SE529603C2

SE529603C2 - Weighing valve assembly

Info

Publication number: SE529603C2
Application number: SE0600280A
Authority: SE
Inventors: Fred Emilsson
Original assignee: Faiveley Transport Nordic Ab
Priority date: 2006-02-09
Filing date: 2006-02-09
Publication date: 2007-10-02
Also published as: WO2007091952A1; EP1981744A1; SE0600280L

Abstract

A weighing valve device comprises a housing (101) with a cover (104) , an axially movable piston (102) in a bore in the housing (101) and an enclosed body (103) of plastically deformable material in the piston (102). A differential piston (105-107) with a smaller diameter piston part (106) is in contact with the body (103) and with a larger diameter piston part in the form of a diaphragm (105) clamped between the housing (101) and the cover (104) and backed by a disc (107). A valve with an axially movable, spring-biassed valve member (110) is in contact with the diaphragm. A compressed air pressure acting on the diaphragm (105) and governed by the valve is adapted to counteract a mechanical force on the piston (102). The smaller diameter part (106) of the differential piston (105-107) rests against the disc (107) at its center. The diaphragm (105) and the disc (107) are provided at their centres with a through passage (111) for venting of compressed-air. The valve member (110) is arranged over the through passage (111). The smaller diameter piston part (106) is guided by a guide sleeve (108') in a guide block (108) above the enclosed body (103).

Description

25 30 35 060912 LW P:\0l42 Faive1ey\P\073\sv övers 0609084105 2 9 6 0 5 Ett viktigt ändamål med föreliggande uppfinning är sålunda att minska anordningens yttre dimensioner utan att på något sätt försämra dess egenskaper. Thus, an important object of the present invention is to reduce the external dimensions of the device without in any way impairing its properties.

Det har vidare visat sig att en mycket använd vägningsventilanordning av den nuvarande konstruktionen i vissa fall kan utsättas för inre slitage, vilket leder till ett slags ventilläckage och en ökad luftförbrukning.It has further been found that a widely used weighing valve device of the present construction can in some cases be subjected to internal wear, which leads to a kind of valve leakage and an increased air consumption.

Ett annat ändamål med uppfinningen är sålunda att uppnå en vägningsventilanordning, som inte har en sådan ökad luftförbrukning ens efter en lång serviceperiod.Another object of the invention is thus to achieve a weighing valve device which does not have such an increased air consumption even after a long service period.

Uppfinningen Detta nås enligt uppfinningen genom att differentialkolvens del med mindre diameter vilar mot skivan vid dess centrum, membranet och skivan vid sina centra är försedda med en genomgående passage för ventilering av tryckluft, ventildelen är anordnad över den genomgående passagen, och kolvdelen med mindre diameter är styrd av en styrhylsa i ett styrblock över den inneslutna kroppen.The invention This is achieved according to the invention in that the smaller diameter part of the differential piston rests against the disc at its center, the diaphragm and the disc at its centers are provided with a continuous passage for venting compressed air, the valve part is arranged over the continuous passage, and the smaller diameter piston part is guided by a guide sleeve in a guide block over the enclosed body.

Vägningsventilanordningen enligt GB-B-1 314 286 har en ventildel som är förskjutet anordnad i förhållande till skivans och membranets centrum, medan ventildelen i anordningen enligt föreliggande uppfinning är centralt belägen. En vägningsventilanordning av samma allmänna slag som definierats ovan under rubriken ”Tekniskt område” och med en centralt placerad ventildel visas i GB-B-1 296 311.The weighing valve device according to GB-B-1 314 286 has a valve part which is offset in relation to the center of the disc and the diaphragm, while the valve part in the device according to the present invention is centrally located. A weighing valve device of the same general type as defined above under the heading "Technical area" and with a centrally located valve part is shown in GB-B-1 296 311.

Denna tidigare kända anordning har emellertid inte kombinationen av de ovan definierade kännetecknande särdragen.However, this prior art device does not have the combination of the characterizing features defined above.

Ytterligare särdrag hos den uppfinningsmässiga anordningen framgår av underkraven.Further features of the inventive device appear from the subclaims.

Kort beskrivning av ritningarna Uppfinningen skall beskrivas närmare i det följande under hänvisning till de bifogade ritningarna, på vilka 10 15 20 25 30 060912 LW P:\0142 Faiveley\P\073\sv övers 060908.doc 5 2 9 6 Ü 3 fig 1 är en vertikal tvärsektion genom en känd vägningsventilanordning, fig 2 är en motsvarande sektion genom en vägningsventilanordning enligt uppfinningen samt fig 3 och 4 är sektioner genom partier av alternativa utföringsformer av vägningsventilanordningen enligt fig 2.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be described in more detail in the following with reference to the accompanying drawings, in which: Figure 15 1 is a vertical cross-section through a known weighing valve device, Fig. 2 is a corresponding section through a weighing valve device according to the invention and Figs. 3 and 4 are sections through portions of alternative embodiments of the weighing valve device according to Fig. 2.

Detaljerad beskrivning av en föredragen utföringsform En känd vägningsventilanordning, företrädesvis för ett rälsfordon, visas i fig 1. Den innefattar ett hus 1, som har en cylindrisk borrning upptagande en axiellt rörlig kolv 2. I en central borrning hos kolven 2 finns en kropp 3 av plastiskt deformerbart material, exempelvis polyeten eller silikongummi.Detailed Description of a Preferred Embodiment A known weighing valve device, preferably for a rail vehicle, is shown in Fig. 1. It comprises a housing 1, which has a cylindrical bore receiving an axially movable piston 2. In a central bore of the piston 2 there is a body 3 of plastically deformable material, for example polyethylene or silicone rubber.

Huset 1 är försett med ett lock 4, och kanten hos ett böjligt membran 5 är klämt mellan huset 1 och locket 4.The housing 1 is provided with a lid 4, and the edge of a flexible membrane 5 is clamped between the housing 1 and the lid 4.

Membranet 5 bildar en del av en differentialkolv, bestående av en kolvdel med mindre diameter 6 fäst vid en skiva 7, vilken kan vara fäst vid membranet 5 eller ej. Membranet 5 verkar som en del med större diameter av differentialkolven.The diaphragm 5 forms part of a differential piston, consisting of a piston part with a smaller diameter 6 attached to a disc 7, which may or may not be attached to the diaphragm 5. The diaphragm 5 acts as a larger diameter part of the differential piston.

Kolvdelen med mindre diameter 6 går in i den plastiskt deformerbara kroppen 3 genom ett kraftöverförande och styrande block 8 över kroppen 3 i kolvens 2 borrning.The piston part with smaller diameter 6 enters the plastically deformable body 3 through a force-transmitting and guiding block 8 over the body 3 in the bore of the piston 2.

Kolvdelen med mindre diameter 6 är styrd av en styrhylsa 1' i huset 1.The piston part with smaller diameter 6 is guided by a guide sleeve 1 'in the housing 1.

Utrymmet mellan membranet 5 och locket 6 förses med tryckluft från en ej visad, lämplig källa, vilken tryckluft går in i anordningen genom ett separat inlopp 4' och vidare till ett inloppsventilhus 9 anslutet till locket 4 och innehållande en ventildel 10. Ventildelen 10 står i fjäderbelastat ingrepp med membranet 5 över en passage 11, som sträcker sig genom membranet 5 och skivan 7.The space between the diaphragm 5 and the lid 6 is supplied with compressed air from a suitable source (not shown), which compressed air enters the device through a separate inlet 4 'and further to an inlet valve housing 9 connected to the lid 4 and containing a valve part 10. The valve part 10 is in spring-loaded engagement with the diaphragm 5 over a passage 11 extending through the diaphragm 5 and the disc 7.

Utrymmet under membranet 5 och skivan 7 står i förbindelse med atmosfären genom en utloppspassage 12, 10 15 20 25 30 35 060912 LW P:\0l42 Faiveley\P\073\sv övers O60908.5c2 9 6 Û 5 företrädesvis försedd med en nippel 12' vid utloppet för att förhindra inträngning av smuts och liknande.The space under the diaphragm 5 and the disc 7 communicates with the atmosphere through an outlet passage 12, preferably above a 60 nip. 'at the outlet to prevent the ingress of dirt and the like.

En elastisk O-ring 13 är monterad på ventildelen 10 för ingrepp med en inre ansats i ventilhuset 9. En tryckfjäder 14 är anordnad mellan ventildelen 10 och ett avtätat lock 15 för ventilhuset 9.An elastic O-ring 13 is mounted on the valve part 10 for engagement with an inner shoulder in the valve housing 9. A compression spring 14 is arranged between the valve part 10 and a sealed lid 15 for the valve housing 9.

Ett utlopp 4” är anordnat att förbinda utrymmet mellan locket 4 och membranet 5 genom en ej visad slang med en ej visad servomotor eller liknande, vilken vägningsventilanordningen är avsedd att reglera.An outlet 4 "is arranged to connect the space between the cover 4 and the diaphragm 5 through a hose (not shown) with a servomotor (not shown) or the like, which the weighing valve device is intended to regulate.

En tätningsring 16 och en stödring 17 av smörjningsfritt tätningsmaterial med låg friktion är anordnade mellan kroppen 3 och styrblocket 8, medan en styrhylsa 18 av exempelvis Delrin® eller Teflon® är anordnad mellan kolven 2 och huset 1. En tätning 19 är anordnad vid husets 1 nedre ände för att ge täthet och för att löst hålla kolven 2.A sealing ring 16 and a support ring 17 of lubrication-free low-friction sealing material are arranged between the body 3 and the guide block 8, while a guide sleeve 18 of, for example, Delrin® or Teflon® is arranged between the piston 2 and the housing 1. A seal 19 is arranged at the housing 1 lower end to provide tightness and to loosely hold the piston 2.

Den visade och beskrivna vägningsventilanordningen är avsedd att utsättas för sammanpressning och att överföra kraft beroende på vikten hos det fordon på vilket den är monterad på ett sätt som är känt för en fackman på området.The weighing valve device shown and described is intended to be subjected to compression and to transmit force depending on the weight of the vehicle on which it is mounted in a manner known to a person skilled in the art.

Anordningen står i kontakt med en fordonsdel med en nedre ände 20 av kolven 2 och en annan fordonsdel med en fläns 21 hos huset 1 utanför locket 4.The device is in contact with a vehicle part with a lower end 20 of the piston 2 and another vehicle part with a flange 21 of the housing 1 outside the cover 4.

Vägningsventilanordningen fungerar på följande sätt: Trycket i materialet hos kroppen 3 kommer att föra kolvdelen med mindre diameter 6 uppåt. Denna uppåtriktade kraft kommer emellertid att motverkas av en nedåtriktad kraft på skivan 7 orsakad av trycket hos luften över membranet 5.The weighing valve device works as follows: The pressure in the material of the body 3 will move the piston part with a smaller diameter 6 upwards. However, this upward force will be counteracted by a downward force on the disc 7 caused by the pressure of the air over the diaphragm 5.

Om den överförda kraften ökar, kommer kolvdelen 6 och skivan 7 att röra sig uppåt och sålunda få membranet 5 att höja ventildelen 10, och sålunda öppnas inloppsventilen för att upprätta en förbindelse mellan det inre av inloppsventilhuset 9 och utrymmet över membranet 5. 10 15 20 25 30 35 060912 LW P:\Ol42 Faiveley\P\O73\sv övers O60905d2 9 6 0 3 Tryckluft kommer nu in i detta utrymme och orsakar en rörelse nedåt av membranet, tills inloppsventilen ånyo stängs. Som ett resultat har lufttrycket över membranet 5 ökat i proportion till ökningen i den överförda kraften, och detta lufttryck överförs genom utloppet 4” att utnyttjas som en signal avseende storleken hos den överförda kraften eller med andra ord fordonets vikt.If the transmitted force increases, the piston part 6 and the disc 7 will move upwards and thus cause the diaphragm 5 to raise the valve part 10, and thus the inlet valve is opened to establish a connection between the interior of the inlet valve housing 9 and the space above the diaphragm 5. 25 30 35 060912 LW P: \ Ol42 Faiveley \ P \ O73 \ en over O60905d2 9 6 0 3 Compressed air now enters this space and causes a downward movement of the diaphragm, until the inlet valve closes again. As a result, the air pressure across the diaphragm 5 has increased in proportion to the increase in the transmitted force, and this air pressure is transmitted through the outlet 4 "to be used as a signal regarding the magnitude of the transmitted force or in other words the weight of the vehicle.

Om den överförda kraften minskar, kommer kolvdelen 6 att röra sig nedåt. Detta skapar ett gap mellan ventildelen 10 och membranet 5. Utrymmet över membranet 5 ventileras sålunda genom passagerna 11 och 12. Eftersom inloppsventilen förblir stängd, minskas därför trycket hos luften över membranet 5, och detta möjliggör en rörelse uppåt av differentialkolven, tills membranet ånyo kontaktar ventildelen 10 och sålunda stoppar ytterligare luftutträde.If the transmitted force decreases, the piston part 6 will move downwards. This creates a gap between the valve part 10 and the diaphragm 5. The space over the diaphragm 5 is thus ventilated through the passages 11 and 12. Since the inlet valve remains closed, the pressure of the air over the diaphragm 5 is reduced, and this allows an upward movement of the differential piston until the diaphragm contacts again valve part 10 and thus stops further air outlet.

Härigenom kommer lufttrycket över membranet 5 ånyo att motsvara storleken hos den av anordningen överförda kraften.As a result, the air pressure over the diaphragm 5 will again correspond to the magnitude of the force transmitted by the device.

Fig 2 visar en vägningsventilanordning enligt uppfinningen. Motsvarande delar är försedda med samma hänvisningsbeteckningar i fig 2 som i fig 1 med tillägget av 100, vilket exempelvis betyder att huset i utföringsformen enligt fig 1 har nummer 1 och i utföringsformen enligt fig 2 101.Fig. 2 shows a weighing valve device according to the invention. Corresponding parts are provided with the same reference numerals in Fig. 2 as in Fig. 1 with the addition of 100, which means, for example, that the housing in the embodiment according to Fig. 1 has number 1 and in the embodiment according to Fig. 2 101.

Det är inte nödvändigt att ge en full beskrivning av utföringsformen enligt fig 2 och dess funktion, utan hänvisning görs till beskrivningen ovan med anmärkningen ovan om numreringen i minne.It is not necessary to give a full description of the embodiment according to Fig. 2 and its function, but reference is made to the description above with the remark above about the numbering in memory.

Huvudändamålet med uppfinningen är att åstadkomma en vägningsventilanordning med mindre ytterdimensioner men med samma funktion och förmågor som den kända anordningen enligt fig 1. Detta har åstadkommits på ett antal sätt, såsom kommer att framgå.The main object of the invention is to provide a weighing valve device with smaller outer dimensions but with the same function and capabilities as the known device according to Fig. 1. This has been achieved in a number of ways, as will be apparent.

Vägningsventilanordningens totala höjd har i princip skurits ner till hälften (exempelvis från ungefär 150 mm 10 15 20 25 30 060912 LW P:\0142 Faíveley\P\O73\sv övers 06090L5c2 9 6 0 3 till 80 mm eller mindre, såsom visas i fig 3 och 4). En viktig ändring är att kolvens 102 längd har reducerats avsevärt. Hylsan 18 har ersatts av två styrringar 118 av polymeriskt material med förbättrade styregenskaper, och kolvens 102 diameter har ökats, vilket tillsammans betyder att kolven 102 styrs på ett bra sätt utan någon klämeffekt.The total height of the weighing valve device has in principle been cut down in half (for example from approximately 150 mm over 156060 LW P: \ 0142 Faíveley \ P \ O73 \ en over 06090L5c2 9 6 0 3 to 80 mm or less, as shown in fig. 3 and 4). An important change is that the length of the piston 102 has been considerably reduced. The sleeve 18 has been replaced by two guide rings 118 of polymeric material with improved guide properties, and the diameter of the piston 102 has been increased, which together means that the piston 102 is guided in a good way without any clamping effect.

Höjden eller den axiella längden hos blocket 108 har även minskat.The height or axial length of the block 108 has also decreased.

Kolvdelen med mindre diameter 106 är inte längre fast förbunden med skivan 107 utan vilar blott mot den, medan membranet 105 är fäst vid skivan 107 med hjälp av ett antal gumminitar. Kolvdelen med mindre diameter 106 är vidare styrd av en styrhylsa 108' ansluten till styrblocket 108 och rör sig fritt i huset 101.The smaller diameter piston portion 106 is no longer firmly connected to the disc 107 but rests only against it, while the diaphragm 105 is attached to the disc 107 by means of a number of rubber rivets. The smaller diameter piston portion 106 is further controlled by a guide sleeve 108 'connected to the guide block 108 and moves freely in the housing 101.

Genom åtgärderna i föregående stycke kan en potentiell nackdel med den kända anordningen enligt fig 1 undvikas. I den konstruktionen kunde en möjlig slitning av styrningen för kolven 2 leda till en lätt svängande rörelse hos skivan 7 vid arbete, vilket kunde leda till en oavsiktlig öppning av Ventildelen 10 och onödig luftförbrukning.By the measures in the preceding paragraph, a potential disadvantage of the known device according to Fig. 1 can be avoided. In that construction, a possible wear of the guide for the piston 2 could lead to a slightly pivoting movement of the disc 7 during work, which could lead to an unintentional opening of the valve part 10 and unnecessary air consumption.

Ventildelen 110 är nu centralt anordnad direkt i locket 104 i linje med kolvdelen med mindre diameter 106, vilket betyder att alla krafter är rent axiella.The valve part 110 is now centrally arranged directly in the lid 104 in line with the piston part with a smaller diameter 106, which means that all forces are purely axial.

Ventildelen 110 har också en minskad axiell dimension.The valve member 110 also has a reduced axial dimension.

Det faktum att kolvdelen 106 inte är ansluten till skivan 107 betyder att passagen 111 kan vara i axiell linje därmed och naturligtvis med den centrala ventildelen 110.The fact that the piston part 106 is not connected to the disc 107 means that the passage 111 can be in axial line therewith and of course with the central valve part 110.

En ytterligare konstruktionsändring av vikt både för höjd och bredd (diameter) av vägningsventilanordningen har att göra med lockkonstruktionen. I den kända anordningen är locket 4 placerat med en kant över anordningens topp, medan en husfläns 21 därutanför tjänstgör för att kraftöverförande förbinda anordningen med fordonet. 10 15 20 25 30 060912 LW P:\0l42 Faiveley\?\073\sv övers 060908502 9 6 Û 3 I anordningen enligt uppfinningen är locket 104 (praktiskt taget utan någon kant) med reducerad diameter placerat plant ovanpå huset 101, 104A tjänar till att kraftöverförande ansluta anordningen till fordonet. Med membranets 105 diameter lämnad praktiskt taget oförändrad, kan den yttre breddimensionen hos vägningsventilanordningen i princip minskas till hälften, nämligen från ungefär 200 mm för den tidigare vägningsventilanordningen (innefattande flänsarna 21) till ungefär 110 mm. och en ringformad överyta En annan genomförd konstruktionsändring är att låta passagen 112 gå ned i huset 101 och mynna i tätningen 119, vilken är försedd med en ventilationsöppning 119' vid ett lämpligt ställe ej i linje med passagen 112. Pà detta sätt finns inget behov för en nippel 12'.A further design change of weight for both height and width (diameter) of the weighing valve device has to do with the lid construction. In the known device the cover 4 is placed with an edge over the top of the device, while a housing flange 21 outside it serves to connect the device to the vehicle by force transmission. In the device according to the invention, the lid 104 (practically without any edge) with a reduced diameter is placed flat on top of the housing 101, 104A. to power transmission connect the device to the vehicle. With the diameter of the diaphragm 105 left practically unchanged, the outer width dimension of the weighing valve device can in principle be reduced by half, namely from about 200 mm for the previous weighing valve device (including the flanges 21) to about 110 mm. and an annular top surface Another implemented design change is to allow the passage 112 to descend into the housing 101 and open into the seal 119, which is provided with a ventilation opening 119 'at a suitable place not in line with the passage 112. In this way there is no need for and nipple 12 '.

I den i fig 2 visade anordningen är inloppet 104' och utloppet 104” placerade i vertikala utskott på locket 104.In the device shown in Fig. 2, the inlet 104 'and the outlet 104' are placed in vertical projections on the lid 104.

Alternativt och såsom illustreras i fig 3 och 4 kan inloppet och utloppet anordnas på annorlunda sätt. I fig 3 visas ett horisontellt läge vid lockets omkrets, medan fig 4 illustrerar ett inlopp och/eller utlopp i huset 101 i förbindelse med locket. Genom dessa alternativa konstruktioner kan vägningsventilanordningens höjd ytterligare minskas och en större flexibilitet med avseende på anslutningen till tryckluftsystemet i fordonet uppnås.Alternatively and as illustrated in Figures 3 and 4, the inlet and the outlet may be arranged in different ways. Fig. 3 shows a horizontal position at the circumference of the lid, while Fig. 4 illustrates an inlet and / or outlet in the housing 101 in connection with the lid. Through these alternative constructions, the height of the weighing valve device can be further reduced and a greater flexibility with regard to the connection to the compressed air system in the vehicle is achieved.

Modifikationer är möjliga inom ramen för de bifogade patentkraven.Modifications are possible within the scope of the appended claims.

Claims

10 15 20 25 30 35 060912 LW P: \ 0142 Faiveley \ P \ 073 \ sv över 0651209 6 0 5 PATENTKRAV

A weighing valve device, comprising a housing (101) with a lid (104), an axially movable piston (102) (101), an enclosed body (103) of plastically deformable (102), a differential piston having a piston part with (106) (103) a piston part with a larger diameter in the form of a diaphragm clamped between the housing (101) and the lid (104) (107) a valve with an axially movable, spring-loaded valve part (110), a compressed air pressure acting on the diaphragm (105) in a drilling in the housing material in the piston (105-107) smaller diameter in contact with the body and with (105) and supported by a disc and in contact with the diaphragm, and controlled by the valve is intended to counteract a mechanical (102), characterized in that force on the piston of the smaller-diameter differential piston (105-107) (107) and the disc (106) rests against the disc at its center, (105) (107) provided with a through passage (111) for venting compressed air, the diaphragm at its centers, the valve part (110) is arranged over the continuous (111), the piston part with mi lower diameter passage and (106) guide sleeve (108 ') in a guide block (108) over the enclosed body (103).

The device of claim 1, wherein the cover (104) has the same outer diameter as the housing (101) annular surface (104A) for its power-transmitting support against a portion of a vehicle in which it is mounted. is controlled by one and is provided with a 10 060912 LW P: \ 0142 Faiveley \ P \ 073 \ en over 6 0 3

The device of claim 1, wherein a vent passage (112) extends through the housing (101) to the interior of a seal (119), the piston (102) extending out of the housing (101) and the seal being provided with a vent hole. (119 ').

Device according to claim 1, wherein an inlet and an outlet for compressed air are arranged at the circumference of the lid (104).

A device according to claim 1, wherein an inlet and an outlet for compressed air are arranged in the housing (101) and are connected to the lid (104).