DE1600712C3 - Unterdruck-Entlastungsventil für Druckmittelsysteme - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil, das bei Unterschreiten eines vorbestimmten Druckmitteldruckes im angeschlossenen Druckmittelsystem öffnet, mit einem im Öffnungssinne durch eine Feder belasteten Absperrkörper, der als Differentialkolben ausgebildet 1st, dessen größere Kolbenfläche im Schließsinne und ,dessen kleinere Kolbenfläche im Öffnungssinne von dem im Druckmittelsystem herrschenden Druck beaufschlagt sind, wobei der der größeren Kolbenfläche zugeordnete Druckmittelraum mit dem der kleineren Kolbenfläche zugeordneten Druckmittelraum über einen Überströmkanal kleinen. Querschnittes druckmittelleitend verbunden sind.

Nach dem Stand der Technik (USA.-Patentschrift 590 838) ist die Verwendung eines derartigen Ventils zum Zwecke des Instrumentenschutzes bekannt. Und zwar wird dort das oben angegebene Ventil einem Druckmeßgerät vorgeschaltet, um zu verhindern, daß das Druckmeßgerät mit zu hohen Drücken beaufschlagt wird. Dem Einsatzzweck entsprechend schließt dieses Ventil, wenn in dem Druckmittelsystem der für das Meßgerät maximal zulässige Druck überschritten wird. Infolgedessen kann das Meßgerät nicht mit zu hohen Drücken beaufschlagt werden. Bei Absinken des Druckmitteldruckes in dem angeschlossenen Druckmittelsystem öffnet das Ventil wieder, sobald der für das Meßgerät maximal zulässige Druck unterschritten wird, d. h. wenn der Meßbereich des Meßgerätes wieder erreicht ist.

Die Erfindung befaßt sich jedoch nicht mit dem Instrumentenschutz, sondern mit dem Problem der Entlastung von Druckmittelsystemen. Allgemein und in vielfältiger Ausführung sind Überdruck-Entlastungsventile für Druckmittelsysteme bekannt, die bei Überschreiten eines bestimmten Druckes in dem Druckmittelsystem öffnen und so lange Druckmittel aus dem Druckmittelsystem abströmen lassen, bis in dem System der zulässige Druck wieder erreicht ist. Bei Erreichen dieses Druckes schließt dieses Überdruck-Entlastungsventil wieder.

Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber das Problem zugrunde, ein Druckmittelsystem zu entlasten, wenn der Druckmitteldruck unter einen bestimmten,, gegebenenfalls vorher einstellbaren Wert absinkt. Bei bestimmten Druckmittelsystemen ist es nämlich erforderlich, daß das System völlig vom Druckmitteldruck entlastet wird, wenn der Druckmitteldruck einen bestimmten Wert unterschreitet. Ein solches Druckmittelsystem kann beispielsweise das Bremssystem einer Schienenbahn sein, bei dem die Bremsbacken durch Druckmitteldruck in der Offenstellung gehalten werden, während bei Betätigung der Bremse die Bremsbacken durch Federkraft oder andere Energiespeicher gegen das Bremssystem gepreßt werden, nachdem das Druckmittelsystem ganz oder teilweise vom Druckmitteldruck entlastet worden ist. Sinkt in einem derartigen Druckmittelsystem der Druckmitteldruck infolge von kleinen Undichtigkeiten im System allmählich ab, so senken sich die Bremsbacken allmählich auf das Bremswiderlager ab, womit ein erhöhter und vorzeitiger Verschleiß der Bremsbacken verbunden ist. Falls die Bremse als Notbremse und nicht als Betriebsbremse verwendet wird, kann dieser allmähliehe Verschleiß der Bremsbacken im Laufe der Zeit dazu führen, daß die Bremsbacken unbemerkt völlig unbrauchbar werden, so daß die Notbremse im Falle einer Notbremsung nicht mehr greift. Wird ein derartiges Druckmittelsystem bei Unterschreiten eines bestimmten Minimaldruckes vollständig vom Druckmitteldruck entlastet, so spricht die Schienenbremse an und das Schienenfahrzeug kann nicht bewegt werden, bevor der Schaden im Bremssystem behoben ist. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Ventil anzugeben, das für den angegebenen Zweck geeignet ist und das angeschlossene Druckmittelsystem bei Unterschreiten eines vorbestimmten Druckmitteldruckes vollständig vom Druckmitteldruck entlastet.

Gegenstand der Erfindung ist ein Ventil, das bei Unterschreiten eines vorbestimmten Druckmitteldrukkes im angeschlossenen Druckmittelsystem öffnet, mit einem im öffnungssinrie durch eine Feder belasteten Absperrkörper, der als Differentialkolben ausgebildet ist, dessen größere Kolbenfläche im Schließsinne und dessen kleinere Kolbenfläche im Öffnungssinne von dem im Druckmittelsystem herrschenden Druck beaufschlagt sind, wobei der der größeren Kolbenfläche zugeordnete Druckmittelraum ,mit dem der kleineren Kolbenfläche zugeordneten Druckmittelraum über einen Überströmkanal kleinen Querschnittes druckmittelleitend verbunden ist und das Ventil gekennzeichnet ist durch die Anwendung al? Entlastungsventil, das das Druckmittelsystem bei Unterschreiten des vorbestimmten Druckes mi einem drucklosen Raum verbindet.

Das Unterdruck-Entlastungsventil gemäß der Er findung entlastet das angeschlossene Druckmittelsy stern, sobald der Druckmitteldruck in diesem Druck

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mittelsystem einen bestimmten vorher einstellbaren tend in Verbindung steht, so daß sich der Druckmit-Wert unterschritten hat. Ein allmähliches und über teldruck über den Abströmkanal 6 bis in den Raum 7 die Zeit unmerkliches Absinken des Druckmittel- fortpflanzen und auf die erheblich kleinere Kolbendruckes im Druckmittelsystem ist somit nicht mehr fläche 5 b auswirken kann. Auf dieser Kolbenfläche möglich. Durch das vollständige Zusammenbrechen 5 5b wirkt somit der Druckmitteldruck in Richtung Y. des Druckmitteldruckes in dem Druckmittelsystem Mit dem Bezugszeichen 8 a ist ein Ventilsitz bewird vielmehr eine unübersehbare Signalwirkung er- zeichnet, der mit dem Absperrkörper 5 dichtend zuzielt, sammenwirken kann.

Um das Druckmittelsystem erforderlichenfalls Der Absperrkörper 5 besitzt einen stangenförminach dem Ansprechen des Überdruck-Entlastungs- io gen oder stößelartigen Fortsatz 5 c, auf dem eine bei ventils gemäß der Erfindung ohne Schwierigkeiten der dargestellten Ausführungsform als Tellerfeder wieder mit Druckmittel anfüllen zu können, ist vor- ausgebildete Feder 8 angeordnet ist, die den Absperrgesehen, daß der Überströmkanal als Drosselkanal körper5 ebenfalls im Öffnungssinne, d.h. in Richausgebildet ist, wobei das Flächenverhältnis von der tung Y belastet. Mit 9 ist ein mit dem stangenförmigrößeren Kolbenfläche zur Querschnittsfläche des 15 gen Fortsatz 5 c fest verbundenes Widerlager für die Überströmkanals etwa 160 bis 120 :1 beträgt. Durch Feder 8 und mit 10 ein als Schraubstopfen ausgebildie Drosselwirkung des Überströmkanals wird be- detes in Richtung X bzw. Y verstellbares Widerlager wirkt, daß bei geöffnetem Ventil der Abströmwider- bezeichnet, mit dem die Vorspannung der Feder 8 stand verhältnismäßig groß ist, so daß bei Verwen- und damit der Öffnungsdruck des Absperrkörpers dung einer geeigneten Druckmittelpumpe zum 30 bzw. des Ventils verändert werden kann.
Wiederauffüllen des Druckmittelsystems sich in die- Das schraubstopfenförmige Widerlager 10 besitzt sem System ein zum Schließen des Ventils ausrei- eine zylinderförmige Ausnehmung 10 a, in welcher chender Druck aufbauen kann. der stangenförmige Fortsatz 5 c des Absperrkör-

Um erforderlichenfalls noch größere Abström- pers 5 beführt ist. Mit 11 ist ein Zylinderraum growiderstände herbeiführen zu können, ist die Quer- 25 ßen Durchmessers bezeichnet, an welchen eine Abschnittsfläche des Überströmkanals zweckmäßig ein- stromleitung 12 druckmittelleitend angeschlossen ist. stellbar ausgebildet. Die Wirkungsweise der aus der Zeichnung ersicht-

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des liehen Ausführungsfonn ist folgende:
Gegenstandes der Erfindung ist der Absperrkörper Der innerhalb eines unter Überdruck stehenden mit einem stangenförmigen Fortsatz versehen, der 30 Raumes oder Systems herrschende Druckmitteldruck zur Verlagerung der Feder sowie zur Führung des pflanzt sich durch die Bohrung 3 und den Zylinder-Absperrkörpers dient. raum 4 sowie die Abströmleitung 6 fort und beauf-

Eine beispielsweise Ausführungsfonn des Gegen- schlagt einerseits die große Kolbenfläche 5 α in Rich-

standes der Erfindung wird im folgenden an Hand tung X bzw. die erheblich kleinere Kolbenfläche Sb

der Zeichnung näher erläutert, in· der ein senkrechter 35 in Richtung Y. Hierdurch wird der Absperrkörper 5

Schnitt durch das Unterdruck-AbstrÖmventil gemäß in Richtung X mit einer verhältnismäßig großen Dif-

der Erfindung dargestellt ist. ferenzdruckkraft gegen den Ventilsitz 7 angepreßt.

Mit dem Bezugszeichen 1 ist insgesamt ein patro- Gleichzeitig wirkt auf den Absperrkörper 5 die

nenförmiges Gehäuse bezeichnet, das praktisch samt- Öffnungskraft der Feder 8 in Richtung Y, die auf den

liehe Einzelteile des erfindungsgemäß vorgeschlage- 40 jeweils zulässigen Minimaldruck innerhalb des zu

nen Ventils enthält und somit eine einbaufähige überwachenden Raumes oder Systems eingestellt ist.

kompakte Einheit bildet. Das patronenförmige Ge- Sinkt der Druckmitteldruck unterhalb eines Minimal-

häusel besteht aus den beiden Gehäuseabschnitten druckes, so hat dies infolge des erheblichen Unter-

1 α bzw. 1 b, die bei der aus der Zeichnung ersichtli- schiedes zwischen den Kolbenflächen 5 α bzw. 5 b

chen Ausführungsfonn mittels Gewinde 2 druckmit- 45 zur Folge, daß der Absperrkörper 5 durch die Fe-

teldicht miteinander verbunden sind. der 8 kurzzeitig, praktisch schlagartig, in Richtung Y,

An den Gehäuseabschnitt 1 b ist ein aus der Zeich- d. h. in Öffnungsstellung, bewegt wird, so daß das

nung nicht ersichtliches Druckmittelsystem oder ein Druckmittel über den Abströmkanal 6, den Raum 7

Druckraum, beispielsweise ein Bremssystem, über die bzw. 11 und die Abströmleitung 12 ausströmen

Bohrung 3 angeschlossen. Durch diese Bohrung 3 50 kann. Baut sich der Druckmitteldruck innerhalb des

pflanzt sich der Druckmitteldruck, der innerhalb des zu überwachenden Systems od. dgl. wieder über den

zu überwachenden Systems od. dgl. herrscht, bis in minimal zulässigen Druckmitteldruck auf, so wird

einen Zylinderraum 4 des Gehäuseabschnittes 1 b der Absperrkörper in Richtung X bewegt und gegen

fort, in welchem ein als Differentialkolben ausgebil- den Ventilsitz Sa gepreßt. Das Schließen des Ab-

deter Absperrkörper 5 längsverschieblich geführt ist. 55 sperrkörpers 5 nach Überschreiten eines Minimal-

Der Absperrkörper 5 besitzt eine große Kolbenfläche druckes trotz des gleichzeitigen Abfließens des

5 a, die durch den Druckmitteldruck beaufschlagt ist. Druckmittels wird dadurch ermöglicht, daß das Flä-

Wie die Zeichnung erkennen läßt, ist an den Zy- chenverhältnis zwischen Absperrkörper 5 und Ablinderraum 4 ein Abströmkanal 6 druckmittelleitend Strömkanal 6 bei der aus der Zeichnung ersichtlichen

angeschlossen, der mit einem Raum 7 druckmittellei- 60 Ausführungsfonn etwa 134:1 beträgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Ventil, das bei Unterschreiten eines vorbestimmten Druckmitteldruckes im angeschlossenen Druckmittelsystem öffnet, mit einem im Öffnungssinne durch eine Feder belasteten Absperrkörper, der als Differentialkolben ausgebildet ist, dessen größere Kolbenfläche im Schließsinne und dessen kleinere Kolbenfläche im Öffnungssinne von dem im Druckmittelsystem herrschenden Druck beaufschlagt sind, wobei der der größeren Kolbenfläche zugeordnete Druckmittelraum mit dem der kleineren Kolbenfläche zugeordneten Druckmittelraum über einen Überströmkanal kleinen Querschnittes druckmittelleitend verbunden ist, gekennzeichnet durch die Anwendung als Entlastungsventil, das das Druckmittelsystem bei Unterschreiten des vorbestimmten Druckes mit einem drucklosen Raum verbindet.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Überströmkanal (6) als Drosselkanal ausgebildet ist, wobei das Flächenverhältnis von der größeren Kolbenfläche (5 a) zur Querschnittsfläche des Überströmkanals (6) etwa 160 bis 120 :1 beträgt.

3. Ventil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche des Überströmkanals (6) einstellbar ist.

4. Ventil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Absperrkörper (5) mit einem stangenförmigen Fortsatz (5 c) versehen ist, der zur Verlagerung der Feder (8) sowie zur Führung des Absperrkörpers (5) dient.