DE2749812A1 - Sicherheitsventil, insbesondere vollhubventil - Google Patents

Sicherheitsventil, insbesondere vollhubventil

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Description

Patentanmeldung
Woma-Apparatebau
Wolfgang Maasberg & Co. GmbH
Werthauser Straße 77 - 79
4100 Duisburg 14
"Sicherheitsventil, insbesondere Vollhubventil"
Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsventil, insbesondere Vollhubventil, mit in einem Ventilgehäuse geführten Ventilkegel mit Hubbegrenzung und mit einer den Ventilkegel auf einen Ventilsitz niederdrückenden Druckfeder. - Vollhubventil bedeutet, daß bei jedem Ansprechen schlagartig der volle Öffnungshub erreicht wird, wodurch starker Druckabfall beim Abblasen entsteht.
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Andrejewski, Honlce, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen
Bei der Druckbegrenzung von pneumatischen oder hydraulischen Hochdruckeinrichtungen zum Schütze vor unzulässigen Beanspruchungen wird regelmäßig eine Absicherung derart verlangt, daß nach Erreichen eines eingestellten Maximaldruckes, der nicht überschritten werden soll, sich der AbbläseVorgang für das Medium bei einem möglichst niedrigen Druckniveau vollzieht, damit die Verlustleistung während des Abblasevorganges möglichst gering gehalten wird. Darüber hinaus wird verlangt, daß sich das Sicherheitsventil bei Erreichen eines vorgegebenen Minimaldruckes wieder selbständig schließt, und zwar unter Aufrechterhaltung seiner Überwachungsfunktion.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitsventil, insbesondere Vollhubventil, zu schaffen, welches sich durch extrem geringe Verlustleistung während des Abblasevorganges und darüber hinaus durch einfache und funktionsgerechte Bauweise auszeichnet.
Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einem Sicherheitsventil, insbesondere Vollhubventil, der eingangs beschriebenen Art dadurch, daß zwischen dem Ventilkegel und der Druckfeder ein mit dem Ventilkegel in dem Ventilgehäuse koaxial geführter Steuerkolben angeordnet ist und der Steuerkolben einen Durchströmkanal mit endseitigem Kegelsitz für den Ventilkegel sowie eine Kolben-Beaufschlagungsfläche aufweist, die größer als die Kegel-Beaufschlagungsfläche gewählt ist, und daß der Ventilkegel in Schließstellung einerseits gegen den Ventilsitz und andererseits gegen den Kegelsitz angedrückt ist, in Offenstellung dagegen von dem Ventilsitz und infolge seiner Hub-
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Andrejewski, Honlce, Gesthuysen & Mosch, Patentanwälte in Essen
begrenzung auch von dem Kegelsitz am Steuerkolben abgehoben ist. - Diese Maßnahmen der Erfindung haben zur Folge, daß bei Drucküberschreitung der Ventilkegel im Zuge seiner Öffnungsbewegung den Steuerkolben gegen die Wirkung der Druckfeder zurückdrückt, bis er seine Offenstellung erreicht hat und dann der Steuerkolben - infolge der Hubbegrenzung des Ventilkegels - um ein weiteres vorgegebenes Maß zurückgedrückt wird und dabei sein Kegelsitz von dem Ventilkegel abhebt und folglich der Durchströmkanal freigegeben wird. Der sich zwischen dem Ventilkegel und der Kegelfläche bzw. dem Durchströmkanal einstellende Kegelquerschnitt entspricht dem Flächenverhältnis von der Kegel-Beaufschlagungsfläche zu der Kolben-Beaufschlagungsfläche. Da die Kolben-Beaufschlagungsfläche unschwer um ein Mehrfaches größer als die Kegel-Beaufschlagungsfläche gewählt werden kann und sich der Abblasdruck entsprechend dieser Flächenverhältnisse verhält, kann der Abblasdruck selbst unter Berücksichtigung eines extrem hohen Öffnungsdruckes beachtlich reduziert werden, nämlich proportional im Verhältnis von Kege1-Beaufschlagungsfläche zu Kolben-Beaufschlagungsfläche. Niedriger Abblasdruck bedeutet geringe Verlustleistung während des Abblasevorganges, worin die wesentlichen durch die Erfindung erreichten Vorteile zu sehen sind.
Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind im folgenden aufgeführt. So sieht die Erfindung vor, daß das Ventilgehäuse in ein Gehäusevorderteil, ein Gehäusehinterteil und ein zwischen Gehäusevorderteil und Gehäusehinterteil unter Dichtwirkung einschraubbares Gehäusemittelteil unterteilt und der Ventilkegel in dem Gehäusemittelteil geführt ist, welches dazu eine radiale Trennwand mit einer axialen Führungsbohrung
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für den Ventilkegel und diese umgebende Durchströmbohrungen aufweist. - Auf diese Weise läßt sich eine in fertigungstechnischer Hinsicht besonders einfache Führung des Ventilkegels mit einerseits gegen den Ventilsitz, andererseits gegen den Kegelsitz am Steuerkolben arbeitenden Dichtflächen verwirklichen. Das gilt auch für die Hubbegrenzung. Denn zweckmäßigerweise besitzt der Ventilkegel zur Hubbegrenzung eine umlaufende Schulter, welche in Offenstellung des Ventilkegels auf der Trennwand aufsetzt. Der Hub des Ventilkegels wird also durch den Abstand der Trennwand von dem Ventilsitz und damit von der Einschraubtiefe des Gehäusemittelteils in das Gehäusevorderteil bestimmt. Vorzugsweise weist der Steuerkolben als Durchströmkanal eine axiale Zentralbohrung und einen umlaufenden Kragen als Widerlager für die auf dem Gehäuseboden abgestützte Druckfeder auf. Unterstellt man einmal geringfügige Undichtigkeiten zwischen Ventilkegel und Ventilsitz, dann muß Druckaufbau vor dem Kegelsitz unterbunden werden, damit beim Schließen des Sicherheitsventils das verdrängte Medium druckfrei entweichen kann. In diesem Zusammenhang empfiehlt die Erfindung, daß der Steuerkolben eine den Kegelsitz umgehende Schrägbohrung zwischen der Kolben-Beaufschlagungsfläche und dem Durchströmkanal aufweist. - Zweckmäßigerweise ist der Steuerkolben in dem Gehäusemittelteil geführt, weil sich darin die Führungsflächen für den Steuerkolben wie auch in der Axialbohrung für den Ventilkegel verhältnismäßig leicht bearbeiten lassen. Im ganzen wird eine verhältnismäßig einfache und funktionssichere Bauweise verwirklicht, bei welcher sich der Abblasvorgang bei einem verhältnismäßig niedrigen Druckniveau vollzieht.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Sicherheitsventil im Axialschnitt, einerseits in Schließstellung, anderererseits in Offenstellung und
Fig. 2 ausschnittsweise den Gegenstand nach Fig. 1 bei bereits geöffnetem Ventilsitz und noch geschlossenem Kegelsitz.
In den Figuren ist ein Sicherheitsventil, insbesondere Vollhubventil, mit einem in einem Ventilgehäuse 1 geführten Ventilkegel 2 mit Hubbegrenzung und mit einer den Ventilkegel 2 auf einen Ventilsitz 3 niederdrückenden Druckfeder 4 dargestellt. Zwischen dem Ventilkegel 2 und der Druckfeder 4 ist ein mit dem Ventilkegel 2 in dem Ventilgehäuse 1 koaxial geführter Steuerkolben 5 angeordnet. Der Steuerkolben 5 weist einen Durchströmkanal 6 mit endseitigem Kegelsitz 7 für den Ventilkegel 2 sowie eine Kolben-Beaufschlagungsfläche 8 auf, die größer als die Kegel-Beaufschlagungsfläche 9 gewählt ist. Der Ventilkegel 2 ist in Schließstellung einerseits gegen den Ventilsitz 3 und andererseits gegen den Kegelsitz 7 angedrückt, in Offenstellung dagegen von dem Ventilsitz 3 und infolge seiner Hubbegrenzung auch schließlich von dem Kegelsitz 7 am Steuerkolben 5 abgehoben. Im Zuge der Öffnungsbewegung hebt der Ventilkegel 2 zunächst von dem Ventilsitz 3 ab und erst wenn sein Hub in Offenstellung begrenzt ist, hebt praktisch der Steuerkolben mit seinem Kegelsitz 7 von dem Ventilkegel 2 ab. Der Ventil-
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kegel 2 besitzt also beidseitig Kegeldichtflächen. Das Ventilgehäuse 1 ist in ein Gehäusevorderteil ta, ein Gehäusehinterteil 1b und ein zwischen Gehäusevorderteil und Gehäusehinterteil unter Dichtwirkung einschraubbares Gehäusemittelteil 1c unterteilt. Der Ventilkegel 2 ist in dem Gehäusemittelteil 1c geführt, welches dazu eine radiale Trennwand 10 mit einer axialen Führungsbohrung 11 für den Ventilkegel 2 und diese umgebende Durchströmbohrungen 12 aufweist. Der Ventilkegel 2 weist zur Hubbegrenzung eine umlaufende Schulter 13 auf und setzt damit in Offenstellung auf der Trennwand 10 auf. Der Steuerkolben 5 besitzt als Durchströmkanal 6 eine axiale Zentralbohrung und einen umlaufenden Kragen 14 als Widerlager für die auf dem Gehäuseboden abgestützte Druckfeder 4 auf. Ferner besitzt der Steuerkolben 5 eine den Kegelsitz 7 umgebende Schrägbohrung 15 zwischen der Kolben-Beaufschlagungsfläche 8 und dem Durchströmkanal 6 zum druckfreien Entweichen von Medium. Der Steuerkolben 5 ist in dem Gehäusemittelteil 1b geführt. Die Druckfeder 4 ist als Tellerfeder ausgebildet. Der Ventilsitz ist in das Gehäusevorderteil 1a und teilweise in das Gehäusemittelteil 1c eingesetzt.
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Claims (6)

■/'/-'♦98 12 Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen Patentansprüche :
1. Sicherheitsventil, insbesondere Vollhubventil, mit einem Γη einem Ventilgehäuse geführten Ventilkegel mit Hubbegrenzung und mit einer dem Ventilkegel auf einen Ventilsitz niederdrückenden Druckfeder, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ventilkegel (2) und der Druckfeder (4) ein mit dem Ventilkegel (2) in dem Ventilgehäuse (1) koaxial geführter Steuerkolben (5) angeordnet ist und der Steuerkolben (5) einen Durchströmkanal (6) mit endseitigem Kegelsitz (7) für den Ventilkegel (2) sowie eine Kolben-Beaufschlagungsfläche (8) aufweist, die größer als die Kegel-Beaufschlagungsfläche (9) gewählt ist, und daß der Ventilkegel (2) in Schließstellung einerseits gegen den Ventilsitz (3) und andererseits gegen den Kegelsitz (7) angedrückt ist, in Offenstellung dagegen von dem Ventilsitz (3) und infolge seiner Hubbegrenzung von dem Kegelsitz (7) abgehoben ist.
2. Sicherheitsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse 1 in ein Gehäusevorderteil (1a), ein Gehäusehinterteil (1b) und ein zwischen Gehäusevorderteil und Gehäusehinterteil unter Dichtwirkung einschraubbares Gehäusemittelteil (1c) unterteilt und der Ventilkegel (2) in dem Gehäusemittelteil (1c) geführt ist, welches dazu eine radiale Trennwand (10) mit einer axialen Führungsbohrung (11) für den Ventilkegel (2) und diese umgebende Durchströmbohrungen (12) aufweist.
$€-9*19/0*59
Andrejewslci, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen
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--er-
3. Sicherheitsventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkegel (2) zur Hubbegrenzung eine umlaufende Schulter (13) aufweist und damit in Offenstellung auf der Trennwand (10) aufsetzt.
4. Sicherheitsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (5) als Durchströmkanal (6) eine axiale Zentralbohrung und einen umlaufenden Kragen (14) als Widerlager für die auf dem Gehäuseboden abgestützte Druckfeder (4) aufweist.
5. Sicherheitsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (5) eine den Kegelsitz (7) umgehende Schrägbohrung (15) zwischen der Kolben-Beaufschlagungsfläche (8) und dem Durchströmkanal (6) aufweist.
6. Sicherheitsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (5) in dem Gehäusemittelteil (1c) geführt ist.
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