DE3013235A1

DE3013235A1 - Kegelventil zur regelung des durchflusses eines unter druck stehenden fluids

Info

Publication number: DE3013235A1
Application number: DE19803013235
Authority: DE
Inventors: Gervasoni Bono
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-04-11
Filing date: 1980-04-03
Publication date: 1980-10-23
Also published as: FR2454036A1; IT1113876B; FR2454036B3; IT7921787A0

Description

BESCHREIBUNG :

Die Erfindung betrifft ein Regelventil zur Regelung des Durchflusses eines unter Druck stehenden Fluids, insbesondere mit einer Vorrichtung zum automatischen Verschließen bei Maximaldruck. Ein solches Regelventil ist besonders geeignet zur Anwendung in allen Fällen, wo es erforderlich ist, einen geregelten variablen Durchsatz eines unter Druck stehenden Fluids zu schaffen, wobei gleichzeitig der Druck einen bestimmten Grenzwert nicht überschreiten darf.

Ein typischer Fall, bei dem diese beiden Forderungen erfüllt werden müssen, ist die Regelung der Druckluftleistung. Das erfindungsgemäße Regelventil ist also mit Vorteil bei Anlagen verwendbar, in denen Druckluft abgegeben wird.

Ein besonderer Anwendungsfall, der jedoch keinerlei einschränkenden Charakter aufweist, ist die Anwendung direkt an einer Druckluftpistole derart, daß der Benutzer das Ventil direkt betätigen kann, während er die Pistole festhält.

Das Regelventil kann an irgendeiner Stelle der Druckluft-Versorgungsleitung eingebaut werden, was keinerlei Änderungen des Ventils erfordert.

Bekanntlich werden Druckluftpistolen üblicherweise in Werkstätten für verschiedene Reinigungszwecke verwendet, z. B. das Reinigen von Bauteilen oder Arbeitstischen od. dgl. Der Druckluftdurchsatz der Pistole wird dadurch erhalten, daß ein an der Pistole vorgesehener· Drucktaster betätigt wird, wobei dieser Drucktaster ein im Inneren

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der Pistole angeordnetes Steuerventil betätigt. Ein solches Ventil ermöglicht bekanntlicherweise nur das öffnen und Verschließen des Luftkanals, ohne eine Regulierung des Querschnitts zuzulassen. Eine sehr eingeschränkte Regelmöglichkeit ist dadurch geschaffen, daß das Ventil nur sehr wenig geöffnet wird, wobei der Benutzer die Luftströmung in gewissen Grenzen regulieren kann, indem er den Druck auf den Drucktaster verändert. Dieser Vorgang ist jedoch sehr ungenau und niemals konstant, denn er beruht auf einem völlig subjektiven Druck, nämlich dem von dem Benutzer ausgeübten Druck.

Mit den herkömmlichen Druckluftpistolen kann also nur der maximale Druck des Netzes oder die völlige Sperrung erreicht werden.

Es ist jedoch bekannt, daß nicht immer der maximale Durchsatz erforderlich ist, sondern daß vielmehr häufig eine geringe Durchsatzleistung benötigt wird; für diesen Zweck sind jedoch die bekannten Pistolen unbrauchbar.

Ein weiterer Mangel der bekannten Pistolen beruht auf dem Aufbau ihrer Ventile und besteht darin, daß es nicht möglich ist, den Druck der Luftströmung zu regeln, und wenn eine unvorhergesehene Erhöhung des Netzdrucks auftritt,, ergibt sich ein starker Druckluftstrahl, der gefährlich sein kann. Selbst wenn ein solcher Strahl nur kurzzeitig auftritt, kann er jedoch aufgrund seiner hohen Geschwindigkeit feste Teilchen, die aus Metall sein können, hochheben, so daß eine beträchtlich Unfallgefahr für die mit der Pistole arbeitenden oder sich in der Umgebung befindenden Personen besteht.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Regelventils zur Regulierung der Strömung eines unter Druck stehenden

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Fluids, das insbesondere für eine Druckluft-Speiseanlage geeignet ist, wobei die vorstehend dargelegten Mangel behoben werden sollen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Gemäß einem ersten wesentlichen Merkmal der Erfindung ist das Regelventil mit Einrichtungen versehen, die es ermöglichen, den Druckluftdurchsatz zu regulieren, so daß die aus der Pistole austretende Luftitienge graduell verändert werden kann.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das Regulierventil mit Einrichtungen versehen, die es ermöglichen, die Luftströmung sofort zu unterbrechen, wenn der Druck des Speisenetzes einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet.

Gemäß einem wesentlichen Merkmal der Erfindung sind die Einrichtungen zur Regulierung des Luftdurchsatzes und die Verschlußmittel in einem einzigen Ventilkörper aufgenommen, der eine im wesentlichen gestreckte Gestalt aufweist, damit er leicht in den Griff einer Druckluftpistole eingebaut werden kann.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht des Regulierventils in direkter Anwendung auf eine Pistole; und

Fig. 2 einen Längsschnitt des Regulierventils.

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Es wird auf Fig. 1 Bezug genommen. Mit P ist eine bekannte Druckluftpistole bezeichnet, in die ein bekanntes Ventil zum Öffnen und Schließen des Luftkanals eingebaut ist, wie es nachfolgend beschrieben wird, wobei das Ventil durch einen Drucktaster G betätigt wird.

Das mit V bezeichnete erfindungsgemäße Ventil ist an den unteren Teil des Handgriffs I der Pistole P angesetzt. Das Ventil V ist über einen Flansch F mit einer Speiseleitung C verbunden, die an eine nicht dargestellte Druckluftquelle angeschlossen ist.

Die Stelle, an der das Ventil V in Fig. 1 eingebaut ist, ist lediglich ein nicht als Einschränkung zu verstehendes Ausführungsbeispiel; das Ventil kann an irgendeiner Stelle der Speiseleitung C eingebaut werden. Die gezeigte Anordnung des Ventils V ist jedoch vorteilhaft, da sie für den Benutzer zweckmäßig ist.

Es wird nun auf Fig. 2 Bezug genommen. Das erfindungsgemäße Regulierventil enthält einen Ventilkörper 1 mit im wesentlichen zylindrischer Form, dessen Enden 1a, 1b mit Gewinden versehen sind. Zwei einander gegenüberliegende Längskanäle 3, 4 sind im Inneren des Ventilkörpers 1 angeordnet und verlaufen im wesentlichen koaxial; sie haben einen kreisförmigen Querschnitt und sind voneinander durch eine radiale Wandung 2 getrennt, die in einer Mittelzone des Ventilkörpers 1 vorgesehen ist. Der Längskanal 3 ist der Lufteinlaßkanal des Ventils, während der Kanal 4 der Auslaßkanal des Ventils ist. Die Luftströmung verläuft also von dem Kanal 3 zum Kanal 4.

Die Kanäle 3_f 4 stehen untereinander über transversale Kanäle 5,6 und 6a in Verbindung, die in dem Ventilkörper 1 entsprechend der Wandung 2 angeordnet sind. Der erste transversale

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Kanal 5 ist am Ende des Einlaßkanals 3 angeordnet, während die Transversalkanäle 6 und 6a am Beginn des Auslaßkanals 4 angeordnet sind.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die transversalen Kanäle 5, 6a durch einfache Löcher gebildet sind, die in der Wandung des Ventilkörpers 1 angeordnet sind, während der Transversalkanal 6 zusätzlich zu einem ebenfalls in dem Ventilkörper 1 angebrachten Loch auf der Seite der Wandung 2 eine Ausnehmung bzw. Einfräsung 7 im wesentlichen konischer Form aufweist, deren Kuppe zu dem Kanal 5 hin gerichtet ist. Die Aus- oder Anfräsung 7 verursacht entsprechend dem Kanal 6 eine Reduzierung des Außendurchmessers des Ventilkörpers 1 in Richtung der Druckluftströmung.

Eine Hülse 8 ist auf den Ventilkörper 1 aufgeschraubt und auf diesem frei drehbar, so daß sie durch Drehung auf den Ventilkörper 1 verschoben werden kann.

In ihrer Zone, die im wesentlichen in der Mitte liegt, ist die Hülse 8 mit einem ringförmigen Hohlraum 9 versehen, der im wesentlichen entsprechend den Transversalkanälen 5,6 und 6a angeordnet ist. Die Länge des Hohlraums 9 ist im wesentlichen gleich dem Abstand zwischen den einander gegenüberliegenden Seitenrändern der Transversalkanäle 5 und 6, wenn als Seitenränder der stromaufwärts liegende Seitenrand des Kanals 5 und der stromabwärts liegende Seitenrand des Kanals 6 unter Zugrundelegung der Druckluftströmungsrichtung verstanden wird.

Der Hohlraum 9 der Hülse 8 begrenzt mit der Außenoberfläche des Ventilkörpers 1 eine im wesentlichen ringförmige Kammer 10, durch die hindurch die Luft aus dem Kanal 5 dem Kanal 6 oder 6a zugeführt werden kann.

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Die Hülse 8 ist am Ende des Hohlraumes 9 auf der Seite der Kanäle 6 und 6a mit einem weiteren ringförmigen Hohlraum 11 quadratischen Querschnitts versehen, in den ein Dichtungsring, z.B. aus Kautschuk, eingesetzt ist.

Wie weiter unten aus der Beschreibung der Arbeitsweise des Ventils ersichtlich wird, erlaubt die Dichtung 12 das graduelle Verschließen der Kanäle 6 und 6a, um den Druckluftdurchsatz zu regulieren.

Weitere Dichtungsringe 13, 14 aus Kautschuk sind in entsprechende Hohlräume 15, 16 eingesetzt, die in dem Ventilkörper angebracht sind. Diese Dichtungen haben allein zur Aufgabe, den Austritt von Luft aus dem Ventil zu verhindern, z.B. wenn Spiel zwischen der Hülse 8 und dem Ventilkörper 1 vorhanden ist. Das Aufschrauben der Hülse 8 auf den Ventilkörper 1, also das Verschieben derselben auf dem Ventilkörper, erfolgt zwischen zwei Grenzstellungen, die dem völlig geöffneten Zustand bzw. völlig geschlossenen Zustand des Ventils entsprechen. In Fig. 2 ist das Ventil in völlig geöffneter Stellung gezeigt. Der Anschlag der Hülse 8 an diesen beiden Stellungen wird durch zwei Begrenzungsanschläge erreicht, von denen für die völlig geöffnete Stellung ein Teil 17 radial am Ventilkörper 1 vorsteht und für die völlig geschlossene Stellung ein Sicherungsring bzw. Seeger-Ring 18 am Ventilkörper 1 befestigt ist.

Der vorspringende Teil 17 des Ventilkörpers 1 kann, wenn dies auch aus der Zeichnung nicht hervorgeht, vieleckig ausgebildet sein, um das leichte Erfassen zu ermöglichen, die das Drehen der Hülse 8 erleichtert, wobei diese Hülse ferner auf ihrer Außenoberfläche geriffelt sein kann.

Das erfindungsgemäße Ventil enthält ferner eine Vorrichtung zum automatischen Verschließen bei Maximaldruck, mit einem

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Verschlußglied 19 von im wesentlichen zylindrischer Form, das im Inneren des Auslaßkanals 4 verschiebbar ist.

Das Verschlußglied 19 ist durch einen mittleren Teil 19a, dessen Durchmesser gleich dem Innendurchmesser des Kanals ist, und durch zwei Teile 19b, 19c gebildet, die auf den beiden dem mittleren Teil 19a gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind und einen geringeren Durchmesser aufweisen.

Insbesondere weist der Teil 19b, dessen Durchmesser geringer ist als derjenige des Teils 19c, eine solche Höhe auf, daß der mittlere Teil 19a in bezug auf die Kanäle 6, 6a angehoben bleibt, wenn das Ventil geöffnet ist, wobei der Teil 19b auf die Wandung 2 drückt.

Der Teil 19c, der an seinem Ende im wesentlichen kegelstumpfförmig verjüngt ist, hat eine solche Höhe, daß unter^r;den oben erwähnten Bedingungen sein Ende einem Auslaßkanal 20 gegenüberliegt, der in einem Zylinderstutzen 21 angeordnet ist, welcher an dem Ende des Ventilkörpers 1 durch Preßsitz oder Verschraubung befestigt ist. Der Auslaßkanal bzw. das Auslaßloch 20 ist mit einer entsprechenden Erweiterung 22 versehen, um das verjüngte Ende des Teils 19c des Verschlußglieds aufnehmen zu können.

Eine zwischen der im Inneren des Kanals 4 liegenden Oberfläche des Stutzens 21 und der gegenüberliegenden Fläche des Teils 19a des Verschlußgliedes 19 angeordnete Feder 23 hält das Verschlußglied in der dargestellten Stellung, die dem geöffneten Ventil entspricht.

Der Teil 19a des Verschlußgliedes 19 ist mit einer Längsrille 24 versehen, die den Durchgang der Druckluft aus dem Teil des Kanals 4, wo sich der Teil 19b befindet, in den Teil, wo sich der Teil 19c befindet, zuläßt. Es wird nun die Arbeitsweise

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des erfindungsgemäßen Ventils beschrieben. Es wird angenommen, daß von der in Fig. 2 gezeigten Stellung ausgegangen wird, in der das Ventil vollständig geöffnet ist. Die Hülse ist vollständig gegen den vorstehenden Teil 17 angeschraubt, so daß die Kammer 10 genau den Transversalkanälen 5,6 und 6a gegenüberliegt und den Durchgang eines maximalen Luftdurchsatzes zuläßt.

Wenn angenommen wird, daß der Druck im Speisenetz seinen Nennwert hat, bleibt das Verschlußglied 19 in seiner gezeigten Stellung, weil die Feder 23 so geeicht ist, daß sie eine höhere Kraft liefert.

Wenn der Luftdurchsatz des Ventils verkleinert werden soll, und davon ausgegangen wird, daß der Druck des Speisenetzes konstant auf seinem Nennwert bleibt, so muß lediglich die Hülse 8 auf dem Ventilkörper 1 verdreht werden, so daß sie sich von dem vorstehenden Teil 17 entfernt.

Durch diese Verschiebung der Hülse 8 auf dem Ventilkörper 1 wird die Dichtung 12 zur Einlaßöffnung der Transversalkanäle 6, 6a hin verschoben, die sich somit teilweise zu verschliessen beginnen, wodurch der durch den Auslaßkanal 4 erfolgende Luftdurchsatz reduziert wird.

Wenn die Hülse 8 auf dem Ventilkörper 1 im selben Sinn weiter verschraubt wird, werden die Kanäle 6, 6a weiter verschlossen, denn zu einem gegebenen Zeitpunkt verschließt die Innenwandung der Hülse 8 diese Kanäle gleichzeitig mit der Dichtung 12.

Die Durchsatzreduzierung erfolgt also graduell und einstellbar mit hoher Präzision, so daß der gewünschte Luftdurchsatz erreicht werden kann.

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Ein besonderes Merkmal des erfxndungsgemäßen Ventils besteht darin, daß die Durchsatzreduzierung im Endbereich der Einstellung sehr fein ist, und zwar aufgrund der Anfräsung Wenn sich nämlich die Dichtung 12 an dem unteren Seitenrand der Kanäle 6, 6a (Fig. 2) befindet, ist der Kanal 6a vollständig geschlossen, während die Luft jedoch noch durch die Anfräsung 7 des Kanals 6 hindurchströmen kann. Die noch durchströmende Luftmenge ist zwar begrenzt, jedoch von Null sehr verschieden.

Die Endphase der Regulierung von diesem Wert bis zu einem Wert, der gleich Null ist, beginnt zu diesem Zeitpunkt und erfolgt ebenfalls graduell. Je weiter nämlich die Dichtung 12 sich an die Kuppe der Anfräsung 7 annähert, verschließt sie nach und nach den von dieser Anfräsung begrenzten Durchgang, bis dieser vollständig verschlossen ist, wenn die Dichtung 12 an der Kuppe der Anfräsung 7 angelangt ist. Das Ventil ist dann vollständig geschlossen.

Um die Sicherheit weiter zu steigern, ist, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, zwischen dem Endbereich der Anfräsung 7 und dem Kanal 5 eine unbearbeitete Zone vorgesehen, gegen die die Dichtung 12 angelegt werden kann, um das vollständige Verschließen zu gewährleisten.

In der erwähnten Stellung liegt die Hülse 8 am Sicherheitsring 18 an, der ein weiteres Abschrauben verhindert.

Das öffnen des erfindungsgemäßen Ventils geschieht in umgekehrter Weise, mit allen bereits erwähnten Merkmalen und Vorteilen.

Insbesondere ermöglicht beim öffnen die Anfräsung 7 ein graduelles und beschränktes Ansteigen des Druckluftdurchsatzes.

Bei der vorstehenden Beschreibung der Arbeitsweise, sowohl hinsichtlich des öffnens als auch hinsichtlich des Schließens, wurde angenommen, daß der Druck des Speisenetzes stets auf seinem Nennwert bleibt. Unter diesen Bedingungen bleibt das Verschlußglied 19 in der in Fig. 2 gezeigten Stellung und ermöglicht den Durchtritt der Luft über die Längsrille 24.

Wenn aber der Druck des Speisenetzes den Nennwert überschreitet, für den die Feder 23 geeicht ist, wird das Verschlußglied 19 sofort zu dem Austrittsloch 20 hingestoßen, und sein verjüngtes Ende wird in der Aufweitung 22 dieses Loches aufgenommen. Auf diese Weise wird der Druckluftdurchtritt sofort unterbrochen, so daß die bekannten und erwähnten Mangel vermieden werden.

Wenn die vorübergehende Zunahme des Drucks in dem Speisenetz aufhört, bringt die Feder 23 das Verschlußglied 19. wieder in die Öffnungsstellung zurück.

In Fig. 1, wo die Elemente aus Fig. 2 mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind, ist schematisch die Anwendung des Ventils auf eine Druckluftpistole dargestellt.

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Leerseite

Claims

MÜLLER-BOR^ -DBIj VM L · SiHÖlSI · aj-JRTEL

PATENTANWÄLTE

3ΠΊ3235

G 3116

DR. WOLFGANG MÜLLER-BOR^ (PATENTANWALTVON 1927-197S) DR. PAUL DEUFEL. DIPL.-CHEM. DR. ALFRED SCHÖN, DIPL.-CHEM. WERNER HERTEL, DIPL.-PHYS.

ZUGELASSENE VERTRETER BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE MANDATAIRES AGr£eS PRES L¹OFFlCE EUROPEEN DES BREVETS

- 3. April 1380

Bono GERVASONI

Via Laxolo, 7

Brembilla (Bergamo, Italien)

Regelventil zur Regelung des Durchflusses eines unter Druck

stehenden Fluids

PATENTANSPRÜCHE :

1,) Regelventil zur Regelung des Durchflusses eines unter Druck stehenden Fluids, dadurch gekennzeichnet,

daß in einem einzigen Ventilkörper (1) zwei einander gegenüberliegende Längskanäle (3, 4) für den Einlaß bzw. Auslaß des Fluids, die durch eine Radialwandung (2) voneinander getrennt sind, vorgesehen sind;

daß wenigstens zwei Transversalkanäle (5, 6) vorgesehen sind, durch welche die Längskanäle (3, 4) miteinander in Verbindung gebracht sind;

MÜNCHEN 86, SIEBERTSTR. 4 ■ POB 860720 · KABEL: MUEBOPAT · TEL. (089) 474005 · TELECOPIER XEROX 400 · TELEX 5-24285

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ORIGINAL INSPECTED '

- daß eine in axialer Richtung auf dem Ventilkörper (1) bewegliche Hülse (8) vorgesehen ist, die mit diesem Ventilkörper und entsprechend den Transversalkanälen (5, 6) eine im wesentlichen ringförmige Kammer (10) begrenzt, die mit einer Dichtungseinrichtung (12) versehen ist;

- daß ein in dem Ausiaß-Längskanal (4) verschiebbares' Verschlußglied (19) vorgesehen ist, das zum Verschliessen einer Austrittsöffnung (20) dieses Kanals (4) ausgebildet ist;- und

- daß eine elastische Einrichtung (23) vorgesehen ist, die mit dem Verschlußglied (19) zusammenwirkt und dieses in der geöffneten Stellung hält.
2. Regelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzexchnet, daß der Transversalkanal (6) an dem Auslaßkanal (4) mit einer im wesentlichen konischen Anfräsung (7) versehen ist, die sich in bezug auf den Transversalkanal (6) radial über die Außenoberfläche des Ventilkörpers (1) erstreckt, wobei sich ihre Kuppe auf der Seite des anderen Transversalkanals (5) befindet.
3. Regelventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußglied (19) in seinem mittleren Teil (19a), dessen Durchmesser im wesentlichen gleich demjenigen des Auslaßkanals (4) ist, eine Längsrille (24) aufweist.
4. Regelventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußglied (19) auf jeder Oberfläche seines mittleren Teils (19a) einen Teil (19b, 19c) reduzierten Durchmessers aufweist.

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5. Regelventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß der Teil (19b) reduzierten Durchmessers eine solche Höhe aufweist, daß bei geöffnetem Ventil der mittlere Teil (19a) in bezug auf die Kanäle (6, 6a) angehoben ist.

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