in den hinter dem Durchsatzregler ge-

legenen Bereich. Ein weiterer Teil des Fluidstroms bestreicht das Regelorgan 11, das sich in Richtung auf die Vorsprünge 10 des Rings 2 durchbiegt. Die Durchbiegung ist um so ausgeprägter, je größer der Druckunterschied zwischen dem Bereich vor und dem Bereich nach diesem Regelorgan ist. Die Durchbiegung dieses Regelorgans bewirkt eine Verengung des Durchflussquerschnitts für das zu den Durchgangsöffnungen 6 im Ring 2 strömende Fluid. Daraus ergibt sich eine Regelwirkung auf den Durchsatz des Fluids, das in den Bereich hinter dem Regler 1 gelangt.

Mittels der Kalibrierung der Höhen der Vorsprünge 10 des Rings 2 ist es möglich, dem Regler 1 Insgesamt eine Betriebskennlinie der in Figur 3 gezeigten Art zu geben.

In dieser Figur ist der Verlauf des Durchsatzes Q (auf der Ordinate) in Abhängigkeit vom Druck P des Fluids (auf der Abszisse) gezeigt. Die Kennlinie enthält einen Anfangsbereich (A), in dem der Durchsatz Q mit wachsendem Druck P ansteigt, und einen Zwischen- und Endbereich (B), in dem sich der Durchsatz Q bei einem Wert Q₀ stabilisiert, der bei Änderungen des Drucks P im· wesentlichen konstant bleibt.

Die kalibrierten Bohrungen 9 .in der Abschlußwand des rohrförmigen Teilbereichs 4 des Reglers ermöglichen es, den Fluidstrom, der durch dieses Rohrelement fließt, in eine Vielzahl von Strömungsfäden aufzuteilen, was eine Erniedrigung der Reynoldsschen Zahl und eine sehr geringe Geräuschentwicklung während des Betriebs zur Folge hat.

In Figur 4 ist eine erste abweichende Ausführungsform gezeigt. In dieser Figur sind bereits im Zusammenhang mit Figur 2 beschriebenen Teilen und Bestandteilen wiederum die gleichen alphanumerischen Bezugszahlen zugeordnet worden.

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Bei der abweichenden Ausführungsform der Figur 4 weisen die zwischen den Speichen 5 befindlichen Durchgangsöffnungen 6 jeweils Querwände 8¹ auf, in denen kalibrierte Durchgangsbohrungen 6¹ angeordnet sind. Diese Bohrungen 6' teilen die Fluidströme, die die Durchgangsöffnung 6 durchströmen, in eine Vielzahl von Strömungsfäden auf, was eine weitere Verringerung der Geräuschentwicklung während des Betriebs zur Folge hat.

Bei der in Figur 5 gezeigten abweichenden Ausführungsform ist das axiale Teil 4 massiv und weist eine Vielzahl von in Längsrichtung verlaufenden Durchgangsbohrungen 9 mit kalibriertem Querschnitt auf. Auch bei der Ausführungsform nach Figur 5 können die zwischen den Speichen 5 vorhandenen Durchgangsöffnungen 6 mit Loch-Querwänden versehen sein, siehe Figur 4.

Figur 6 zeigt eine weitere abweichende Ausführungsform, bei der das axiale Teil 4 massiv ist und lediglich als Träger für das biegsame Regelorgan 11 dient. Der Ring 2 hat eine größere radiale Ausdehnung und weist in seinem ümfangsbereich, der außerhalb des Bereichs gelegen ist, dem das biegsame Regelorgan 11 gegenüberliegt, eine Reihe von Durchgangsöffnungen 9 auf. Vorzugsweise.bestehen diese Durchgangsöffnungen aus kalibrierten Bohrungen, um die Geräuschentwicklung während des Betriebs zu verringern.

Es sei überdies angemerkt, daß Bohrungen oder Durchgangsöffnungen in dem äußeren Teil des Ringelements 2 auch in den abweichenden Ausführungsformen nach den Figuren 2, 4 und 5 vorhanden sein können.

Natürlich erstreckt sich die Erfindung auf alle Ausführungsformen, die dank der gleichen Erfindungsgedanken den gleichen Nutzeffekt erzielen.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen strömt das Fluid teils durch die Durchgangsöffnungen 9, bei denen der Durchsatz nicht durch die Einwirkung des Regelorgans beeinflußt wird, teils durch die Durchgangsöffnungen 6, 6', bei denen diese Einwirkung gegeben ist.

Die Erfindung umfaßt übrigens auch Ausführungen, bei denen das Fluid nur durch die Durchgangsöffnungen strömt, bei denen der Durchsatz vom Regelorgan beeinflußt wird. Eine solche Ausführung entspricht beispielsweise der in Figur 4 gezeigten, wenn die Nabe 4 massiv und ohne Durchgangsbohrungen 9 für die Flüssigkeit ausgebildet ist.

Die Erfindung umfaßt schließlich Durchsatzregler mit einem nicht aus Elastomer hergestellten oder allgemein nicht ringförmigen oder kreisrunden Regelorgan, das allgemein mit Oberflächen zusammenwirkt, die nicht notwendigerweise mit den Vorsprüngen 10 gemäß obiger Beschreibung versehen sind.

Wichtige Punkte der Erfindung sind die folgenden:

Der Regler (1) ist bestimmungsgemäß zwischen einer Quelle eines unter Druck stehenden Hydraulikfluids und einer Verbrauchereinrichtung in eine Rohrleitung (3) eingebaut und enthält einen Aufbau (2, 4, 5), in dem mindestens eine Durchgangsöffnung (6, 9; 6¹) für das Fluid vorgesehen ist. In diesen Aufbau ist ein Regelorgan (11) eingebaut, das sich unter der Einwirkung des Fluids so elastisch zu verformen vermag, daß es in vorbestimmter Weise den Durchsatz des Fluids in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen den Bereichen· vor und nach diesem Regelorgan (11) verändert. Diese Durchgangsöffnung (6, 9; 6') enthält eine Vielzahl von engen kalibrierten Bohrungen (9, 6'), die so in dem Aufbau (2, 4, 5) angebracht sind, daß sie strömungsmäßig parallel verlaufen. Diese kalibrierten Bohrungen ermöglichen eine Senkung der Reynoldsschen Zahl und eine geringe Geräuschentwicklung während des Betriebs.

Claims

ANSPRÜCHE

1. Hydraulischer Durchsatzregler (1), der bestimmungsgemäß in eine Rohrleitung (3) zwischen einer Quelle eines unter Druck stehenden Hydraulikfluids und einer Verbrauchereinrichtung eingebaut ist und einen Aufbau (2, 4, 5) enthält, in dem zumindest eine Durchgangsöffnung (6, 9; 6') für das Fluid vorgesehen ist und in den ein Regelorgan (11) eingebaut ist, das sich unter der Einwirkung des Fluids derart elastisch zu verformen vermag, daß der Fluiddurchsatz durch diesen Aufbau (2, 4, 5) in einer vorbestimmten Weise in Abhängigkeit vom Druckunterschied zwischen den Bereichen vor und nach diesem Regelorgan (11) verändert wird,

dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsöffnung (6, 9; 6') eine Vielzahl von engen kalibrierten Bohrungen (9, 6') enthält, die so in dem Aufbau (2, 4, 5) ausgeführt sind, daß sie im Hinblick auf ihre Fluiddurchstromung parallel angeordnet sind.

2. Hydraulischer Durchsatzregler (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelorgan (11) in der Weise in den Aufbau (2, 4, 5) eingebaut ist, daß es bei einer Änderung des genannten Druckunterschieds einen Strömungsquerschnitt des Fluids verändert, der mit der Durchgangsöffnung (6, 6') in Reihe geschaltet ist.

3. Hydraulischer Durchsatzregler (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Aufbau (2, 4, 5) eine erste und eine zweite Durchgangsöffnung (6, 9) ausgebildet sind, die strömungsmäßig untereinander parallel sind,

und das Regelorgan (11) derart in den Aufbau (2,4,5) eingebaut ist, daß es bei einer Veränderung des erwähnten Druckunterschieds einen Strömungsquerschnitt des Fluids verändert, der mit der ersten oder zweiten Durchgangsöffnung (6, 9) hintereinandergeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die erste'oder die zweite Durchgangsöffnung (6, 9) eine Vielzahl von engen kalibrierten, untereinander parallelen Bohrungen (6, 9) enthält.

4. Hydraulischer Durchsatzregler (1) nach irgendeinem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die kalibrierten Bohrungen (6¹; 9) einen Querschnitt von 0,2 mm² oder weniger und vorzugsweise von 0,07 mm² oder weniger aufweisen.

5. Hydraulischer Durchsatzregler (1) nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbau (2, 4, 5) ein im wesentlichen ringförmiges Querelement (2) und ein Axialelement (4) enthält, das mit dem Ringelement (2) verbunden ist und auf der Seite, die im Gebrauch der Quelle zugewandt ist, über dieses Ririgelement vorsteht, wobei zwischen dem Ringelement (2) und dem Axialelement (4) mindestens eine Durchgangsöffnung (6) für das Hydraulikfluid vorgesehen ist, wobei ferner eine Vielzahl von Vorsprüngen (10) mit jeweils vorbestimmten Höhen auf der Oberfläche des Ringelements (2) angeordnet sind, die beim Gebrauch der Quelle zugewandt ist, und wobei außerdem das Regelorgan (11) um den vorspringenden Teil (4a) des axialen Elements (4) herum angebracht ist und eine solche radiale Ausdehnung hat, daß es mindestens teilweise den Vorsprüngen (10) gegenüberliegt, und wobei schließlich das Regelorgan (11) so angeordnet ist, daß es in Ruhestellung sich in einem Abstand von den Oberseiten der Vorsprünge (10) befindet und sich im Gebrauch wegen des Druckunterschieds

zwischen den Bereichen vor und hinter ihm und in Abhängigkeit von diesem Druckunterschied elastisch ■ in Richtung zu den Vorsprüngen (10) hin durchzubiegen vermag.

6. Hydraulischer Durchsatzregler (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Axialelement (4) rohrförmig ist und eine innere Querwand (8) aufweist, in der eine Vielzahl von kalibrierten Durchgangsbohrungen (9) vorgesehen sind.

7. Hydraulischer Durchsatzregler (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Querwand (8) an dem Ende des Rohrelements (4) vorgesehen ist, das beim Gebrauch der der Quelle entgegengesetzten Seite zugewandt ist.

8. Hydraulischer Durchsatzregler (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Axialelement (4) massiv ist und eine Vielzahl von in Längsrichtung verlaufenden Durchgangsbohrungen (9) mit kalibriertem Querschnitt aufweist.

9. Hydraulischer Durchsatzregler'(1) nach irgendeinem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringelement (2) in seinem radialen Bereich, der außerhalb des Bereichs liegt, dem das biegsame Regelorgan (11) gegenüberliegt, eine Vielzahl von kalibrierten Durchgangsbohrungen (9) aufweist.

10. Hydraulischer Durchsatzregler (1) nach irgendeinem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem äußeren Ringelement (2) und dem Axialelement (4) eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen (6) für das Fluid ausgebildet sind.

11. Hydraulischer Durchsatzregler {1) nach irgendeinem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem äußeren Ringelement (2) und dem Axialelement (4) eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen vorhanden sind, die aus kalibrierten Durchgangsbohrungen (6') bestehen.

12. Hydraulischer Durchsatzregler (1) nach irgendeinem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Ringelement (2) mit dem Axialelement (4) über eine Vielzahl von Speichen (5) verbunden ist, zwischen denen entsprechend eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen (6) ausgebildet ist.

13. Hydraulischer Durchsatzregler {1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsöffnungen (6) zwischen den Speichen (5) jeweils Querwände (8¹) aufweisen, in denen kalibrierte Durchgangsbohrungen (6¹) vorgesehen sind.

14. Hydraulischer Durchsatzregler (1) nach irgendeinem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbau {2, 4, 5) einstückig aus geformtem Kunststoff hergestellt ist.