DE2830519B1 - Druckregler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckregler nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1.
Bekannt sind Druckregler der in Rede stehenden Art (DE-PS 12 48 987), bei welchen ein Abströmventil mit Hilfe eines in einem Arbeitszylinder beweglichen Steuerkolbens bei Erreichen eines Solldrucks geöffnet wird, um die dem Druckregler zugeordnete Druckluftpumpe bzw. -förderanlage zu entlasten. Der Steuerkolben wird in Abhängigkeit von der Position einer durch eine Membran bewegbaren Steuerstange beaufschlagt; die Membran spricht auf den am Druckmittelauslaß bestehenden Druck an und wird bei Erreichen des Solldruckes gegen die Kraft einer Federanordnung verschoben, derart, daß zunächst ein Entlüftungsventil geschlossen und dann ein Einlaß- oder Belüftungsventil für den Steuerkolben geöffnet wird. Hierbei kommt ein verhältnismäßig aufwendig aufgebauter Dreifachdichtkörper zur Anwendung, welcher bei einer verhältnismä-Big langhubigen Bewegung der Steuerstange zunächst in der Steuerstange befindliche Querbohrungen abdichtet, welche zur Entlüftung dienen, und welcher nachfolgend von einem Ventilsitz abhebt, um in vorstehend beschriebener Weise die Druckmittelverbindung zwischen dem Druckmittelauslaß und dem das Sicherheitsventil öffnenden Steuerkolben freizugeben.

Die die Steuerstange bewegende, mit ihr verbundene Membran ist am Außenumfang der Steuerstange fixiert; eine verhältnismäßig starke Druckfeder wirkt auf die Oberseite der Membran ein, so daß diese bei Erreichen des Solldruckes gegen die Kraft der Feder zu verschieben ist.

Der Aufbau der vorbeschriebenen Druckregler ist verhältnismäßig aufwendig, insbesondere was die mit

so einem Dreifachdichtkörper versehene Ventilkonstruktion betrifft; außerdem bedingt die Ventilfunktion an der Steuerstange verhältnismäßig lange Betätigungswege, d. n.die Steuerstange ist infolge der dem Dreifachdichtkörper eigenen Konstruktion auf verhältnismäßig langer Distanz zu bewegen, bevor die Entlüftungsverbindung unterbrochen und nachfolgend die Belüftungsverbindung zwischen Druckmittelauslaß und Steuerkolben hergestellt ist. Die Feinfühligkeit von bei derartigen Druckreglern verwendeten Federanordnungen ist außerdem problematisch, da die hierbei verwendeten Druckfedern bei hohen Einsatztemperaturen einem Kraftverlust unterliegen, d.h. der Einstellwert der Federanordnung wird beträchtlich verändert. Im allgemeinen bedarf es wiederholter Positionsveränderungen der Einstellmittel, so der Einstellschraube, um den erwünschten Einstellwert herbeizuführen.

Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen Druckregler der in Rede stehenden Art so

ORIGINAL INSPECTED

auszubilden, daß das Belüften der Betätigungseinrichtung des Sicherheitsventils, als auch das Entlüften bei sich verringerndem Druck innerhalb kürzester Schaltzeiten, vollzogen werden kann. Wenn der eine Sicherheitsschwelle darstellende Solldruck erreicht ist, soll die als Kolben ausgebildete Betätigungseinrichtung des Sicherheitsventils sofort ansprechen, ohne daß langhubige Steuerbewegungen erforderlich sind. Auch soll die Federanordnung trotz hoher Einsatztemperaturen in ihrer Charakteristik bzw. Einstellung im wesentlichen unverändert bleiben; zudem soll eine Feineinstellung der Federanordnung ermöglicht sein.

Die Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich durch die Merkmale nach dem Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1.

Der Druckregler spricht sehr schnell an, er wirkt im Sinne eines sog. Zweipunktreglers, da der Reglerkolben an seinen entgegengesetzten Enden die Ventilorgane zur Belüftung der Betätigungseinrichtung des Sicherheitsventils als auch zu ihrer Entlüftung trägt. Wenn der am einen Ende des Reglerkolbens angeordnete Ventilteller öffnet, dann ist die sofortige Belüftung der Betätigungseinrichtung des Sicherheitsventils möglich; bei dieser den Ventilteller von seinem Ventilsitz abhebenden Bewegung des Reglerkolbens wird gleichzeitig oder unmittelbar danach das Entlüftungsventil geschlossen, welches im Normalfall die Betätigungseinrichtung des Sicherheitsventils entlüftet, derart, daß das Sicherheitsventil innerhalb kürzester Zeit nur dann wirkt, wenn ein durch die-Federanordnung und durch die Stellschraube bestimmbarer Solldruckwert erreicht ist.

Die parallele Funktion und Parallelanordnung der beiden Federn ist von besonderem Vorteil. Insbesondere bei höheren Einsatztemperaturen hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die genannte Federanordnung vorzusehen, da der Kraftverlust von zwei oder mehreren Federn beträchtlich kleiner ist als der entsprechende Kraftverlust bei einer einzelnen, stark dimensionierten Feder. Darüber hinaus ist durch die Verwendung von wenigstens zwei Federn sichergestellt, daß eine feinfühlige Einstellung mit Hilfe der Stellschraube vorgenommen werden kann.

Auch die Konstruktion des Sicherheitsventils ist von baulich einfacher Art: Der Filter ist als einfaches Lochblech-Stanzteil ausgebildet, welches in paralleler Lage zum Ventilteller des Sicherheits- oder Ablaßventils angeordnet wird. Der Ventilteller des Sicherheitsventils ist als einfaches Blechprägeteil mit angeprägtem Ventilsitz ausgebildet, was zu einer beträchtlichen Reduzierung der Fertigongs- und Materialkosten des Druckreglers beiträgt

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen sind in weiteren Patentansprüchen aufgeführt.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, welche im Schnitt einen Druckregler nach der Erfindung wiedergibt.

Der in der Zeichnung im Längsschnitt dargestellte Druckregler weist ein Gehäuse 1 mit einem Drucklufteinlaß 3 und einem Druckluftauslaß 5 auf. Im Inneren des Gehäuses ist zwischen dem Drucklufteinlaß 3 und dem Druckluftauslaß 5 eine Kammer 7 vorgesehen, an deren offener Unterseite ein Filter 9 in Form eines Lochbleches vorgesehen ist. Der Drucklufteinlaß 3 steht über die Unterseite des Filters 9 mit der ringförmigen Kammer 7 in Verbindung, welche ihrerseits über eine Bohrung 11 an den Druckluftauslaß 5 angeschlossen ist.

Der aus einem billigen Lochblechteil gefertigte Filter 9 stützt sich gemäß Darstellung an einem Ventilteller 13 ab, welcher unter Abdichtung im Gehäuse befestigt ist und gegenüber einer ringförmigen Dichtung 15 wirkt. Der Ventilteller 13 und die Dichtung 15 sperren oder öffnen den an der Unterseite befindlichen Ablaßstutzen 17, wie nachfolgend ausführlich dargelegt ist. Die vorstehend genannte Dichtung 15 ist mittels eines Halteringes 19 an dem gemäß Darstellung unteren Endes eines Kolbens 21 befestigt, welcher unter Abdichtung in einer Kammer 23 hin- und herbewegbar ist. Der Kolben 21 ist durch eine Feder 25 verspannt, weiche an ihrem gemäß Darstellung unteren Ende auf einer Tragscheibe 27 aufliegt und sich am entgegengesetzten Ende im Inneren des Kolbens 21 abstützt.

Eine Bohrung 29 mündet in den Druckluftauslaß 5 stromabwärts eines Rückschlagventils 31 und steht im Gehäuse 1 mit einer Kammer 33 in Verbindung. Die Kammer 33 liegt gegenüber der Unterseite eines aus Kunststoff, Gummi o. dgl. Dichtungsmaterial bestehenden Ventiltellers 35. Der Ventilteller 35 ist an einem Reglerkolben 37 eingeknöpft, welcher in einer Bohrung 39 verschiebbar geführt ist. Am gemäß Darstellung oberen Ende des Reglerkolbens 37 ist ein Dichtungsring 41 aufgeknöpft; etwas unterhalb des Dichtungsringes 41 ist ein Haltering 43 am Reglerkolben angeordnet und trägt eine verhältnismäßig starke Feder 45, die sich an ihrem oberen Ende unter Verspannung an der Innenseite des Gehäuses 1 abstützt. Die Feder 45 ist als fest eingespannte Feder anzusehen. Eine zweite, schwächer ausgebildete Feder 47 ist-gemäß Darstellung zwischen der Innenseite des Reglerkolbens 37 und einer Stellschraube 49 verspannt. Die Stellschraube 49 kann zum Zwecke der Verstellung der Spannkraft der Feder 47 in das Gehäuse 1 hineingeschraubt bzw. aus dem Gehäuse herausgeschraubt werden. Der Dichtungsring 41 wirkt in nachfolgend beschriebener Weise mit einem ringförmigen Ventilsitz 51 zusammen, der sich am unteren Ende eines vorzugsweise mit dem Gehäusematerial einheitlich bestehenden Rohrs 53 erstreckt. Bei der in der Zeichnung dargestellten Betriebslage ist der Dichtungsring 41 unter Abstand vom Ventilsitz 51 gehalten.

Der oberhalb des Kolbens 21 befindliche Teil der Kammer 23 steht über eine Bohrung 55 mit einer ringförmigen Kammer 57 in Verbindung, welche ihrerseits über den Zwischenraum zwischen dem Dichtungsring 41 und dem Ventilsitz 51 und über eine an der Oberseite des Gehäuses 1 befindliche Bohrung 59 entlüftbar ist. Die Bohrung 59 kann unter seitlichem Abstand zur Stellschraube 49 angeordnet sein, sie kann jedoch auch — wie dies beim dargestellten Ausführungsbeispiel der Fall ist — in das die Stellschraube 49 aufnehmende Gewinde des Gehäuses eingeschnitten sein.

Die Wirkungsweise des Druckreglers ist wie folgt:

Wenn der Drucklufteinlaß 3 mit Druckluft beschickt wird, z. B. aus einem Kompressor, so kann diese nach Passieren des Filters 9 in die Kammer 7 gelangen und wird von dieser über die Bohrung 11 und über das Rückschlagventil 31 in den Druckluftauslaß 5 abgeleitet. Gleichzeitig strömt diese Druckluft durch die Bohrung 29 in die Kammer 33 ein und wirkt demgemäß an der Unterseite des Ventiltellers 35, derart, daß dieser von seinem darunter befindlichen, ringförmigen Sitz abhebt und Druckluft aus der Kammer 33 an der Außenseite des Reglerkolbens 37 entlang in die Kammer 57, in die Bohrung 55 und in die Kammer 23 gelangen kann.

Während dieser Aufwärtsbewegung des Reglerkolbens 37 kann der Spalt zwischen dem Ventilsitz 51 und dem Dichtungsring 41 kurzzeitig geöffnet bleiben, in jedem Fall wird der Dichtungsring 41 bei sich nach oben bewegendem Reglerkolben in kürzester Zeit an den Ventilsitz 51 angepreßt, derart, daß die zur Entlüftung dienende Verbindung aus der Kammer 57 in die Bohrung 59 unterbunden ist. Sobald in der Kammer 23 eine durch die Stellschraube 49 bestimmte Druckhöhe erreicht ist, bewegt sich der Kolben 21 gemäß Darstellung nach unten gerichtet, so daß die Dichtung 15 vom Ventilteller 13 abhebt, d. h. die Verbindung aus dem Drucklufteinlaß 3 in den Ablaßstutzen 17 wird freigegeben; die Anordnung aus Kolben 21, Dichtung 15 und Ventilteller 13 wirkt als Sicherheitsventil. Die vom Kompressor kommende Luft kann also über den Ablaßstutzen 17 ins Freie abströmen.
Wenn der Druck der Druckluft im Druckluftauslaß 5 nachläßt, wenn also beispielsweise die Druckluft verbraucht wird, die in einem vom Druckluftauslaß gespeisten Vorratsbehälter besteht, dann wandert der Kolben 21 wieder nach oben, derart, daß sich die Dichtung 15 wieder an den Sitz des Ventiltellers 13 anlegt. Gleichzeitig wird der Reglerkolben 37 durch die Kraft der Federn 45 und 47 nach unten gerichtet gedruckt, so daß sich der Ventilteller 35 auf den darunter befindlichen Sitz auflegt Bei der nach unten

ίο gerichteten Bewegung des Reglerkolbens 37 löst sich der Dichtungsring 41 vom Ventilsitz 51 und gibt die Verbindung aus der ringförmigen Kammer 57 in Richtung der zur Entlüftung dienenden Bohrung 59 frei. Somit können die Kammer 23, die Bohrung 55 und die ringförmige Kammer 57 auf sichere Weise entlüftet werden, bis ein erneuter Druckaufbau über die Bohrung 29 die vorstehend beschriebenen Funktionsabläufe wieder auslöst.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1 Patentansprüche:

1. Druckregler, insbesondere für eine Druckluftspeicheranlage, mit einem in das Gehäuse des Druckreglers mündenden, von einer Pumpe o. dgl. beschickten Drucklufteinlaß, einem ein Rückschlagventil enthaltenden Druckluftauslaß, einem im Gehäuse durch eine Federanordnung verspannten Reglerkolben, welcher durch eine Bohrung mit dem Speicherdruck des Druckluftauslasses beaufschlagbar und bei Erreichen eines durch Einstellmittel bestimmbaren Drucksollwertes verschiebbar ist, um ein Sicherheitsventil zum Zwecke der Entlastung der Pumpe zu öffnen, dadurch gekennzeichnet, daß die Federanordnung aus wenigstens zwei dem Reglerkolben entgegen dem zu regelnden Druck belasteten Federn (45, 47) besteht, von welchen eine Feder (45) eine feste Einspannung aufweist, während die andere Feder (47) — parallel zur ersten Feder wirkend — in ihrer Verspannung gegenüber dem Reglerkolben (37) einstellbar ist, und daß der Reglerkolben (37) an seinen entgegengesetzten Enden sowohl das Einlaßventil (35) für die Betätigung des Sicherheitsventils (13, 15) bei Erreichen des Drucksollwerts als auch das Entlüftungsventil (41, 51) für die Betätigungseinrichtung des Sicherheitsventils (13,15) trägt.

2. Druckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaßventil einen Ventilteller (35) aufweist, welcher an einem Ende des Reglerkolbens (37) eingeknöpft ist und unter Verspannung der am entgegengesetzten Ende des Reglerkolbens einwirkenden Federanordnung (45,46) an einen Ventilsitz des Gehäuses (1) andrückbar ist, derart, daß die Druckmittelverbindung (29, 33; 57, 23) zwischen dem Druckluftauslaß (5) und der als Kolben (21) ausgebildeten Betätigungseinrichtung des Sicherheitsventils (13, 15) unterhalb des Drucksollwerts unterbunden ist, wenn der Ventilteller (35) auf dem Ventilsitz aufliegt, und daß am bezüglich des Ventiltellers (35) entgegengesetzten Ende des durch die Federanordnung verspannten Reglerkolbens (37) ein Dichtungsring (41) aufgeknöpft ist, welcher mit einem gehäuseseitigen Ventilsitz (51) das Entlüftungsventil für den Kolben (21) bildet, derart, daß das Entlüftungsventil bei Übersteigen des Drucksollwertes schließt und das Einlaßventil im wesentlichen gleichzeitig öffnet.

3. Druckregler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Reglerkolben an seinem Außenumfang einen Haltering (43) tragt, daß die eine Feder (45) zwischen dem Haltering (43) und einem gehäuseseitigen Anschlag verspannt ist, und daß die zweite Feder (47) — parallel zur ersten Feder wirkend — in einer axialen Bohrung des Reglerkolbens (37) und an einer entgegengesetzt befindlichen, in das Gehäuse (1) eingeschraubten Stellschraube (49) verspannt ist.

4. Druckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die zweite Feder (47) innerhalb des Dichtungsringes (41) des Reglerkolbens (37) befindet und in Erstreckung bis zur Stellschraube (49) in einem gehäuseseitigen Rohr (53) geführt ist, dessen freies Ende mit dem Dichtungsring (41) das Entlüftungsventil bildet.

5. Druckregler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Betätigung des Sicherheitsventils dienende Kolben

(21) eine durch Bewegung des Kolbens verschiebbare Dichtung (15) trägt, welche mit einem als Blechprägeteil ausgebildeten Ventilteller (13) zusammenwirkt, und daß eine an einer gehäuseseitigen Tragscheibe (27) abgestützte Feder (25) den Kolben (21) in Schließlage drückt.

6. Druckregler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilteller (13) einen Filter (9) trägt, welcher als

ίο Lochblech-Stanzteil in der Druckmittelverbindung zwischen Drucklufteinlaß (3) und Druckluftauslaß (5) angeordnet ist.