DE2041766A1 - Druckregler - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckregler. Druckregler bzw. Druckreglerventile werden umfangreich in vielen druckmittelgesteuerten Einrichtungen zur Überwachung des Druckes eines Druckmittels verwendet, welches von. einer Druckmittelquelle einem Verbraucher zugeführt wird. Dabei wird der eingesteuerte Druck auf einem vorgewählten Niveau aufrechterhalten, welcher dem Druck des Druckmittelverbrauchers verhältnismäßig entspricht. Derartige Druckregler werden beispielsweise in druckmittelgesteuerten Bremseinrichtungen für Schienenjfahrzeuge verwendet. Ein derartiger spezieller Druckregler wird so eingestellt, daß er das Druckmittel - welches einer Druckmittelquelle, z.B. dem Hauptluftbehälter entnommen wird - in mehrere Kontrollvorrichtungen der Bremseinrichtung einsteuert, wobei der eingesteuerte Druck mit dem eingestellten Wert des

Ventile· Übereinstimmt, der wMerum von den Erfordernissen

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ORIGINAL INSPECTED

der Bremseinrichtung vorgeschrieben.wird.

Die außerordentlich umfangreiche und intensive Verwendung von Druckreglern der vorerwähnten Art stellt die Forderung nach baulich einfachen, betriebssicheren und in der Herstellung billigen Geräten dieser Art.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Druckregler zu schaffen, welcher in seinem Aufbau einfach, in der Herstellung billig und im Betrieb störungsfrei ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Druckregler mit einer Druckmitteleinlaßöffnung und Druckmittelauslaß öffnung gelöst, welche über einen Kanal in Form eines Venturirohres verbunden sind. In diesem Venturirohr ist in der Nähe der Einlaßöffnung ein Ventilverschlußglied gelagert, welches die Einsteuerung des Druckmittels von dieser Einlaßöffnung in die Auslaßöffnung überwacht, wobei das Druckmittel dann in den Verbraucher eingesteuert wird. Es ist ferner ein Kolben vorgesehen, welcher das Ventilverschlußglied in eine Offenstellung bzw. Schließstellung überführt, in welcher der Kanal entweder offen oder aber blockiert ist. Dieser Kolben ist auf der einen Seite der Kraft einer verstellbaren Feder unterworfen, welche den Druckwert des Druckmittels bestimmt, mit welchem das Druckmittel in die Auslaßöffnung eingesteuert wird. Dieser Kolben ist auf seiner anderen Seite der Kraft des Druckmittels unterworfen, welches in'den Kanal eingesteuert wird und mit der anderen Seite dieses Kolbens über desjenigen Kanal verbunden, der in die Einschnürung des Venturirohres einmündet. Dabei wird diese andere Seite des Kolbens einem Druck unterworfen, welcher kleiner ist als der Druck des in die Auslaßöffnung eingesteuerten Druckmittels. Auf diese Weise hält der Kolben dieses Ventilverschlußglied in einer vollen Offenstellung, so daß das Druckmittel ungehindert in die Auslaßöffnung strömen ken ., und zwar so lange, bis die Kraft des auf die andere Seite des Kolbens tinwirkenden Druckmittels einen Wert erreicht, der genügt, um

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die Gegenkraft der Feder zu überwinden, so daß der Kolben das Ventilverschlußglied in seine Schließstellung überführt. Der erfindungsgeaäBe Druckregler besitzt auch Mittel, welche das in die Auslaßöffnung eingesteuerte und auf die Abgabeseite oder Auslaßseite des Ventilverschlußgliedes wirkende Druckmittel auch der Gegenseite des Ventilverschlußgliedes zuführt, so daß ein Druckausgleich auf beiden Seiten des Ventilverschlußgliedes geschaffen wird. Hierdurch wird jedwede Druckdifferenz bezüglich des Ventilverschlußgliedes ausgeschaltet, so daß der Kolben auf Druckänderungen auf der Lieferseite des Ventilvers chluß|- gliedes empfindlicher anspricht.

Die Erfindung 1st nachstehend anhand der Zeichnung in Form eines senkrechten Schnittes noch etwas ausführlicher erläutert.

Der Druckregler besitzt ein oberes Gehäuse 1, einen mittleren Gehäuseteil 2 und einen unteren Gehäuseteil 3.

Mit 4 ist ein Membrankolben bezeichnet, welcher an seinem Umfang zwischen die Gehäuseteile 2 und 3 eingeklemmt ist Der innere Umfangsteil des Membrankolbens 4 ist über einen kolbenförmigen Mitnehmer 5 mit dem unteren Ende einer Kolbenstange 6 verbunden.

Die Unterseite des Membrankolbens 4 ist der Kraft der Feder 7 unterworfen, welch letztere in dem unteren Gehäuse· teil 3 gelagert ist. Diese Feder 7 ist zwischen dem kolbenförmigen Mitnehmer 5 und dem Federsitz 8 auf Druck verstellbar ge· lagert. Der Federsitz 8 ist mit Hilfe eines Ansatzes oder Nockens 9 gegen Verdrehung gesichert. Dieser Ansatz 9 ist am Umfang des Federsitzes 8 vorgesehen und legt sich gegen eine in Längsrichtung sich erstreckende Führungsrippe 10 an, welche an der Innenwand des unteren Gehäuseteiles 3 vorgesehen ist.

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Die axiale Lage des Federsitzes 8 innerhalb des unteren Gehäuseteiles 3 und damit auch die Druckkraft der Feder 7 können mit Hilfe einer Verstellschraube 11 verändert werden, deren eines Ende in eine Gewindebohrung 12 eingeschraubt ist, welche, in diesen Federsitz 8 eingearbeitet ist. Das andere Ende dieser Verstellschraube 11 ragt aus dem unteren Gehäuseteil 3 heraus. Auf das aus diesem Gehäuseteil 3 nach außen ragende Ende der Verstellschraube 11 ist eine Schraubenmutter 13 aufschraubbar, mit welcher die Verstellschraube 11 in axialer Richtung bewegt und somit der Federsitz 8 verstellt werden kann. Die Nase 9 bewegt sich dabei längs der Rippe 10, wenn der Federsitz 8 in axialer Richtung eingestellt wird.

Der obere Gehäuseteil 1 besitzt eine Eiriaßkammer 14 und eine Auslaßkammer 15 sowie einen Kanal 16, über welchen ein über die Einlaßöffnung 17 eingesteuertes Druckmittel aus der Einlaßkammer 14 in die Auslaßiammer 15 strömen kann, währenjd das Druckmittel über die Auslaßöffnung 18 in den nicht weiter dargestellten Verbraucher eingesteuert wird. Der Kanal 16 ist als Venturirohr ausgebildet und besitzt eine Einschnürung 19, so daß während des Druckmitteldurchsatzes eine Venturiwirkung entsteht. Das Ende dieses Kanals 16 ist in der Nähe der Einlaßkammer 14 von einem Ventilsitz 20 umgeben, der die Form einer Rippe besitzt.

Der mittlere Gehäuseteil 2 arbeitet mit dem Membrankolben 4 so zusammen, daß eine Ausgleichskammer 21 gebildet wird, welche mit dem Kanal 16 über den Kanal 22 verbunden ist, welcher in dea Kanal 16 in der Nähe der Einschnürung 19 einmündet. Die die Oberseite bildende Druckfläche 23 des Membrankolbens 4 ist daher demjenigen Druck des Druckmittels ausgesetzt, welches in dem Kanal 16 eingesteuert wird, wobei allerdings der Druck kleiner ist als derjenige in der Auslaßkammer 15, da ja der Druck des Druckmittels in der Ausgleichskammer 21

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über den Kanal 22 eingesteuert wird, der mit dem Kanal 16 in der Nähe der Einschnürung 19 verbunden ist.. Dies ist auch diejenige Stelle des Venturirohres, an welcher der Druck am niedrigsten ist.

In der Bohrung 26 des oberen Gehäuseteiles 1 ist ein Absperrventil 24 angeordnet, welches ein kolbenförmiges Verschlußglied 25 besitzt, das koaxial zu der Kolbenstange 6 gegenüber dem Membrankolben 4 gelagert und mit dieser Kolbenstange 6 lösbar verbindbar ist. In der Kammer 28 im oberen Gehäuseteil 1 ist in der Nähe des oberen Teiles des Verschlußgliedes 25 eine Feder 27 gelagert, welche das Verschlußglied und damit ein ringförmiges Ventilverschlußglied 29 - welches auf der Unterseite angeordnet ist - nach unten in eine Schließstellung bewegt, in welcher dieses Ventilverschlußglied eine Stellung einnimmt, in der es sich gegen den Ventilsitz 20 anlegjt und damit die Verbindung zu dem Kanal 16 unterbricht.

Die Kammer 28 in dem oberen Gehäuseteil 1 steht mit der Ausgleichskammer 21 in dem Zwischengehäuse 2 über geeignete Mittel, z.B. in diesem Falle über die Leitung 30 in Verbindung. Der Sinn und Zweck dieser Verbindung werden nachstehend noch näher erläutert werden.

Im Betrieb wird das Druckmittel normalerweise von einer Druckmittelquelle, z.B. dem nicht gezeigten Hauptluftbehälter, in die Einlaßöffnung 17 eingesteuert; dabei ist der Druck dieses Druckmittels größer als der benötigte Verbraucherdruck. Der in die Einlaßöffnung 17 eingesteuerte Druck kann in

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der Größenordnung von beispielsweise 9 kg/cm bis 10,6 kg/cm sein, wobei der Verbraucher, z.B. eine druckmittelgesteuerte Bremseinrichtung, einen Druckmitteldruck von lediglich 7,8 kg/

ca benötigt. Dementsprechend wird also die Feder 7 durch Verstellung der Verstellechraube 11 auf einen Wert eingestellt,

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bei welchem der Druckregler - wie nachstehend noch näher beschrieben - arbeitet derart, daß der Druck des in die Auslaßöffnung 18 eingesteuerten Druckmittels auf den von dem Verbraucher benötigten Druckwert begrenzt wird.

In der in der Zeichnung dargestellten Normalstellung des Membrankolbens 4 wird das kolbenförmige Verschlußglied 25 von der Kolbenstange 6 in einer Nachschubstellung zurückgehalten in welcher das Ventilverschlußglied 29 von dem Ventilsitz 20 gelöst ist, Dabei wird die Verbindung zwischen der Einlaßkammei 14 und dem Kanal 16 freigegeben. Das Druckmittel kann nun von der Einlaßöffnung 17 zu der Auslaßöffnung 18 und damit zu dem Druckmittelverbraucher strömen, und zwar über die Einlaßkammer 14, den Kanal 16, die Auslaßkammer 15 und die Auslaßöffnung 18.

Im gleichen Zeitpunkt strömt Druckmittel aus dem Kanal 16 über den Kanal 22 in die Ausgleichskammer 21. Da - wie oben dargelegt - der Kanal 22 mit dem Kanal 16 an der Einschnürung 19 verbunden ist und deshalb der auf die Druckfläche 23 wirkende Druck kleiner ist als der Druck des die Auslaßöffnung 18 erreichenden Druckmittels, werden der Membrankolben 4 und demzufolge auch das Ventilverschlußglied 29 in ihrer normalen Stellung gehalten, in welcher sie von dem Ventilsitz gelöst sind. Hierdurch wird ein ungehindertes Strömen des Druckmittels von der Einlaßkammer 14 in die Auslaßkammer 15 aufrechterhalten bis die Kraft des Druckmittels in der Ausgleichskammer 21 - und da ja diese Kraft auf die Druckfläche des Membrankolbens 4 wirkt - eine Größe erreicht, welche zum Überwinden der Gegenkraft der eingestellten, vorgespannten Feder 7 ausreicht. Die Herabsetzung des Druckes des in die Ausgleichskammer 21 eingesteuerten Druckmittels als Folge der Venturiwirkung in dem Kanal 16 ist insofern erwünscht, als sie das Bestreben des Membrankolbens 4 beseitigt, sich vorzeitig in die Schließstellung zu bewegen. Dies würde dann der Fall sein, wenn das Druckmittel

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ungehindert, also frei, über den Kanal 16 in die Ausgleichskammer 21 strömen kann. Jedwede Tendenz einer vorzeitigen Bewegung des Membrankorbens 4 in die Schließstellung würde zwang läufig dazu führen, daß sich das Ventilverschlußglied 29 teilweise in seine Schließstellung bewegt, was zur Folge hätte, daß in dem Aufbau des Druckes auf den gewünschten Wert eine entsprechende Verzögerung eintreten würde. Obgleich die Verbindung zwischen dem Kanal 22 und dem Kanal 16 an der Einschnürung 19 des Venturirohres liegt, wobei diese Lage bewußt gewählt wurde, um einen maximalen Venturieffekt zu erhalten, kann die Verbindung gegebenenfalls auch an einer anderen Stelle des Venturi rohres vorgesehen werden, solange nur der Druck des in die Ausgleichskammer 21 eingesteuerten Druckmittels auf einen Wert herabgesetzt wird, der kleiner ist als der Druck des Druckmittels in der Auslaßöffnung.

Wenn die Kraft der Feder 7 in der vorstehend beschrie benen Weise überwunden ist, so bewegt sich der Membrankolben 4 aus seiner Normalstellung in eine Schließstellung. Während seiner Abwärtsbewegung in die Schließstellung nimmt der Membrankolben 4 die Kolbenstange 6 mit, so daß das Ventilschlußglied 25 und das Ventilverschlußglied 29 sich in die Schließstellung bewegen, in welcher sie sich gegen den zugeordneten Ventilsitz anlegen.

Wenn der Druck in der Auslaßkammer 15 und damit gleichzeitig auch in der Ausgleichskammer 21, in welcher er auf die Druckfläche 23 zur Einwirkung gelangt, unter den vorbestimm ten Druckwert absinkt - wie er durch die Einstellung der Druckfeder 7 bestimmt wird - so wird diese Druckfeder 7 wirksam und bewegt den Membrankolben 4 und die Kolbenstange 6 nach oben, so daß sich das Ventilverschlußglied 29 von seinem Sitz löst.

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Damit kann aber das Druckmittel in der Einlaßkammer 14 wiederum zur Auslaßkammer 15, dem Auslaß 18 und der Ausgleichskammer 21 | strömen, so daß der Druck in der Auslaßöffnung 18 sich in der I vorstehend beschriebenen Weise wieder auf den vorgewählten I Druckwert aufbauen kann. !

Wie bereits vorstehend dargetan, steht die Ausgleichsh kammer 21 mit der Kammer 28 über die Leitung 30 in Verbindung. Ein Ausgleich des Druckmittels wird auf diese Weise auf beiden Seiten des Absperrventiles aufrechterhalten, wobei dazwischen jedwede Druckdifferenz ausgeglichen und jedweder Effekt ausgeschaltet wird, der den auf die Druckfläche 23 entgegen der Kraft der Feder 7 wirkenden Druck beeinflussen könnte. Die Feder 27, welche eine relativ kleine Federkonstante besitzt, gleicht die Reibungskraft des O-Ringes 31 bezüglich der Innenleibung der Bohrung 26 während der Abwärtsbewegung des Ventilverschlußgliedes 25 von der Offenstellung in die Schließstellung aus. Der O-Ring 31 verhindert Leckagen zwischen der Einlaßkammer 14 und der Kammer 28, wenn sich das Ventilverschlußglied 29 in seiner Schließstellung befindet.

- Patentansprüche -

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Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE

1. Druckregler mit einer Einlaßkammer und einer mit dieser verbindbaren, an den Verbraucher angeschlossenen Auslaßkammer, wobei die Verbindung zwischen diesen beiden Kammern von einem Ventil geregelt wird, dessen Verschlußglied mit einem eine Oberkammer von einer Unterkammer trennenden Membrankolben in Wirkverbindung steht, auf welchen eine verstellbare Druckfeder einwirkt, die das VentilVerschlußglied in der Offenstellung zu halten bestrebt ist, dadurch gekennzeichnet , daß die Verbindung (16) zwischen Einlaßkammer (14) und Auslaßkammer (15) als Venturirohr ausgebildet ist, dessen Einschnürung (19) mit der Oberkammer (21) über einen Kanal (22) in Verbindung steht.

2. Druckregler nach Anspruch 1, mit einer oberhalb des Ventilverschlußgliedes angeordneten Kammer, dadurch gekennzeichnet , daß die Kammer (28) mit der Oberkammer (21) ständig verbunden ist.

3. Druckregler nach Anspruch 1 und 2, dadurch ge kennzeichnet , daß das Ventilverschlußglied (25) des Ventiles (24) unter der Einwirkung einer Druckfeder (27) steht.

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