DE1920264U - Ventil. - Google Patents

Description

ZWDIX ^TiSTINGHOTjCi₃ ,vtJTOEOIIYE Il Jl ΒΕλΚΕ CO., Elyria/Ohio,

901 Clevel-nd Street, USa,

Yentil.

Pie Neuerung "bezieht sich --uf ein auf Druck ansprechendes Ventil mit einem druckempfindlichen Element, das gegeneinander wirkenden Eräften von einer "Federanordnung und dem Druck in einer Binl^c ■-'<; ^mer ausgesetzt ist und über einen vorbestimmten Abstand von. einem .-'nschlng verschoben wird, damit ein normalerweise geschlossenes Yentil geöffnet und damit die Einl^ßkammer mit einer :■'usl°ßkammer verbunden wird, wobei das normalerweise geschlossene Yentil eten stößel aufweist, der gleitend in einem in dem auf Drucl··- ----nsOrechenden Element angeordneten Käfig befestigt ist und stets dem Druck in der Einlaßkemmer ausgesetzt ist.

Derartige Ventile weisen üblicherweise ein Gehäuse mit einem f edervorges"o^C;nnten, auf Druck ansprechenden Bauteil auf, das dem Einlaßdruck ausgesetzt ist und ein Ventilglied aufnimmt, d'r's normalerweise eine :iuslρßöffnung verschließt. Wenn der

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zum Schreiben vom

Dfpl.-rng. Affons Wasmeier _η

Einlaßdruck einen vorbestimmten Pegel über der Federbelastung auf dem auf Druck ansprechenden Bauteil übersteigt, wird letzteres gegen die Federbelastung verschoben, damit das Ventilglied öffnet und die Auslaßöffnung mit der Einlaßöffnung verbindet. Derartige Ventile sind bisher so ausgebildet worden, d^ß das Ventilglied sta.rr mit dem auf Druck ansprechenden Bauteil verbunden ist; wenn das letztere in der Ventilschließstellung steht, wird die volle Kraft der Feder, die auf das auf Druck ansprechende Bauteil einwirkt, auch auf das Ventilglied ausgeübt, so daß das Ventilmaterial, z.B. Gummi oder eine andere nachgiebige Substanz, durch die volle Kraftwirkung der Feder gegen den Ventilsitz gepreßt wird. Dieses Pressen schadet dem Ventilmaterial und führt zu einer baldigen Zerstörung und infolgedessen zu einer fehlerhaften Arbeitsweise des Ventiles.

Ziel der Neuerung ist ein Ventil der oben beschriebenen Art, das eine Vorrichtung enthält, um die vorerwähnte Schwierigkeit zu vermeiden. Insbesondere soll ein federvorgespanntes Druckansprechventil angegeben werden, bei dera die Federkraft, die auf das Druckansprechbauteil ausgeübt wird, zu keinem Zeitpunkt nuf das Ventil element einwirkt.

Weiter ist es Ziel der Neuerung, die Kraft zwischen dem Ventilelement und seinem Ritz auf eine·" ^Kert zu beschränken, der gleich dem Wert der Kraft der Ventilfeder plus der Differentialkraft am Ventilsitz ist, wenn d°s Ventil unter Druck steht und ^aufsitzt.

Gemäß der Neuerung wird vorgeschlagen, eire Vorrichtung vorzusehen, die eine Ausrichtung des Ventilelementes gegenüber dem Ventilsitz gewährleistet, und die ein Bauteil r-ufweist. das

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^D*P'-ing. Affons

von dem Ventilelement aufgenommen wird und gleitend mit der Wandung der Einlaßkammer zusammenwirkt.

Nach einer bevorzugten .Ausführungsform der Neuerung weist d^s Ventilelement ein kugelförmiges, nachgiebiges Bauteil und einen mit dem Stößel befestigten inneren Kern auf, und d^cs Bauteil, das von dem Ventilelement aufgenommen wird, wirkt mit dem oberen Teil des nachgiebigen Bauteiles und dem unteren Teil des Stößels zusammen.

Die Hauptanwendung für eine derartige Ventilanordnung besteht darin, d~ß eine Druckraediumhauptouelle für ein Bremssystem geschlitzt wird. Eine solche Ventilanordnung dient auch zur Isoliea? rung einer Druckmittelhilfsquelle von der Hauptquelle unterhalb eines vorbestimmten Einstelldruckes und damit als Schutz- oder Überströmventil.

Die Neuerung wird nachstehend in Verbindung mit der Zeichnung erläutert, die eine einzige "Figur umfa.ßt, welche einen senkrechten Schnitt durch ein Druckschutzventil gemäß der Neuerung darstellt.

]>s in der Figur gezeigte Ventil weist ein Gehäuse 10 mit einer Einlaßöffnung 12 auf, die mit einer Druckmittelquelle verbunden ist, ferner eine Auslaßöffnung 14, die mit einer Druckmittelhilfsquelle oder mit der Atmosphäre verbunden sein kann. Zwischar den Einlaß- und ^uslaßöffnungen ist ein Ventilsitz 16 ausgebildet, der durch ein Ventilelement 18 gesteuert wird, das eine Kugel ¹US gummiartigem Material darstellen kann, das über den vergrößerten Kopf eines Ventilkernes 20 gezogen ist, welcher

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. I.fi.fiq W/Hb Tl R6 080/47g Ghm

aus einem Stück mit einem Ventilstößel 22 be slant, der seinerseits am oberen Ende einen sich in seitlicher Richtung erstreckenden, vergrößerten zylindrischen Kopf 24 aufweist. Der Stößel 22 greift frei durch eine Öffnung 26 in einer unteren, mit verringertem Durchmesser ausgebildeten Verlängerung 28 eines Druckansprechkolbens 30, wobei der Kopf 24 gleitend in einer zylindrischen Aussparung 32 in der Verlängerung 28 gehalten ist.

Der Raum 32 weist eine untere Wandung 33 auf, die unterhalb der unteren Fläche des Kopfes 24 im Abstand angeordnet und am oberen Ende durch einen druckmitteldichten Abschlußteil 34 abgedichtet ist, der ein zylindrisches ^Element 36 enthält, das oberhalb der oberen Fläche des Kopfes 24 im Abstand angeordnet und im oberen Ende des Raumes 32 aufgenommen ist. Das Element 36 ist mit einer Ringnut versehen, in der ein U-Ring 38 aufgenommen wird, welcher abdichtend in die ringförmige Oberfläche der Nut und die Seitenwandung des Raumes 32 eingreift. Aus einem Stück mit dem oberen Ende des Abschlußteiles 34 ist eine vergrößerte kreisförmige Scheibe 40 ausgebildet, die dazu dient, den Teil 34 in der gezeigten Stellung zu halten sowie einen unteren Sitz für eine Regulierfed er 42 zu ergeben. In einem vergrößerten Raum 44 im Kolben 30 wird das obere Ende der Feder 42 aufgenommen, die en der unteren Fläche einer umgekehrten, becherförmigen Regulierkappe 46 anliegt, welche einstellbar mit dem oberen Ende des Gehäuses 10 verschra.ubt ist und in ihrer Stellung durch eine entsprechende, nicht dargestellte Gegenmutter gesperrt wird. Eine senkrechte Nut 48 kann an der Innenfläche der K^ppe 46 vorgesehen sein, damit

sch
ein Einließen von atmosphärischer Luft oberhalb des Kolbens

30 verhindert wird.

■is

Dipl.-lng. Alfons Wasmeier

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Der Kolben 30 wird gleitend in einer Bohrung 50 am oberen •■Ende des Gehäuses aufgenommen, wobei eine Schulter 52 zwischen der Bohrung 50 und einer zweiten Bohrung 53 kleineren Durchmessers vorgesehen ist, die die Verlängerung 28 des Kolbens gleitend aufnimmt. Das obere Ende der Verlängerung 28 reicht zum Teil in die vergrößerte Bohrung 50, wo sie einen O-Ring 54 aufnimmt, der abdichtend zwischen der äußeren Oberfläche der Verlängerung 28 und der inneren Oberfläche der Bohrung 50 zusammengedrückt wird, so daß der Durchfluß von Druckmedium von der Einlaßbohrung 12 zur oberen Seite des Kolbens 30 verhindert wird. Der Druck aus der Einla,ßbohrung 12 fließt frei zu der unteren Oberfläche des O-Ringes 54, und zwar über eine senkrechte Bohrung 55, die in der Seitenwaridung des Raumes 53 ausgebildet ist.

G-emäß der Neuerung ist der untere Teil 56 der kleineren Bohrung 53 mit einem verringerten Durchmesser ausgerbildet, damit eine abgeschrägte Schulter 58 entsteht, die bei der in der Zeichnung gezeigten Stellung von der abgeschrägten unteren Kante 60 der Kolbenverlängerung 28 erfaßt wird. Die Schulter 58 ergibt einen Anschlag für den Kolben 30 und verfindert positiv, daß der Kolben bis unter eine von dem Anschlag bestimmte Stellung nach abwärts bewegt wird.

Wenn die Teile des Ventiles die geschlossene Stellung nach der Zeichnung einnehmen, sind die Abmessungen des Hohlraumes 32 in der Kolbenverlängerung 28 sowie des Stößels 22 und des Kopfes 24 des Ventilelementes so auf die Stellung der Schulter 28 bezogen, daß der Kopf 24 außer Eingriff mit der unteren Wandung 33 des Raumes 32 oder der unteren Oberfläche des Abschlußbauteiles 34 kommt, wodurch eine Hilfsfederanordnung

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erforderlich ist, um das Ventilelement in die geschlossene Stellung zu drücken. Soweit der Einlaßdruck, der in entgegengesetzter Richtung auf die Ventilelementanordnung wirkt, weitgehend ausgeglichen oder in Ventilschließrichtung größer ist, wenn das Element 18 mit dem Sitz 16 in Eingriff kommt, kann die Hilfsfederanordnung, die das Ventil in die Schließstellung drückt, lediglich eine sehr leichte Feder 62 aufweisen, die den Stößel 22 umgibt und zwischen die untere Oberfläche der Verlängerung 28 und eine Federaufnehme 64 eingesetzt wird, die mit der
oberen Fläche des Elementes 18 in Eingriff kommt. Die untere
Fläche der Verlängerung 28 weist einen zylindrischen Ansatz 66 auf, der als Führung für das obere Ende der Feder 62 dient.

Wenn im Betrieb die Teile des Ventiles zusammengebaut worden
sind, wird die Regulierkappe 46 na.ch unten geschraubt, so daß sie ^uf die Regulierfeder 42 so sta.rk drückt, daß der gewünschte Ventilöffnungsdruck entsteht. Soweit die untere Kante 60 der
Eolbenverlärgerung 28 positiv in Eingriff mit der Schulter 58 steht, ist mit lusPFhne der Feder 42 keine Verschiebung zwischen irgendwelchen Teilen des Ventiles vorhanden, unabhärgLg davon, wie weit die Feder 42 zusammengedrückt wird. Es sei nun angenommen, daß der Einlaßdruck einen vorbestimmten Wert über die Kraftwirkung der Regulierfeder 42 hina.us übersteigt, so daß
der Druck, der r.uf die untere Seite des O-Ringes 54 und die
übrigen nicht abgeglichenen Flächen des Kolbenelementes 30
wirkt, den Kolben nach unten zu verschieben beginnt. In diesem Stadium bleibt das Ventilelement 18 geschlossen, weil die
Kraft der leichten Feder 62 plus dem nicht abgeglichenen Druck des Ventilelement in der geschlossenen Stellung halten. Wenn

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Dipl.-Ing. Alfons Wasmeier //

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der Kolben 30 sich weiter nech oben bewegt, erreicht er eine "Stelle, an der der Abstand zwischen, der unteren Flache des Kopfes 24 und der unteren Wandung 33 des Raumes 32 aufgehoben wird, wobei dann der Kopf von der unteren Wandung angehoben und das Ventil in die Offenstellung verschoben wird, während die Einlaßöffnung mit der AuslaßÖffnung in Verbindung kommt. Tritt dieser Fall ein, beginnt der Druck nachzulassen und bei einem Druck kleiner als dem öffnungsdruck (aufgrund der addierten Fläche des Ventilsitzes) beginnt der Kolben unter dem Einfluß der Feder 42 zurückzukehren, bis das Ventilelement 18 auf dem Ventilsitz 16 aufliegt und einen weiteren Strom von der Einlaß- zur Auslaßöffnung abschaltet. Das Ventil nimmt nunmehr seinen überla.ppten oder abgeglichenen Zustand ein. Jede weitere Erhöhung des Einlaßdruckes bewirkt, daß das Ventil 18 den Sitz 16 verläßt und ein Übers trö/^men von zusätzlichem Druck zur Auslaßöffnung ermöglicht. Dieser vergrößerte Druck drückt die Feder 42 jedoch weiter zusammen und bei einer Erhöhung des Einlaßdruckes wird das Ventil 18 von der kritischen überlappt en Stellung so verschoben, da.ß eine freie Verbindung zwischen dem Einlaß und dem Auslaß erhalten wird und beide Drücke sich gleichzeitig bis auf den maximalen Einlaßdruck vergrößern.

Bei Verwendung von Luft geht sowohl der Auslaß- als auch, der Einlaßdruck gleichförmig aufgrund der nicht beschränkten Verbindung zwischen den Öffnungen zurück. Wenn der Druck im Einlaß auf den vorbestimmten Öffnungsdruck zurückgeht, nähert sich das Ventil 18 dem Sitz 16 oder der überlappten bzw. abgeglichenen Stellung. Nimmt man dabei an, daß der Druckfall das Ergebnis der zu hohen luftentnahme auf der stromabwärts

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1.6.65 W/He B 56 0B0/A7_g flbrri

liegenden bzw. Auslaßseite der Einheit ist, dichtet das Ventil 18 gegen den Sitz 16 ab, damit ein weiterer Druckverlust an der stromaufwärts liegenden bzw. Einlaßseite des Ventiles verhindert wird, welches die Seite des Systems ist, die geschützt werden soll. Wenn der zu hohe Druckfall jedoch da.s Ergebnis von Zuständen ist, die in der stromaufwärt oder Einlaßseite der Einheit auftreten, wird der Druck aus dem Auslaß evtl. verhältnismäßig größer als der des Einlasses und gelangt durch das Ventil 18, damit der Einlaßdruck ergänzt wird, und nimmt mit diesem ab, wobei er ihn aber um einen Druck verzögert, der äquivalent dem Differentialdruck am Ventilsitz 16 ist, und ferner um einen Druck, der äquivalent der Feder 62 ist.

Wenn die Belastung der Feder 42 die Druckkraft auf den Kolben 30 übersteigt, kommt die Schulter 60 an der Schulter 58 zur Ruhe, wie in der Figur gezeigt. Bei einem weiteren Druckabfall berührt das Einlaßventil 18 unter Umständen den Ventilsitz 16 und bei Atmosphärendruck wird im Einlaß ein Druck, der etwa, äquivalent der Feder 62 ist, im Auslaß eingeschlossen.

Aus Vorstehendem ergibt sich, da.ß unter keinen Bedingungen die Belastung auf das Ventil 18 die Kraft der Feder 62 plus dem Druckunterschied'sam Ventilsitz multipliziert mit der Fläche übersteigt.

Die gezeigte und beschriebem-Leergangverbindung weist einen vergrößerten Kopf auf, der in einem Raum auf der Druckseite des Druckansprechelementes untergebracht ist, es kann jedoch eine beliebige andere Leerganganordnung anstelle-der im Ausf&hrungsbäspiel gezeigten verwendet werden, die anstelle eines Ra.umes 32 eine beliebige andere Anordnung verwenden kann, bei der ein

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von dem Ventilelement getragener Teil normalerweise im Abstand, jedoch im Bewegungsverlauf eines zweiten Teiles angeordnet ist, der von dem Druckaufnahmekolben aufgenommen wird, und der mit dem Ventilelementteil zusammenwirkt, um das Ventil element vom Sitz abzuheben, nachdem der Kolben von der Anschlagvorrichtung, die durch die Schulter 58 ausgebildet ist, wegbewegt wurde. Anstelle der im AusführungsbeispielJ/Öargestellten Anschlagmittel können auch beliebige andere Anschlagvorrichtungen verwendet werden.

Claims (2)

Schutzansprüche :

1. Auf Druck ansprechendes Ventil mit einem druckempfindlichen Element, das gegeneinander wirkenden Kräften von einer Federanordnung und dem Druck in einer Einlaßkammer ausgesetzt ist und über einen vorbestimmten Abstand von einem Anschlag verschoben wird, damit ein normalerweise geschlossenes Ventil geöffnet und damit die Einlaßkammer mit einer Auslaßkammer verbunden wird, wobei das normalerweise geschlossene Ventil einen Stößel aufweist, der gleitend in einem in dem auf Druck ansprechenden Element angeordneten Käfig befestigt ist und stets dem Druck in der Einla.ßkammer ausgesetzt ist, da.durch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung vorgesehen ist, die eine Ausrichtung des Ventilelementes (18) gegenüber dem Ventilsitz gewährleistet, und die ein Bauteil (64) aufweist, das von dem Ventilelement (18) aufgenommen wird und gleitend mit der Wandung (56) der Einlaßkammer zusammenwirkt.

2. Auf Druck ansprechendes Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (18) ein kugelförmiges, nachgiebiges Bauteil (64) und einen mit dem Stößel (22) befestigten inneren Kern (20) aufweist, und daß das Bauteil (64), das von dem Ventilelement (18) aufgenommen wird, mit dem oberen Teil des nachgiebigen Bauteiles (64) und dem unteren Teil des Stößels (22) zusammenwirkt.

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