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Selbsttätig wirkendes Ventil Die Erfindung bezieht sich auf ein selbsttätig
wirkendes Ventil mit steuerbarem Durchgang zwischen Räumen mit unterschiedlichen
Druckverhältnissen und einem beweglichen Verschlußstück sowie einer als Hubbegrenzung
in der einen Richtung dienenden Spindel und einem als zweite Hubbegrenzung in der
Gegenrichtung vorgesehenen Anschlag.
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Die in derartigen Ventilen normalerweise verwendeten Ventilfedern
und Metallkugeln als Ventilverschlußstück sind bekanntlich Ursache zahlreicher Störungen,
da sie leicht rosten oder oxydieren, im Gebrauch brechen oder ihre Elastizität unter
der Einwirkung anormaler Torsionsbeanspruchungen, die auf schlechte Führung, Flatterbewegungen
usw. zurückzuführen sind, verlieren. Ungeführte oder schlecht geführte abdichtende
Kugeln verlagern sich leicht in ihrem Käfig und schlagen gegen den Ventilsitz, der
sich verformt oder frühzeitig altert, wodurch die exakteAbdichtung inMitleidenschaft
gezogen wird.
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Es ist ferner schon ein Ventil mit einer frei beweglichen Kugel als
Verschlußstück bekanntgeworden, dessen Bewegung in zwei entgegengesetzten Richtungen
durch verstellbare Spindeln begrenzt ist. Dieses Ventil hat jedoch den Nachteil,
daß die Kugel zwischen den Anschlägen verschiedene Stellungen einnehmen und sich
darüber hinaus unter der Wirkung unvermeidbarer Wirbel in der Strömung hinund, herbewegen
und sogar gegen ihren Sitz hämmern kann, der deshalb auf die Dauer beschädigt wird,
außerdem beeinträchtigt die freie Bewegungsmöglichkeit des Verschlußstückes dort
die Regelmäßigkeit der Strömung. Ein weiterer Nachteil des bekannten Ventils mit
einer frei beweglichen Kugel besteht darin, daß es nur in einer einzigen bestimmten
Lage in. Leitungen eingebaut werden kann, weil die Bewegungsfreiheit der Kugel sich
um so mehr auswirkt, je mehr die Ventilachse von der Senkrechten abweicht.
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Diese Nachteile der bekannten Ventile sollen gemäß der Erfindung dadurch
beseitigt werden, daß das in bekannter Weise aus elastischem Werkstoff bestehende
Verschlußstück einen Faltenbalg hat, der sich nach dem einen Ende hin im Durchmesser
verbreitert und dort in einen kreisförmigen Befestigungsflansch ausläuft, und dessen
anderes mit dem Ventilsitz abdichtend zusammenwirkendes Ende in einen Kugelkopf
ausläuft, wobei der Innenraum des Faltenbalges teilweise durch den Anschlag für
die Hubbegrenzung des Verschlußstückes in CSfnungsrichtung ausgefüllt ist und durch
öffnungen od. dgl. mindestens mit einem der Räume mit unterschiedlichem Druck in
Verbindung steht. Die Erfindung ist an einigen Beispielen in den anliegenden Zeichnungen
dargestellt und an Hand dieser nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt Fig. 1 einen
Einzelteil eines erfindungsgemäßen Ventils im Vertikalschnitt, Fig. 2 eine Aufsicht
auf den Gegenstand., nach Fig.1. Fig. 3 eine abgewandelte Einzelheit des Gegenstandes
nach Fig.1. Fig. 4 einen Vertikalschnitt durch ein Ventil nach der Erfindung, Fig.
5 ein gegenüber der Fig.1 abgewandeltes Verschlußstück im Vertikalschnitt und vergrößertem
Maßstab, Fig. 6 eine Unteransicht des Gegenstandes nach Fig. 5, Fig. 7 einen Vertikalschnitt
durch ein doppeltwirkendes Ventil nach der Erfindung, Fig. 8 eine weitere Abwandlung
einer erfindungsgemäßen Ventilanordnung.
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Die Fig.1 und 2 veranschaulichen einen Hauptteil des Ventils nach
der Erfindung. Das allgemein mit 1 bezeichnete Verschlußstück weist einen Kugelkopf
2 und eine gegenüberliegende Basis 3 auf, die als wulstförmiger Befestigungsflansch
4 ausgebildet ist. Kugelkopf 2 und Basis 3 sind durch Ringwülste 5 verbunden, wodurch
das Verschlußstück eine faltenbalgartige Gestalt erhält. In eine kegelstumpfförmige
Ausnehmung 6 läßt sich auf später noch zu beschreibende Weise ein Führungsstück
einführen, das das
Verschlußstück an seinem Platz hält und auch
als Anschlag für die Verstellung des Kugelkopfes 2 wirkt. Gegebenenfalls können
Innenrillen 7 vorgesehen sein, die dem Verschlußstück eine erhöhte Elastizität
verleihen. Bei 9 sind feine Öffnungen vorgesehen oder spanlos durchgestoßen, deren
Aufgabe später beschrieben wird.
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Fig. 3 zeigt eine Abwandlung, bei der der Kugelkopf 2 einen Ringwulst
8 als Lager für eine Spin-del 20 aufweist.
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Fig. 4 zeigt ein Ventil. nach der Erfindung mit einem einsgebauten
Verschlußstück gemäß Fig.1 für den gesteuerten Luftdurchgang zur Betätigung eines
Arbeitszylinders, beispielsweise für Druckluftheber. Demnach kann dieses Ventil
in dien Einlaß- und Auslaßleitungen, die den Verteiler mit den beiden Enden des
Hebers verbinden, liegen. Dabei kann das Ventil nach der Erfindung infolge seiner
besonderen Gestaltung, falls es für einen Druckluftheber verwendet wird, insbesondere
den Zweck erfüllen, den größtmöglichen Luftdurchgang bei der Aufladung zu ermöglichen,
und andererseits den Auslaß derart zu drosseln, daß die Senkbewegung mit einer bestimmten
Geschwindigkeit erfolgt, die außerdem gegen Ende des Hubes ein ruckartiges Anhalten
vermeidet.
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In das eine Ende des Ventilgehäuses 10 ist eine Ventilverschraubung
10' eingeführt, während es am anderen Ende eine Spindelführung 11 für die
mittels eines Handgriffes 13 verstellbare Spindel 12 aufweist, die in einem Teller
oder Napf 14 endet. Dieser höhenverstellbare Teller stützt sich an dem Kugelkopf
2 des Verschlußstückes 15 ab. Die Einstellung wird so vorgenommen; daß der Kugelkopf
einen ringförmigen Durchlaß 21 geringeren Querschnitts besehen läßt. Das Verschlußstück
ist in das Ventilgehäuse derart eingesetzt, daß seine Basis 3 eine an der Ventilverschraubung
10' anliegende Dichtung bildet und der mit dieser ein Stück bildende dornartige
Anschlag 16 in. die Ausnehmung 6 hineingreift. Die Ausdrehung 17 des Ventilgehäuses
nimmt den wulstförmigen Befestigungsflansch 4 des Verschlußstückes auf, der
von der Ventilverschraubung 10' festgehalten wird.
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Mit 18 ist die Luftzuleitung und mit 19 die Entleerungsleitung bezeichnet.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Wenn der nicht dargestellte Verteiler
den Lufteinsatz an einem Ende des Arbeitszylinders öffnet, so dringt Luft durch
die Leitung 18 ein und drückt das Verschlußstück zusammen, wodurch sich der Kugelkopf
unter Erweiterung des Durchlasses 21 senkt. Die Luft strömt ungehindert um
das Verschlußstück und verläßt das Ventil durch die Leitung 19. Das Verschlußstück
kann sich nur so weit zusammendrücken, wie dies der Anschlag 16 erlaubt. Die dadurch
geschaffene Hubbegrenzung ist derart eingestellt, daß der erzielte Durchlaß mit
dem Querschnitt der Speiseleitung übereinstimmt.
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Wenn der Heber unter der Wirkung der Druckluft auf die anders Seite
des Kolbens seinen entgegengesetzten Hub ausführt, wird die auf die beschriebene
Weise einsgeführte Luft ausgestoßen. Sie tritt in das Ventil durch die Leitung 19
ein, doch bietet der durch die Einstellung der Spindel 1 um den Kugelkopf 2 herum
:frei gelassene Durchlaß dem Durchtritt der Luft einen Widerstand, der die Kolbenbewegung
im gewünschten Grade hemmen wird; der verfolgte Zweck ist also .erreicht. Die Bewegungen
des Verschlußstückes 15 sind zwangläufig geräuschlos und werden außerdem durch die
Öffnungen 9 abgedämpft. Diese gestatten im gewissen Ausmaße den Durchtritt des Strömungsmittels
in die Ausnehmung 6, und der sich dadurch einstellende Druck bremst die Bewegungen
ab.
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Bei einer abgewandelten Ausführungsform nach den Fig. 6 und 7 hat
das Verschlußstück eine ähnliche Gestalt wie in Fig.1, weist aber außerdem eine
den Kugelkopf 2 durchsetzende zylindrische Bohrung 22 auf, die mit einer Metall-
oder Kunststoffhülse 22' ausgekleidet sein kann, damit der Kugelkopf längs eines
Führungsstiftes leichter gleiten kann.
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Der kegelstumpfförmige Teil des Verschlußstückes ist für den Druckausgleich
zwischen seiner Innen-und der Außenseite von Öffnungen 23 durchsetzt.
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Die Fig. 7 zeigt ein Ventil, das eine doppelte Kontrolle des Luftdurchtrittes
mit doppelseitiger Einstellung gestattet. Das Ventilgehäuse hat zwei mit Gewinde
versehene Öffnungen 24 und 25, zwei Schraubpfropfen 26 und 27 und einen Hohlraum
28 mit einer kegelstumpfförmig abgesetztenWandung29.
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Das Verschlußstück nach Fig. 5 wird gemäß Fig. 7 in das Ventilgehäuse
eingesetzt, wobei der Befestigungsflansch 4 in einem zwischen dem Gehäuse
und dem Pfropfen 27 vorgesehenen Sitz 30 festgehalten wird. Die Abdichtung des Pfropfens
26 besorgt ein Dichtungsring 31.
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Eine Spindel 32 kann sich mit ihrem Ende 33 an den Kugelkopf 2 derart
anlegen, daß sie den Hub des auf dem stiftartigen Fortsatz 34 lose gleitbaren Kugelkopfes
begrenzt.
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Eine ähnliche Spindel 35 begrenzt auch den Hub des Kugelkopfes
2 in der entgegengesetzten Richtung. Die Abdichtung der Spindeldurchführungen ist
durch übliche Wulstringe 36 und 37 gewährleistet. Die Spindeln. lassen sich mit
Bedienungsknöpfen 38 und 39 einstellen, die durch eine mittels eines Spannringes
41 festgehaltene Haube 40 abgedeckt sind:.
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Die Wirkungsweise eines derartigen Ventils ist folgende: Die beispielsweise
durch die Öffnung 24 eintretende Druckluft gelangt in den Hohlraum 28 und dringt
auch durch die Öffnungen 23 in die Ausnehmung 42 des verschlußstückes ein,
so daß dessen Kugelkopf 2, auf dem Führungsstift 34 gleitend, an die Öffnung 25
herangeschoben wird. Der Kugelkopf 2 wird in dieser Bewegung vom Teil 33 der Spindel
aufgehalten und läßt zwischen ihm und der Kegelfläche 29 einen Ringspalt für den
Durchtritt der Luft frei. Der Querschnitt dieses Ringspaltes kann durch Verstellung
der Spindel in dem einen oder anderen Sinne von der vollständigen Absperrung bis
zu einer bestimmten Öffnungsweite geändert werden.
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Wird nun angenommen, daß auf den vorstehend beschriebenen Luftkreis
ein entgegengesetzt gerichteter Kreis folgt,* dann verschiebt der Luftdruck
den Kopf 2 in der Richtung auf die Öffnung 24, wobei der der Luft
gebotene Durchlaß wieder vom Ringspalt zwischen dem Kugelkopf 2 und der kegligenWand
29 des Ventilgehäuses gebildet wird, jedoch ist in, diesem Falle der Querschnitt
dieses Luftspaltes durch die Spindel 35 begrenzt.
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Die Stromrichtung der Luft wird in Abhängigkeit von den jeweiligen
Durchsatzmengen und Druckunterschieden beistimmt.
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Die Fig. 8 zeigt ein Ventil mit demselben Verschlußstück und doppelter
Kontrolle des Luftdurch-
Jasses, doch ist diese nur in einer Richtung
einstellbar. Hierzu ist eine feste Anschlagfläche 43 an der Verschraubung 42 vorgesehen.
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Selbstverständlich kann der beschriebene Ventilkörper in jeder anderen
Weise zur Verwendung gelangen, im allgemeinen jedesmal, wenn. es sich um den Luftdurchtrtt
zwischen zwei Räumen mit unterschiedlichen Drücken handelt.