DE7712682U1 - Federbelastetes sicherheitsventil - Google Patents

Description

BOPP & REUTHER GMBH MANNHElM-WALDHOF PATENTABTEILUNG

Ju/ei
1244

Pederbe]

Die Erfindung bezieht
insbesondere für nied
belastung durch einen
luftleitung in Schließ
Hublui'tleltung in Ven

zylinder, dessen KoIl Ventilsoindel einwirkt

actetes Sicherheitsventil

sich auf ein federbelastetes Sicherheitsventil, rige Betriebsdrücke, mit gesteuerter Zusatzvon einer Druckluftquelle über eine Belastungsrichtung des Sicherheitsventils und über eine tilöfi'nungsrichtung beaufschlagbaren Pneumatiken auf die das Ventilverschlußstück tragende

Bei den bekannten Sicherheitsventilen mit Zusatzbelastung ist der Kolben des Pneu.ratikzylinders fest mit dem Ende der das Ventilverschlußstück tragenden Ventilspindel verbunden, so daß jede Bewegung des Kolbens in Ventilöffnungs-und Ventilschließrichtung über die Ventilspindel av.f das Ventil verschlußstück übertragen wird und umgekehrt. Fällt bei einer Störung irr, Druckluftnetz die Belastungsund Hubluft aus, so wird das Sicherheitsventil nur von der Ventilfeder in die Schließstellung gebracht urd in dieser Schließstellung gehalten und das auf das Ventilverschlußstück einwirkende Druckmediurr, des abzusichernden Drucksystems muß allein das Sicherheitsventil bei Erreichen des Ansprechdruckes gegen den Druck der Ventilfeder öffnen. Nachteilig ist hierbei, daß bei Ausfall der Steuerdruckluft beim Ventilöffnungsvorgang vom Druckmedium nicht nur die Gegenkraft der Ventilfeder sondern auch die Reibungskräfte des Kolbendichtringes im Pneumatikzylinder überwunden werden müssen, bevor das Ventil öffnet, so daß besonders bei Sicherheitsventilen für niedrige Betriebsdrücke die Gefahr besteht, daß das Ventil zu spät öffnet. Außerdem wird auch der Ventilschließvorgang durch die

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Aufgabe der Erfindung ist es, das zusatzbelastete Sicherheitsventil so auszubilden, daß es auch bei Ausfall der Hub- und "Belastur.^sluft noch rechtzeitig öffnet und schließt.

Die Lösung dieser Aufgabe wird gerr.ä.3 der Erfindung darin gesehen, daß zwei fliegende Kolben im Pneumatikzylinder vorgesehen sind, von denen der in Bezug auf den Ventilsitz äußere Kolben als Belastungsluftkolben und der innere Kolben als Hub—luftkolben ausgebildet ist, wobei der Belastungsluftkol'oen sich unter der Einwirkung der Belastungsluft auf das Ende der Ventilspindel legt und die Ventilspindel rr.it Spiel durch den Hubluftkolben hindurehgeführt ist und außerhalb der Durchdringung des Hu'oluftkclbens zum Spindelende hin einen f'itnehrner für den Hubluftkolben aufweist, wobei zwischen den beiden Koloen eine die Kolben in die Ausgangsstellung bringende Rückstellfeder \orgesehen ist.

Durch eine solche Anordnung zweier fliegender Kolben im Pneumatikzylinder für die Zusatzbelastung kann sich die Ventilspindel rr.it dem Ventilvercchlußstück bei fehlender Hub- und Belastungsluft infolge der beiden losen Kolben frei gegenüber diesen Kolben bewegen. Bei Ausfall der Druckluftversorgung wandern nämlich der Belastungsluftkolben und der Hubluftkolben unter der Einwirkung der Rückstellfeder in ihre Ausgangsstellung und die Ventilspindel mit dem Ventilverschlußstüok fährt jetzt unabhängig vor. den beiden Kolben in die Ventilöffnur.gs- oder Ventilschließsstellung, so daß sie die Reibung der Kolbendichtringe nicht mehr zu überwinden hat.

Ist die Zusatzbelastung nicht gestört, so drückt der Belastungsluftkolben unter der Einwirkung der Belastungsluft von oben kraftschlüssig auf das Ende der Ventilspindel und überträgt so die Zusatzkraft auf das Ventilverschlußstück. Wird der Betriebsdruck des abzusichernden Drucksystems überschritten, spricht der Druckschalter an und läßt die Druckluft über dem Belastungsluftkolben entweichen, wobei der gleichzeitig von der D:uckluft beaufschlagte Hubluftkolben die Ventilspindel mit dem Ventilverschlußstück über den Mitnehmer in Ventilöffnungsrichtung nach oben schiebt.

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Weiterhin'wird vorgeschlagen, zwischen der Innenseite des Ki 'cnehmers der Ventilspindel und der hierauf einwirkenden Außenseite des Hubluftkolbens in der Ventilschließpteilung einen Spalt frei zu lasser-, so daß sich das Ve.itilverschluSstück stets mit Sicherheit fest auf den Ventilsitz aufsetzen kann.

Zweckrnäisi jerwej se weist der Hubluftkolben einen topi'artigen Quersohnit mit einem zylindrischen Mantel auf, in den ein Führungsrohr des Belastungsluftkolben hineinragt. Dadurch ergibt sich eine einfache Gleitführung für die beiden Kolben und gleichzeitig eine Aufnahmekammer für die Rückstellfeder.

Außerdem, wird vorgeschlagen,, am freien Ende des Führungsrohres des ■ Belastungsluftkolbens einen Gleitringvorsprung vorzusehen, wodurch sich eine einfache und definierte Anlage rür die Gleitführung der Kolben ergibt.

Eine einwandfreie Halterung der Rückstellfeder läßt sich dadurch erreichen, daß der Boden des topfartigen Hubluftkolbens und der Belastungsluftkolben am Übergang zum Führungsrohr je eine zentrische Eindrehung für die Aufnahme der Enden der Rückstellfeder aufweisen.

Abgesehen hier.on empfiehlt es sich,die durch den Rand des topfartige. Hubluftkolbens gebildete,nach außen durch einen O-Ring abgedichtete Hubluft-Ringkammer durch einen in einer äußeren Eindrehung des Hubluftkolbenbodens eingelegten O-Rir.g auch nach innen hin abzudichten, so daß sich eine einwandfreie Abdichtung für die Hubluft-Ringkammer ergibt.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert, das die Zeichnung erkennen läßt. *

Auf das federbelastete Sicherheitsventil 1 ist als gesteuerte Zusatzbelastung ein Pneumatikzylinder 2 fest aufgebracht, der aus der ZylindergleJ tbüchse 3 für die Kolben, dem Zylinderdeckel U und dem Zylinderboden 5 besteht. In dem Pneumatikzylinder 2 sind die beiden fliegenden Kolben 6 und 7 gleitend gelagert, von denen der obere Kolben 6 den Belastungsluftkolben und der untere Kolben 7 den

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Hubluftkoben bildet. Zwischen dem Zylinderdeckel ·4 und dsm Belastungsluftkolben 6 bei'indet sich die Belastungsluf tkarn.r.er 8, der die Steuerdruckluft über die in den Zylinderdeckel 4 einmündende Belastungsluf tleitur.g 9 zugeführt v/ird. Die Lelastungsluftleitun.g 9 ist an eine nicht näher gezeigte Druckluftquelle angeschlossen.

Zur Bildung der Hubluf t-Rir.gkarr.mer Io v;eist der untere Teil der Zylindergleitbüchse 3 einen zylindrischen Rücksprung 2 1 auf, in den der in; Querschnitt topf^rtige Hubluftkolben 7 niit seinem Zylindermantel 3 2 hineinragt. Die Hubluft-Ringkarrrier Ic v/iri nach unten durch die Stirnfläche 13 des Rücksprunges 11 und nach oben durch die Unterseite des Randes 14 des topfartigen Hubluftkolbens 7 begrenzt und die Zufuhr der Hubluft erfolge über die an die Druckluftquelle angeschlossene und in den Rücksprung 11 der Zylindergleitbüchse 3 einmündende Hubluftleitung 15, die über die Bohrung 16 rr.it der Hubluft-Ringkanirr.er Io in offener Verbindung steht. Die Belastungsluft und die Hubluft stehen gleichzeitig an, so dalo der Belastungsluftkolber-. 6 das Ventilverschluiistück über die Differenzialkolbenfläche mit der Zusatzbelastung in Schließstellung hält. Wir der Ansprechdruck des Sicherheitsventils im zu überwachenden Drucksystem erreicht, so v;ird die Druckluft über derr. Belastungsluftkolben beirr, Ansprechen der Druckschalter abgebaut, so daß die in der Hubluft-Ringkarr.mer Io anstehende Steuerdruckluft die Ventilspindel und damit das Ventilvercchlu3stücK in die Ventiloff einstellung fährt.

Der Belastungsluftkclben 6 besitzt ein Führungsrohr 17* das in den zylindrischen hantel 12 des Hubluftkolbens 7 hineinragt und an seinem unteren Ende einen Crleitringvorsprung l8 zur Führung des Belastungsluf tkolbens 6 im Hubluftkolben 7 aufweist. Der Boden 19 des topfartigen Hublüftkolbsns 7 besitzt eine zentrische Eindrehung ^o und der Belastungsluftkolben 6 trägt am Übergang zum Führungsrohr eine zentrische Eindrehung 21. Diese beiden Eindrehungen 2o und 21 dienen zur Aufnahme der Enden der Rückstellfeder 22. Zur Aodichtung des Belastungsluftkolbens 6 ist der elastische O-Ring 2j5 in eine Nut des Kolbenmantels eingelegt. Der Hubluftkolben 7 trägt zur Abdichtung seines* die Hubluft-Ringkammer Io nach außen begrenzenden Randes 14 einen O-Ring 24 und zur Abdichtung der Hubluft-Ringkarnmer

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nach innen einen in einer äußeren Elndrehunß des Hubluftkclben« bodens 19 eingesetzten O-Ring 25.

Der fliegend gelagerte Belastungsluftkolben 6 legt sich unter der Wirkung der In die B-ülastunjisluftkammer 8 einströmenden Steuer™ druckluft kr_aftschlüssi^ von oben auf das Ende 26 der Ventilspindel 27, an derem unteren Ende das nicht näher gezeigte Ventllversohlußstück befestigt ist- und die zusammen mit dem Ventilverschlußstüok von der Ver.tilschließi'eder in die Ventilschließstellung gedruckt wird. Durch den sich kraftschlüssig von oben auf das Ende 26 der Ventilspindel 27 auflegenden Belastungsluftkolben 6 wird der Ventilschließvorgang unterstützt und das Ventilverschlußstück während seiner Schließstellung mit zusätzlicher Kraft auf den Ventilsitz gepreßt. Die Lage der Kolben 6 und 7 in der zusatzbelasteten Ventilschließstellung ist in der linken Hälfte der Zeichnung dargestellt.

Die Ventilspindeis 27 ist mit Spiel durch die Bohrung 28 im Boden 19 des topf artigen Hubluf tkolbens 7 hindurchgeführt. Auf den vorn Ventilsitz abgekehrten Endabschnitt der Gewindespindel 27 ist eine einstellbare Kitnehmerbüchse 29 aufgeschraubt und durch eine Kontermutter 30 gesichert. Die Anschlagfläche dieser Mitnehmerbüchse 29 ist oberhalb der Bohrung 28 des Hubluftkolbenbodens 19 angeordnet, so daß zwischen dieser Anschlagfläche 3I und der Oberseite 32 des Hubluftkolbenbodens 19 ein Spalt 33 verbleibt. Ist der Ansprechdruck des Sicherheitsventils erreicht, so wird der Druck in der Belastungsluftkammer 8 abgebaut und die in der Hubluft-Ringkarr.mer Io anstehende Druckluft drückt den Hubluftkolben 7 nach oben. Hierbei legt sich der Hubkolbenboden 19 mit seiner Oberseite 32 gegen die Anschlagfläche 31 der Mitnehmerbüchse 29 und schiebt die Ventilspindel 27 zusammen mit dem Ventilverschlußstück in die Ventiloffenstellung.

In der rechten Zeichnungshälfte ist gezeigt, welche Stellung die beiden fliegenden Kolben 6 und 7 einnehmen, wenn die Steuerdrucklui't-. ausfällt. Hierbei sind die Belastungsluftkammer 8 und die Hubluft-Ringkammer Io drucklos, so daß die Rückstellfeder 22 den Belastungsluftkolben 6 nach oben gegen den Zylinderdeckel 4 und den Hubluftkolben 7 nach unten gegen den Zylinderboden 5 des Pneumatik-

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Zylinders? 2 drückt. Dadurch wird die Ventilspindel 27 v von den beiden Kolben β und 7 gelöst und kann sioh unabhängig von diesen Kolben auf und ab bewegen.

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Claims (2)

, REUTHER GMOH M A N N Il E I M - W Λ L O H G F PATEN T AUT E I LUNG Ju/ci

1. Federbelastetes Sicherheitsventil, insbesondere für niedrige Betriebsdrücke, mit gesteuerter Zusatzbelastung durch einen von einer Druckluftquelle über eine Belascungsluftleitung in Schließrichtung des Sicherheitsventils und über eine Hubluftleitung in Ventiloffnungsrichtung beaufschlagbaren Pneumatikzylinder, dessen Kolben auf die das VentilverschlußstUck tragende Ventilspindel einwirkt, dadurch ge kennselch net, daß ζ v/ei fliegende Kolben (6, 7) im Pneumatikzylinder

(2) vorgesehen sind, von denen der in Bezug auf den Ventilsitz äußere Kolben als Belastungsluftkolben (β) und der innere Kolben als Hubluftkolben (7) ausgebildet ist, wobei der Belastungsluftkolben (6) sich unter der Einwirkung der Belastung:-:- luft auf das Ende (26) der Ventilspindel (27) legt und die Ventilspindel (27) mit Spiel durch den Hubluftkolben (7) hindurchgefünrt ist und außerhalb de: Durchdringung (28) des Hublufticolberis (7) zum Spindelende (26) hin einen Mitnehmer (29) für den Hubluftkolben (7) aufweist, v/o bei zwischen den beiden Kolben eine die Kolben in die Ausgangsstellung bringende Rückstellfeder (22) vorgesehen ist.

2. Sicherheitsventil nach Anspruch 1, dadurch geke.nnzeichnet, daß zwischen der Innenseite (j5l) des Mitnehmers (29) der Ventilspindel (27) und der hierauf einwirkenden Außenseite (J2) des .Hubluftkolbens (7) in der Ventilschließstellung ein Spalt (33) vorhanden ist.

Sicherheitsventil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubluftkolben (7),(|jsen topf artigen Querschnitt mit einem zylindrischen Kante! auf v/eist, in den ein Führungsrohr (17) des Belastungsluftkolbens (6) hineinragt.

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I ·Ί, Sicherheitsventil nach den Ansprüchen I bis JJ, d a d α r ο h I gekennzeichnet, daß am freien Ende des FUhrur.j3-

I rohres (17) des Bijlastuncsluftkolbens (6) ein Gleitrin^vor-

j| sprung (lB) vorgesehen jst.

I 5· Sicherheitsventil nach den "nsprüchen 1 bis 4, dadurch 1 gekennzeichnet, daß der Boden (19) des topfartigen

ij Hubluftkolbens (7) und der Belastun^sluftkolben (6) am Ub«rf.;a:i_;j

I zum Führungsrohr (17) je eine zentrische Eindrehung (2o, ?.])

I für die Aufnahme der Enden der Rückstellfeder (22) aufweisen.

I_I 6. Sicherheitsventil nach den Ansprüchen 1 bis 5* dadurch !■-·: gekennzeichnet, daß die durch den Rand (14) des i topfarti^en Hubluftkolbens (7) gebildete, nach außen durch

^: einen O-Ring (2^) abgedichtete Hubluft-Rinikanmer (lo) durch

ί einen in einer äußeren Eindrehung des Hubluftkolbenbodens (19).

.° eingelegten O-Ring (25) auch nach innen hin abgedichtet ist.

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