DE2603408A1

DE2603408A1 - Sicherungsventil, insbesondere fuer rohr- und schlauchbrueche

Info

Publication number: DE2603408A1
Application number: DE19762603408
Authority: DE
Inventors: Rudolf Brunner; Anton Estendorfer
Original assignee: Heilmeier and Weinlein Fabrik fuer Oel Hydraulik GmbH and Co KG
Current assignee: Heilmeier and Weinlein Fabrik fuer Oel Hydraulik GmbH and Co KG
Priority date: 1976-01-29
Filing date: 1976-01-29
Publication date: 1977-08-04
Also published as: DE2603408C2

Description

2603A08

A. GRUNECKER

DlPL-INCl

H. KINKELDEY

DFl-ING

W. STOCKMAIR

DR-ING ■ AeE (CALTtCH

K. SCHUMANN

_m ~ DR RER Ν« - DIPL-PHYS

P. H. JAKOB

Firma ^DtPL"'^Na

G. BEZOLD

Heilmeier & Weinlem ι»ιβιι»η«ηβ»

Fabrik für Oel-Hydraulik München

Neumarkter Straße 26
8000 München 80

8 MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE 43

29. Januar 1976 PH 9915-20/Sr

Sicherungsventil, insbesondere für Rohr- und Schlauchbrüche

Die Erfindung bezieht sich auf ein Sicherungsventil für eine ein Fluid führende Leitung, insbesondere als Sicherung bei Rohr- und Schlauchbrüchen, mit einem in die Leitung einsetzbaren Gehäuse,einem im Gehäuse vorgesehenen Ventilsitz, einem Ventilverschlußkörper, und einem Verschlußkörper-Führungsstift, der in eine zentrale, mit dem Gehäuse fest verbundene oder einteilige G.ehäusenabe eingesetzt ist, welche koaxial zum Führungsstift eine einen mit dem Verschlußkörper verbundenen Verdrängerkolben enthaltende, beim Schließen des Ventils mit dem Fluid füllbare Dämpfungszylinderkammer enthält.

Bei einem bekannten Sicherungsventil dieser Art (FR-PS 1 237 863) ist der Führungsstift fest in die Gehäusenabe eingesetzt. Der plattchenförmige Ventilverschlußkörper ist über einen zylindrischen Verbindungsteil einteilig mit dem Verdrängerkolben ausgebildet. Dieser ist in der von der Gehäusenabe gebildeten, den Führungsstift umgebenden Dämpfungszylinderkammer der Gehäusenabe geführt. Das Fluid gelangt durch einen ringförmigen Zwischenraum zwischen der Einheit Verschlußkörper - Verdrängerkolben und dem Führungsstift in die und¹ aus der Dämpfungszylinderkammer. Dieser durch den Zwischenraum gebildete

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Kanal für das in die und aus der Dämpfungszylinderkammer strömende Fluid mündet auf der stromabwärts gelegenen Seite des Verschlußkörpers, mit der er gegen die Kraft einer auf dem Führungsstift "bzw. einem stiftartigen Teil der Gehäusenabe gelagerten Druckfeder gegen den ringförmig in der Leitung angeordneten Ventilsitz preßbar ist.

Das bekannte Sicherungsventil hat den Nachteil, daß der radiale Platzbedarf im Bereich der Gehäusenabe groß ist, da die Dämpfungszylinderkammer rings um den Führungsstift herum angeordnet ist. Dadurch wird der freie Strömungsquerschnitt zwischen Gehäusenabe und Innenfläche der äußeren Gehäusewandung verengt. Außerdem spricht das bekannte Sicherungsventil zu träge an, weil durch die einteilige Ausbildung des Ventilverschlußkörpers mit dem-Verdrängerkolben im Schließfall eine verhältnismäßig große Masse bewegt werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sicherungsventil der eingangs beschriebenen Gattung so auszugestalten, daß der radiale Platzbedarf der Gehäusenabe gering ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Führungsstift verschiebbar in der Gehäüsenabe gelagert und selbst als Verdrängerkolben ausgebildet ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Sicherungsventil bildet der Führungsstift selbst den Verdrängerkolben. Die von dem Führungsstift eingenommene Querschnittsfläche in der Gehäusenabe kann daher als Dämpfungszylinderkammer ausgebildet werden, wodurch der radiale Platzbedarf der Dämpfungszylinderkammer und damit auch der Gehäusenabe reduziert wird. Durch die Verwendung des Führungsstiftes als Verdrängerkolben kann der Ventilverschlußkörper auch baulich einfacher und kleiner ausgebildet werden.

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Das oben beschrieben, bekannte Sicherungsventil hat ferner den Nachteil, daß zwischen der Einheit Ventilverschlußkörper Verdrängerkolben und dem Führungsstift nur ein sehr enger Strömungskanal für das in die und aus der Verdrängerkammer fließende Fluid zur Verfügung steht. Die Verdrängerkammer kann sich daher nur langsam auffüllen, was das Sicherungsventil noch träger in seiner Funktion macht.

Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist zur Lösung dieses Problems vorgesehen, daß die Dämpfungszylinderkammer über einen ein Rückschlagventil enthaltenen Kanal mit der Leitung in Verbindung steht. Dieser Kanal kann ohne weiteres so groß dimensioniert werden, daß sich die Dämpfungszylinderkammer unter öffnung des Rückschlagventils rasch mit Fluid auffüllt, wenn sich der VentilverschTußkörper in die Schließstellung bewegt. Auf diese Weise wird die Ansprechzeit des Ventils trotz der vorhandenen Dämpfungswirkung erheblich verkürzt. Da die Verbindung der Dämpfungszylinderkammer mit der Leitung üh,er einen ein Rückschlagventil enthaltenden Kanal auch dann zur Verringerung der Ansprechträgheit des Ventils sinnvoll ist, wenn der Führungsstift nicht verschiebbar gelagert ist und der Verdrängerkolben als eigenes Teil ausgebildet ist, wird für dieses Erfindungsmerkmal selbständiger Schutz beansprucht.

Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der die Dämpfungszylinderkammer mit der Leitung verbindende Kanal auf der Druckseite des Ventils in die Leitung mündet. Dadurch füllt sich die Verdrängerkammer beim Schließen des Sicherungsventils noch rascher auf.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung hervor. In der Zeichnung zeigen:

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Pig. 1 einen. Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sicherungsventiles, das in eine Rohrleitung eingesetzt ist,

Pig. 2 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform, und .

Pig. 3 einen Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sicherungsventils.

In Pig. i ist mit 1 eine Eohrleitung bezeichnet, durch die in Richtung des Pfeiles P ein Druckmittel, insbesondere eine unter hohem Druck stehende Hydraulikflüssigkeit, fließt. Mit 2 ist allgemein ein Sicherungsventil bezeichnet, das den Durchfluß unterbrechen soll, wenn auf der stromabwärts gelegenen Seite des Ventils der Druck, beispielsweise infolge eines Rohroder Schlauchbruches, unter einen zulässigen Wert abfällt. Das Ventil weist ein' kreiszylindrisches Ventilgehäuse 3 auf, das nit einem Außengewinde in ein Innengewinde 4- der Rohrleitung eingeschraubt ist. Das Ventilgehäuse 3 ist aus einem massiven Körper hergestellt, in den von der strömungsaufwärts gelegenen Stirnseite her Bohrungen 5 eingebracht sind. Diese Bohrungen sind in regelmäßigen Winkelabständen auf .einem zum Gehäuse 3 konzentrischen Kreis angeordnet. Von der stromabwärts gelegenen Stirnseite her ist in das Gehäuse 3 eine ringförmige Aussparung 6 eingebracht, die die Bohrungen 5 anschneidet. Innerhalb der Bohrungen 5 und der Ausnehmung 6 verbleibt eine Gehäusenabe 7· Die Gehäusenabe 7 enthält eine gestufte Bohrung 8. In diese Bohrung 8 ist ein Pührungsstift verschiebbar eingesetzt. Dieser trägt verschiebbar auf seiner stromaufwärts liegenden Seite des Ventils aus dem Gehäuse 3 herausragenden Ende einen plättchenförmigen Ventilverschlußkörper 10, der unter der Kraft einer Feder 11 normalerweise an einem durch zwei auf den Führungsstift aufgeschraubte Muttern 12 gebildeten Anschlag anliegt. Der Durchmesser des in die Gehäuse-

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nabe 7 Hineinragenden Endes des Führungsstiftes 9 ist zur Bildung eines Verdrängerkolbens 13 vergrößert. Der Verdrängerkolben 13 ist in einer von der ersten Stufe; der Bohrung 8 gebildeten Dämpfungszylinderkammer 14 geführt. Diese ist zur Abströmseite des Ventils hin durch einen Dichtungsring 15 abgedichtet. Der sich an den Verdrängerkolben 13 anschließende Abschnitt des !Führungsstiftes 9 ist in einem Führungsabschnitt der Bohrung 8 mit kleinem Spiel geführt. An den Führungsabschnitt 16 schließt sich eine erneute Erweiterung der Bohrung an, die als Federkammer 17 dient und die den Ventilverschlußkörper 10 belastende Druckfeder 11 aufnimmt.

Der Führungsstift 9 wird von einem Kanal 18 durchsetzt, der am stromaufwärts gelegenen Ende offen und am stromabwärts gelegenen Ende durch einen kugelförmigen Dichtungskorper 19 abgeschlossen ist. Der Kanal 18 steht über eine Stichbohrung 20 mit der Dämpfungszylinderkammer 14 in Verbindung und enthält ein aus einer Schließkugel 21 und einer diese belastenden Druckfeder 22 bestehendes Rückschlagventil.

Die Wirkungsweise des beschriebenen Sicherungsventils ist folgende :

Im normalen Betrieb hält die Feder 11 den plattchenförmigen Ventilverschlußkörper 10 in Anlage an den Muttern 12. Zugleich drückt sie über den Verschlußkörper 10 den Führungsstift 9 in Fig. 1 nach rechts bis der Verdrängerkolben 13 an der durch die Verengung 16 der Bohrung 8 gebildeten Schulter anliegt. In dieser Stellung befindet sich der Ventilverschlußkörper 10 im Abstand von den stromaufwärts gelegenen und einen Ventilsitz bildenden Bändern der Bohrungen 5i so daß das Druckmittel in Richtung des Pfeiles P durch das Sicherungsventil 2 hindurchströmen kann. Tritt stromabwärts vom Ventil 2, beispielsweise durch Leitungsbruch, ein Druckabfall auf, dann reicht die Kraft der Feder 11 nicht mehr aus, um den Ventilverschlußkörper 10 im Abstand von den Rändern der Bohrungen 5 zu halten.

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Der Druck des Druckmittels verschiebt vielmehr den Ventilverschlußkörper 10 entlang des Führungsstiftes 9 gegen die stromaufwärts gelegene Stirnseite des Ventilgehäuses 3> wodurch der Durchfluß des Durckmittels durch das Ventil abgesperrt wird. Zugleich bewegt der auf die Muttern und das stromaufwärts gelegene Stirnende des Führungsstiftes 9 wirkende Strömungsmitteldruck den Führungsstift wiederum gegen die Kraft der Jeder 11 in Fig. 1 nach links. DieserBewegung setzt sich auch kein auf das stromabwärts gelegene Ende des durch den Führungsstift 9 gebildeten Verdrängerkolbens 13 entgegen, obwohl die Dämpfungszylinderkammer 1A- an diesem Ende offen ist, weil dort der Druck abgefallen ist. Der Führungsstift 9 bewegt sich also in Fig. 1 soweit nach links, bis die vorne liegende Mutter 12 wieder am Ventilverschlußkörper 10 anliegt. Über das vom Druckmittel geöffnete Rückschlagventil 21, 22 füllt sich dabei die Dämpfungszylinderkammer 14 durch den Kanal 18 und die Stichbohrung 20 mit Druckmittel.

Wenn sich bei einem Druckanstieg auf der stromabwärts gelegenen Seite des Ventils durch Verschieben des Führungsstiftes 9 und des Ventilverschlußkörpers 10 in Fig. 1 nach rechts wieder öffnet, wird diese Öffnungsbewegung durch die Notwendigkeit, das Druckmittel aus der Dämpfungszylinderkammer 14 zu verdrängen, verzögert. Das Druckmittel kann nicht wieder über den Kanal 18 austreten, weil es durch das Rückschlagventil 21, 22 daran gehindert wird. Es muß die Dämpfungszylinderkammer 14 vielmehr durch den engen, ringförmigen Zwischenraum zwischen dem Führungsabschnitt 16 der Bohrung 8 und dem Führungsstift 9 verlassen. Durch diese Verzögerung des Druckmittelaustrittes wird die Bewegung des Führungsstiftes 9 und des Ventilverschlußkörpers 10 gedämpft. Dadurch wird ein ruckartiges öffnen und Schließen des Ventils, das zu Schwingungen und Erschütterungen der ganzen Anlage führen kann, vermieden.

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Die Ausführungsform nach Pig. 2 stimmt in wesentlichen Teilen mit derjenigen nach Fig. 1 überein. Es werden nachfolgend nur die abweichenden Merkmale beschrieben:

Be.i dem Si ch er ung s ventil 2' nach Fig. 2 steht die Dämpfungszylinderkammer 14-' nicht über einen zur Zuströmseite des Ventils hin offenen Kanal im Führungsstift 9¹ mit der Leitung in Verbindung; vielmehr enthält der vom Führungsstift 9¹ gebildete Kolben 13' einen zentralen Kanal 18', der auf der strÖmungsabwärts gelegenen Seite des Ventils in die Bohrung 8' der Gehäusenabe 7¹ und damit in die Leitung mündet. In den Kanal 18' ist wiederum ein aus einer Kugel 21' und einer Druckfeder 22' gebildetes Rückschlagventil eingebaut.

Die Wirkungsweise ist die gleiche wie im vorhergehenden Beispiel. Die Dämpfungszylinderkammer 14' füllt sich lediglich von der strömungsabwärts gelegenen Seite des Ventils her, was den Nachteil hat, daß dort ein geringerer Strömungsmitteldruck zur Verfügung steht.

Auch das Sicherungsventil 2" gemäß Fig. 3 stimmt prinzipiell mit den beiden vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispielen überein,. so daß nur die abweichenden Merkmale näher erläutert werden:

Die Dämpfungszylinderkammer 14" des Ventils 2" steht mit der stromaufwärts gelegenen Seite des Ventils über einen Kanal 18" in Verbindung, der in der Nabe 7" und im Gehäuse 3" in der aus Fig. 3 ersichtlichen Weise verläuft. Hierzu ist die ringförmige Ausnehmung 6" in einem Winkelbereich unterbrochen, so daß dort der Kanal 18" und das in ihn eingesetzte Rückschlagventil 21" und 22" untergebracht .werden kann. Die Druckfeder 22" des Rückschlagventils stützt sich an einem Stopfen 24" ab, der in eine zum Kanalsystem 18" gehörende Stichbohrung von der Abströmseite des Ventils her eingesetzt .ist.

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In der Wirkungsweise unterscheidet sich dieses Ventil nicht
von demjenigen nach Fig. 1; es hat lediglich ein etwas verwickelter aufgebautes Gehäuse*

Die Erfindung ist nicht auf die gezeichneten Ausführungsbeispiele beschränkt. Wenn die geringe Ansprechträgheit des Ventils keine so große Rolle spielt, kann der Ventilverschlußkörper auch einteilig mit dem Eühruhgsstift ausgebildet oder fest mit diesem verbunden sein.

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Claims

Patentansprüche

'Sicherungsventil für eine ein Fluid führende Leitung insbesondere als Sicherung bei Rohr- und Schlauchbrüchen, mit einem in die Leitung einsetzbaren Gehäuse, einem im Gehäuse vorgesehenen Ventilsitz, einem Ventilverschlußkorper, und einem Verschlußkörper-Führungsstift, der in eine zentrale mit dem Gehäuse fest verbundene oder einteilige Gehäusenabe eingesetzt ist, welche koaxial zum Führungsstift eine einen mit dem Ventilverschlußkorper verbundenen Verdrängerkolben enthaltende, beim Schließen des Ventils mit dem Fluid füllbare Dämpfungszylinderkammer enthält, dadurch gekennzeichnet , daß der Führungsstift (9) verschiebbar in der Gehäusenabe (7) gelagert und selbst als Verdrängerkolben (13) ausgebildet ist.

2. Sicherungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Dämpfungszylinderkammer (14) über einen ein Rückschlagventil (21, 22) enthaltenden Kanal (18) mit der Leitung (1) in Verbindung steht.

3· Sicherungsventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Kanal (18, 18') im Führungsstift (9; 9¹) bzw. im Kolbenabschnitt (13; 13') des Führungsstifts verläuft und über eine Stichbohrung (20; 20*) in die Dämpfungszylinderkammer (14; 14*) mündet.

4. Sicherungsventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (18'') in der Gehäusenabe (7") bzw. im Gehäuse (3") verläuft.

■5. Sicherungsventil nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (18; 18") auf der Druckseite des Ventils in die Leitung mündet.

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α*

6. Sicherungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5j dadurch gekennzeichnet , daß der Ventilverschlußkörper (10) als auf dem Führungsstift (9) gegen Federdruck verschiebbares Plättchen ausgebildet ist.

7. Sicherungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3) aus einem massiven Körper gebildet ist, der von der ersten Stirnfläche her auf einem Kreis in Winkelabständen eingebrachte Bohrungen (5) und eine von der zweiten Stirnfläche her eingebrachte, die Gehäusenabe (7) ringförmig umgebende, die Bohrungen anschneidende Ausnehmungen (S) aufweist, wobei der Ventilverschlußkörper (10) mit den der Ausnehmung abgewandten Bohrungsrändern als Ventilsitzt zusammenwirkt.

8. Sicherungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7> dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungszylinderkammer (14) zur Abströmseite des Ventils hin offen ist.

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