DE3813942A1

DE3813942A1 - Safety valve with sealing at the piston guide

Info

Publication number: DE3813942A1
Application number: DE19883813942
Authority: DE
Inventors: Josef Nemetz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-11-10
Filing date: 1988-04-26
Publication date: 1989-11-09

Abstract

The invention relates to a safety valve with a seal at the piston guide to protect the sliding parts and the parts situated on the outlet side in the spring-pot region and to compensate for the back pressure effect, characterised by a sliding bellows seal 8 designed to have slight axial and radial flexibility and arranged between a centring piece 9 and a piston 5b. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsventil mit einer Abdicht ung an der Kolbenführung zum Schutz der gleitenden Teile und der im Federturmbereich liegenden nachgeschalteten Teile, sowie der Kompensation der Gegendruckwirkung, nach Patent ............ (Aktenzeichen: P 37 38 071.0).The invention relates to a safety valve with a seal on the piston guide to protect the sliding parts and the downstream parts located in the spring tower area, as well compensation of the counter pressure effect, according to patent ............ (File number: P 37 38 071.0).

Sicherheitsventile der genannten Art mit einer Abdichtung an der Kolbenführung haben bei Versuchen gezeigt, daß sehr kleine Fertigungstoleranzen gewählt werden müssen um die Funktion zu gewährleisten. Weiterhin unterliegen derartige Sicherheits ventile auch größeren Temperaturschwankungen und wenn z.B. nach einer Warmphase eine Kaltphase eintritt die bis zur Raumtempera tur geht, kann in der Dichtung eine Schrumpfung eintreten über die das Ursprungsmaß der Dichtung noch unterschritten wird. Bei einer nachfolgend eintretenden Funktion erhöht sich dadurch die Reibkraft entsprechend, was zu einer Verschiebung des Ansprech punktes führen kann.Safety valves of the type mentioned with a seal the piston guide has shown in experiments that very small Manufacturing tolerances must be chosen to function to guarantee. Such security is also subject to security valves also larger temperature fluctuations and if e.g. to a warm phase a cold phase occurs up to the room temperature shrinkage can occur in the seal which is still below the original dimension of the seal. At a subsequent function increases Frictional force accordingly, causing a shift in response point can lead.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, ein Sicherheitsventil der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß größere Toleranz en für die Dichtung an der Kolbenführung möglich sind und selbst auch nach einer eventuellen Schrumpfung aufgrund einer betriebs bedingten Warm-Kaltphase sich keine Funktionsstörung ergibt.The object of the present invention is a safety valve of the type mentioned so that greater tolerance s for the seal on the piston guide are possible and even even after a possible shrinkage due to a business due to the warm-cold phase there is no malfunction.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch einen in eine Dichtung eingelegten elastischen Ring, insbesondere einen Elast omerring, wobei die Kammer für den Elastomerring zweckmäßig über einseitig oder beidseitig der Kammer angeordnete balgartig ge staltete Aussparungen besonders leicht nachgiebig gestaltet wird. Die Abdichtung gegenüber dem Kolben erfolgt über die Dichtung im Bereich der Kammer. Der in der Kammer eingelegte Elastomerring, der zweckmäßig als O-Ring vorgesehen wird, drückt hierbei gegen den Nutgrund der Kammer und die dem Kolben zugewandte Seite der Kammer dichtet gegenüber dem Kolben ab. Der übrige Bereich der Dichtung dient als Führung für den Kol ben. Das Spiel zwischen Führung und Kolben ist so bemessen, daß selbst noch nach eingetretener Schrumpfung ein ausreichendes Spiel gegeben ist. Die balgartigen Aussparungen sind so gestal tet, daß sie sowohl axial als auch radial leicht nachgiebig wirken können. Durch die leichte radiale Nachgiebigkeit wird in Verbindung mit dem O-Ring bzw. Elastomerring eine gleichmäßig dem Abdichtungszweck entsprechende Anpreßkraft erzielt. Hier durch sind größere Toleranzen möglich, da der zweckmäßig aus einem Elastomer bestehende O-Ring aufgrund der radial nachgiebig gestalteten Balgausführung der Dichtung die im Normalfall, d.h. im Falle, daß keine radiale Nachgiebigkeit vorhanden wäre, hö her auftretende Anpreßkraft zum Teil oder ganz kompensiert. Das gleiche ergibt sich auch bei einer eventuell eintretenden gerin gen Schrumpfung der Dichtung wie sie sich aus betriebsbedingten Gründen ergeben kann. Der axiale Balgweg der nur einen kleinen Bereich des Ventilhubes einnimmt sorgt dafür, daß der Ansprech punkt des Sicherheitsventils über den Losbrecheffekt oder Kle beeffekt der Dichtung nicht in einen unzulässigen Bereich ver schoben wird. Der axiale Balgweg findet entweder innerhalb des Bauteils eine Begrenzung oder die axiale Wegbegrenzung des Balges erfolgt über die Einbauanordnung ohne, daß der Ventil hub dadurch begrenzt wird. Durch die Begrenzung des Balgweges ist die Dichtung gleichzeitig relativ druckfest gestaltet.According to the invention the object is achieved by a Seal inserted elastic ring, especially an elastic omerring, the chamber for the elastomer ring expediently over arranged on one or both sides of the chamber bellows ge designed recesses designed to be particularly flexible becomes. The sealing against the piston takes place via the Seal in the area of the chamber. The one inserted in the chamber Elastomer ring, which is expediently provided as an O-ring, presses against the groove base of the chamber and the piston facing side of the chamber seals against the piston. The remaining area of the seal serves as a guide for the Kol ben. The play between the guide and the piston is such that sufficient even after shrinkage has occurred Game is given. The bellows-like recesses are so designed tet that it is slightly flexible both axially and radially can work. Due to the slight radial compliance, in Connection with the O-ring or elastomer ring evenly achieved the appropriate contact pressure. Here larger tolerances are possible because of the expedient an elastomer existing O-ring due to the radially compliant designed bellows design of the seal which normally, i.e. in the event that there is no radial compliance, height contact pressure occurring partially or completely compensated. The the same also applies to a possibly occurring gerin against the shrinkage of the seal as it results from operational reasons Reasons. The axial bellows path of only a small one The area of the valve stroke assures that the response point of the safety valve via the breakaway effect or Kle effect of the seal does not ver in an impermissible range is pushed. The axial bellows path takes place either within the Component a limitation or the axial path limitation of the Bellows is done through the mounting arrangement without the valve stroke is limited. By limiting the bellows path the seal is also designed to be relatively pressure-resistant.

Besonders geeignet für eine derartige Dichtung ist ein Fluor kunststoff wie z.B. Polytetrafluoräthylen (PTFE), da dieser Werkstoff eine sehr hohe chemische Beständigkeit, äußerst gün stige Gleiteigenschaften und eine relativ hohe Temperaturbe ständigkeit aufweist. Weiterhin ist bei diesem Werkstoff durch die gute Antihafteigenschaft nur ein sehr geringer Stick-slip- Effekt und Losbrecheffekt gegeben.A fluorine is particularly suitable for such a seal plastic such as Polytetrafluoroethylene (PTFE) because of this Material has a very high chemical resistance, extremely green constant sliding properties and a relatively high temperature shows consistency. Furthermore, this material is through the good non-stick properties only a very low stick-slip Effect and breakaway effect given.

Die Dichtung ist innerhalb eines Zentrierstückes mit ihrem äußeren Durchmesser gegenüber dem inneren Durchmesser des Zen trierstückes abgedichtet angeordnet. Zweckmäßig stützt sich auch an diesem inneren Durchmesser der elastische Ring ab. Die Abdichtung gegenüber der inneren Wand der Führung erfolgt zweckmäßig unterhalb des O-Ringes d.h., an der zum Ventilsitz bzw. zum Medium gerichteten Seite. Auf diese Weise ist der aus einem z.B. Elastomer bestehende O-Ring gegen aggressive Ein flüsse vom Medium geschützt. Dies ist insofern von Vorteil, da die preiswerten Elastomere meist nicht die chemische Beständig keit von PTFE besitzen. Anstatt eines Elastomerringes kann selbstverständlich auch ein anderer elastischer Ring bzw. ein Ring aus einem anderen elastischen Werkstoff vorgesehen werden.The seal is within a centering piece with yours outer diameter versus the inner diameter of the Zen Trierstückes sealed arranged. Appropriately supports itself the elastic ring also from this inner diameter. The Sealing against the inner wall of the guide takes place Appropriately below the O-ring, i.e. at the valve seat or side facing the medium. That way it's over one e.g. Elastomer existing O-ring against aggressive one rivers protected from the medium. This is advantageous in that the inexpensive elastomers mostly not the chemical resistance of PTFE. Instead of an elastomer ring of course another elastic ring or a Ring made of another elastic material can be provided.

Anstatt der Anordnung der Dichtung am Innendurchmesser eines Zentrierstückes und Gleitung am Kolben kann selbstverständlich auch der umgekehrte Weg gewählt werden. In diesem Fall wird die Dichtung mit elastischem Ring am Kolben abgedichtet angeordnet und der Außendurchmesser der Dichtung gleitet am Innendurchmes ser des Zentrierstückes.Instead of arranging the seal on the inside diameter of a Centering piece and sliding on the piston can of course the opposite way can also be chosen. In this case the Seal with elastic ring on the piston sealed and the outer diameter of the seal slides on the inner diameter water of the centering piece.

Obwohl über den elastischen Ring in Verbindung mit der Balgge staltung größere Toleranzüberbrückungen unter Beibehaltung der Funktionssicherheit möglich sind, kann es in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sinnvoll sein, wenn die Dichtung auf einem Werkstoff gleitet der den gleichen oder in etwa den gleichen Längenausdehnungskoeffizienten wie die Dichtung selbst aufweist. Bekanntlich haben Kunststoffe meist einen mehr als 10-fach höheren Längenausdehnungskoeffizienten als metallische Werkstoffe und dies kann bei wechselnden Temperaturen zu Schwierigkeiten in der Abdichtung führen. Wenn nun z.B. auf dem Kolben eine Hülse aus einem Werkstoff ähnlich dem Werkstoff der Dichtung angeordnet wird, wird bei wechselnden Temperaturen er reicht, daß das Toleranzverhältnis bzw. das Toleranzspiel der gepaarten Teile in etwa gleich bleibt. Although via the elastic ring in connection with the bellows design larger tolerance bridges while maintaining the Functional reliability are possible, it can be done in another Embodiment of the invention may be useful if the seal on a material it slides the same or roughly the same same coefficient of linear expansion as the seal itself having. As is well known, plastics usually have more than 10 times higher coefficients of linear expansion than metallic ones Materials and this can change with changing temperatures Difficulty in sealing. If now e.g. on the Piston a sleeve made of a material similar to the material of the Gasket is arranged, he will with changing temperatures is enough that the tolerance ratio or the tolerance game of paired parts remains roughly the same.

Wenn bei geeigneter Werkstoffwahl bzw. Werkstoffpaarung der Stick-slip-Effekt weitgehendst unterbunden werden kann ist es insbesondere bei höheren Ansprechbereichen auch möglich, die Dichtung ohne Balggestaltung jedoch mit einer leicht radial nachgiebig gestalteten Kammer mit elastischem Ring einzusetz en. Die auftretenden Reibkräfte werden in diesem Fall als eine relativ konstante Kraft bei der Federeinstellung des Sicherheitsventils berücksichtigt.If with a suitable choice of material or material combination the Stick-slip effect can be largely prevented especially possible with higher response ranges Seal without bellows design but with a slightly radial flexible chamber with elastic ring en. The friction forces that occur are in this case as a relatively constant force when adjusting the spring Safety valve considered.

Durch diese Neuerung bzw. durch diese Dichtung die eine Balg- Gleitdichtung darstellt, ist weiterhin eine vertretbare Reib einrichtung an einem Sicherheitsventil gegeben, die eventuell auftretende Ventilschwingungen weitgehendst dämpft bzw. unter drückt. Es ist für die Balg-Gleitdichtung ohne Bedeutung, ob der Dichtsitz des Sicherheitsventils plan, konisch, weichdicht end oder metallisch dichtend ausgeführt ist. Das heißt, der Ein satz einer Balg-Gleitdichtung ist an keine bestimmte Ausführung des Ventilsitzes eines Sicherheitsventils oder des Sicherheits ventils selbst gebunden.Through this innovation or through this seal the one bellows Mechanical seal is still an acceptable friction set up on a safety valve, the possibly occurring valve vibrations largely dampens or under presses. It is irrelevant for the bellows sliding seal whether the sealing seat of the safety valve is flat, conical, soft-tight end or metallic sealing. That is, the one Bellows sliding seal set is not a specific design the valve seat of a safety valve or the safety valve tied itself.

Um die Schließfunktion zu begünstigen kann es in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung von Vorteil sein, wenn der elasti sche Ring in Verbindung mit der Balg-Gleitdichtung so gestaltet werden, daß beim Schließvorgang geringere Reibkräfte zwischen Balg-Gleitdichtung und Kolben wirken als beim Öffnungshub ohne, daß die Dichtfunktion zwischen Balg-Gleitdichtung und Kolben beim Schließvorgang unterbrochen wird bzw. ohne, daß eine Un dichtheit eintritt.In order to favor the closing function, it can be used in another Embodiment of the invention may be advantageous if the elastic The ring in connection with the bellows sliding seal is designed in this way be that during the closing process lower frictional forces between Bellows sliding seal and piston act as if the that the sealing function between bellows sliding seal and piston is interrupted during the closing process or without an Un tightness occurs.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der Beschreibung der Figuren dargestellt, wobei bemerkt wird, daß alle Einzelmerkmale und alle Kombinatio nen von Einzelmerkmalen erfindungswesentlich sind.Further advantageous embodiments of the invention are in the Subclaims and the description of the figures, whereby it is noted that all individual features and all combinations NEN of individual features are essential to the invention.

In den Fig. 1 und 2 werden Ausführungsbeispiele des erfind ungsgemäßen Bauteils für ein Sicherheitsventil unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen im einzelnen näher erläutert, wobei bemerkt wird, daß die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbei spiele beschränkt ist.In Figs. 1 and 2 embodiments being noted that the invention does not play this Ausführungsbei is limited will be explained in the erfind ungsgemäßen component for a safety valve having regard to the accompanying drawings in detail.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch ein Sicherheitsventil mit einem spezifischen Bauteil einer Balg-Gleitdichtung; Fig. 1 shows a section through a safety valve with a specific component of a bellows sliding seal;

Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus einem Sicherheitsventil mit einer gegenüber Fig. 1 unterschiedlich gestalt eten Balg-Gleitdichtung. FIG. 2 shows a section of a safety valve with a bellows sliding seal that is configured differently from FIG. 1.

Die Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch ein Sicherheitsventil. Im Gehäuse 1 mit Ausgangsöffnung 1 a ist ein Eintrittsstutzen 2 mit Eingangsöffnung 2 a angeordnet. Auf dem Gehäuse 1 ist ein Federturm 3 aufgesetzt der mit einer Kappe 4 versehen ist. Der Eintrittsstutzen 2 weist einen Dichtsitz 2 b auf gegen den ein Verschlußkörper 5 mit seiner Dichtfläche 5 a über eine Feder 6, die ihre Kraft über Federstange 7 mittels Federteller 6 a und 6 b auf den Verschlußkörper 5 überträgt, wirkt. Die Einstellung des Ansprechdruckes erfolgt über die Druckschraube 11, die gegen den Federteller 6 b zur Wirkung kommt. Der Verschlußkörper 5 ist auf der der Dichtfläche 5 a entgegengesetzten Seite zylinderförmig als Kolben 5 b ausgebildet, der in einer Balg-Gleitdichtung 8 ge führt und abgedichtet wird. Die Balg-Gleitdichtung 8 weist eine Kammer 8 a auf in der ein O-Ring 8 b als elastischer Ring ange ordnet ist. Anstatt eines O-Ringes kann selbstverständlich auch ein Vierlippenring oder ein im Querschnitt anders geometrisch gestalteter elastischer Ring aus einem Elastomer oder einem anderen geeigneten elastischen Werkstoff vorgesehen werden um die Funktion weiter zu begünstigen. Beidseits der Kammer 8 a ist die Balg-Gleitdichtung 8 mit je einem Balg 8 c versehen. An den oberen und unteren Balg 8 c anschließend erstreckt sich jeweils der Führungsteil 8 d für den Kolben 5 b. Der zum Dichtsitz 2 b ge legene Führungsteil kann auch noch an der Seite zum Dichtsitz 2 b mit einer leicht gegen den Kolben 5 b schleifenden Staublippe versehen werden um Schmutzpartikelchen bei der Hubbewegung abzu weisen. Wenn die Balg-Gleitdichtung 8 z.B. aus Polytetrafluor äthylen besteht, bietet der Führungsteil 8 d neben sehr guten Gleiteigenschaften auch gleichzeitig einen sehr guten Korro sionsschutz. Der Kolben 5 b des Verschlußstückes 5 weist auf der linken Seite der Fig. 1 eine Hülse 5 c auf die abgedichtet auf dem Kolben 5 b angeordnet ist. Die Hülse 5 c soll möglichst aus einem Werkstoff bestehen der den gleichen oder ähnlichen Län genausdehnungskoeffizienten besitzt wie der Werkstoff der Balg- Gleitdichtung 8 damit das Passungsspiel zwischen Hülse 5 c und Balg-Gleitdichtung 8 bei Temperaturschwankungen gewahrt bleibt. Insbesondere für Tieftemperaturen kann es darüber hinaus sinn voll sein, wenn im gesamten Hubbereich des Verschlußkörpers 5 bzw. des Kolbens 5 b ein Spalt zwischen Hülse 5 c und Kolben 5 b zur Begünstigung der Temperaturkompensation vorhanden ist. Zweckmäßig wird auch für die Hülse 5 c ein Fluorkunststoff wie z.B. Polytetrafluoräthylen vorgesehen. Die rechte Hälfte des Kolbens 5 b zeigt eine Ausführung ohne Hülse 5 c. Die Balg-Gleit dichtung 8 ist in einem Zentrierstück 9 gegenüber diesem zweck mäßig an der zur Dichtfläche 5 a des Verschlußkörpers 5 liegen den Seite, um den O-Ring nicht dem Mediumeinfluß auszusetzen, z.B. über eine Preßpassung abgedichtet und z.B. über einen Sicherungsring 10 axial lagegesichert angeordnet. An der zur Feder 6 gelegenen Seite ist die Balg-Gleitdichtung 8 z.B. über eine Schraube 9 a, Bund oder ähnlich nochmals fixiert. Über schreitet der Betriebsdruck des Mediums in der Eintrittsöffnung 2 a den eingestellten Ansprechdruck des Ventils, so wird der Verschlußkörper 5 vom Dichtsitz 2 b abgehoben und das Medium kann über die Ausgangsöffnung 1 a abströmen. Fig. 1 shows a section through a safety valve. In the housing 1 with an outlet opening 1 a , an inlet connector 2 with an inlet opening 2 a is arranged. On the housing 1 , a spring tower 3 is placed, which is provided with a cap 4 . The inlet connector 2 has a sealing seat 2 b against which a closure body 5 with its sealing surface 5 a via a spring 6 , which transmits its force via spring rod 7 by means of spring plates 6 a and 6 b to the closure body 5 . The setting of the response takes place via the pressure screw 11 b against the spring plate 6 comes into effect. The closure body 5 is formed on the opposite side of the sealing surface 5 a cylindrical as a piston 5 b , which leads and sealed in a bellows sliding seal 8 ge. The bellows sliding seal 8 has a chamber 8 a in which an O-ring 8 b is arranged as an elastic ring. Instead of an O-ring, a four-lip ring or an elastic ring made of an elastomer or another suitable elastic material with a different cross-section can of course also be provided in order to further promote the function. The bellows sliding seal 8 is provided with a bellows 8 c on each side of the chamber 8 a . The guide part 8 d for the piston 5 b then extends to the upper and lower bellows 8 c . The guide part to the sealing seat 2 b ge can also be provided on the side to the sealing seat 2 b with a dust lip that slightly rubs against the piston 5 b in order to repel dirt particles during the lifting movement. If the bellows sliding seal 8 consists, for example, of polytetrafluoroethylene, the guide part 8 d offers not only very good sliding properties but also very good corrosion protection at the same time. The piston 5 b of the closure piece 5 has on the left side of FIG. 1, a sleeve 5 c which is arranged sealed on the piston 5 b . The sleeve 5 c should preferably consist of a material that has the same or similar length expansion coefficient as the material of the bellows sliding seal 8 so that the clearance between the sleeve 5 c and bellows sliding seal 8 is maintained in the event of temperature fluctuations. In particular, for low temperatures, it may also be useful to know when b in the entire stroke region of the closing body 5 and the plunger 5, a gap between the sleeve 5 and piston 5 c b to favor the temperature compensation is present. Is advantageously provided c a fluoroplastic such as polytetrafluoroethylene for sleeve. 5 The right half of the piston 5 b shows an embodiment without a sleeve 5 c . The bellows-sliding seal 8 is in a centering piece 9 compared to this purpose on the sealing surface 5 a of the closure body 5 are the side in order not to expose the O-ring to the influence of the medium, for example sealed with a press fit and, for example, axially with a locking ring 10 arranged securely. On the side facing the spring 6 , the bellows sliding seal 8 is fixed again, for example by means of a screw 9 a , collar or the like. Exceeds the operating pressure of the medium in the inlet opening 2 a the set response pressure of the valve, the closure body 5 is lifted from the sealing seat 2 b and the medium can flow out through the outlet opening 1 a .

Die Balg-Gleitdichtung 8 ist über die Balggestaltung axial und radial leicht nachgiebig ausgeführt. Zur Unterstützung der ra dialen Nachgiebigkeit ist es sinnvoll, wenn ein genügend großes Spiel bzw. entsprechender Freiraum 8 j zwischen dem Innendurch messer des Zentrierstückes 9 und dem Außendurchmesser der Seit enwände der Kammer 8 a vorgesehen wird. Der O-Ring 8 b, der in der Kammer 8 a angeordnet ist, stützt sich mit seinem Außendurch messer an der Innenwand des Zentrierstückes 9 ab und wirkt ra dial gegen die Innenwand der Kammer 8 a. Hierdurch übt die Balg- Gleitdichtung 8 im Dichtbereich 8 f der Kammer 8 a gegen die Man telfläche des Kolbens 5 b eine Anpreßkraft aus und dichtet den Kolben 5 b gegenüber der Balg-Gleitdichtung 8 ab. Der Dichtbe reich 8 f kann auch, wie in der linken Hälfte der Fig. 1 zu sehen ist, mit in sich geschlossenen Rillen 8 i versehen sein um den Losbrecheffekt zu verringern. Aufgrund seiner Elasti zität und dadurch, daß dem O-Ring 8 b genügend Raum zur Defor mation gelassen wird und die Balg-Gleitdichtung 8 im Kammer bereich radial leicht nachgiebig gestaltet ist, ändert sich die Anpreßkraft und somit der Reibwiderstand im Falle einer Schrumpfung oder bei größeren Toleranzen nur unwesentlich. Der Führungsteil 8 d weist gegenüber dem Kolben 5 b genügend großes Spiel auf um auch bei unterschiedlichen Betriebsbe dingungen eine gute und leichtgängige Führung für den Kolben 5 b zu gewährleisten.The bellows sliding seal 8 is designed to be slightly flexible axially and radially via the bellows design. To support the ra dialen compliance, it is useful if a sufficiently large game or corresponding clearance 8 j between the inner diameter of the centering piece 9 and the outer diameter of the side walls of the chamber 8 a is provided. The O-ring 8 b , which is arranged in the chamber 8 a , is supported with its outer diameter on the inner wall of the centering piece 9 and acts ra dial against the inner wall of the chamber 8 a . As a result, the bellows sliding seal 8 exerts a contact pressure in the sealing area 8 f of the chamber 8 a against the surface of the piston 5 b and seals the piston 5 b against the bellows sliding seal 8 . The Dichtbe rich 8 f can also, as can be seen in the left half of Fig. 1, be provided with self-contained grooves 8 i to reduce the breakaway effect. Due to its elasticity and the fact that the O-ring 8 b is left sufficient space for deformation and the bellows sliding seal 8 in the chamber area is designed to be slightly flexible in the radial direction, the contact pressure changes and thus the frictional resistance in the event of shrinkage or larger tolerances only insignificantly. The guide part 8 d has compared to the piston 5 b sufficiently large play to ensure good and smooth guidance for the piston 5 b even under different operating conditions.

Während des vollen Öffnungshubes des Verschlußkörpers 5 durch läuft hierbei der Kolben 5 b des Verschlußkörpers 5 in der Balg-Gleitdichtung 8 drei Phasen, die durch die Haftreibung des Dichtbereiches 8 f der Kammer 8 a an der Mantelfläche des Kolbens 5 b in Verbindung mit dem Balg 8 c bedingt sind. In der ersten Phase des Öffnungshubes ist, jeweils abgesehen von der Federkraft, lediglich die Balgsteifigkeit von Balg 8 c in Ver bindung mit einer entsprechenden Walk- oder Rollarbeit des elastischen Ringes bzw. des O-Ringes 8 b zu überwinden. Dieser Widerstand ist ähnlich wie bei einem normalen Faltenbalg durch einen bauteilspezifischen Wert gekennzeichnet der bei der Ein stellung des Ansprechdruckes seine Berücksichtigung findet. Dadurch wird erreicht, daß die Ansprechgenauigkeit innerhalb der zulässigen Grenze eingehalten werden kann. In der zweiten Phase ist die Losbrechkraft bzw. der Stick-slip-Effekt von Dichtbereich 8 f der Kammer 8 a gegen die Mantelfläche des Kol bens 5 b, hervorgerufen durch die Anpreßkraft über den O-Ring 8 b, zu überwinden. In dieser Phase liegt der größte Widerstand innerhalb der 3 Phasen vor. Bekanntlich nimmt die Auftriebs kraft mit zunehmenden Öffnungshub des Verschlußkörpers 5 immer mehr ab. Da aber die zweite Phase unmittelbar nach dem Ansprech vorgang innerhalb des Balgweges "s" bzw. "s/2" erfolgt, der relativ zum Gesamthub gesehen sehr kurz ist, wird in diesem Be reich noch eine relativ hohe Auftriebskraft zum Überwinden die ses Widerstandes genutzt. Die Wegstrecke der zweiten Phase ist minimal, da unmittelbar nach Überwindung des Widerstandes die dritte Phase einsetzt. In der dritten Phase ist dann nur noch der Reibwiderstand zwischen Dichtbereich 8 f und der Mantel fläche des Kolbens 5 b zu überwinden. Dieser Reibwiderstand kann konstruktiv durch geeignete Werkstoffwahl bzw. Werkstoffpaarung von Balg-Gleitdichtung 8 und Kolben 5 b in Verbindung mit dem O-Ring 8 b innerhalb einer vertretbaren Größe gehalten werden. Die drei Phasen sind somit funktions- und wegmäßig innerhalb des Ansprechvorganges günstig angeordnet. Der Balgweg "s" der sich in diesem Fall aus 2 mal "s/2" zusammensetzt, ist hubmäßig nach Durchfahren des Balgweges in sich begrenzt.During the full opening stroke of the closure body 5 , the piston 5 b of the closure body 5 in the bellows sliding seal 8 runs through three phases, which are caused by the static friction of the sealing area 8 f of the chamber 8 a on the outer surface of the piston 5 b in connection with the bellows 8 c are conditional. In the first phase of the opening stroke, apart from the spring force, only the bellows stiffness of bellows 8 c in connection with a corresponding flexing or rolling work of the elastic ring or the O-ring 8 b has to be overcome. Similar to a normal bellows, this resistance is characterized by a component-specific value that is taken into account when setting the response pressure. This ensures that the response accuracy can be maintained within the permissible limit. In the second phase, the breakaway force or the stick-slip effect of the sealing area 8 f of the chamber 8 a against the outer surface of the piston 5 b , caused by the contact pressure via the O-ring 8 b , to be overcome. In this phase there is the greatest resistance within the 3 phases. As is known, the buoyancy decreases more and more with increasing opening stroke of the closure body 5 . But since the second phase takes place immediately after the response process within the bellows path "s" or "s / 2", which is very short relative to the overall stroke, a relatively high buoyancy force is still used in this loading to overcome this resistance . The distance of the second phase is minimal because the third phase begins immediately after the resistance has been overcome. In the third phase, only the frictional resistance between the sealing area 8 f and the jacket surface of the piston 5 b is then to be overcome. This frictional resistance can be kept within a reasonable size by a suitable choice of material or material pairing of bellows sliding seal 8 and piston 5 b in connection with the O-ring 8 b . The three phases are thus functionally and pathally arranged within the response process. The bellows path "s", which in this case is made up of 2 times "s / 2", is limited in terms of stroke after driving through the bellows path.

Beim Schließvorgang sind nur noch zwei Phasen vorhanden, da der Losbrecheffekt entfällt. Bei diesem Vorgang bewegt sich der Verschlußkörper 5 wieder in Richtung Dichtsitz 2 b bis er auf diesem zur Auflage kommt und die zwischen Kolben 5 b und Dicht bereich 8 f wirkende Reibkraft bringt den Balg 8 c wieder in Ausgangsposition. Hierbei kann es vorkommen, daß der Balgweg "s" sich nicht genau in "s/2" beidseits der Kammer 8 a aufteilt. Es kann z.B. der Dichtbereich 8 f über die Reibkraft den zur Feder 6 gelegenen Balg 8 c mehr dehnen und den zur Dichtfläche 5 a ge legenen Balg 8 c dafür mehr zusammendrücken. Dies ist jedoch für die Funktion ohne Bedeutung. Beim Schließvorgang setzt wie der erst die Balg-Phase und dann die Reibphase ein, es können aber auch beide Phasen gleichzeitig einsetzen. Auch beim Öff nungshub können alle drei Phasen gleichzeitig einsetzen, wenn die Losbrechkraft nicht größer als die Reibkraft der zweiten Phase ist. Um eine Überdehnung des Balges 8 c beim Schließvor gang zu vermeiden ist es sinnvoll, den Balgweg "s" axial in seiner Länge zu begrenzen was in diesem Ausführungsbeispiel durch einen Sicherungsring 10 vorgesehen ist.There are only two phases in the closing process since the breakaway effect is eliminated. In this process, the closure body 5 moves again in the direction of the sealing seat 2 b until it comes to rest on this and the area acting between the piston 5 b and the sealing area 8 f brings the bellows 8 c back into the starting position. It can happen that the bellows path "s" is not exactly divided into "s / 2" on both sides of the chamber 8 a . For example, the sealing area 8 f can stretch the bellows 8 c located towards the spring 6 more via the frictional force and compress the bellows 8 c placed against the sealing surface 5 a more. However, this is irrelevant for the function. During the closing process, the bellows phase starts first and then the friction phase, but both phases can also start at the same time. All three phases can also be used simultaneously for the opening stroke if the breakaway force is not greater than the frictional force of the second phase. In order to avoid overexpansion of the bellows 8 c during the closing operation, it is useful to limit the bellows travel "s" axially in its length, which is provided in this exemplary embodiment by a locking ring 10 .

Durch den elastischen Ring bzw. O-Ring 8 b ergibt sich ein gün stiger Funktionsablauf. Da der elastische Ring 8 b während des Balgweges "s" an der Innenwand des Zentrierstückes 9 nicht gleitet, wird die Balgbewegung durch die Walk- oder Rollarbeit des O-Ringes 8 b bzw. des elastischen Ringes gebremst bzw. ge puffert. Durch die Bremsung oder Pufferung wird der Balgweg "s" bzw. "s/2" nicht voll genutzt und es verbleibt beim Endpunkt des Schließvorganges noch ein Restweg von "s" bzw. "s/2", was sich sowohl auf die Schließ- als auch Öffnungsfunktion günstig auswirkt. Auch ist es durch Gestaltung des Dichtbereiches 8 f, z.B. durch sägezahnartige Rillen wobei die Zähne in Richtung Dichtsitz 2 b zeigen möglich, den Schließvorgang reibungsmäßig günstiger gegenüber dem Öffnungshub zu gestalten und somit den Schließdruck zu begünstigen. Weiterhin kann der gleiche Effekt erzielt werden wenn z.B. der zum Dichtsitz 2 b gelegene Balg 8 c dünnwandiger als der dem Dichtsitz 2 b abgewandte Balg 8 c aus geführt wird. Auch über die geometrische Gestaltung des elast ischen Ringes 8 b z.B. durch eine querschnittsmäßig unsymmetri sche Dreiecksform oder einem Dreieck oder Trapez ähnliche Form, so daß über die Walk- oder Rollarbeit beim Öffnungsvorgang des Verschlußkörpers 5 eine geringfügig höhere Pressung und somit auch höhere Reibung zwischen Dichtbereich 8 f und Kolben 5 b ent steht als beim Schließvorgang ist eine solche Wirkung zu er zielen oder in Kombination dieser Möglichkeiten ohne, daß dabei die Dichtfunktion unterbrochen wird.The elastic ring or O-ring 8 b results in a functional sequence. Since the elastic ring 8 b does not slide during the bellows path "s" on the inner wall of the centering piece 9 , the bellows movement is braked or buffered by the flexing or rolling work of the O-ring 8 b or the elastic ring. Due to braking or buffering, the bellows travel "s" or "s / 2" is not fully used and there is still a remaining travel of "s" or "s / 2" at the end point of the closing process, which affects both the closing and as well as opening function has a favorable effect. It is also possible, by designing the sealing area 8 f , for example by sawtooth-like grooves, with the teeth pointing in the direction of the sealing seat 2 b , to make the closing process more frictionally advantageous than the opening stroke and thus to favor the closing pressure. Furthermore, the same effect can be achieved if, for example, the bellows 8 c located towards the sealing seat 2 b is made thinner than the bellows 8 c facing away from the sealing seat 2 b . Also about the geometric design of the elastic ring 8 b, for example, by a cross-sectionally asymmetrical triangular shape or a triangle or trapezoidal shape, so that about the walking or rolling work during the opening process of the closure body 5 a slightly higher pressure and thus also higher friction between the sealing area 8 f and piston 5 b is ent when the closing process is such an effect to aim or in combination of these possibilities without that the sealing function is interrupted.

Selbstverständlich wäre es auch möglich anstatt beidseits der Kammer 8 a nur eine Faltenanordnung zwei oder mehr Falten für den Balg 8 c vorzusehen. Sinnvoll ist es aber, den Balgweg "s" so kurz wie möglich zu halten, damit zur Überwindung des Los brecheffektes noch eine relativ hohe Auftriebskraft zur Verfüg ung steht. Weiterhin soll die Balg-Gleitdichtung 8 auch relativ unempfindlich gegen Druck oder Druckstöße sein.Of course, it would also be possible to provide two or more folds for the bellows 8 c instead of only one fold arrangement on both sides of the chamber 8 a . However, it makes sense to keep the bellows path "s" as short as possible so that a relatively high buoyancy is still available to overcome the breakaway effect. Furthermore, the bellows sliding seal 8 should also be relatively insensitive to pressure or pressure surges.

Die Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus einem Sicherheitsventil im Ventilsitzbereich wobei die rechte und die linke Hälfte der Figur unterschiedliche Ausführungen der Balg-Gleitdichtung 8 zeigen. In der rechten Hälfte der Abbildung sind die Kammer 8 a mit Dichtbereich 8 f und elastischer Ring bzw. O-Ring 8 b an der unteren Seite bzw. an der zum Dichtsitz 2 b gerichteten Seite der Balg-Gleitdichtung 8 angeordnet. Der in der Kammer 8 a liegende O-Ring 8 b wird am Außendurchmesser über einen Ring 12, der zweckmäßig aus einem metallischen Werkstoff besteht, begrenzt und liegt beidseits der Kammer 8 a an der Balg-Gleitdichtung 8 auf. Der Ring 12 weist auf der dem Dichtsitz 2 b entgegenge setzten Seite zweckmäßig eine Schulter 12 a auf die bis zum Außendurchmesser der Balg-Gleitdichtung 8 reicht und als axiale Begrenzung gegenüber der Nase 9 d des Zentrierstückes 9 dient. Um bei dieser Ausführung die radiale Nachgiebigkeit zu verbes sern ist es sinnvoll, wenn der Dichtbereich 8 f nur sehr kurz im Druckbereich des O-Ringes 8 b vorgesehen wird und/oder z.B. beidseits des Druckbereiches in sich geschlossene Rillen ange ordnet werden. Das Zentrierstück 9 ist geteilt ausgeführt und besteht aus Zentrierunterteil 9 b und Zentrieroberteil 9 c. Zwi schen dem Zentrierunterteil 9 b und Zentrieroberteil 9 c ist die Balg-Gleitdichtung 8 über Bund 8 g abgedichtet angeordnet. An der dem Dichtsitz 2 b entgegengesetzten Seite der Kammer 8 a ist der Balg 8 c entsprechend ein- oder mehrfaltig vorgesehen. Die Funktion ist die gleiche wie in Fig. 1 beschrieben, le diglich ist der Balgweg nur an einer Seite der Kammer 8 a vor handen. Fig. 2 shows a section of a safety valve in the valve seat area where the right and the left half of the figure, different embodiments of the bellows 8 show sliding seal. In the right half of the figure, the chamber 8 a with the sealing area 8 f and the elastic ring or O-ring 8 b are arranged on the lower side or on the side of the bellows sliding seal 8 facing the sealing seat 2 b . The O-ring 8 b lying in the chamber 8 a is limited on the outside diameter by a ring 12 , which expediently consists of a metallic material, and lies on both sides of the chamber 8 a on the bellows sliding seal 8 . The ring 12 has on the sealing seat 2 b opposite side expediently a shoulder 12 a which extends to the outer diameter of the bellows sliding seal 8 and serves as an axial limit relative to the nose 9 d of the centering piece 9 . In order to improve the radial flexibility in this embodiment, it makes sense if the sealing area 8 f is provided only very briefly in the pressure area of the O-ring 8 b and / or, for example, on both sides of the pressure area, self-contained grooves are arranged. The centering piece 9 is divided and consists of centering part 9 b and centering part 9 c . Between the centering lower part 9 b and upper centering part 9 c , the bellows sliding seal 8 is arranged sealed over collar 8 g . On the side of the chamber 8 a opposite the sealing seat 2 b , the bellows 8 c is correspondingly provided in one or more folds. The function is the same as described in Fig. 1, le diglich is the bellows path only on one side of the chamber 8 a before.

Die linke Seite der Fig. 2 weist eine Ausführung ähnlich der Fig. 1 auf, lediglich ist anstatt einer Balganordnung beid seits der Kammer 8 a nur je eine Entlastungsnut 8 h vorgesehen. Diese vereinfachte Ausführung ist sehr druckunempfindlich und insbesondere bei höheren Ansprechdrücken möglich wobei es sinn voll ist, die auftretenden Reibungskräfte als eine relativ kon stante Kraft bei der Federeinstellung des Sicherheitsventils zu berücksichtigen. Weiterhin weist die Balg-Gleitdichtung 8 an der zum Dichtsitz 2 b gerichteten Seite einen Bund 8 g′ auf über den die Balg-Gleitdichtung 8 zwischen Zentrieroberteil 9 c′ und Zentrierunterteil 9 b′ verspannt und abgedichtet wird. Die Ausführung und Anordnung mit einem geteilten Zentrierstück 9, sei es nach der linken oder rechten Version der Fig. 2 ist selbstverständlich auch bei der Ausführung nach Fig. 1 mög lich.The left side of Fig. 2 has an embodiment similar to Fig. 1, only instead of a bellows arrangement on both sides of the chamber 8 a only one relief groove 8 h is provided. This simplified version is very insensitive to pressure and is possible, in particular, at higher response pressures. It makes sense to consider the frictional forces that occur as a relatively constant force in the spring adjustment of the safety valve. Furthermore, the bellows sliding seal 8 on the side facing the sealing seat 2 b has a collar 8 g 'over which the bellows sliding seal 8 between the centering part 9 c ' and centering part 9 b 'is clamped and sealed. The design and arrangement with a divided centering piece 9 , be it according to the left or right version of FIG. 2 is of course possible in the embodiment according to FIG. 1.

Bei einer Balg-Gleitdichtung nach dieser Erfindung ergibt sich auch die Möglichkeit die Balg-Gleitdichtung zunächst ohne elastischen Ring als reine Führungsbüchse einzusetzen und erst bei Bedarf mit einem elastischen Ring zu einer Balg-Gleitdicht ung umzurüsten. Dies ist möglich, da der Dichtbereich 8 f erst über den elastischen Ring 8 b seine Dichtfunktion ausüben kann. Hierbei kann man durch Wahl einer entsprechend geeigneten Shore-Härte für den elastischen Ring 8 b die radiale Anpreß kraft und auch die radiale Nachgiebigkeit der Balg-Gleitdicht ung 8 im Dichtbereich 8 f optimieren. Auch ließe sich sowohl bei einem geteilten wie auch ungeteilten Zentrierstück die Balg-Gleitdichtung in der Gesamtheit leicht nachrüsten. Dies ist nicht zuletzt auch deshalb möglich, da die Balg-Gleit dichtung gegenüber einem Faltenbalg nur eine kurze Bauhöhe be ansprucht bzw. da das Sicherheitsventil mit Balg-Gleitdichtung keine größere Bauhöhe als ohne Balg-Gleitdichtung benötigt.In the case of a bellows sliding seal according to this invention, there is also the possibility of initially using the bellows sliding seal without an elastic ring as a pure guide bush and only converting it with an elastic ring to a bellows sliding seal when required. This is possible because the sealing area 8 f can only perform its sealing function via the elastic ring 8 b . Here you can optimize the radial contact pressure and the radial flexibility of the bellows sliding seal 8 in the sealing area 8 f by choosing a suitable Shore hardness for the elastic ring 8 b . The bellows sliding seal as a whole could also be easily retrofitted for both a split and an undivided centering piece. Last but not least, this is also possible because the bellows sliding seal requires only a short overall height compared to a bellows or because the safety valve with bellows sliding seal does not require a greater overall height than without a bellows sliding seal.

Claims

1.Safety valve with a seal on the piston guide to protect the sliding parts and the downstream parts in the spring tower area, as well as the compensation of the back pressure effect, according to patent ............ (file number: P 37 38 071.0), characterized in that between the centering piece ( 9 , 9 b , 9 c , 9 b ′, 9 c ′) or on the centering piece ( 9 , 9 b , 9 c , 9 b ′, 9 c ′) and the piston ( 5 b ) of the closure body ( 5 ) arranged bellows sliding seal ( 8 ) is designed to be radially and axially slightly flexible.

2. Safety valve according to claim 1, characterized in that the bellows sliding seal ( 8 ) has a chamber ( 8 a ) and both sides of the chamber ( 8 a ) each have at least one bellows ( 8 c ) and in the chamber ( 8 a ) an elastic ring ( 8 b ), which is expediently provided as an O-ring, is arranged.

3. Safety valve according to claims 1 and 2, characterized in that the bellows sliding seal ( 8 ) on the spring ( 6 ) side of the chamber ( 8 a ) has at least one bellows ( 8 c ) and in the chamber ( 8 a ) lying O-ring or elastic ring ( 8 b ) on the outer diameter is limited by a ring ( 12 ).

4. Safety valve according to claim 1, characterized in that the bellows sliding seal ( 8 ) has a chamber ( 8 a ) and both sides of the chamber ( 8 a ) each have a relief groove ( 8 h ) and in the chamber ( 8 a ) elastic ring ( 8 b ), which is conveniently provided as an O-ring, is arranged.

5. Safety valve according to claims 1 to 4, characterized in that the bellows sliding seal ( 8 ) in the region of the chamber ( 8 a ) on the piston ( 5 b ) side facing a sealing area ( 8 f ), which also can be provided with at least one self-contained groove ( 8 i ).

6. Safety valve according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that one guide part ( 8 d ) connects on one or both sides of the sealing region ( 8 f ) in each case after the bellows ( 8 c ) or the relief groove ( 8 h ) .

7. Safety valve according to one or more of the claims 1 to 6, characterized in that the bellows travel "s" axially is limited.

8. Safety valve according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that the bellows sliding seal ( 8 ) in the centering piece ( 9 ) is fixed and sealed and the piston ( 5 b ) on the sealing area ( 8 f) of the bellows Sliding seal ( 8 ) slides sealingly.

9. Safety valve according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that the bellows sliding seal ( 8 ) on the piston ( 5 b ) is attached and sealed and the sealing region ( 8 f ) of the bellows sliding seal ( 8 ) on Inner diameter of the centering piece ( 9 , 9 b , 9 b ') sealingly slides.

10. Safety valve according to one or more of claims 1 to 9, characterized in that a corresponding free space ( 8 j ) between the inner diameter of the centering piece ( 9 , 9 b , 9 b ') and the outer diameter of the side walls of the chamber ( 8 a ) is present.

11. Safety valve according to one or more of claims 1 to 10, characterized in that a sleeve ( 5 c ) or in the centering piece ( 9 , 9 b , 9 c ) is arranged on the piston ( 5 b ).

12. Safety valve according to one or more of claims 1 to 11, characterized in that the sleeve ( 5 c ) or sleeve consists of a fluoroplastic, in particular of poly tetrafluoroethylene.

13. Safety valve according to one or more of claims 1 to 12, characterized in that the bellows sliding seal ( 8 ) consists of a fluoroplastic such as, for example, polytetrafluoroethylene.

14. Safety valve according to one or more of claims 1 to 13, characterized in that the frictional resistance between the sealing area ( 8 f ) and the piston ( 5 b ) during the closing process of the closure body ( 5 ) is smaller than when it is opened.