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Selbsttätiges Absperrventil für die Zuleitung zum Arbeitszylinder
von druckluftbetätigten Anlagen.
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Es sind bereits selbsttätige Absperrventile bekannt, durch welche
eine Druckluftleitung bei Leitungsbruch abgedichtet wird. Diese arbeiten mit einem
Doppelkolbensystem gleichen Durchmessers mit Überströmung an den Kolbenmanschetten
o. a. und. Zuleitung der Luft in den zwischen den in Abstand voneinander stehenden
Kolben gebildeten Raum. Bei Bruch einer der von diesem Absperrorgan abgehenden Leitungen
wird der Doppelkolben gegen die zugehörige Austrittsbohrung des Gehäuses, diese
abschließend, gedrückt.
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Es hat sich nun gezeigt, daß dieses Absperrorgan zwar bei einem Rohrbruch
mit plötzlichem Druckabfall einigermaßen sicher anspricht, jedoch nicht bei geringfügigen
Undichtigkeiten mit schleichendem Druckabfall.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Absperrorgan zu schaffen,
welches bereits im Falle eines schleichenden Druckabfalles anspricht und die defekte,
nur unbedeutend beschädigte Leitung absperrt.
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Das Ventil nach der Erfindung kennzeichnet sich durch einen im Ventilgehäuse
gelagerten Differentialkolben, dessen grössere Kolbenfläche unter dem Druck in der
Zuleitung zum Arbeitszylinder und dessen kleinere Kolbenfläche entgegengesetzt gerichtet
unter dem Druck der Eintrittsluft steht und der einen zentralen Ansatz mit Durchtrittskanälen
besitzt, der in einem in das Ventilgehäuse hineinragenden Gehäusehals dicht ist,
wobei der Gehäusehals die Kammer für den kleineren Kolben bildet, die durch eine
Durchbohrung im Gehäusehals mit der Lufteintrittskammer verbunden ist, und des weiteren
durch ein von dem Ansatz kraftschlüssig gesteuertes Ventilsystem, von dem das eine
Ventil den Durchtritt von der Lufteintrittskammer zu einer im zweiten Ventil vorgesehenen
Zwischenkammer steuert, die ständig in Verbindung mit der zentralen Bohrung
| des Ansatzes"des Differentialkolbens und damit mit der Zulei- |
| tung zum Arbeitszylinder hat, während das zweite Ventil einen |
| größeren unmittelbaren Durchlaß zwischen Lufteintrittskammer |
| und Arbeitszylinderzuleitung steuert, wobei das erste Ventil |
| dem zweiten Ventil voreilend durch den Ealsansatz betätigt |
| wird. |
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines selbsttätigen Absperrorganes
nach der Erfindung im Längsschnitt dargestellt : Das Gehäuse 1 besitzt einen Gehäusedeckel
18, in welchem eine Bohrung 4 zum Anschluß der Zuleitung zu dem Arbeitszylinder
vorgesehen ist. In das Gehäuse zentral hinein faßt von der gegenüberliegenden Seite
her der Halsteil 9. Den Abschluß des Gehäuses an diesem Stirnende bildet eine Kappe
19 mit dem Anschluß 6 für die Eintrittsluft. Im Gehäuse 1 und im Deckel 18 ist der
Differentialkolben 2 gelagert, dessen größere Kolbenfläche 3 von der durch die Zuelitung
4 zum Arbeitszylinder strömende Luft beaufschlagt wird. Die kleinere Kolbenfläche
5 arbeitet in der Kammer 10 zwischen Aussengehäusewandung 1 und Halsteilwandung
9.
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Der Differentialkolben 2 besitzt einen zentralen Ansatz 7, der sich
in einer entsprechenden Bohrung des halsteils 9 dichtend führt. Der Ansatz 7 hat
eine zentrale Bohrung, die in mehreren Durchtrittskanälen 8 ausläuft, so daß in
der Mitte des freien Stirnquerschnittes des Ansatzes 7 eine Anschlagfläche 20 gebildet
ist.
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In den Halsteil 9 ist an dem nach der Kappe 19 zu liegenden Ende eine
größere Bohrung vorgesehen, die die Eintrittskammer 12 bildet. Diese-Bohrung setzt
sich mit einem kleineren Durchmesser in dem Halsteil 9 fort. In dieser Bohrung ist
ein
Ventilkörper 14 gelagert und in diesem zentral der Schaftteil
21 des Ventiles 13. Dieses Ventil 13 arbeitet mit dem Stirnende 22 des Ventiles
14 zusammen und schließt bzw. öffnet den Durchtritt von der Eintrittskammer 12 zu
der Zwischen-Kammer 15, die in dem Ventklkörper 14 vorgesehen ist. Diese Zwischenkammer
15 steht über die Bohrung 16 und dem anschließenden Kanal 23 im Ventilkörper 14
mit den Kanälen 8 und der zentralen Bohrung im Ansatz 7 des Differentialkolbens
2 in Verbindung und somit auch mit der Leitung 4 nach dem Arbeitszylinder hin. Der
Schaft 21 des Ventils 13 ist länger als der Abstand der Stirnfläche, 24 des Ventilkörpers
14 von seiner Sitzfläche 22, so daß bei der'kraftschlüssigen Betätigung des Ventilsystems
aus den Ventilen 13 und 14 steht zuerst das Ventil 13 durch Anlage an der Fläche
20 betätigt wird und nachfolgend das Ventil 14 durch Anschlag der Fläche 20 an der
Stirnfläche 24 des Ventilkörpers 14.
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Zwischen der Eintrittskammer 12 und der Kammer 10, in welcher der
kleinere Kolben 5 des Differentialkolbens 2 arbeitet, ist eine ständige Verbindung
durch eine verhältnsmäßig dünne Bohrung 11 vorhanden.
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Der Differentialkolben 2 steht unter dem Einfluß der Feder 25, die
ihn in Richtung nach dem Deckel 18 hin zu verstellen sucht, gegen den Druck der
Feder 26, die lediglich als Rückholfeder dient. Die Federn 27 und 28 sind Rückholfedern
für die beiden Ventile 14 und 13.
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Die Wirkungsweise des selbstätigen Absperrorgans nach der Erfindung
sei nachstehend für den Fall, daß dieses Ventil in einem Druckluftbremskreis einer
Fahrzeugbremsanlage eingeschaltet ist, beschrieben : Vom Bremsventil der Fahrzeugbremse
strömt die Druckluft durch den Anschluß 6 über die geöffnete Ventilkammer 15 des
Ventiles 13 durch die Bohrung 16 des Ventilkörpers 14. Gleichzeitig strömt Druckluft
durch die verhältnismäßig dünne Bohrung 11 in die Kammer 10. Die durch die Bohrung
16 einströmende Luft gelangt durch den Kanal 23 über die Durchtrittskanäle 8 des
Differentialkolbens 2 unter denselben und durch den Anschluß 4 in den Bremszylinder.
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Bei dichten Leitungen ab Anschluß 4 baut sich nunmehr auf den Flächen
3 und 5 des Differentialkolbens 2 ein gleichmäßiger Druck auf. Durch die Anordnung
der größeren Kolbenfläche 3 wirkt die Kraft des Kolbens in Richtung der vorgespannten
und abgestützten Feder 25 und drückt diese weiter zusammen. Gleichzeitig wird durch
das Wandern des Kolbens 2, durch dessen Ansatz 7 der Ventilschaft 21 des Ventils
13 und anschliessend
der Ventilkörper 14 gegen""die-Ventilfeder 27 von seinem Sitz 18 abgehoben, so daß
die Bremsluft ungehindert durch den vergrößerten Querschnitt zum Anschluß 4 durchschlagen
kann.
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Beim Lösen der Bremse kann die Druckluft den umgekehrten Weg vom Anschluß
4 zum Anschluß 6 ungehindert durchströmen.
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Die Feder 25 schiebt den Kolben 2 gegen die vorgespannte Feder 26
in die Ausgangsstellung zurück.
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Bei Rohrbruch innerhalb einer Bremsung wird die Kammer vor der größeren
Kolbenfläche 3 des Differentialkolbens 2 über den Anschlußstutzen 4 mehr oder weniger
schnell entlüftet. Der auf der kleineren Fläche 5 des Differentialkolbens 2 wirkende
Druck kann durch die verhältnismäßig dünne Bohrung 11 nur vermindert abströmen,
und wird durch die Druckverminderung in der Kammer vor der größeren Kolbenfläche
3 ein Verschieben des Kolbens in Richtung der Feder 26 eintreten. Die Kolbenfläche
3 wandert bis auf Anschlag des Deckels 18. Dadurch werden nacheinander die Ventile
14 und 13 ihren Dichtsitz schliessen. Der defekte Bremskreis ist somit abgeschlossen.
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Nach dem Lösen der Bremse schiebt die Feder 26 den Differentialkolben
2 in seine Ausgangsstellung zurück, so daß dieser mit der Stirnseite der Führung
vor der größeren Kolbenfläche 3 gegen den Federteller der Feder 15 anschlägt und
der Dichtsitz 22 des Ventiles 13 geöffnet ist.
Bei bereits bestehendem Rohrbruch und einsetzender Bremsung kann unter der größeren
Kolbenfläche 3 des Differentialkolbens 2 kein Druckaufbau entstehen. Demzufolge
wird die in die Kammer 12 einströmende Druckluft über die eingeengte Bohrung 11
in die Kammer 10 eindringen und den Kolben 2 in Richtung gegen
die
Feder 26 verschieben. Dadurch gibt der Zapfen 7 des Kolbens 2 den Schaftteil 21
des Ventils 13 frei und dieses schließt seinen Dichtsitz.
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Die oben beschriebene Funktion tritt dann ein, wenn in der Bremsanlage
ab Anschluß 4 ein größeres Leck vorhanden ist als die Bohrung 16 des Ventilkörpers
14 an Druckluft durchströmen läßt oder sich in der Kammer 12 eine größere Kraft
aus Druck in der Kammer 10 multipliziert mit der kleineren Fläche 5 des Differentialkolbens
2 bilden kann, als die Federkraft der Feder 26 dem Kolben 2 entgegenwirkt.
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