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Absperrhahn, insbesondere für Druckluftbremsen Bei Absperrhähnen,
wie sie z. B. bei Druckluftbremseinrichtungen Verwendung finden, ist es bereits
bekannt, an Stelle eines einzuschleifenden Halmkegels eine Gumm,imeml>ran, welche
mit einem Sitz entsprechend zusammenwirkt, zur überwachung des Durchströmquerschnittes
zu verwenden. 13ei diesen l>ekaninten Meml>ranhähnen muß al)er der gesamte, zur
Abdichtung notwendige Anpreßdruck der Membran durch die den Hub der letzteren veranlassende
mechanische Kraft aufgebracht werden. Reicht der Hub infolge der auch bei einer
verstärkte; Membran unvermeidlichen, bleibenden Verformung und Abnutzung nicht mehr
aus, so ist auch der Anpreßdruck zu klein und der Hahn damit undicht. Die einwandfreie
Abdichtung einer Membran bisher bekannter Art ist in starkem Maße hubempfindlich.
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Dagegen ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen mit einem
Membranglied ausgerüsteten Absperrhahn so zu gestalten, daß die beschriebenen Nachteile
vermieden werden und eine sichere Abdichtung unter weitgehender Unabhängigkeit vom
Hub und vom mechanischen Anpreßdruck erzielt wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß das Membranglied in dem Teil seiner Oberfläche, mit welchem
es in Sperrstellung auf einer Gegenfläche aufliegt, einen Ring mit mindestens einer
Dichtlippe aufweist, wobei diese Lippe mindestens zum Teil durch den Druck des Strömungsmittels
unter entsprechender elastischer Verformung an die Gegenfläche angepreßt wird.
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In der Zeichnung sind verschiedene _Ausführungsbeispiele von Absperr-
und Umstellhähnen für Druckluftbremsen mit erfindungsgemäßer Membranausbildung dargestellt.
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Gemäß Abb. i ist zwischen dem angedeuteten Gehäuse i eines Steuerventils
und einem einen Teil des Umstellhahnes bildenden Flansch 3 eine Gummimembran 5 dicht
eingespannt. Der Flansch 3 ist gleichzeitig Träger eines Handhebels 7 zur
Betätigung
des Hahnes. Dieser Handhebel wirkt je nach seiner Stellung mit dem Nocken 9 oder
dem Nocken i i unter Zwischenlage einer Bewehrung 13 auf die Außenseite der Membran
5 ein. Die Innenseite dieser Membran bildet die eine Abschlußwand einer Kammer 17,
welche ihrerseits in den Strömungsweg 15, 18 für die Druckluft eingeschaltet ist.
In einem Fortsatz der Kammer 17 ist eine Druckfeder i9 gelagert, die ebenfalls über
eine Bewehrung 21 auf die Membran 5 wirkt. Letztere Membran weist einen Ring 23
auf, welcher zwei Dichtlippen besitzt, die zusammen den aus der Zeichnung ersichtlichen
V-förmigen Querschnitt ergeben.
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Bei der in Abb. i gezeigten Stellung des Hebels 7 liegt die Membran
unter dem Druck der Feder i9 mit ihrer Bewehrung 13 auf dem Nocken 9 auf und sichert
den Hebel in dieser Stellung. Der Strömungsweg 15, 17, 18 für die Druckluft ist
mit einem der Bremscharakteristik von Personenzügen entsprechend großen Querschnitt
freigegeben.
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Wird nun der Hebel ? aus der Stellung gemäß Abb. i in Pfeilrichtung
in die aus Abb. 2 ersichtliche Stellung geschwenkt, so wirkt er dabei infolge der
Formung seines Kopfes als Schnapphebel und bringt in der Endstellung mittels des
Nockens i i die Lippen des Ringes 23 an die Wand der Kammer 17 heran. Es genügt
dabei schon, wenn die Lippen mit geringer Kraft an die Gegenfläche angelegt werden,
denn der in der Kammer 17 auftretende Druck der Luft preßt hierauf die Lippen des
Ringes 23 unter Aufspreizung an die Kammerwand, wodurch die mechanisch ausgeübte
Anfangskraft auf den Ring23 so weit gesteigert wird, daß die Dichtheit unbedingt
sicher gewährleistet ist. Infolge dieser sich selbsttätig einstellenden Dichtwirkung
des Lippenringes ist auch eine weitgehende Unabhängigkeit vom Hub, der Membran erzielt,
weil, wie vorstehend schon erläutert, jede mehr oder minder große, auf die Membran
mechanisch ausgeübte Schließkraft durch das auf die Seitenflächen der Lippen wirkende
Druckmittel bis zur erforderlichen Höhe ergänzt wird. Nach Abschluß der Kammer 17
kann Druckluft nur noch durch die kleine kalibrierte Bohrung 25 zum Kanal 18 gelangen,
wodurch das bei Güterzügen notwendige langsamere Reagieren der Bremsen erzielt wird.
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Der in Abb. 3 gezeigte, ebenfalls den die erfindungsgemäßen Dichtlippen
aufweisenden Ring 23 enthaltende Umstellhahn kann in vier verschiedene Stellungen
entsprechend der Bremsung von Schnellstzügen (SS), Schnellzügen (S), Personenzügen
(P) und Güterzügen (G) gebracht werden. Dementsprechend hat der Handhebel 7 vier
Nocken 27, 29, 31 und 33. Diese Nocken sind so exzentrisch gegenüber dem Drehpunkt
des Hebels 7 angeordnet, daß in der Stellung SS der volle Strömungsquerschnitt 15-17-18
freigegeben ist; in der Stellung S dagegen wird die Membran 5 bereits so weit angehoben,
daß ein auf die Bewehrung 21 aufgesetzter Stift 35 mit seinem abgesetzten Ende 37
in die Bohrung 18' hineinragt und eine gewisse .Drosselung erzeugt. Diese Drosselung
verstärkt sich in der Stellung P, in. welcher der stärkere Teil des Stiftes 35 in
die Bohrung 18 ragt, bis schließlich in der Stellung G die Membran 5 die Verbindung
über den Raum 17 wieder völlig absperrt und die Strömung nur über die sehr kleine
Bohrung 25 erfolgt. Auch in diesem Fall sind die bereits beschriebene Wirkung der
Lippen des Ringes 23 sowie die dadurch gegebene Hubunabhängigkeit wieder vorhanden.
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In Abb.4 ist eine mit einer erfindungsgemäßen Membran ausgerüstete
Bauart eines Absperrhahnes gezeigt, die sich durch besonders günstige Herstellungsmöglichkeit
und Betriebseigenschaften ihrer Teile auszeichnet. Der Betätigungshebel ? stellt
ein reines Drehteil dar, zu dessen Herstellung keine Fräsarbeit notwendig ist. Außerdem
ist der Hebel infolge seines kugeligen Endes 40, das in der gezeigten Weise in einem
Schraubglied 42 gelagert ist, nach jeder Seite hin betätigbar. Ein weiterer Vorteil
besteht darin, daß als Sitz für das Membranglied 5 eine Fläche eines nichtrostenden,
leicht im Ziehverfahren herzustellenden Blechteiles 44 dient, das gleichzeitig auch
die kalibrierte Düsenöffnung 25 für die Druckluft enthält, so daß diese Öffnung
ebenfalls gegen Verschmutzung durch Rost geschützt ist.
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Die Wirkungsweise entspricht wieder derjenigen der vorhergehenden
Beispiele. Wird der Hebel 7 nach irgendeiner Richtung in die gezeigte Stellung geschwenkt,
so drückt er mit dem Teil 46 seines Kopfes die Membran 5, d. h. ihren Lippenring
23 gegen das Blechteil 44, womit dieser Ring wieder in der bereits beschriebenen
Weise wirkt. Die Strömung kann nun nur durch die kleine, kalibrierte Bohrung 25
erfolgen. Wird der Hebel 7 dagegen in seine senkrechte Stellung gebracht, so ermöglicht
sein flaches Kopfende 48 ein Abheben des Ringes 23 von seinem Sitz durch die Feder
i9, womit der volle Strömungsquerschnitt durch den Topf 44 hindurch freigegeben
ist. Sowohl in der einen wie in der anderen Stellung ist der Hebel durch die Kraft
der Feder i9 festgelegt.
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Abschließend wird noch erwähnt, daß der Ring 23 anstatt wie gezeigt
mit zwei Dichtlippen auch nur mit einer solchen Lippe zur Absperrung nur nach einer
Seite hin ausgerüstet werden könnte.