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Rückschlagventil für Ölschmierleitungen.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Rückschlagventil zum Zwecke, den in der Schmierleitung zwischen Pumpe und Ventil herrschenden Druck immer gleiehzuhalten, d. h. unabhängig von dem an der Schmierstelle herrschenden Gegendruck. Hiebei wird, besonders im Lokomotivbetrieb, Wert darauf gelegt, dass die Regelung sehr fein ist und beim Öffnen und Schliessen des Ventils nur geringe Druckschwankungen in der Leitung auftreten. Ventile für derartige Zwecke sind in vielen Ausführungen bekannt. Das Merkmal der bekannten Ventile besteht darin, dass das Absperrorgan durch den in der Sehmierleitung herrschenden Überdruck geöffnet wird, während es auf seiner Rückseite nur von der Atmosphäre belastet ist, zuzüglich einem gleichbleibenden Federdruck. Der an der Schmierstelle herrschende Gegendruck hat keinen Einfluss auf die Arbeitsweise des Absperrorgans.
Diese Wirkung wird z. B. mittels eines dichtgehenden Kolbens erzielt, dessen eine Stirnfläche vom Öl beaufschlagt wird, wogegen die andere Stirnfläche der Atmosphäre ausgesetzt und von der Feder zusätzlich belastet ist.
Der Gegendruck an der Schmierstelle wirkt senkrecht zur Kolbenbewegung und hat deshalb keinen Einfluss auf die Arbeitsweise des Absperrorgans. Da derartige Ventile Wärmeschwankungen unterworfen sind, ist es sehr schwierig, den Kolben einwandfrei abzudichten. Es wurde deshalb versucht, den Kolben durch Zwischenschalten einer Membran oder eines Membranpakets gegen die Atmosphäre abzudichten.
Diese Membranen sind als runde Scheiben ausgeführt und am Rande durch eine Verschraubung festgehalten und abgedichtet. Hiedurch werden die Membranen starr, haben eine beengte Beweglichkeit und neigen durch Ermüdung zum Bruch, der das Ventil ausser Tätigkeit setzt. Deshalb wurden umstandliche Umleitungskanäle angeordnet, damit das Ventil als einfacher Rückschlagkegel ohne Gleichdruck weiterarbeiten kann. Diese Membranen bzw. Membranpakete sind lose oder fest verbunden mit einem Absperr kegel oder Absperrkolben, die meist durch eine Gegenfeder an die Membran gedrückt werden.
Die Feder bewirkt gleichzeitig das Abheben des Absperrorgans von seiner Schliessstellung. Zum Regeln und Abfangen des Pumpendruckes ist über der Membran eine Feder eingebaut. Um die Durchbiegung der Membran zu verringern sowie den Federdruck gleichmässig auf sie zu verteilen, also die Bruchgefahr zu vermindern, werden Abstiitzplatten eingeschaltet. Absperrkegelführung und Absperrsitz sind in das Gehäuse getrennt eingebaut. Die Absperrkegel haben wegen Raummangels verhältnismässig kurze Führungen. Dies führt zu einseitigem Aussehlagen und damit zu Undichtigkeiten des Kegelsitzes. Da das Öl unmittelbar auf den Kegelsitz zuläuft, sind gegen Verschmutzung Ablenkung-und Reinigungskammern eingebaut. Alle derartigen Ausführungen haben jedoch nur kurze Lebensdauer, vor allen Dingen in dem sie besonders stark beanspruchenden Lokomotivbetrieb.
Diese den bekannten Rückschlagventilen anhaftenden Mängel werden gemäss der Erfindung dadurch beseitigt, dass an Stelle der Membran bzw. der durch sie gebildeten, allseitig eingespannten biegsamen Wand eine Manschette bzw. ein hohler Ausdehnungskörper dient. Die Manschette oder der Ausdehnungskörper können dabei beliebiger Ausführung sein, also z. B. balgartig oder wie ein gewelltes Rohr, ebenso auch zylindrisch, kegelig oder pyramidenförmig.
Als Ausdehnungskorper lässt sich ein gewelltes, weiches oder federndes Rohr verwenden, dessen Form und Werkstoff die durch den Druckstoss auftretenden Zugkräfte aufnimmt. Jedoch werden zweckmässig mit Rücksicht auf die Lebensdauer die Zugkräfte am freien Ende mittels einer festen oder regel-
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baren Zug-oder Druckfeder abgefangen. Der innere Raum dieses Ausdehnungskörpers steht mit der Ölzuflussleitung, die vom Schmierapparat kommt, in Verbindung. Fördert der Schmierapparat Öl, so tritt eine Drucksteigerung in der Ölzuflussleitung und im Ausdehnungskörper ein. Infolge der einseitigen Einspannung des Ausdelnungskörpers kann er sich, der Drucksteigerung folgend, ausdehnen, im Gegensatz zu den als Scheiben ausgebildeten, fest eingespannten Membranen.
Durch die Verbindung des freibeweglichen Endes des Ausdehnungskörpers mit einem Absperrorgan wird dieses bei der Ausdehnung geöffnet und es kann der Überdruck nach der Schmierstelle ablaufen, worauf sieh der Ausdelmungskörper durch den Druckabfall oder durch die Feder zusammenzieht und das Absperrorgan die Abflussleitung abschliesst.
Der Wert der Erfindung liegt darin, dass das eine Ende des Ausdehnungskörpers vollkommen frei beweglich ist und demzufolge keine Streckungen und Stauchungen des Werkstoffes, wie bei Membranen, eintreten. Damit ist eine ausserordentlich lange Lebensdauer eines derartigen Ventils gegeben und gleichzeitig eine wirtschaftlich billige Herstellung gewährleistet. Auch ist das Ventil gegen Schmutz unempfindlich, da der Ausdehnungskörper bei seiner einseitigen Einspannung sich beliebig weit strecken kann und der Schmutz des Öles ungehindert abläuft. Ausserdem kann hiedurch der Durchmesser und damit die wirksame Druckfläche des Ausdehnungskörpers klein gewählt werden, was wiederum nur schwache, wesentlich elastischere Federn zulässt. Trotzdem verbleibt in der Achsrichtung am freien Ende unbegrenzter Hub und Beweglichkeit.
Ausser diesen Ausführungsbeispielen können sich noch weitere als zweckmässig ergeben. So ist z. B. vorteilhaft, das Absperrorgan gegenüber der Feder mittels einer Kugel abzustützen, damit beide eine freie gegenseitige Beweglichkeit erhalten. Der Absperrkörper, der die Form einer Manschette hat, kann anstatt paralleler Wellen auch schraubenförmige Windungen erhalten, wodurch seine Lebensdauer vergrössert wird. Überdies ist es zweckmässig, den Hohlraum ausserhalb des manschettenförmigen Absperrkörpers mit 01 zu füllen, damit bei einem Platzen des-Ausdehnungskörpers die Ölpumpe nicht erst den Hohlraum auffüllen muss, weil sonst die Ölförderung zu lange ausbleiben würde.
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zwei abweichende Ausführungsformen des Absperrkörpers bzw. seiner Führung dargestellt.
Die Fig. 3 und 4 zeigen zwei andere Ausführungen des Ausdehnungskörpers und die Fig. 5 und 6 zwei weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung ebenfalls im senkrechten Schnitt. Die Fig. 7 und 8 zeigen noch zwei weitere Ausführungsbeispiele des Rückschlagventils im Längsschnitt.
Im Gehäuse a des Rückschlagventils (Fig. l) ist der Ausdehnungskörper b z. B. in Form eines
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stelle am Stutzen o des Gehäuses a. Der Ausdehnungskörper b besitzt einen Boden d, der die andere Seite des Ausdehnungskörpers abdichtet. Im Gehäuse a ist ferner eine Führungsbüchse e eingesetzt, in der sich ein Absperrorgan f, z. B. ein Kolben oder Kegel, führt. Ferner befindet sieh in der Büchse e
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Verschraubung oder Kupplung oder durch eine Feder mit dem Boden d des Ausdehnungskorpers b so verbunden, dass es beim Strecken des Ausdehnungskörpers b den Öldurchfluss nach der Schmierstelle freigibt.
Um in der Zuflussleitung den gewünschten Druck, der immer etwas höher liegen muss als der Druck an der Schmierstelle, zu erzielen, ist eine Feder 7t eingebaut, die mittels des Tellers i und der Über- wurfka ppe k gespannt werden kann und das Absperrorgan in seiner Längsrichtung derartig bewegt, dass der Durchfluss des Öles abgesperrt ist. Tritt jetzt bei n Öl ein, so gelangt es durch den Kanal in den Ausdehnungskörper und gleichzeitig durch den Kanal m zum Sitz des Absperrorgans f.
Wächst der Druck in der Zuflussleitung n und wird er grösser als die Kraft der Feder t, so dehnt sich der Ausdehnungkörper b aus und hebt das Absperrorgan fvom Sitz ab, das den Abfluss des Öls nach der Schmierstelle freigibt.
Bei den ausserordentlich kleinen geförderten Ölmengen und starken Temperaturschwankungen in dem Ventil hat sieh eine Absperrung durch eine Gradführung mit Kegel am besten bewährt. Dabei ist im Sitz g die Abflussbohrung klein gehalten, so dass der auftretende Gegendruck keinen Einfluss auf den Ausdehnungskörper und seine Feder hat. Die unmittelbare Führung des Ventilsitzes in dem das Absperrorgan führenden Hohlkörper und die austauschbare Anordnung des Ventilsitzes ist für die Wirksamkeit des Ventils ganz besonders wichtig. Das Absperrorgan selbst macht nur geringe Bewegungen von etwa l bis 1* Hundertstelmillimeter. Deshalb müssen Absperrorgan und Ventilsitz ausserordentlich fein zusammenlaufen.
Wird der Ventilsitz nicht in derselben Führung untergebracht, wie es sonst bei solchen Ventilen üblich ist, also z. B. im Ventilgehäuse eingesetzt, oder kommt lediglieh ein Ventilkegel zur Anwendung ohne Führung in der Buchse zur Aufnahme des Ventilsitzkörpers, so treten durch die
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werfungen auf, die das Schliessen des Ventils vollständig verhindern. Solche Ventilführungen halten deshalb niemals genügend dicht. Der austauschbare Einsatz des Ventilsitzes unmittelbar in dem das -Absperrorgan führenden Hohlkörper bietet aber eine Gewähr für dauernde, zuverlässige Abdichtung.
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möglich ist.
Um einseitiges Verbiegen des Ausdehnungskörpers ers b und damit unnötige Beanspruchung zu vermeiden, ist es empfehlenswert, die Führung e für das Absperrorgan l sehr lang zu halten und es mit dem Ausdehnungskörper b starr zu verbinden. Das Gewinde auf dem Absperrorgan f und im Boden d des Ausdehnungskörpers b dient dazu. dem Ausdehnungskörper eine kleine Vorspannung zu geben, die verhindert, dass der Ausdehnungskörper gestaucht wird. Durch besondere Ausbildung des Ausdehnungskörpers b ist es möglich, die Wirkung der Feder h dem Ausdehnungskörper selbst zu geben. so dass eine zusätzliche Feder überflüssig wird.
Um die Lebensdauer des Ausdehnungskörpers für die praktische Beanspruchung unendlich gross zu machen, empfiehlt es sich, ihn doppel-oder mehrwandig auszuführen, d. h. die Wandung dieses Ausdehnungskörpers besteht dann aus zwei oder mehr Blechrohren. Diese können viel dünner sein als bei Verwendung nur eines einzelnen Blechrohres, wodurch der innere Widerstand des einzelnen Blechrohres kleiner wird und die Gefahr eines Bruches durch Biegung aufgehoben ist. Auch kann der Ausdehnungskörper f nach Art eines Wellrohres gestaltet sein, wodurch ihm eine grössere Ausdehnungsmöglichkeit gegeben wird mit gleichzeitig geringerer Beanspruchung der einzelnen Falten, wie dies in Fig. 3 bei b' dargestellt ist.
Anstatt parallele Wellen b'für den Ausdehnungskörper b zu benutzen, wie in Fig. 3, könnten die Wellen auch schraubenförmig verlaufen, wie das Beispiel in Fig. 4 zeigt. Bei dieser Form wird die Manschettenwand besonders günstig beansprucht, so dass sie gegen Bruch in ganz besonders vorteilhaftem Masse geschützt ist.
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Bei dem Beispiel in Fig. 5 ist der Ausdehnungskiirper 11 nur mit dem Deckel d1 verbunden, gegen den sich das Absperrorgan f1 mit einem Kopf legt. Dieses steht noch unter der Wirkung einer besonderen schwächeren Aufdruckfeder p.
Nach Fig. 6 ist das Absperrorgan als Kolben P ausgebildet. also mit einem AufscMagsitz. Im
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Um ein Ecken und Kanten des Absperrorgans f durch einseitigen Druck zu verhüten, ist es zweckmässig, den Druck der Feder 11. auf die Manschette b möglichst nur in einem Punkt zu übertragen, z. B. mittels einer Kugel. Auf den Schaft d' (Fig. 7) ist dazu eine Kappe s mit einer eingesetzten Kugel s' gesetzt. Der Druck der in der Gehäusekappe k liegenden Feder h wird durch eine Schale i übertragen, die eingesenkt ist und mit ihrer Einsenkung auf der Kugel s'ruht.
Die Stelle der Druckübertragung ist dadurch in den Hohlraum der Feder zurückverlegt und erfolgt an günstigster Stelle in der Achsenrichtung des Absperrorgans dz
Im Stutzen n kann eine Kammer t eingebaut sein, in der sich Schmutzteilchen im Öl absetzen können. Der Abfluss des Öls erfolgt durch ein abgebogenes Röhrchen it.
Da durch Verstopfen der Abflussleitung o oder anderer Bohrungen zur Schmierstelle hin der Druck in der Zuflussleitung n zu gross werden könnte, so dass ein Schliessen des Absperrorgans f nicht mehr eintritt, ohne dass es bemerkt wird, so ist es zweckmässig, ein Signal einzubauen, an dem die Wirkungs-
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lich steigt und das Absperrorgan zu grösseren Hubbewegungen veranlasst, drückt der Teller i den Schaft !'' des Stöpsels t'nach aussen, so dass diese übermässigen Hubbewegungen damit der Bedienung ohne weiteres erkennbar werden.
Da nun durch solche übermässigen Hubbewegungen die Manschette b stark beansprucht werden und platzen könnte, ist von der Zuleitung n durch die Kanäle w, w' und w" ein besonderer Umgehungskanal geschaffen, durch den das Öl unmittelbar aus der Zuleitung n in die Abflussleitung f gelangen kann. Diese Umleitung ist normal durch eine Sicherungsscheibe a ; geschlossen, die nur bei übermässigem Druck platzt und die Umleitung freigibt, wobei infolge der Drucksteigerung auch der Stöpsel v' aus der Kappe k gedrückt wird.
Sollte die Manschette b geplatzt sein, dann müsste die Ölpumpe noch den ganzen Hohlraum z ausserhalb der Manschette b bzw. in der Kappe k auffüllen, bevor wieder Öl zur Schmierstelle gelangt.
Dazu müsste die Lokomotive erst einen Weg von etwa 70 bis 150 km zurücklegen, auf dem sie ohne Öl fährt. Um dies zu vermeiden, ist es zweckmässig, den Raum z in der Kappe k bereits vorher vollständig
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PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Rückschlagventil für Ölschmierleitungen, bei dem der Druck in der Ölzuflussleitung unabi hängig von dem Druck an der Schmierstelle und das Absperrorgan durch eine biegsame Wand abgedichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass als biegsame Wand eine Manschette bzw. ein hohler Ausdehnungs- körper (b) dient, der mit seinen zylindrischen Enden eingespannt ist.