DE1094541B - Vorrichtung zum Konstanthalten eines einstellbaren Druckes in einem abgeschlossenen Raum - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Vorrichtungen zum Konstanthalten eines einstellbaren Druckes eines Druckmittels in einem abgeschlossenen Raum sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Insbesondere sind Vorrichtungen dieser Art bekannt, welche ein Gehäuse aufweisen, das mit einem Einlaß für das Druckmittel und mit einem mit dem abgeschlossenen Raum verbundenen Auslaß versehen ist, wobei ein Einlaßventil, das in geöffneter Stellung den Einlaß und den Auslaß miteinander verbindet, und ein mit dem Einlaßventil koaxiales, durch eine Feder unterstütztes Ausblaseventil, welches in Abhängigkeit von dem im albgeschlossenen Raum herrschenden Druck einen Ausblasekanal öffnet bzw. absperrt, angeordnet sind und wobei das Einlaßventil immer schließt, bevor das Ausblaseventil öffnet. Bei einer bekannten Ausführungsform dieser Art ist der Aufbau konstruktiv im einzelnen so getroffen, daß als Ein- bzw. Auslaßventil ein Kolbenschieber mit verschieden großen Kolbenflächen vorgesehen ist, der gleichsam einen Differentiaikolben bildet, wobei die beiden verschieden großen Kolbenflächen von dem zu regelnden Druck eines Behälters beaufschlagt sind und in der Mittellage des Kolbens den Behälter sowohl von der Druckmittelquelle sowie vom Raum niedrigen Druckes abschließen. Hierbei ist eine Stirnfläche des erwähnten Kolbenschiebers von einer Feder und die andere unveränderlich groß in entgegengesetzter Richtung von dem Druckmittel beaufschlagt und der dieses Druckmittel aufnehmende Raum durch ein Ventil geschlossen, dessen Verschluß stück mit einer von einem Elektromagneten gelieferten Kraft gegen seinen Sitz gedrückt wird. Es ist außerdem bekannt, ähnliche Kolbenschieber vorzusehen, welche eine zentrale Bohrung aufweisen, in der ein in Abhängigkeit von der Stellung des Kolbenschiebers selbst gesteuertes Auslaßventil angeordnet ist.

Die bekannte Ausführungsform derartiger Vorrichtungen zum Konstanthalten eines einstellbaren Druckes eines Druckmittels in einem abgeschlossenen Raum sind insofern nicht frei von Nachteilen, als dauernde Druckmittelverluste in Kauf genommen werden müssen. Darüber hinaus ist die Einstellung des Drukkes, der in dem abgeschlossenen Raum konstant gehalten werden soll, schwierig, bzw. nicht genau genug oder nicht für alle Betriebsbedingungen hinreichend stabil. Im allgemeinen erfolgt diese Einstellung mit Hilfe der Abstützfeder, deren Andruokkraft über Schrauben od. dgl. verstellbar ist. In der Technik sind jedoch viele Fälle bekannt, für die es wichtig ist, in einem abgeschlossenen Raum einen Druck aufrechtzuerhalten, dessen Höhe in einfacher Weise geändert werden kann, wobei Druckmittelverluste nach Möglichkeit vermieden werden sollen. Derartige Probleme treten beispielsweise auf, wenn eine Druckwalze pneu-Vorrichtung zum Konstanthalten

eines einstellbaren Druckes
in einem abgeschlossenen Raum

Anmelder:
Martonair N. V., Amsterdam (Niederlande)

Vertreter: Dipl.-Ing. Dr.-Ing. H. Idel

und Dipl.-Phys. Dt. W. AndrejewsM, Patentanwälte,

Essen, Kettwiger Str. 36

August Leopold van Dale, Amsterdam (Niederlande), ist als Erfinder genannt worden

matisch einen vorgeschriebenen Druck auf eine Rolle ausüben soll, auf die Papier gewickelt wird, und die Druckwalze mit einem in einem Zylinder, worin ein bestimmter Druck herrscht, beweglichen Kolben verbunden ist. Hierbei wird während der Aufwicklung infolge des zunehmenden Papierrollendurchmessers die Andrückwalze und also zugleich der Kolben verstellt, wodurch der Druck im Zyliniderraum anwachsen würde, nichtsdestoweniger jedoch mit konstanter Andruokkraft die Andrückwalze angedrückt werden soll. Eine ständige und einfache Nachstellung des Druckes ist daher in solchen und vielen anderen Fällen erforderlich.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Ventil zu schaffen, das die Konstanthaltung eines einstellbaren Druckes eines Druckmittels in einem abgeschlossenen Raum auf einfache Weise zuläßt, ohne daß dabei Druckmittel verlorengeht, wobei je nach den Anforderungen der Druck in dem abgeschlossenen Raum schnell zu ändern und auf einen neuen Wert stabil einstellbar sein soll.

Sie besteht darin, daß der Druck im abgeschlossenen Raum mittels einer Einstellvorrichtung in Form eines konzentrisch um das Einlaßventil und das Ausblaseventil gelegenen, in einer Gehäusebohrung· verschiebbaren Kolbenschiefbers einstellbar ist, hinsichtlich dessen das hohle, entlastete Einlaßventil ein axiales Spiel aufweist, welches Einlaßventil mittels einer Feder nach einem am Kolbenschieber angeordneten Sitz gedrückt wird, während sein Ende einen Sitz für das Ausblaseventil bildet, wobei der Kolbenschieber unter und über dem Ventilsitz öffnungen aufweist, welche

009 677/275

mit dem Einlaß bzw. dem Auslaß in Verbindung stehen.

Im allgemeinen besitzt dabei das im Kolbenschieber verschiebbare und in diesem geführten Ausblaseventil Ausblasekanäle. Der Durchlaß der bevorzugt auf dem Umfang des Ausblaseventils angeordneten Ausblasekanäle ist dabei zweckmäßig so gestaltet, daß er beim öffnen des Ausblaseventils stetig zunimmt. Die das Ausblaseventil schließende Druckfeder ist hierbei mit der Einstellvorrichtung versehen, über welche die schnelle Einstellung des Druckes des Druckmittels in dem abgeschlossenen Raum nach den jeweiligen Gegebenheiten möglich ist.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsdurchschnitt in Ausgangslage,

Fig. 2 und 3 Längsschnitte des Ventils nach Fig. 1 in anderen Stellungen.

Das Ventil in der abgebildeten Ausführung besteht aus einem zweiteiligen Gehäuse 1, das mit einem Einlaß 2 für das Druckmittel, z. B. Luft, und einem Auslaß 3 versehen ist. Letzterer ist mit einem Raum (nicht gezeigt), worin man den Druck auf einem bestimmten regelbaren Wert aufrechterhalten will, verbunden. Der Einlaß 2 mündet in eine ringförmige Ausdrehung 4 eines im Gehäuse 1 in Längsrichtung beweglich angeordneten Korbenschiebers 5. Dieser kann, obwohl dies zur Wirkung des Ventils nicht notwendig ist, an der oberen Seite 6 der Ausdrehung 4 einen etwas größeren Durchmesser aufweisen als an der Unterseite 7, wodurch die Luft in der Ausdrehung 4 eine geringe resultierende Kraft ausübt, welche den Kolbenschieber immer in Aufwärtsrichtung nach der in Fig. 1 dargestellten Ausgangslage zu verlegen versucht. Von der Ausdrehung 4 kann die Luft durch die Bohrungen 8 ins Innere des Kolbenschiebers 5 treten, in dem ein Einlaßventil 9 beweglich lagert. Das Einlaßventil 9 liegt in der in Fig. 1 dargestellten Lage mit seinem Dichtring 10 auf dem im Kolbenschieber 5 gebildeten Sitz 11, wodurch die Verbindung des Einlasses 2 mit dem Auslaß 3 über die Kammer 12, die Bohrungen 13 und die Ausdrehung 14 abgesperrt ist. Da die ringförmigen Oberflächen des Einlaßventils 9, die dem Druck des Druckmittels ausgesetzt sind, gleich groß sind, ist das Einlaßventil 9 entlastet, so daß der Druck des Druckmittels seine Stellung nicht beeinflußt. Der Dichtungsdruck des Einlaßventils 9 auf dem Ventilsitz 11 wird mit Hilfe einer Feder 15 zustandegebracht.

Das Einlaßventil 9 ist mit einem Sitz 16 für ein Ausblaseventil 17 versehen. In der in der Fig. 1 dargestellten Stellung ist der mit dem Einlaßventil 9 verbundene Ventilsitz 16 frei vom Ausblaseventil 17, so daß der Auslaß 3 über die Ausdrehung 14, die Bohrungen 13, die Kammer 12, die Bohrung 18 im Einlaßventil 9, das geöffnete Abblaseventil 17, die Ausblasekanäle 19, die Kammer 20 und die öffnungen 21 mit der Außenluft in offener Verbindung ist. Das Ausblaseventil 17 ist mittels einer Druckfeder 22, die steifer als die Feder 15 ist, federnd unterstützt. In der in Fig. 1 dargestellten Lage ist diese Druckfeder 22 ganz entlastet.

In Fig. 2 ist das Ventil in der Lage, in der der Kolbenschieber 5 mit Hilfe des Knopfes 23 eine bestimmte Strecke einwärts bewegt ist, dargestellt. Da das Einlaßventil 9 entlastet ist, wird dasselbe der Bewegung des Kolbenschiebers 5 zunächst unter dem Einfluß der Feder 15 folgen, bis der Ventilsitz 16 und das Ausblaseventil 17 einander berühren. Nachdem die Feder 22 etwas zusammengedrückt worden ist, wird der von dieser Feder auf das Einlaßventil 9 ausgeübte Druck derart angewachsen sein, daß dieser den Druck der Feder 15 überwindet, worauf bei weiterer Längsverlegung des Kolbenschiebers 5 das Einlaßventil 9 geöffnet wird.

Darauf kann die Luft vom Einlaß 2 über das geöffnete Einlaßventil 9 zum Auslaß 3 strömen. Der Auslaß 3 steht über die Bohrung 18 im Einlaßventil 9 mit

ίο der Kammer 24 in Verbindung, so daß das Ausblaseventil 17 auf den im Auslaß 3 und in der Kammer 12 obwaltenden Druck reagiert. Falls der Druck in der mit dem Auslaß 3 verbundenen Kammer 12 wächst, nimmt der Druck auf das Ausblaseventil 17 deshalb auch zu und sobald die auf das Ausblaseventil 17 ausgeübte Kraft dem Druck der Feder 22 überlegen ist, wird sich das Ausblaseventil 17 verschieben, welcher Bewegung das Einlaßventil 9 unter Einfluß der Feder 15 folgen wird, bis es auf den Sitz 11 stößt.

In dieser Stellung ist die Verbindung zwischen dem Einlaß 2 und dem Auslaß 3 verbrochen, und es wird ein Zustand des Gleichgewichts entstehen, wenn in der mit dem Auslaß 3 in Verbindung stehenden Kammer 12 der eingestellte Druck herrscht, welcher derart ist, daß das Ausblaseventil 17 von der von dem Verstellweg des Kolbenschiebers 5 bedingten Federspannung der Feder 22 einerseits, von dem durch das Druckmittel auf das Abblaseventil 17 ausgeübten Druck andererseits in Gleichgewicht gehalten wird.

Sinkt der Druck in der an den Auslaß 3 angeschlossenen Kammer 12 bis unter den eingestellten Druck ab, so wird die Feder 22 das Ausblaseventil 17 und das daraufliegende Einlaßventil 9 verstellen, wodurch das Einlaßventil 9 geöffnet und die Verbindung zwischen dem Einlaß 2 und dem Auslaß 3 wiederhergestellt wird, bis der Druck im Auslaß 3 und in der Kammer 12 bis auf den eingestellten Druck gestiegen ist, bei welchem Druck das Ausblaseventil 17 vom Druckmittel in die Gleichgewichtslage zurückgedrückt und das Einlaßventil 9 wieder geschlossen ist.

Nimmt dagegen der Druck in der Kammer 12 zu, so wird das Abblaseventil 17 von seinem Sitz 16 weggedrückt, worauf das Druckmittel über die Ausblasekanäle 19 und die Kammer 20 durch die öffnungen 21 entweichen kann, bis der Druck in der Kammer 12 so weit gesunken ist, daß die Feder 22 das Abblaseventil 17 in seine geschlossene Stellung zurückdrükken kann, in der die Gleichgewichtslage von neuem erreicht sein wird.

Die im Ausblaseventil 17 vorgesehenen Ausblasekanäle 19 weisen eine derartig schräge innere Wand 25 auf, daß die in dieser Weise mit der Gehäusewand gebildeten Querschnitte größer werden, wenn das Ausblaseventil 17 weiter verschoben wird.

Wird der Kolbenschieber 5 in das Gehäuse 1 einwärts weitergeschoben, so wird erst bei einem höheren in der mit dem Auslaß 3 verbundenen Kammer 12 vorherrschenden Druck die Gleichgewichtslage erreicht werden, so daß die zu verschiedenen Stellungen des Kolbenschiebers 5 gehörenden Drücke in der Kammer 12 direkt proportional zum Maß der Verstellung sind. Wird eine Abnahme des Druckes in der Kammer 12 verlangt, so wird der Kolbenschieber 5 in Richtung der Ausgangsstellung zurückverlegt. Hierbei wird das Einlaßventil 9 von seinem Sitz 11 mitgenommen werden und geschlossen bleiben, während das Ausblaseventil 17 unter dem Einfluß des Druckmitteldruckes in der an den Auslaß 3 angeschlossenen Kammer 12 der Verstellung seines Sitzes 16 nicht wird folgen können und sich öffnet, bis der Druck in der Kam-

mer 12 sich auf den mit der neuen Lage des Kol'benschiebers 5 übereinstimmenden Druckwert gesenkt hat. Falls eine Änderung des Regelgeibietes des mit dem Ventil nach der Erfindung einzustellenden Druckes gewünscht ist, kann dies in einfacher Weise durch Verstellung der Einstellvorrichtung 26 geschehen.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Konstanthalten eines einstellbaren Druckes eines Druckmittels in einem abgeschlossenen Raum, welche aus einem Gehäuse besteht, das mit einem Einlaß für das Druckmittel und mit einem mit dem abgeschlossenen Raum verbundenen Auslaß versehen ist, sowie mit einem Einlaßventil, das in geöffneter Stellung den Einlaß und den Auslaß miteinander verbindet, und mit einem koaxial mit dem Einlaßventil angeordneten, durch eine Feder unterstützten Ausblaseventil, das in Abhängigkeit von dem im abgeschlossenen Raum herrschenden Druck einen Ausblasekanal ao öffnet bzw. absperrt, wobei das Einlaßventil immer schließt, bevor das Ausblaseventil öffnet, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck im abgeschlossenen Raum mittels einer Einstellvorrichtung in Form eines konzentrisch um das Einlaßventil (9) und das Ausblaseventil (17) gelegenen, in einer Gehäusebohrung verschiebbaren Kolbenschiebers (5) einstellbar ist, hinsichtlich dessen das hohle, entlastete Einlaßventil (9) ein axiales Spiel aufweist, welches Einlaßventil (9) mittels einer Feder (15) nach einem am Kolbenschieber (5) angeordneten Sitz (11) gedruckt wird, während sein Ende einen Sitz (16) für das Ausblaseventil (17) bildet, wobei der Kolbenschieber (5) unter und über dem Ventilsitz (11) öffnungen (8, 13) aufweist, welche mit dem Einlaß (2) bzw. dem Auslaß (3) in Verbindung stehen.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das im Kolbenschieber (5) verschiebbare und in diesem geführte Ausblaseventil (17) Ausblasekanäle (19) besitzt.

3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaß der auf dem Umfang des Ausblaseventils (17) angeordneten Ausblasekanäle (19) beim öffnen des Ausblaseventils (17) stetig zunimmt.

4. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die das Ausblaseventil (17) schließende Feder (22) mit einer Einstellvorrichtung (26) versehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 282 642;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1 040 331;
britische Patentschrift Nr. 70S 669;
USA.-Patentschriften Nr. 2 080 824, 2 420 394.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 009 677/275 11.60