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Abschlußventil für Druckluftleitungen von Eisenbahn-Bremsanlagen,
Luftpfeifen od. dgl. Die Erfindung bezieht sich auf ein Abschlußventil für Druckluftleitungen
von Eisenbahn-Bremsanlagen, Luftpfeifen od. dgl. mit einem elastischen Dichtungskörper,
vorzugsweise aus Gummi, der auf der freien Stirnfläche eines durch einen Handgriff,
Hebel od. dgl. axial verschiebbaren, durch Nocken an Gleitbahnen geführten Ventilkörpers
angeordnet ist.
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Bei diesen bekannten Abschlußventilen ist der elastische Dichtungskörper
an der Stirnfläche eines durch eine Ventilspindel geführten Ventilkörpers befestigt,
der als gepreßter Halter oder als scheibenartiger Körper mit einem Ringteil ausgebildet
ist. Der gepreßte Halter ist hierbei so gestaltet, daß auch .auf seiner dem Ventilsitz
gegenüberliegenden ringförmigen Stirnfläche noch ein zweiter Dichtungsring eingesetzt
werden kann, der in der Offenstellung des Ventils eine Abdichtung zwischen Ventilspindel
und dem Gehäuse bewirkt, während der scheibenartige Ventilkörper mit Spiel in einem
Zylinder geführt wird und in der Offienstellung ebenfalls die Ventilspindel gegen
das Gehäuse abdichtet. Das Schließen und Öffnen des Ventils wird durch Umlegen eines
mit zwei Nocken versehenen Handhebels erreicht, von denen einer beim Öffnen und
der andere beim Schließen des Ventilkörpers mit je einer Gleitbahn zusammenwirkt,
und zwar derart, daß die Ventilspindel hierbei nur axial verschoben wird. Dabei
ist die Anordnung der Nocken so getroffen worden, daß der Hebel sowohl beim Schließen
als auch beim Öffnen des Ventils über eine Totpunktlage hinaus bewegt wird, um durch
den Druck der elastischen Dichtungen im Zusammenhang mit dem wirksamen Luftdruck
gesicherte Endstellungen zu gewährleisten.
Mit der bekannten Nockensteuerung
können jedoch nur verhältnismäßig kleine Ventilwege erzielt werden, so daß auch
nur kleine Durchgangsquerschnitte und demgemäß auch nur kleine Durchfiußmengen möglich
sind, sofern das Ventil die übliche Baugröße nicht überschreiten soll. Insbesondere
erfordern jedoch die bekannten Abschlußventile verhältnismäßig große Stehkräfte
zum Öffnen bzw. Schließen des Ventils, da der volle Luftdruck entgegen der Stellbewegung
auf die Stirnfläche des Dichtungs- bzw. Ventilkörpers einwirkt. Zwar soll durch
das zwischen dem scheibenartigen Ventilkörper und dem Führungszylinder vorhandene
Spiel bzw. durch den vorgesehenen Schlitz ein gewisser Druckausgleich zwischen der
Druck- und Gegendruckseite erzielt werden, jedoch kann dieser erst nach erfolgtem
Anheben des Ventilkörpers wirksam werden, da die Schlitze in den. Endstellungen
des Ventilkörpers verschlossen sind. Mithin sind diese Maßnahmen nicht geeignet,
große Drücke mit verhältnismäßig kleinen Stellkräften zu beherrschen.
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Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein mit einem
elastischen Dichtungskörper versehenes Abschlußventil üblicher Baugrößeso auszugestalten,
daß nicht nur ein großer Durchflußquerschnitt ermöglicht, sondern gleichzeitig auch
bei hohen Drücken des Durchflußmittels nur kleine Stehkräfte gewährleistet werden.
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Die Maßnahmen zur Erreichung dieser Ziele bestehen darin, daß der
Ventilkörper mit dem Handrad, Hebel od. dgl. lose, nur Druckkräfte übertragend gekuppelt
ist und der zugeordnete Dichtungskörper ein an sich bekanntes Vorhubventil aufweist,
das in gleicher Weise wie der Ventilkörper, jedoch diesem voreilend, entgegen der
Wirkung von Federn durch Druck auf das Handrad betätigt wird, wobei letzteres zur
Führung mit einer die Nocken aufnehmenden Nabe versehen ist, deren zugeordnete,
im Ventilgehäuse angeordnete Gleitbahnen als Z-förmige Langlochführungen ausgebildet
sind.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäß ausgebildeten
Abschlußventils dargestellt.
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Es zeigt Abb. I einen Längsschnitt durch das Abschlußventil, Abb.
2 eine Teilansicht des Ventilgehäuses mit der Z-förmigen Gleitbahn des Ventilkörpers.
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Das Ventilgehäuse I weist die bekannte Ausführungsform eines Durchgangsabsperrventils
auf. Der eine Anschlußstutzen 2 des Ventilgehäuses I wird mit der festverlegten
Bremsleitung verbunden, während der andere Anschlußstutzen 3 zum Anschließen des
Kupplungsschlauches der Druckluftleitung dient. Das Ventilgehäuse I hat keinen eingeschliffenen
Ventilsitz, sondern eine ebene, die Durchgangsöffnung 4 am Ventilsitz ringförmig
umschließende Dichtungsfläche 4a, denn der dichte Abschluß der Durchgangsöffnung
4 wird durch die elastische Anschmiegung eines, den üblichen Ventilkegel ersetzenden,
vorzugsweise aus Gummi bestehenden Dichtungskörpers 5 bewirkt. Zum Abschließen der
Durchgangsöffnung 4 wird in axialer Richtung ein Druck auf den Handgriff 6 ausgeübt,
der mittels einer Nabe 7 im Ventilgehäuse 8 geführt ist. Die Nabe 7 greift mit einem
als Ventilspindel aufzufassenden Zapfen 9 in eine Bohrung Io eines ebenfalls axial
im Ventilgehäuse 8 verschiebbaren Ventilkörpers II ein. Um die Übertragung einer
am Handrad 6 ausgeübten Drehbewegung auf den Ventilkörper II zu vermeiden, ist die
freie Stirnfläche des Zapfens 9 über eine Kugel I2 in der Bohrung Io des Ventilkörpers
II abgestützt, die gleichzeitig den Reibungswiderstand vermindert. Das Handrad bzw.
der Handgriff 6 wird durch zwei diametral an dessen Nabe 7 angeordnete Nocken I3
auf oder in zwei im Ventilgehäuse 8 angeordneten Z-förmig verlaufenden Gleitbahnen
I4 geführt. Diese sind als Langlochführungen ausgebildet, von denen ein Teil in
axialer Richtung des Ventilgehäuses 8 verläuft und eine Länge hat, die etwa dem
Ventilhub entspricht. An den Enden des in Längsrichtung verlaufenden Langlochteils
sind senkrecht zu diesem je ein weiteres Langlochteil I5, I6 angeschlossen, dessen
Länge etwa dem Durchmesser der an der Nabe 7 vorgesehenen Nocken I3, Bolzen od.
dgl. entspricht. Letztere dienen zum Halten des Ventilkörpers II in den beiden Endstellungen,
die durch kleine am Handrad 6 ausgeübte Drehbewegungen ve@riegelt werden können,
indem sie in die in der Umfangsrichtung des Ventilgehäuses 8 angeordneten Langlochteile
I5, I6 einrasten.
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Am freien Ende des Ventilkörpers II ist ein als Rotationskörperausgebildeter
elastischer Dichtungskörper 5 angeordnet, dessen herausragender Teil I7 die Form
eines Kegelstumpfes bzw. eines Ventiltellers aufweist, dessen kleinster Durchmesser
dem des Ventilkörpers II entspricht. Auf der zum Ventilkörper II zugewandten Stirnseite
des Dichtungskörpers 5 ist ein pilzförmiger Ansatz I8 vorgesehen, der in einen Hohlraum
I9 des Ventilkörpers II hineinragt. Der Hohlraum ist zylinderförmig ausgebildet
und verjüngt sich gegen sein unteres Ende kegelstumpfförmig zu einem engsten Querschnitt
2o, derart, daß ein wulstartiger Übergang zu der von der Strömungsseite abgewandten
Stirnfläche des Ventilkörpers II entsteht. Hierbei umfaßt die kegelstumpfförmige
Verjüngung 2o klauenartig den pilzförmigen Ansatz I8, wobei sich die ringförmige
Stirnfläche des elastischen Dichtungskörpers 5 gegen die entsprechende ringförmige
Stirnfläche des Ventilkörpers II abstützt. Der Dichtungskörper 5 ist in Richtung
seiner Längsachse mit einer durch ein Metallrohr 2I versteiften Bohrung versehen,
die auf der Strömungsseite in einen kegelförmigen Ventilsitz endet. In ihr gleitet
der Schaft eines Vorhubventils 22, der einen kleineren Durchmesser als der Innendurchmesser
des Metallrohres 2i aufweist und durch die Stahlkugel 12, die als Zapfen 9 ansgebildete
Ventilspindel, die Nabe 7 und durch das Handrad 6 mit Spiel hindurchgeführt ist.
An seinem aus dem Handrad 6 herausragenden Ende ist ein unter der Einwirkung einer
Druckfeder23 stehender Druckknopf 24 angeordnet. Durch Betätigen des
Druckknopfes
24 wird das Vorhubventil 22 geöffnet, wodurch die Druckluft durch dien zwischen
dem Metallrohr 2I und dem Vorhubschaft bestehenden Ringspalt in den. den pilzförmigen
Ansatz 18 aufnehmenden Hohlraum I9 des Ventilkörpers II einströmt. Von hier gelangt
sie durch eine oder mehrere Bohrungen 24 in einen durch Dichtungslippen 25 abgedichteten
ringförmigen Druckraum 26. Dieser wird von einem am Ventilkörper II angeordneten
Ringbund 27 und einem unterhalb der Gleitbahnen 14 im Ventilgehäuse 8 vorgesehenen
Abschlußring 28 gebildet. Infolge des auf den Ringbund 27 ausgeübten Druckes erfolgt
ein weitestgehender Druckausgleich vor und hinter dem Ventilkörper II. Auf die vom
Druckraum abgewandte Ringfläche des Ringbundes 27 wirkt eine sich im Ventilgehäuse
8 abstützende Druckfeder 29 ein, die den Ventilkörper II in der Offenstellung hält
und den Abdichtungskörper 5 so: weit in den im Ventilgehäuse 8 vorgesehenen Dichtungssitz
hineinzieht, daß die der Zuflußseite zugekehrte Fläche des Dichtungskörpers 5 mit
der Fläche des Durchflußraumes bündig abschließt und hierbei den Ventilkörper II
gegen dass Ventilgehäuse B abdichtet. Der Druckausgle.ich ermöglicht ein leichtes
Schließen des Ahschlußventils I auch bei hohen Drücken. Gleichzeitig gewährleistet
diese Maßnahme den gleichbleibenden vollen Durchflußquerschnitt während des Strömungsverlaufes,
so daß eine Drosselung der Durchflußmenge weitestgehend vermieden und kleine Strömungswiderstände
erzielt werden. Die vorteilhafte Wirkung des erfindungsgemäß ausgebildeten Abschlußventils
I ist insbesondere dann offensichtlich, wenn zum Vergleich die tatsächlich auftretenden
Kräfte herangezogen . werden. Beispielsweise würde bei einem Ventil mit einem Sitzdurchmesser
von 30 mm bei den üblichen Luftdrücken für Luftdruckbremsen von 8 atü ein
Druck von 6o kg auf den Ventilkörper ausgeübt werden, der von Hand überhaupt nicht
und durch Hebelkraft bei den nur möglichen kleinen Hebelarmen nur sehr schwer zu
überwinden ist.