DE3203859C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein bidirektionales Sicherheitsventil für Druckleitungen und Druckschläuche von hydraulischen oder pneumatischen Einrichtungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein bidirektionales Sicherheitsventil der gattungsgemäßen Art ist aus der US-PS 30 85 589 vorbekannt. Dieses be­ kannte Sicherheitsventil kann bei einem einseitigen Druck­ abfall unter Wirkung des auf der anderen Seite anstehenden Druckes geschlossen werden, wobei es unerheblich ist, auf welcher Seite des Sicherheitsventiles der Druckabfall ein­ tritt. Somit ist dieses Sicherheitsventil in beiden Strö­ mungsrichtungen wirksam (bidirektional). Nachteilig hier­ bei ist, daß das Schließen des Sicherheitsventiles jedoch nur so lange erfolgt, wie der Druck einseitig ansteht. Nach erfolgtem Druckabfall und nach dem Schließen des Sicherheitsventiles wird regelmäßig ein diesem vorgeschal­ tetes Absperrventil geschlossen. Nach erfolgtem Druckabfall öffnet sich das Sicherheitsventil jedoch wieder und das noch in der Rohrleitung zwischen dem vorgeschalteten Ab­ sperrventil und dem vorgeschalteten Ab­ sperrventil und dem Sicherheitsventil befindliche Druck­ medium, insbesondere Öl, kann aus der geborstenen Druck­ leitung, d. h. aus dem Sicherheitsventil, ausfließen. Darüber hinaus ist keine Möglichkeit vorgesehen, daß der Betriebszustand des Sicherheitsventiles, d. h. insbe­ sondere eine Schließstellung nach dem Bersten einer Druck­ leitung, auch nach außen angezeigt werden kann.

Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, das bidirektionale Sicherheitsventil der gattungsgemäßen Art dahingehend zu verbessern, daß die Schließstellung des bidirektionalen Sicherheitsventiles auch nach dem auf Grund des Schließens eines vorgeschalteten Absperrventiles erfolgenden Druckabfall aufrechterhalten bleibt und daß die Betriebsstellung, insbesondere die Schließstellung des Sicherheitsventiles, nach dem Bersten der Druckleitung nach außen anzeigbar ist.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeich­ nenden Merkmalen des Patentanspruches 1. Erfindungsgemäß halten die in die umlaufenden Einfräsungen der Ventilku­ geln eingreifenden Gleitsteine das Sicherheitsventil nach dem Bersten der angeschlossenen Druckleitung und dem unmit­ telbar darauf folgenden Schließen des vorgeschalteten Si­ cherheitsventiles geschlossen, selbst wenn später ein druck­ seitiger Druckabfall auftreten sollte. Darüber hinaus kann durch die an die Gleitsteine angeschlossenen Einrichtungen der Betriebszustand des Sicherheitsventiles angezeigt werden. Sobald nämlich ein Gleitstein aus seiner Ruhestel­ lung in die Arbeitsstellung gedrückt ist, kann durch die an die Gleitsteine angeschlossenen Einrichtungen der Betriebszustand des Sicherheitsventiles nach außen ange­ zeigt werden. Das Sicherheitsventil wird somit in zwei wesentlichen Zielrichtungen weitergebildet, nämlich einer­ seits in Richtung einer sicheren, auch bei druckseitigen Druckabfall aufrechterhaltenen Schließstellung und andererseits in Richtung der weiteren Ausbildung einer Anzeige-Einrichtung für den Betriebszustand des Sicher­ heitsventiles.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist als Antriebseinrichtung für eine Drehbewegung der Ventilkugeln innerhalb der Ventilkammer ein Rotor auf der im Ventilgehäuse gelagerten Welle angeordnet, die zu ihren beiden Enden je eine der beiden den Ventilsitzen zugeordneten Ventilkugeln trägt. Der Rotor hat hierbei die Aufgabe, im Normalbetrieb des bidirektionalen Sicher­ heitsventiles eine Beweglichkeit der Welle in den zuge­ hörigen Lagerungen sicherzustellen, so daß im Fall des notwendigen Schließens des Sicherheitsventiles keine Verklemmungen auftreten.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung er­ geben sich aus den weiteren Unteransprüchen.

Aus der DE-PS 10 20 843 ist zwar eine Ventilkugel vorbe­ kannt, jedoch bei einem nur einseitig wirkenden Sicher­ heitsventil. Entsprechend einseitig wirkende Sicherheits­ ventile sind ferner aus der US-PS 29 26 690, der US- 10 97 095 und dem DE-GM 70 42 412 vorbekannt. Hier sind jedoch Ventilkörper ganz anderer Bauart vorbeschrieben, insbesondere keine Ventilkugeln. Aus dem DE-GM 8 65 360 ist ein gattungsfremdes Sicherheitsventil vorbekannt, bei welchem Kontakte zum Schalten eines Signal- oder Steuer­ stromkreises dienen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Sicher­ heitsventil in der Ruhestellung,

Fig. 2 und 3 Längsschnitte durch das Sicherheits­ ventil bei einlaß- bzw. auslaßsei­ tiger Sperrung und Arretierung der Ventilkugeln,

Fig. 4 eine Einzeldarstellung der Ventilkugeln mit diese verbindender, mit einem Rotor versehener Welle,

Fig. 5 einen Querschnitt durch das Sicherheits­ ventil gemäß der Linie V-V in Fig. 1,

Fig. 6 einen Querschnitt durch das Sicherheits­ ventil gemäß der Linie VI-VI in Fig. 6.

Fig. 7 einen teilweisen Längsschnitt durch das Ventilgehäuse ohne Ventilkugeln und

Fig. 8 eine Seitenansicht des Ventilgehäuses.

Das Ventilgehäuse 1 des Sicherheitsventiles stellt eine Verbindungsmuffe dar, die in einer hydraulischen oder pneu­ matischen Einrichtung zwischen Druckleitungen und/oder Druck­ schläuchen eingesetzt ist und die einen ungehinderten Durch­ fluß des Arbeitsmediums gewährleistet. Hierzu weist das Ventilgehäuse 1 eine Durchgangskammer 2 mit eingangs- und ausgangsseitigen, als Kugelkalotten ausgebildeten Ventil­ sitzen 3, 4 und mit einer dazwischen befindlichen Ventil­ kammer 5 auf. Das Ventilgehäuse 1 ist entlang seiner Längs­ achse 30 in zwei große Teile unterteilt, die durch Schrauben fest zusammengefügt sind, welche durch Bohrungen 25 bis 28 hindurchgeführt sind. Die Ventilsitze 3, 4 sind durch konische Fräsungen und die Ventilkammer 5 durch eine Ausfräsung gebildet. In einem Gehäuseteil ist in Lagerböcken 6, 7 eine Welle 19 gelagert, die zwischen den beiden Lagern 6, 7 einen Rotor 10 und an beiden Enden Ventilkugeln 8, 9 trägt. Der mit seiner Nabe einstückige Rotor 10 weist ein Innengewinde auf, in welches zwei, die Welle 19 bildenden Wellenzapfen 20 mit ihrem Außengewinde einge­ schraubt sind. Jeweils zwischen dem Rotor 10 und den Lagern 6, 7 sind Gummi-Faltenbälge 21, 22 angeordnet, an deren Stelle auch schwache Spiralfedern Verwendung finden können. Die Welle 19 ist innerhalb der Lager 6, 7 gegen die Wirkung der Gummi-Faltenbälge 21, 22, in der Längsachse 30 des Ventilgehäuses 1 verschiebbar. Durch die Gummi-Faltenbälge 21, 22 wird der Rotor 10 in einer Mittel­ stellung zwischen beiden Lagern 6, 7 gehalten.

Die beiden Ventilkugeln 8, 9 weisen Einfräsungen 11, 12 auf, in deren Bereich innerhalb des Ventilgehäuses 1 Boh­ rungen 13, 14 mit Gleitsteinen 16, 17 angeordnet sind, deren Unterkanten angefast sind und die unter Wirkung von Druck­ federn 17, 18 stehen, welche mittels Verschraubungen 23, 24 abgestützt sind. Die Gleitsteine 15, 16 gleiten ständig auf den Ventilkugeln 8, 9, wodurch ein stabilisierender Effekt erzielt wird, um den Rotor 10 in seiner Mittelstellung zwischen den Lagern 6, 7 zu halten.

Sobald sich die aus Rotor 10, Welle 19 und Ventilkugeln 8, 9 bestehende rotierende Ventileinheit in ihrer Ruhestellung in der Längsmittelebene zwischen den beiden Lagern 6, 7 befindet, ist der Durchfluß des Arbeitsmediums, insbesondere Hydraulik­ flüssigkeit in beiden Richtungen ungehindert gewährleistet. Wenn ein Hydraulikschlauch platzt oder eine Hydraulikleitung bricht, entsteht einseitig ein Überdruck. Dies hat zur Folge, daß die Hydraulikflüssigkeit mit großem Druck in diejenige Richtung entweicht, in der der plötzliche Druckabfall ver­ ursacht wurde. In diesem Augenblick wird durch den plötz­ lichen einseitigen Überdruck im Ventilgehäuse 1 der Rotor 10 in der Längsachse 30 zusammen mit den Ventilku­ geln 8, 9 in diejenige Richtung gepreßt, in welche der Druck abgefallen ist. Die druckseitige Ventilkugel 8, 9 ver­ schließt nun auf der Druckseite durch Anlage am zugeordne­ ten Ventilsitz 3, 4 das Sicherheitsventil. Sobald dieses geschlossen ist, wird der Ventilkörper 8, 9 durch die Gleit­ steine 15, 16 arretiert, die unter Wirkung der Federn 17, 18 hinter die Kanten der Einfräsungen 11, 12 greifen. Ein tota­ ler Druckabfall auf der Druckseite des Hydrauliksystems ist nun nicht mehr möglich.

Sobald der Schaden behoben ist, kann durch manuelle Betäti­ gung der Verschraubungen 23, 24 die Arretierung der Ventil­ kugeln 8, 9 wieder aufgehoben werden. Anstelle der Verschrau­ bungen sind auch elektromechanische Einrichtungen zur Ent­ riegelung der Gleitsteine 15, 16 möglich. Ferner können mit den Gleitsteinen 15, 16 elektrische Warneinrichtungen ver­ bunden werden.

Die Ventilkammer 5 dient als Rotationskammer für den Rotor 10, der über die Welle 19 die beiden Ventilkugeln 8, 9 in eine rotierende Bewegung versetzt und dabei eine Beweglichkeit der Wellenzapfen 20 in den zugehörigen Lagerungen sicher­ stellt.

Claims (5)

1. Bidirektionales Sicherheitsventil für Drucklei­ tungen und Druckschläuche von hydraulischen oder pneumatischen Einrichtungen, bestehend aus einem, mit einer Durchgangskammer und einer Ventilkammer versehenen Ventilgehäuse mit je einem auf der Ein­ laß- und der Auslaßseite der Durchgangskammer ange­ ordneten Ventilsitz, aus einer in der Ventilkammer angeordneten, auf einer in der Längsachse des Ventilge­ häuses verlaufenden, verschiebbaren Welle gelagerten Antriebseinrichtung und aus auf beiden Seiten der Antriebseinrichtung angeordneten, den Ventilsitzen zugeordneten Ventilkörpern, dadurch gekennzeichnet, daß beide als Ventilkugeln (8, 9) ausgebildete Ventil­ körper umlaufende Einfräsungen (11, 12) aufweisen, daß im Ventilgehäuse (1) im Verschiebebereich der Ventil­ kugeln (8, 9) in Bohrungen (13, 14) Gleitsteine (15, 16) unter Wirkung von Federn (17, 18) gegen die Ventilku­ geln (8, 9) gedrückt sind und daß die Gleitsteine (15, 16) mit elektromechanischen Steuereinrichtungen und mit elektrischen Warneinrichtungen versehen sind.

2. Bidirektionales Sicherheitsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilsitze (3, 4) als an die Ventilkugeln (8, 9) angepaßte Kugelkalotten aus­ gebildet sind.

3. Bidirektionales Sicherheitsventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Antriebs­ einrichtung für eine Drehbewegung der Ventilkugeln (8, 9) innerhalb der Ventilkammer (5) ein Rotor (10) auf der im Ventilgehäuse (1) gelagerten und verschieb­ baren Welle (19) angeordnet ist, die an ihren beiden Enden je eine der beiden, den Ventilsitzen (3, 4) zu­ geordneten Ventilkugeln (8, 9) trägt.

4. Bidirektionales Sicherheitsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Rotor (10) tragende Welle (19) in zwei Lagerböcken (6, 7) innerhalb einer Hälfte des Ventilgehäuses (1) gelagert ist.

5. Bidirektionales Sicherheitsventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Rotor (10) und den beiden Lagerböcken (6, 7) je ein Gummi-Falten­ balg (21, 22) angeordnet ist.