DE2830519C2 - Druckregler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckregler nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1.

Bekannt sind Druckregler (DE-PS 12 48 987), bei welchen ein Abströmventil mit Hilfe eines in einem Arbeitszylinder beweglichen Steuerkolbens bei Erreichen eines Solldruckes 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. Hier bei kommt ein Dreifachdichtkörper zur Anwendung, welcher bei einer Bewegung der Steuerstangc zunächst in der Steuerstange befindliche Querbohrungcn 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 die Feder aufnehmende Raum oberhalb der Membrane ist ständig mit der Außenluft in Verbindung, also entlüftet, so daß die Feder zu jeder Zeit mit einer an ihr einwirkenden Stellschraube verstellt werden kann. Die Feder wird verwendet, um den Abschaltdruck des to Reglers einzustellen. Der Abschaltdruck liegt im Bereich zwischen 7—8 bar, wobei die Federanordnung über einen kleinen Bereich wirken muß, so muß die Feder bei einem Abschaltdruck von z. B. 7,3 bar einen Teilbereich von 7,1 bis 7,5 bar einstellbar umgreifen. Für Hochdruckbetrieb sind derartige Druckregler nicht geeignet, also für Drücke von 16—20 bar. Zum einen besteht die Gefahr, daß die Membran unter Einwirkung derartiger Drücke im Bereich ihres Einspannrandes unzulässig verformt bzw. verquetscht wird, zum anderen ist die verwendete Federanordnung einschließlich ihrer Einstellmöglichkeit bei weitern nicht geeignet, derartigen Drücken zu widerstehen. Wollte man eine Anpassung an Hochdruckbetrieb vornehmen, unbeschadet der Probleme mit dem Membrankörper, dann müßte die einzelne Druckfeder wesentlich langer ausgebildet sein. Dies führt natürlich zu einer wesentlich größeren Bauhöhe des Druckreglers, was im Hinblick auf die beschränkten Platzverhältnisse nicht erwünscht ist.

Bekannt sind auch Druckregler der vorstehend erläuterten Funktionsweise (offenkundige Vorbenutzung nach Zeichnungsblatt 312 013 0001 der Grau Bremse GmbH, Heidelberg), bei welchen bereits zwei Federn, parallel wirkend, einerseits gegenüber der Oberseite der Membrane und andererseits gegenüber einer Einstellschraube gehalten sind. Mit Hilfe der Einstellschraube sind beide Federn gleichzeitig in ihrer Verspannung ein stellbar. Selbst wenn nur geringfügigste Einstellungen vorzunehmen sind, ist es in jedem Falle unerläßlich, im mer beide Federn gleichzeitig zu verstellen, also eine verhältnismäßig stark dimensionierte Feder und eine zweite schwächere Feder.

Die den Druckreglern nach der erstgenannten, vorbe kannten Konstruktion eigenen Nachteile im Hinblick auf die großflächige Membrane gelten auch bei derarti- gen Druckreglern mit zwei Federn, dies ungeachtet der an sich problematischen Verstellung beider Federn, d. h. der Arbeitsdruck derartiger Druckregler ist begrenzt. Auch ist die Feinfühligkeit der Verstellung beeinträchtigt, wie vorstehend vorgetragen, da unnötigerweise im- mer auch die stärkere Feder zu verstellen ist.

Die Feinfühligkeit von bei Druckreglern der genannten Art verwendeten Federanordnungen ist zudem auch deshalb problematisch, da die verwendeten Druckfedern bei hohen Einsatztemperaturen einem Kraftverlust unterliegen können und sich der Einstellwert der Federn dementsprechend beträchtlich verändert. Dies gilt umso mehr, wenn man versuchen wollte, Druckfedern bei Druckreglern der vorgenannten Art so stark und dementsprechend baulich so lang auszugestalten, bo daß sie für Hochdruckregelbetrieb geeignet sind.

Bekannt sind ferner Druckregler der gattungsgemäßen AiM (DE-OS 14 80 619), bei welchen eine einzelne Feder, mittels einer Schraube einstellbar, gegenüber dem Reglcrkolben wirkt. Hierbei bildet der Rcglerkolb5 ben sowohl den Steuerteil als auch den Ventilkörper Tür Einlaß- und Entlüftungsventil. Auch Druckregler dieser gattungsgemäßen Art sind hinsichtlich der verwendeten Feder für Drücke von etwa 7 bis 8 bar ausgelegt, d. h. bei

sogenanntem Hochdruckbetrieb von 16 bis 20 bar müßte die Baulänge der einzelnen Feder beträchtlich vergrößert d. h. verlängert werden, was mit dem Nachteil entsprechender Vergrößerung der Bauhöhe des Reglergehäuses verbunden ist Wie im Falle der erstgenannten Druckregler birgt die Verwendung einer eim-.elnen, verhältnismäßig groß dimensionierten Feder die Gefahr unangemessener Veränderungen des Einstellwerts, wenn hohe Einsatztemperaturen vorliegen.

Druckreglern der beiden vorgenannten Konstruktionen ist es schließlich gemeinsam, daß die Feinfühligkeit bzw. Feineinstellung der Federanordnung in dem Maße leidet, in welchem die Baulänge der Federn vergrößert wird, da die erwünschten Feineinstellungen gegen einen weit höheren Federdruck vorzunehmen wären.

Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen Druckregler der gattungsgemäßen Art so auszubilden, daß bei baulich gedrängtem Verhältnis die erwünschte Feineinstellung der Federanordnung gewährleistet ist, auch dann, wenn höhere Drücke geregelt werden. Auch soll die Federanordnung trotz hoher Einsatztemperaturen in ihrer Charakteristik bzw. Einstellung im wesentlichen unverändert bleiben.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale nach dem Kennzeichnungsteil des Patentanspruches.

Durch die Verwendung der zweiten, gleichfalls am Reglerkolben angreifenden, verhältnismäßig starken Feder ist sichergestellt, daß der Druckregler auch bei höheren Drücken geregelt werden kann, ohne daß eine unnötige Zunahme der Bauhöhe in Kauf zu nehmen wäre. Die parallele Anordnung und Funktion der beiden Federn ist von besonderem Vorteil, da bei höheren Einsatztemperaturen der Kraftverlust der zwei Federn der gewählten Anordnung beträchtlich kleiner ist als der entsprechende Kraftverlust bei einer einzelnen, verhältnismäßig stark zu dimensionierenden Feder. Ein wesentlicher Vorteil ist auch darin zu sehen, daß die stärkere zweite Feder in einem Gehäusebereich eingesetzt ist, d. h. in einer in der Abschaltphase einen Druckraum bildenden Kammer, welche von außerhalb nicht zugängig zu sein braucht. Die kleinere, d. h. schwächer ausgebildete erste Feder hingegen befindet sich in bekannter Weise in einem Raum, welcher ständig mit Außenluft in Verbindung steht. Die Feineinstellung der Federanordnung ist somit unabhängig von der Federkraft der verwendeten zweiten Feder, auch dann, wenn die gesamte Federanordnung für Hochdruckbetrieb ausgelegt ist.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, welche im Schnitt einen Druckregle;· 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 Druckiufteinlaß 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 der 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, welche 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 od. 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 Ventilteilers 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 Reglerkoibens 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 51angepreßt, 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 korn- 5 mende 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 gedrückt, so daß sich der Ventilteller 35 auf den darunter befindlichen Sitz auflegt Bei der nach unten 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

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Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Druckregler, insbesondere für eine Druckluftspeicheranlage, mit einem in das Gehäuse des Druckreglers mundenden, von einer Pumpe od. dgl. beschickten Drucklufteinlaß, einem ein Rückschlagventil enthaltenden Druckluftauslaß, einem im Gehäuse durch eine Feder entgegen dem zu regelnden Druck belasteten Reglerkolben, welcher durch eine Bohrung mit dem Speicherdruck des Druckluftauslasses beaufschlagbar und bei Erreichen eines durch Einstellmittel bestimmbaren Drucksollwerts verschiebbar ist, um ein Sicherheitsventil zum Zwecke der Entlastung der Pumpe zu öffnen, wobei die Feder in einer axialen Bohrung des Reglerkolbens geführt ist und sich am Boden der Bohrung und an einer sntgegengesetzt befindlichen, in das Gehäuse des Druckreglers eingeschraubten Stellschraube in ihrer Verspannung einstellbar abstützt und der Reglerkolben an seinen entgegengesetzten Enden sowohl das Einlaßventil für die Betätigung des Sicherheitsventils bei Erreichen des Drucksollwerts als auch das Entlüftungsventil für die Betätigungseinrichtung des Sicherheitsventils trägt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verspannung des Reglerkolbens (37) eine zweite Feder (45) vorgesehen ist, daß der Reglerkolben (37) an seinem Außenumfang, zwischen Einlaßventil (35) und Entlüftungsventil (41,51) befindlich, einen Haltering (43) trägt, daß die zweite Feder (45) unter fester Einspannung zwischen dem Haltering (43) und einem gehäuseseitigen Anschlag gehalten ist, daß die erste Feder (47), parallel zur zweiten Feder (45) wirkend, schwächer ist als diese, und daß die erste Feder (47) in axialer Erstreckung der Bohrung des Reglerkolbens (37) bis zur Stellschraube (49) in einem gehäuseseitigen Rohr (53) geführt ist, dessen dem Reglerkolben zugewandtes freie Ende mit diesem das Entlüftungsventil (41, 51) bildet