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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft eine in eine Gewindebohrung eingeschraubte
Drosselschraube gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Es ist bekannt, in die Gewindebohrung eine Drosselschraube in Form
einer Madenschraube so weit einzuschrauben, daß deren vorderes Ende an der Mündung
des Kanals vorbei und tief in die Gewindebohrung hineingreift. Der Gewindeabschnitt,
der zwischen dem einschraubseitigen Ende und der Mündung des Kanals mit dem Innengewinde
der Gewindebohrung im Eingriff steht, dient zur Drosselung der Druckmittelströmung
zwischen der Gewindebohrung und dem Kanal. Das andere Ende der Drosselschraube ragt
aus der Gewindebohrung heraus und wird darin durch eine Eonter- und Verschlußmutter
abgedeckt. Je nach der Einschraubtiefe der Drosselschraube ergibt sich eine stärkere
oder schwächere Drosselwirkung, die in beiden Strömungsrichtungen annähernd gleich
ist. Der Vorteil der Gewindedrosselung liegt darin, daß sie einerseits mit relativ
geringem Aufwand erzeugt werden kann und andererseits zu einer besonders feinfühligen
Verstellbarkeit der Drosselwirkung führt. Zudem erfolgt die Drosselung in dem relativ
großen Flächenbereich zwischen den im Eingriff stehenden Gewinden, so daß die zum
Drosseln verbrauchte Energie großflächig verteilt und auf genommen wird. Da es in
der Regel jedoch unerwünscht ist, daß die Drosselung in beiden Strömungsrichtungen
erfolgt, wird übliche: weise eine getrennte Durchgangsleitung von der Gewindebohrung
zum Kanal vorgesehen, in der das Rückschlagventil sitzt. Dieses Rückschlagventil
sperrt in der Strömungsrichtung, in der gedrosselt
werden soll,
so daß das Drucknittel gezwungen wird, durch die ineinandergreifenden Gewinde zu
strömen, während es in der Gegenrichtung eine unbehinderte Strömung zuläßt. Das
Anbringen der gesonderten Durchgangsleitung und das Einsetzen des Rückschlagventils
bedeutet jedoch einen erheblichen Mehraufwand an Arbeit und verteuert die Gesamtkosten
erheblich. Zudem wird eine in eine Gewindebohrung eingeschraubte Drossel schraube
häufig in Zylindern oder anderen hydraulisch betätigten Gliedern verwen- -det, wo
der Platz und die Wanddicke beschränkt ist, so daß es dann schwierig wird, die Durchgangsleitung
mit dem Rückschlagventil anzuordnen. Das Einsatzgebiet für solche Drosselschrauben
ist z.B. die Geschwindigkeitsregulierung von Zylindern oder die Begrenzung des Ölstromes
in hydraulischen Steuerkreisen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine in eine Gewindebohrung
eingeschraubte Drosselschraube zu schaffen,bei der sowohl die Gewindebohrung als
auch die Drosselschraube mit technisch geringem Aufwand und einfach herstellbar
sind, und mit dem eine Vereinfachung hinsichtlich der Durchgangsleitung und dem
Rückschlagventil erzielbar ist.
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Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden
Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung entfällt das Anbringen der gesonderten
Durchgangsleitung und das Einsetzen des Rückschlagventils in diese, da sie bereits
in der Drosselschraube selbst angeordnet ist. Dadurch kann die Drosselschraube auch
bei beschränkten Platzverhältnissen oder geringeren Wandstärken eingesetzt werden.
Als weiterer, besonderer Vorteil ergibt sich, daß
trotz des in die
Drosselschraube integrierten Rückschlagventils ein großer Verstellhub für die Drosselschraube
erzielbar ist, womit eine sehr feinfühlige Drosselungsregelung gegeben ist.
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Günstig ist ferner, daß der in die Gewindebohrung einmündende Kanal
infolge der Ausbildung der Drosselschraube nahe an der einschraubseitigen Oberfläche
des Elementes angeordnet werden kann, das die Gewindebohrung aufweist. Die Gewindebohrung
selbst läßt sich einfach herstellen und in der üblichen Weise nach außen zuverlässig
abdichten. Die Anordnung der Ringkammer führt zu dem Vorteil, daß sich für die Durchgangsleitung
stets annähernd gleichbleibende Strömungsverhältnisse ergeben, obwohl die relative
Lage der Durchgangsleitung in Bezug auf den Kanal sich in Abhängigkeit von der jeweils
eingestellten Drosselung ändert. Die Unterteilung des Außengewindes der Drosselschraube
in den Drosselgewinde abschnitt und in den Haltegewindeabschnitt führt zu einer
besonders hohen 3etriebssicherheit, da sichergestellt wird, daß der zum Halten der
Drossel schraube vorgesehene Haltegewindeabschnil über den gesamten Verstellhub
der Drosselschraube mit dem Innengewinde der Gewindebohrung zuverlässig im Eingriff
steht, ohne jedoch auf das Drosselverhalten oder die Drosselwirkung, die ja verstellbar
sein muß, des Drosselgewindeabschnittes Einfluß zu haben.
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Es ist zwar aus einer Druckschrift 7050, Heilmeier & Weinlein,
8000 München 80, Ausgabe Juni 1978, ??Drosselschraube QR", bekannt, in eine Gewindebohrung
eine Drosselschraube einzudrehen, die an ihrem einschraubseitigen Ende einen kegelförmigen
Drosselfortsatz trägt. Das Außengewinde der Drosselschraube dient ausschließlich
zum Festhalten in der Gewindebohrung und hat keine Drosselfunktion Am unteren Ende
der Gewindebohrung ist ein kegelförmiger Ventilsit vorgesehen, der mit dem Fortsatz
zu einem vollständigen Absperren des Durchgangs von der Gewindebohrung zum Kanal
zusammenwirken kan Eine axiale Blindbohrung in der Drosselschraube steht über radial
Seitenkanäle
mit dem um den kegeligen Fortsatz gebildeten Freiraum in Verbindung, in den auch
der Kanal einmündet. Diese bekannte Drosselschraube ist jedoch in der Herstellung
verhältnismäßig teuer und muß exakt bearbeitet werden. Zudem ist der Verstellbereich
dieser bekannten Drosselschraube relativ kurz. Eine feinfühlige Einstellung der
Drosselwirkung ist schwierig. Weiterhin erfolgt die Drosselung in einem Ringspalt,
wodurch sich eine spezifisch hohe Scherbelastung für das Druckmittel, den Ventilsitz
und die Oberfläche des kegeligen Fortsatzes ergibt. Ferner ist die Unterbringung
des Rückschlagventils in der Durchgangsleitung schwierig. Solche bekannten Drosselschrauben
können trotz des wesentlich höheren technischen Aufwandes bei ihrer Herstellunf
in einer Vielzahl von Anwendungsfällen nicht mit Drosselschrauben konkurrieren,
bei denen die Drosselung durch den Gewindeeingriff erfolgt.
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Eine zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung geht weiterhin aus
Anspruch 2 hervor. Bei dieser Ausbildung ergibt sich eine besonde: einfache Herstellung
der Gewindebohrung, da die in deren einschra seitigem Endbereich vorgesehene Ringkammer
durch einfaches Aufboh ren hergestellt werden kann. Trotzdem wird durch den Eingriff
des Haltegewindeabschnittes über den gesamten Verstellhub eine sichere Halterung
der Drosselschraube erreicht. Obwohl der Haltegewindeabschnitt an sich im unter
Druck stehenden Druckmittelstro: liegt, beeinflußt er das Drosselverhalten der Drosselschraube
nic: da die Stichkanäle bei in seiner Sperrstellung befindlichem Rückschlagventil
das Druckmittel bewußt nur über diejenige Länge des Drosselgewindeabschnittes fiihren,
die in Abhängigkeit von der gewählten Einschraublage der Drosselschraube mit dem
Innengewinde der Gewindebohrung im Eingriff steht.
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Eine alternative Ausführungsform der Erfindung geht weiterhin aus
Anspruch 3 hervor. Bei dieser Ausbildung ist zwar die Ringkammer
in
der Gewindebohrung mit einem besonderen Werkzeug auszubilden, da sich das Innengewinde
oberhalb und unterhalb der Ringkammer fortsetzt. Dafür ist jedoch die Drosselschraube
selbst noch einfacher aufgebaut, als bei dem eingangs erläuterten Ausführungsbeispiel.
Es ist nämlich nur ein Stichkanal notwendig, der für die bewußte Strömungsführung
zu dem Drosselgewindeabschnitt verantwortlich ist.
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Die Strömungsführung in der zu drosselnden Strömungsrichtung kann
weiterhin dann verbessert werden, wenn die Merkmale von Anspruch 4 verwirklicht
sind. Dann wird nämlich unabhängig von der DrehstellunE des Stichkanals in Bezug
auf den anderen Kanal das Druckmittel gleichmäßig um den Umfang der Drosselschraube
verteilt.
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Eine weitere, zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung geht ferner
aus Anspruch 5 hervor. Auch hier sorgen die Ringnuten dafür daß das Druckmittel
gleichmäßig um den Umfang der Drosselschraube verteilt wird, und zwar unabhängig
von der jeweiligen Strömungsrichtung, in der gedrosselt werden soll.
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Zweckmäßig ist ferner, wenn das Merkmal von Anspruch 6 bei einer in
eine Gewindebohrung eingeschraubten Drossel schraube gemäß der Erfindung vorgesehen
ist. Dieser Bereich der Durchgangsleitung ist am besten zum Unterbringen des Rückschlagventils
geeignet.
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Eine weitere, zweckmäßige Ausführungsform geht aus Anspruch 7 hervor.
Der Ventilsitz für die Schließkugel des Rückschlagventils ist beim Anbringen der
Durchgangsleitung einfach herstellbar.
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Im Sinne einer vereinfachten Herstellung liegt auch das im Anspruch
8 angegebene Merkmal. Als Anschlagelement kann ein in bekannter Weise eingepreßter
Bolzen oder ein Querstift dienen.
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Eine weitere Vereinfachung bei der Herstellung der Drosselschraube
ergibt
sich bei einer Ausführungsform gemäß Anspruch 9. Hier wird mit der Bohrung zur Ausbildung
des Stichkanals gleichzeitig ein Sitz für ein Anschlagelement hergestellt, das danach
nurmehr eingesetzt zu werden braucht. Die Schließkugel kann sich dann in der gewünschten
Weise vom VentilsSz abheben, es besteht jedoch keine Gefahr, daß sie aus der Durchgangsleitung
herausgespült werde.
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Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung
erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform
einer in eine Gewindebohrung eingeschraubten Drosselschraube, Fig. 2 einen Längsschnitt
durch eine zweite Ausführungsform eine: in die Gewindebohrung von Fig. 1 eingeschraubten
Drosselschraube, und Fig. 3 eine weitere Ausführungsform einer in eine Gewindebohrung
eingeschraubten Drosselschraube.
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Eine Drosselschraube 1 ist in eine Gehäusewand 2 eines nicht weiter
dargestellten Zylinders oder eines Ventils in eine Gewinde bohrung 3 mit einem Innengewinde
4 eingeschraubt. Das einschraubseitige Ende der Gewindebohrung 3 ist gewindefrei
und aufgeweitet ausgebildet, so daß eine Ringkammer 5 vorliegt, die bis zur einschraubseitigen
Mündung der Gewindebohrung 3 reicht. Am andere Ende der Ringkammer 5 ist ein Kanal
6 an die Gewindebohrung 3 angeschlossen. Eine Druckmittelströmung zwischen dem Kanal
6 und de Gewindebohrung 3 soll bei einer Strömungsrichtung vom Kanal 6 zur Bohrung
3 gedrosselt werden, während in der entgegengesetzten Strömungsrichtung keine Drosselung
erfolgen soll. Der Kanal 6
führt in etwa senkrecht zur Längsachse
der Gewindebohrung 3 von dieser weg. Er verläuft von der Oberfläche der Gehäusewand
2 in einem Tiefenabstand T.
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Die Gewinde schraube 1 ist mit einem sich über seine gesamte Länge
erstreckenden Außengewinde versehen. Das Außengewinde ist in einzelne Abschnitte
unterteilt. Am einschraubseitigen Ende der Drosselschraube 1 ist ein Haltegewindeabschnitt
7 vorgesehen, an den sich ein Drosselgewindeabschnitt 8 anschließt. Auf das bis
zum aus der Gewindebohrung 3 herausragenden Ende der Drosselschraube 1 verlaufenden
Außengewinde ist dann eine Konter- oder Verschlußmutter 13 aufgeschraubt, die die
Gewindebohrung 3 mit Hilfe einer Ringdichtung 14 nach außen hin abdichtet. Der Haltegewindeabschnitt
7 ist vom Drosselgewindeabschnitt 8 durch eine umlaufende Ringnut 9 getrennt. Am
anderen Ende wird der Drosselgewindeabschnitt 8 durch eine ebenfalls umlaufende
Ringnut 10 begrenzt. Die mit H bezeichnete Länge des Drosselgewindeabschnitts 8
entspricht dem maximalen Verstellhub der Drosselschraube 1, über den die Drosselwirkung
der im Eingriff stehenden Gewinde des Drosselgewindeabschnittes 8 und des Innengewindes
4 der Drosselbohrung 3 verstellt werden kann. Im aus der Gewindebohrung 3 herausragenden
Ende der Drosselschraube 1 ist eine weitere Ringnut 11 vorgesehen, die zweckmäßigerweise
mit einer Markierung ausgestatet ist, welche anzeigt, wenn die schwächste Drosselwirkung
eingestellt ist. Dann ist die Barbmarkierung der Ringnut 11 von außen erkennbar.
Wenn dann die Drosselschraube 1 noch weitet herausgeschraubt wird, erfolgt keine
Drosselung mehr. Eine Vertiefung 12 im herausragenden Ende der Drosselschraube 1
dient zum Ansetzen eines Drehwerkzeuges.
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Die Drosselschraube 1 wird axial von einer Stufenbohrung 15 durchsetzt,
die einen Abschnitt 15a mit kleinerem Querschnitt und einen Abschnitt 15b mit größerem
Qurrschnitt besitzt. Im tbergangsbereich zwischen den Abschnitten 15a und 15b wird
ein kegelförmiger
Ventilsitz 16 gebildet, dem eine Schließkugel
17 zugeordnet ist.
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Diese ist axial beweglich, um sich vom Ventilsitz 16 abheben zu können.
Ihre axiale Beweglichkeit wird jedoch durch einen Bolzen 18 begrenzt, der von der
Vertiefung 12 eingeführt wurde und durch Verstemmen in einem Bereich 19 und durch
einen Bund 20 lagegesiche wird und gleichzeitig den Abschnitt 15b nach außen verschließt.
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Oberhalb der Schließkugel 17 führt ein radialer Stichkanal 21 in die
Ringnut 10. Vom Abschnitt 15a führt hingegen ein radialer Stichkanal 22 zur Ringnut
9.
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In der in Fig. 1 gezeigten Stellung der Drosselschraube ist diese
nahezu bis zur maximalen Drosselung eingeschraubt. Das aus dem Kanal 6 zuströmende
und zu drosselnde Druckmittel füllt zunächst die Ringkammer 5 aus und dringt dann
durch den Stichkanal 21 bis in den Abschnitt 15b ein. Es drückt dann die Schließkugel
auf den Ventilsitz 16. Dadurch wird es gezwungen, sich einen Strömungsweg zwischen
den gegenseitig in Eingriff stehenden Gewinden des Drosselgewindeabschnittes 8 und
des Innengewindes 4 der Gewindebohrun 3 zu suchen. Dabei wird die Strömung stark
gedrosselt. Das derar gedrosselte Druckmittel gelangt dann in die Ringnut 9, wo
es gesammelt wird und durch den Stichkanal 22 und den Abschnitt 1 5a der Durchgangsleitung
15 ungehindert nach unten abfließen kann.
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Bei einer in der umgekehrten Richtung vorliegenden Strömung gelangt
das Druckmittel durch den Abschnitt 15a unter die Schließ kugel 17, hebt diese von
dem Ventilsitz 16 ab und fließt im wesen lichen ungehindert durch den Stichkanal
21 in den Kanal 6.
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Wenn die Drosselschraube 1 in Fig. 1 weiter aus der Gewindebohrung
3 herausgeschraubt wird, verkürzt sich die Eingriffslänge zwischen dem Drosselgewindeabschnitt
8 und dem Innengewinde der Gewindebohrung 3, so daß auch die Drosselwirkung abnimmt,
bis schließlich die Ringnut 9 vor den Kanal 6 gelangt und das Druckmittel überhaupt
ungehindert fließen kann. Über den gesamten
Verstellhub H der Drosselschraube
1 steht der Haltegewindeabschnitt 7 in festem Eingriff mit dem Innengewinde 4 der
Gewindebohrung 3, so daß auch in der Einstellung für geringste oder gar keine Drosselung
die Gefahr eliminiert ist, daß ein hoher anstehender Druck die Drosselschraube aus
der Gewindebohrung treiben könnte Anstelle nur jeweils eines radialen Stichkanals
21 oder 22 könnten auch mehrere in einer Ebene liegende Stichkanäle vorgesehen werden.
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In Fig. 2 ist eine Drosselschraube 30 in die Gewindebohrung 3 eingeschraubt,
mit der eine Drosselung in der Strömungsrichtung erfolgt, die der von Fig. 1 entgegengesetzt
gerichtet ist. Die Drosselschraube 1 besitzt am einschraubseitigen Ende wiederum
einen Haltegewindeabschnitt 31, an den sich ein Drosselgewindeabschnitt 32 anschließt.
Eine Durchgangsleitung 33 verläuft axial in der Drosselschraube 30, wobei jedoch
dem einschraubseitigen Ende zugewandt ein Abschnitt33a mit größerem Durchmesser
vorliegt, der über den Ventilsitz 34 von einem Abschnitt 33b mit kleinerem Durchmesser
getrennt ist. Vom Abschnitt 3b führt ein radialer Stichkanal 35 zur Ringnut 10,
während vom Abschnitt 33a ein radialer Stichkanal 36a zur Ringnut 9 führt. Der Stichkanal
36a ist Teil einer durchgehenden Querbohrung 36, in deren zweitem Teil 36b ein bolzenförmiges
Anschlagelement 37 eingepreßt ist, das die axiale Beweglichkeit der Schließkugel
7 begrenzt.
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Bei einer Strömung vom Kanal 6 in die Gewindebohrung 3 wird das Rückschlagventil
17, 34 aufgedrückt. Es erfolgt keine nennenswerte Drosselung. In der umgekehrten
Strömungsrichtung wird das Rückschlagventil 17, 34 verschlossen und das Druckmittel
gezwungen, durch den Stichkanal 36a zunächst in die Ringnut 9 zu strömen, und dann
zwischen den im Eingriff stehenden Gewinden des Drosselgewindeabschnittes 32 und
de; Innengewindes 4 der Gewindebohrung zu strömen, ehe es in der Ringnut 10 gesammelt
wird und in den Kanal 6 gelangt. Die Drosselwirkung läßt sich auch hier wederum
durch
Verschrauben der Drosselschraube 30 einstellen.
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Aus Fig. 3 geht eine Drosselschraube 40 hervor, die in eine Gewindebohrung
43 mit einem Innengewinde 44 eingeschraubt ist.
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Der Kanal 6 zweigt von der Gewindebohrung 43 wiederum rechtwinkelig
ab.
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Am einschraubseitigen Ende der Drosselschraube 40 ist ein Drosselgewindeabschnitt
41 in einer dem maximalen Verstellhub H der Drosselschraube 40 entsprechenden Länge
ausgebildet. An diesen schließt sich über eine Ringnut 49 ein Haltegewindeabschnitt
42 an, der bis zum aus der Gewindebohrung43 ragenden Ende der Drosselschraube 40
führt. In der Gewindebohrung 43 ist eine Ringkammer 45 ausgebildet, deren Länge
ebenfalls annähernd dem maximalen Verstellhub H entspricht. Die Ringkammer 45 beginnt
in der Höhe des Kanals 6 und erstreckt sich in die Gewindebohrung 43 hinein. Eine
Durchgangsleitung 46 ist als Stufenbohrung ausgebildet und besitzt einen Abschnitt
46a mit größerem Durchmesser und einen Abschnitt 46b mit kleinerem Durchmesser,
die wiederum durch den Ventilsitz34 für die Schließkugel 17 voneinander getrennt
sind. Ein Anschlagelement 47 begrenzt die axiale Beweglichkeit der Schließkugel
17. Vom Abschnitt 46b führt ein radialer Stichkanal 48 zur Ringnut 49.
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In der gezeigten Einschraubstellung der Drosselschraube 40 wird die
maximale Drosselung einer Strömung aus der Gewindebohrung 43 zum Kanal 6 bewirkt.
Das anstehende Druckmittel verschließt das Rückschlae)rsntil 17, 34 und ist gezwungen,
zwischen den im Eingriff stehenden Gewinden des Drosselgewindeabschnittes 41 und
des Innengewindes 44 durchzuströmen, ehe es in die Ringnut 49 und die Ringkammer
45 gelangt, von wo es ungehindert in den Kanal 6 abströmen kann. Bei einer Strömung
in er umgekehrten Richtung gelangt das Druckmittel aus der Ringkammer 45 in den
Stichkanal 48 und über den Abschnitt 46b bei
auf gedrücktem Rückschlagventil
46, 17 in den Abschnitt 46a und von diesem weiter in die Gewindebohrung 43.
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Wenn die Drossel schraube 40 weiter aus der Gewindebohrung 43 herausgeschraubt
wird, verkürzt sich die Länge, mit der der Drosselgewindeabschnitt 41 mit dem Innengewinde
44 der Gewindebohrung 43 in Eingriff steht. Dementsprechend wird auch die Drosselwirkung
abgeschwächt. Der Haltegewindeabschnitt 42 steht unabhängig von der jeweiligen Einschraubtiefe
der Drosselschraube 40 mit dem Innengewinde 44 über eine Länge in Eingriff, die
dem Tiefenabstand T des Kanals von der Oberfläche und annähernd dem maximalen Verstellhub
H der Drosselschraube gleich ist.
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Allen beschriebenen Ausführungsformen ist der Vorteil gemeinsam, daß
sich eine sehr feinfühlige Drosselung in der jeweils gewünschten Strömungsrichtung
erzielen läßt. Ferner braucht ds Kanal 6 nur in einer Tiefe T unterhalb der Oberfläche
des Gehäuses angeordnet zu werden, die dem maximalen Verstellhub der Drosselschraube
annähernd entspricht. Dies ist dann besonders wichtig, wenn nur wenig Platz vorhanden
ist, wie dies in Zylinderwänden od.dgl. häufig der Fall ist.
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Sofern die Drosselschraube 40 gemäß Fig. 3 auf eine Drosselung in
der zu Fig. 3 entgegengesetzten Strömungsrichtung ausgelegt werden soll, braucht
nur die Durchgangsleitung in der in Fig. 1 erläuterten Weise ausgebildet zu werden.
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