DE19626323A1

DE19626323A1 - Sicherheitsventileinrichtung

Info

Publication number: DE19626323A1
Application number: DE1996126323
Authority: DE
Inventors: Bernd Kiel; Heinz-Werner Koenig; Frank-Dietmar Lippelt
Original assignee: Wabco GmbH
Current assignee: ZF CV Systems Hannover GmbH
Priority date: 1996-07-01
Filing date: 1996-07-01
Publication date: 1998-01-08
Anticipated expiration: 2016-07-02
Also published as: DE19626323B4; DE19626323C5

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsventileinrich tung für eine mit Druckmittel arbeitende Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der EP 0 357 420 B1 ist eine derartige Sicherheits ventileinrichtung bekannt.

Die bekannte Sicherheitsventileinrichtung besitzt ein Gehäuse mit einem Druckmitteleingang und einem Druck mittelausgang. Der Druckmitteleingang und der Druckmit telausgang sind über ein Ventil, welches aus einem Ven tilsitz und einem relativ zu diesem bewegbaren Ventil schließglied besteht, miteinander verbindbar bzw. ge geneinander absperrbar. Das Ventilschließglied wird von einer Feder in einer ersten Endlage, in welcher das Ventil geschlossen ist, gehalten und gelangt von seiner ersten Endlage in eine zweite Endlage, in welcher das Ventil geöffnet ist, wenn die Kraft des das Ventil schließglied beaufschlagenden Druckmittels die entge gengerichtet auf das Ventilschließglied einwirkende Kraft der Feder überwindet.

Bei einer derartigen Sicherheitsventileinrichtung er folgt der Öffnungsvorgang des Ventils schleichend, d. h., das Ventilschließglied wird von dem sich im Druckmitteleingang aufbauenden Druck relativ langsam vom Ventilsitz weg, in Öffnungsrichtung des Ventils ge drückt. Da es passieren kann, daß der Druck nicht so weit ansteigt, daß er das Ventilschließglied vollstän dig in die Offenstellung des Ventils zu bringen vermag, so daß nur ein kleiner Spalt zwischen Ventilsitz und Ventilschließglied gebildet wird, kann eine schlei chende Undichtigkeit am Ventil entstehen. Wird eine solche Sicherheitsventileinrichtung in einer einen Kom pressor enthaltenden Druckluftbeschaffungsanlage einge setzt, kann die Undichtigkeit zu Verkokungen am Ventil sitz und somit zu Störungen an der Sicherheitsventil einrichtung führen. Verkokungen am Ventilsitz entstehen z. B. durch Ablagerung von in der Druckluft befind lichen Ölkohlepartikeln.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheitsventileinrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei welcher sichergestellt ist, daß das Ventil schnell und vollständig in seine Offenstellung gebracht wird, wenn ein bestimmter Druck überschritten wird.

Diese Aufgabe wird mit der im Patentanspruch 1 angege benen Erfindung gelöst. Weiterbildungen und vorteil hafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Un teransprüchen angegeben.

Die Erfindung bietet insbesondere den Vorteil, daß das Ventilschließglied bei einem Anstieg des Druckes auf einen vorbestimmten Wert schlagartig in die Offenstel lung des Ventils der Sicherheitsventileinrichtung ge bracht wird.

Dadurch, daß zusätzlich zum Hauptventil ein Hilfsventil vorgesehen ist, dessen Ventilschließglied mit dem Ven tilschließglied des Hauptventils wirkverbunden ist, und dadurch, daß von einem Teil des Ventilschließgliedes des Hilfsventils und/oder von einem Teil des Ventil schließgliedes des Hauptventils eine in Öffnungsrich tung des Hauptventils wirkende zusätzliche Wirkfläche für das Ventilschließglied des Hauptventils gebildet wird, welche erst dann vom Druckmittel in Öffnungsrich tung des Hauptventils und des Hilfsventils beaufschlagt wird, wenn das Ventilschließglied des Hauptventils von seinem Ventilsitz abgehoben wird, vergrößert sich auch erst dann die vom Druckmittel beaufschlagte Wirkfläche des Ventilschließgliedes des Hauptventils. Das bedeu tet, daß durch die erste Wirkfläche der Öffnungsdruck für das Hauptventil festgelegt ist und durch das Zu schalten der zweiten und gegebenenfalls dritten Wirkfläche beim Öffnungsvorgang des Hauptventils die auf das Ventilschließglied einwirkende Kraft des Druck mittels vergrößert wird, wodurch auch der Öffnungsvor gang des Hauptventils beschleunigt wird.

Diese positive Wirkung kann noch dadurch verbessert werden, daß, wie im Patentanspruch 2 angegeben ist, zwischen dem Hauptventil und dem Hilfsventil der Si cherheitsventileinrichtung eine Drossel angeordnet ist, die bei geöffnetem Hauptventil den abfließenden Druck mittelstrom drosselt, wobei sich der Durchlaßquer schnitt mit zunehmenden Öffnungshub des Ventilschließ gliedes des Hauptventils vergrößert.

Vorteilhafterweise ist der Stößel auf seiner dem Ven tilschließglied des Hauptventils zugeordneten Seite ballig ausgebildet, so daß die von der Feder über den Stößel auf das Ventilschließglied ausgeübte Kraft sich gleichmäßig verteilt und am Ventilschließglied kein Kippmoment entsteht.

Anhand der Zeichnung werden nachfolgend zwei Ausfüh rungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Sicherheitsventileinrichtung mit Haupt ventil und Hilfsventil und

Fig. 2 einen Ausschnitt der in Fig. 1 gezeigten Si cherheitsventileinrichtung, bei welcher das dem Ventilschließglied des Hauptventils zuge wandte Ende des Stößels ballig ausgebildet ist.

In Fig. 1 ist eine Sicherheitsventileinrichtung darge stellt, die ein rohrförmiges Gehäuse (1) besitzt, wel ches an seiner einen Stirnseite einen Boden (27) mit einem sich nach außen, vom Boden (27) weg erstreckenden Gehäusefortsatz (23) aufweist. Der Boden (27) und der Gehäusefortsatz (23) sind von einer in Richtung der Längsachse des Gehäuses (1) verlaufenden Durchgangsöff nung durchdrungen, die als Druckmitteleingangskammer (24) für ein Hauptventil (22, 21) der Sicherheitsven tileinrichtung dient. Die Druckmitteleingangskammer (24) dient bei dieser Sicherheitsventileinrichtung gleichzeitig als Druckmitteleingang. Auf der dem Ge häuseinnenraum zugewandten Seite des Bodens (27) ist ein sich auf den Gehäuseinnenraum zu erstreckender ringförmiger Vorsprung angeordnet, der den an den Ge häuseinnenraum angrenzenden Bereich der Durchgangsöff nung begrenzt und als Ventilsitz (22) für das Hauptven til (22, 21) dient.

Im Gehäuse (1) ist ein topfförmig ausgebildetes Ventil schließglied (21) für das Hauptventil (22, 21) in Rich tung der Längsachse des Gehäuses (1) auf den Ventilsitz (22) zu bzw. von diesem weg bewegbar angeordnet. Das Ventilschließglied (21) besitzt mehrere an seiner äuße ren Mantelfläche angeordnete, sich radial nach außen, von der Mantelfläche weg erstreckende rippenartige Vor sprünge (20 und 2), die in Richtung der Längsachse des Gehäuses (1) verlaufen. Mit den rippenartigen Vorsprün gen (20, 2), die vorzugsweise in gleichem Abstand zu einander auf dem Umfang des Ventilschließgliedes (21) angeordnet sind, kontaktiert das Ventilschließglied (21) eine den Gehäuseinnenraum begrenzende Wand (3) des Gehäuses (1). Die rippenartigen Vorsprünge (20, 2) die nen somit im Zusammenwirken mit der Wand (3) einerseits als Führung für das Ventilschließglied (21) und ande rerseits als Begrenzung für Kanäle, durch welche bei geöffnetem Hauptventil (22, 21) Druckmittel von der Druckmitteleingangskammer (24) zu einer im Gehäuse (1) angeordneten Druckmittelausgangskammer (17) der Sicher heitsventileinrichtung strömt.

Das topfförmige Ventilschließglied (21) weist mit sei ner offenen Seite vom Boden (27) des Gehäuses (1) weg in Richtung auf die dem Boden (27) gegenüberliegende Seite des Gehäuses (1) zu. In das topfförmige Ventil schließglied (21) ist ein abgestufter Stößel (16) mit seinem einen Ende eingetaucht. Der Stößel (16) besitzt an seinem im Ventilschließglied (21) gelegenen Ende ei nen mit dem Stößel (16) einstückig ausgebildeten plat tenartigen Bereich (19), auf welchem das Ventilschließ glied (21) mit seiner dem Ventilsitz (22) abgewandten Seite aufliegt. Das Ventilschließglied (21) ist über den plattenartigen Bereich (19) so mit dem Stößel (16) wirkverbunden, daß es beim Öffnungsvorgang des Haupt ventils (22, 21) vom Druckmittel der Druckmittelein gangskammer (24) am Stößel (16) gehalten und bei ge schlossenem Hauptventil (22, 21) durch die auf den Stö ßel (16) einwirkende Kraft einer Feder (18) gegen den Ventilsitz (22) gedrückt wird.

Koaxial zum Stößel (16) ist im Gehäuse ein rohrförmiger Körper (5) angeordnet, der mittels mehrerer sich radial nach innen erstreckender und in Richtung der Längsachse des Gehäuses (1) verlaufender rippenartiger Vorsprünge (6 und 15) mit einem ringförmigen Führungsteil (8) ver bunden ist. Durch das ringförmige Führungsteil (8) hin durch ist der den kleineren Durchmesser aufweisende Be reich des Stößels (16) hindurchgeführt. Der rohrförmige Körper (5) besitzt auf seinem Außenumfang Gewinde (7) und ist in einen mit Innengewinde (9) versehenen Be reich des Gehäuses (1) eingeschraubt. Die Wand (3) des Gehäuses (1) weist eine Stufe auf, die als Anschlag (4) für den rohrförmigen Körper (5) dient. Der Anschlag (4) ist so im Gehäuse (1) angeordnet, daß beim Einschrauben des rohrförmigen Körpers (5) in das Gehäuse (1) der rohrförmige Körper (5) mit seiner dem Ventilschließ glied (21) zugewandten Seite am Anschlag (4) zur Anlage bringbar ist. Als Anschlag kann auch das Ende des Ge windes (9) dienen.

Die koaxial zum Stößel (16) im Gehäuse (1) angeordnete Feder (18) stützt sich mit ihrem einen Ende an den rip penartigen Vorsprüngen (6, 15) des rohrförmigen Körpers (5) ab und beaufschlagt mit ihrem anderen Ende den plattenartigen Bereich (19) des Stößels (16) in Schließrichtung des Hauptventils (22, 21). Durch Verän dern des Abstandes zwischen Ventilschließglied (21) und rohrförmigem Körper (5) kann die Vorspannung der Feder (18) und so die Schließkraft des Hauptventils (22, 21) verändert werden.

Das den kleineren Durchmesser aufweisenden Teil des Stößels (16) weist in seinem freien Endbereich eine Stufe (12) auf, an welcher ein scheibenförmiger Körper aus einem elastisch verformbaren Material, wie z. B. Gummi oder Kunststoff, anliegt. Mittels einer Siche rungsscheibe (13), die auf den freien Endbereich des Stößels (16) aufgeschoben und gesichert ist, wird der scheibenförmige Körper auf dem Stößel (16) gehalten und gegen Verschieben in Richtung der Längsachse des Stö ßels (16) gesichert. Anstelle der Sicherungsscheibe (13) kann natürlich auch eine Mutter verwendet werden, die auf den, in einem solchen Fall mit Gewinde verse henen Endbereich des Stößels (16) aufgeschraubt wird.

Der scheibenförmige Körper dient als Ventilschließglied (11) für ein Hilfsventil (10, 11). Das Hilfsventil (10, 11) wird von dem Ventilschließglied (11) und dem als Ventilsitz (10) ausgebildeten Endbereich des Gehäuses (1) gebildet, wobei der als Ventilschließglied (11) des Hilfsventils (10, 11) dienende scheibenförmige Körper mit seinem äußeren Randbereich unter Vorspannung am Ventilsitz (10) anliegt. Ein zwischen dem Ventil schließglied (11) des Hilfsventils (10, 11) und dem die rippenartigen Vorsprünge (6, 15) aufweisenden rohrför migen Körper (5) gelegener Raum dient als Entlüftungs raum (14).

Das Ventilschließglied (11) des Hilfsventils (10, 11) ist so weit vorgespannt auf dem als Betätigungsglied für das Hilfsventil (10, 11) dienenden Stößel (16) an geordnet, daß es bei geschlossenem Hauptventil (22, 21) und geschlossenem Hilfsventil (10, 11) in den Ge häuseinnenraum hineingewölbt ist. Dadurch wird er reicht, daß das Hilfsventil (10, 11) erst dann in seine Offenstellung gelangen kann, wenn das Hauptventil (22, 21) bereits so weit geöffnet ist, daß Druckmittel von der Druckmitteleingangskammer (24) in die Druckmittel ausgangskammer (17) strömt.

Der Durchmesser (d2) des Ventilschließgliedes (21) des Hauptventils (22, 21) ist größer als der Durchmesser (dl) des die Durchgangsöffnung begrenzenden Ventilsit zes (22), so daß bei geschlossenem Hauptventil (22, 21) eine vom Ventilsitz (22) begrenzte erste Wirkfläche (A) mit dem Druckmittel in der Druckmitteleingangskammer (24) beaufschlagt wird und eine zusätzliche zweite Wirkfläche (B) des Ventilschließgliedes (21), die au ßerhalb des vom Ventilsitz (22) begrenzten Bereiches des Ventilschließgliedes (21) an diesem angeordnet ist, mit dem Druckmittel der Druckmitteleingangskammer (24) beaufschlagt wird, wenn das Hauptventil (22, 21) beim Öffnungsvorgang bereits einen kleinen Durchlaßquer schnitt freigibt.

Da der vom Ventilsitz (10) begrenzte Bereich des Ven tilschließgliedes (11) des Hilfsventils (10, 11) einen größeren Durchmesser (d3) hat als das Ventilschließ glied (21) des Hauptventils (22, 21) und die beiden Ventilschließglieder (21 und 11) mittels des Stößels (16) miteinander wirkverbunden sind, vergrößert sich die vom Druckmittel der Druckmitteleingangskammer (24) beaufschlagte Wirkfläche des Ventilschließgliedes des Hauptventils (22, 21) um die Differenzfläche (d3-d2) aus den beiden Ventilschließgliedern (21 und 11) am Ventilschließglied (11) des Hilfsventils (10, 11). Auf diese Art und Weise wird eine zusätzliche dritte Wirkfläche (C) für das Ventilschließglied (21) des Hauptventils (22, 21) gebildet.

Der Boden (27) des Gehäuses (1) besitzt auf seiner dem Ventilschließglied (21) des Hauptventils (22, 21) zuge wandten Seite eine den Ventilsitz (22) umgebende ring förmige Nut (25), in welche eine ringförmige Erhöhung (28) des Ventilschließgliedes (21) eintaucht. Von der äußeren Flanke der Nut (25) und der dieser zugewandten Seite des Ventilschließgliedes (21) wird ein Spalt be grenzt, der als Drossel (26) dient. Die Nut (25) und die ringförmige Erhöhung (28) des Ventilschließgliedes (21) sind so bemessen, daß die Drossel (26) nur über einen geringen Hubbereich des Ventilschließgliedes (21) wirksam ist. Wenn das Hauptventil (22, 21) vollständig geöffnet ist, ist der Durchlaßquerschnitt der Drossel (26) so groß, daß praktisch keine Drosselung des von der Druckmitteleingangskammer (24) zur Druckmittelaus gangskammer (17) der Sicherheitsventileinrichtung strö menden Druckmittels mehr erfolgt.

Fig. 2 zeigt den Bereich des Gehäuses (1) der Sicher heitsventileinrichtung, welcher den Ventilsitz (22) des Hauptventils (22, 21) aufweist und in welchem das Ven tilschließglied (21) des Hauptventils (22, 21) gleitend geführt wird. Da in Fig. 2 lediglich der Bereich des Stößels (16), welcher direkt Kontakt hat mit dem Ven tilschließglied (21) des Hauptventils (22, 21) von der Ausbildung des Stößels (16) bei der Sicherheitsventil einrichtung gemäß Fig. 1 abweicht, wird nachfolgend auch nur auf die Ausbildung dieses Bereiches und auf das Zusammenwirken des Stößels (16) mit dem Hauptventil (22, 21) eingegangen.

Der Stößel (16) weist auf seiner dem Ventilschließglied (21) zugewandten Seite einen ballig ausgebildeten Be reich (29) auf, dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser des Stößels (16). Auf seiner dem Ventil schließglied (21) abgewandten Seite besitzt der ballige Bereich (29) eine ringförmige Abflachung, an welcher die Feder (18) mit ihrem einen Ende anliegt. Dadurch, daß der ballige Bereich (29) des Stößels (16) mit einer relativ kleinen Fläche am Ventilschließglied (21) an liegt und der Stößel (16) mit dem balligen Bereich (29) zentrisch am Ventilschließglied (21) angreift, ergibt sich eine günstige Verteilung der von der Feder (18) über den Stößel (16) auf das Ventilschließglied (21) ausgeübten Kraft.

Die Funktion der vorstehend beschriebenen Sicherheits ventileinrichtung wird nachfolgend näher erläutert.

Es wird angenommen, daß die Sicherheitsventileinrich tung in oder an einem Lufttrockner in einer druckmit telbetätigten Fahrzeugbremsanlage angeordnet ist.

Hat der Druck in der Anlage eine Höhe, die unterhalb der Höhe des durch die Feder (18) und die erste Wirkfläche (A) des Ventilschließgliedes (21) festgeleg ten Öffnungsdruckes für das Hauptventil (22, 21) der Sicherheitsventileinrichtung liegt, befinden sich das Hauptventil (22, 21) und das Hilfsventil (10, 11) in ihrer Schließstellung, wie in der Zeichnung dargestellt ist.

Steigt der Druck in der Anlage und somit in der Druck mitteleingangskammer (24) der Sicherheitsventileinrich tung soweit an, daß die vom Druckmittel in der Druck mitteleingangskammer (24) auf die erste Wirkfläche (A) des Ventilschließgliedes (21) des Hauptventils (22, 21) ausgeübte Kraft die entgegengerichtet auf das Ventil schließglied (21) einwirkende Kraft der Feder (18) überwindet, hebt das Ventilschließglied (21) vom Ven tilsitz (22) ab. Der Hub des Ventilschließgliedes (21) bewirkt einen Hub des Stößels (16) in Öffnungsrichtung des Hilfsventils (10, 11). Da das Ventilschließglied (11) des Hilfsventils (10, 11) in der Schließstellung des Hilfsventils (10, 11) in Richtung auf das Hauptven til (22, 21) zu elastisch verformt ist, nimmt das scheibenförmige Ventilschließglied (11) bei größer wer dendem Hub des Stößels (16) seine nicht vorgespannte ursprüngliche Form an. Der Anfangshub des Stößels (16) führt deshalb noch nicht zum Öffnen des Hilfsventils (10, 11).

Durch das um einen geringen Betrag geöffnete Hauptven til (22, 21) und die Drossel (26) strömt Druckmittel aus der Druckmitteleingangskammer (24) gedrosselt durch die von den rippenartigen Vorsprüngen (20, 2) des Ven tilschließgliedes (21) begrenzten Kanäle in die Druck mittelausgangskammer (17) und weiter durch die von den rippenartigen Vorsprüngen (6, 15) des ringförmigen Kör pers (5) begrenzten Kanäle in den Entlüftungsraum (14) Da das Hilfsventil (10, 11) noch nicht geöffnet ist, baut sich Druck in der Druckmittelausgangskammer (17) und somit auch im Entlüftungsraum (14) auf. Bedingt durch die Drossel (26) staut sich auch das Druckmittel in der Druckmitteleingangskammer (24).

Vom Druckmittel der Druckmitteleingangskammer (24) wird nach dem Öffnen des Hauptventils (22, 21) zusätzlich zu der vom Ventilsitz (22) des Hauptventils (22, 21) be grenzten ersten Wirkfläche (A) des Ventilschließgliedes (21), die als zweite Wirkfläche (B) dienende Ringfläche (d2-d1) des Ventilschließgliedes (21) und die vom Ventilsitz (10) begrenzte dritte Wirkfläche (C) am Ven tilschließglied (11) des Hilfsventils (10, 11) beauf schlagt, wobei die am Ventilschließglied (11) des Hilfsventils (10, 11) angeordnete dritte Wirkfläche (C), welche sich aus der gesamten Fläche des Ventil schließgliedes (11) des Hilfsventils (10, 11) abzüglich der dieser Fläche entgegengerichteten gesamten Fläche des Ventilschließgliedes (21) des Hauptventils (22, 21) ergibt, in Öffnungsrichtung des Hauptventils (22, 21) und des Hilfsventils (10, 11) wirksam wird.

Aufgrund der um die zweite Wirkfläche (B) vergrößerten Wirkfläche am Ventilschließglied (21) des Hauptventils (22, 21) und der zu dieser hinzukommenden dritten Wirkfläche (C) am Ventilschließglied (11) des Hilfsven tils (10, 11) und aufgrund des weiteren Druckanstiegs in der Druckmitteleingangskammer (24), in der Druckmit telausgangskammer (17) und im Entlüftungsraum (14) wächst die vom Druckmittel in Öffnungsrichtung auf das mit dem Ventilschließglied (11) des Hilfsventils (10, 11) wirkverbundene Ventilschließglied (21) des Haupt ventils (22, 21) ausgeübte Kraft stark an. Daraus re sultiert dann ein fast schlagartiges vollständiges Öff nen des Hauptventils (22, 21) und somit auch ein schlagartiges Öffnen des Hilfsventils (10, 11). Der Durchlaßquerschnitt der Drossel (26) vergrößert sich dabei so weit, daß das Druckmittel dann ungedrosselt von der Druckmitteleingangskammer (24) zur Druckmittel ausgangskammer (17) und weiter zum Entlüftungsraum (14) und von diesem dann durch das geöffnete Hilfsventil (10, 11) zu einer Druckmittelsenke hin (bei einer mit Druckluft arbeitenden Einrichtung zur Atmosphäre) ab strömt.

Hat der Druck in der Anlage sich über die Sicherheits ventileinrichtung soweit abgebaut, daß die von der Fe der (18) auf die beiden Ventilschließglieder (21 und 11) in Schließrichtung des Hauptventils (22, 21) und des Hilfsventils (10, 11) ausgeübte Kraft größer wird als die dieser Kraft entgegengerichtet auf die Ventil schließglieder (21 und 11) einwirkende Kraft des Druck mittels, wird das Ventilschließglied (21) des Hauptven tils (22, 21) von der Feder (18) in Richtung auf den ihm zugeordneten Ventilsitz (22) zu verschoben, wobei es mittels des Stößels (16) das Ventilschließglied (11) des Hilfsventils (10, 11) mitnimmt. Das Ventilschließ glied (11) des Hilfsventils (10, 11) setzt dabei be reits auf den ihm zugeordneten Ventilsitz (10) auf, wenn der Schließhub für das Hauptventil (22, 21) noch nicht abgeschlossen ist und das Hauptventil (22, 21) sich noch nicht in seiner Schließstellung befindet. Während des Resthubes des Ventilschließgliedes (21) des Hauptventils (22, 21) bis zum Erreichen der Schließ stellung des Hauptventils (22, 21) wird das Ventil schließglied (11) des Hilfsventils (10, 11) mittels des Stößels (16) in Richtung auf den Innenraum des Gehäuses (1) zu elastisch verformt.

Die Sicherheitsventileinrichtung gemäß der Erfindung kann selbstverständlich in ihrem Aufbau von der in der Zeichnung gezeigten und vorstehend beschriebenen Aus führungsform abweichen.

Von Bedeutung für alle denkbaren Ausführungsformen der Sicherheitsventileinrichtung gemäß der Erfindung ist es, daß zusätzlich zum Hauptventil (22, 21) ein Hilfs ventil (10, 11) vorgesehen ist, welches bei einer Betä tigung des Hauptventils (22, 21) in Öffnungsrichtung später öffnet als das Hauptventil (22, 21), und daß eine vom Druckmittel in Öffnungsrichtung der beiden Ventile (22, 21 und 10, 11) beaufschlagbare zusätzliche Wirkfläche am Ventilschließglied (21) des Hauptventils (22, 21) oder/und einem mit dem Ventilschließglied (21) des Hauptventils (22, 21) verbundenen Teil angeordnet ist.

Um den Durchlaßquerschnitt der Drossel in Abhängigkeit vom Hub des Ventilschließgliedes des Hauptventils ver ändern zu können, ist es günstig, wenn die Drossel von einem Teil des Gehäuses bzw. von einem mit dem Gehäuse verbundenen Teil und dem Ventilschließglied bzw. einem mit dem Ventilschließglied des Hauptventils in Wirkver bindung stehenden Teil gebildet wird.

Die Vorspannung des Ventilschließgliedes des Hilfsven tils und somit die Schließkraft des Hilfsventils kann auch dadurch verändert werden, daß eine Scheibe, z. B. die Sicherungsscheibe, oder auch ein anderes Bauteil zum Halten des Ventilschließgliedes am Stößel mit einem größeren oder kleineren Durchmesser gewählt wird, so daß der über die Scheibe oder das andere Bauteil hin ausragende Bereich des Ventilschließgliedes ebenfalls kleiner oder größer ist und so zum elastischen Verfor men des Ventilschließgliedes eine größere oder kleinere Kraft erforderlich wird.

Wie in der Beschreibung des Erfindungsgegenstandes be reits erwähnt ist, dient die Druckmitteleingangskammer (24) der Sicherheitsventileinrichtung auch gleichzeitig als Druckmitteleingang für die Sicherheitsventilein richtung. Das mit der Druckmittelsenke ständig verbun dene Ende der Sicherheitsventileinrichtung (auf der dem Entlüftungsraum (14) abgewandten Seite des Ventil schließgliedes (11) gelegener Bereich der Sicherheits ventileinrichtung) dient gleichzeitig als Druckmittel ausgang der Sicherheitsventileinrichtung, wobei der Druckmitteleingang und der Druckmittelausgang der Si cherheitsventileinrichtung über das Hauptventil (22, 21) miteinander verbindbar sind. Im Sinne der im Pa tentanspruch 1 angegebenen Erfindung und den in den Un teransprüchen angegebenen Weiterbildungen und Ausge staltungen der Erfindung ist das Hilfsventil (10, 11) somit auch zwischen dem Hauptventil (22, 21) und dem Druckmittelausgang der Sicherheitsventileinrichtung an geordnet.

Wenn nicht direkt am Ventilschließglied (21) des Haupt ventils (22, 21) die zweite Wirkfläche für das Ventil schließglied (21) des Hauptventils (22, 21) angeordnet wird, dient das Ventilschließglied (11) des Hilfsven tils (10, 11) als zweite Wirkfläche für das Ventil schließglied (21) des Hauptventils (22, 21).

Claims

1. Sicherheitsventileinrichtung für eine mit Druckmit tel arbeitende Einrichtung, mit folgenden Merkma len:

a) die Sicherheitsventileinrichtung weist eine Druckmitteleingangskammer (24) und eine Druck mittelausgangskammer (17) auf, die über ein Hauptventil (22, 21) miteinander verbindbar sind;
b) das Hauptventil (22, 21) weist einen Ventilsitz (22) und ein relativ zum Ventilsitz (22) auf diesen zu bzw. von diesem weg bewegbares Ventil schließglied (21) mit einer vom Druckmittel in Öffnungsrichtung des Hauptventils (22, 21) be aufschlagten ersten Wirkfläche (A) auf, wobei die erste Wirkfläche (A) von dem vom Ventilsitz (22) begrenzten Bereich des Ventilschließgliedes (21) gebildet wird;
c) das Ventilschließglied (21) wird von einer Feder (18) in einer ersten Endlage, in welcher das Hauptventil (22, 21) geschlossen ist, gehalten und gelangt von seiner ersten Endlage in eine zweite Endlage, in welcher das Hauptventil (22, 21) geöffnet ist, wenn die Kraft des das Ventil schließglied (21) beaufschlagenden Druckmittels die entgegengerichtet auf das Ventilschließglied (21) einwirkende Kraft der Feder (18) überwin det;

gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

d) die Sicherheitsventileinrichtung weist zusätz lich ein Hilfsventil (10, 11) zur Verbindung der Druckmittelausgangskammer (17) mit einer Druck mittelsenke auf, wobei das Hilfsventil (10, 11) einen Ventilsitz (10) und ein mit diesem zusam menwirkendes Ventilschließglied (11) besitzt;
e) das Ventilschließglied (11) des Hilfsventils (10, 11) wird von der Feder (18) in einer ersten Endlage, in welcher das Hilfsventil (10, 11) ge schlossen ist, gehalten und gelangt von seiner ersten Endlage in eine zweite Endlage, in wel cher das Hilfsventil (10, 11) geöffnet ist, wenn die Kraft des das Ventilschließglied (21) des Hauptventils (22, 21) beaufschlagenden Druckmit tels die Kraft der Feder (18) überwindet;
f) das Ventilschließglied (11) des Hilfsventils (10, 11) ist elastisch verformbar ausgebildet und steht über ein Betätigungsglied mit dem Ven tilschließglied (21) des Hauptventils (22, 21) derart in Wirkverbindung, daß es bei einem Öff nungshub des Ventilschließgliedes (21) des Hauptventils (22, 21) erst dann von dem ihm zu geordneten Ventilsitz (10) abhebt, wenn das Ven tilschließglied (21) des Hauptventils (22, 21) bereits von dem ihm zugeordneten Ventilsitz (22) abgehoben worden ist;
g) am Ventilschließglied (21) des Hauptventils (22, 21) und/oder an einem mit dem Ventilschließglied (21) des Hauptventils (22, 21) in Wirkverbindung stehenden Teil ist eine zweite Wirkfläche (B, C) angeordnet, welche vom Druckmittel in Öffnungs richtung des Hauptventils (22, 21) und des Hilfsventils (10, 11) beaufschlagbar ist.

2. Sicherheitsventileinrichtung nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß eine in Abhängigkeit vom Hub des Ventilschließgliedes (21) des Hauptventils (22, 21) ihren Durchlaßquerschnitt verändernde Drossel (26) vorgesehen ist, die zwischen dem Hauptventil (22, 21) und dem Hilfsventil (10, 11) angeordnet ist.

3. Sicherheitsventileinrichtung nach Anspruch 2, da durch gekennzeichnet, daß die Drossel (26) von ei nem Teil eines das Hauptventil (22, 21) aufnehmen den Gehäuses (1) bzw. von einem mit dem Gehäuse (1) verbundenen Teil und dem Ventilschließglied (21) des Hauptventils (22, 21) bzw. einem mit dem Ven tilschließglied (21) verbundenen Teil gebildet wird.

4. Sicherheitsventileinrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 2 oder 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die Drossel (26) von einer in ei nem Boden (27) des Gehäuses (1) angeordneten Nut (25) und einer ringförmigen Erhöhung (28) des Ven tilschließgliedes (21) des Hauptventils (22, 21) gebildet wird, wobei die Erhöhung (28) des Ventil schließgliedes (21) in die Nut (25) eintaucht.

5. Sicherheitsventileinrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

a) als Betätigungsglied für das Hilfsventil (10, 11) dient ein Stößel (16), der mit seinem einen Ende am Ventilschließglied (21) des Hauptventils (22, 21) anliegt und von der Feder (18) in Schließrichtung des Hauptventils (22, 21) und des Hilfsventils (10, 11) beaufschlagt wird;
b) das Ventilschließglied (11) des Hilfsventils (10, 11) ist auf der dem Ventilsitz (22) des Hauptventils (22, 21) abgewandten Seite des Stö ßels (16) am Stößel (16) angeordnet;
c) das Ventilschließglied (11) des Hilfsventils (10, 11) besteht aus einem elastisch verformba ren Material;
d) das Ventilschließglied (11) des Hilfsventils (10, 11) ist so ausgebildet und so am Stößel (16) angeordnet, daß es bei geschlossenem Haupt ventil (22, 21) und bei gleichzeitig geschlosse nem Hilfsventil (10, 11) in Richtung auf das Hauptventil (22, 21) zu elastisch verformt ist, so daß bei einem Öffnungshub des Ventilschließ gliedes (21) des Hauptventils (22, 21) das Ven tilschließglied (11) des Hilfsventils (10, 11) erst dann von dem ihm zugeordneten Ventilsitz (10) abhebt, wenn es seine ursprüngliche Form wiedererlangt hat.

6. Sicherheitsventileinrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß das Hilfsventil (10, 11) von dem dem Hauptventil (22, 21) abgewandten Endbereich des Ge häuses (1) und dem Ventilschließglied (11) gebildet wird.

7. Sicherheitsventileinrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

a) im Gehäuse (1) ist ein rohrförmiger Körper (5) koaxial zum Stößel (16) angeordnet;
b) der rohrförmige Körper (5) weist sich radial nach innen in Richtung auf den Stößel (16) zu erstreckende rippenartige Vorsprünge (6, 15) auf, die in Richtung der Längsachse des rohrför migen Körpers (5) verlaufen;
c) mit den freien Enden der rippenartigen Vor sprünge (6, 15) ist ein als Führung für den Stö ßel (16) dienendes ringartiges Teil (8) verbun den, durch welches der Stößel (16) hindurch ge führt ist;
d) dem rohrförmigen Körper (5) gegenüber ist am Bo den (27) des Gehäuses (1) der Ventilsitz (22) angeordnet, der mit dem Ventilschließglied (21) das Hauptventil (22, 21) bildet;
e) koaxial zum Stößel (16) ist die Feder (18) ange ordnet, welche sich mit ihrem einen Ende am rohrförmigen Körper (5) oder an den rippenarti gen Vorsprüngen (6, 15) des rohrförmigen Körpers (5) abstützt und mit ihrem anderen Ende den Stö ßel (16) in Richtung auf den Ventilsitz (22) zu beaufschlagt.

8. Sicherheitsventileinrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß die zweite Wirkfläche (B) am Ventil schließglied (21) des Hauptventils (22, 21) ange ordnet ist.

9. Sicherheitsventileinrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß eine dritte Wirkfläche (C) für das Ventil schließglied (21) des Hauptventils (22, 21) von we nigstens einem Teil des Ventilschließgliedes (11) des Hilfsventils (10, 11) gebildet wird.

10. Sicherheitsventileinrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

a) das Ventilschließglied (21) des Hauptventils (22, 21) ist topfförmig ausgebildet und mit sei ner offenen Seite zum Stößel (16) hin gerichtet im Gehäuse (1) angeordnet;
b) auf seinem Umfang weist das Ventilschließglied (21) sich radial nach außen, vom Ventilschließ glied (21) wegerstreckende rippenartige Vor sprünge (20, 2) auf, die in Richtung der Längs achse des Ventilschließgliedes (21) verlaufen und mit einer Wand (3) des Gehäuses (1) kontak tieren;
c) die rippenartigen Vorsprünge (20, 2) dienen ei nerseits zur Führung des Ventilschließgliedes (21) und bilden andererseits mit der Wand (3) Kanäle, durch welche Druckmittel von der Druck mitteleingangskammer (24) zur Druckmittelaus gangskammer (17) strömen kann.