DE1252994B - Druckentlastungs- und Steuereinrichtung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

F16k

Deutsche KX: 47 g-47/02

Nummer: 1252994

Aktenzeichen: B 75993 XII/47 g

Anmeldetag: 20. März 1964

Auslegetag: 26. Oktober 1967

Die Erfindung betrifft eine Druckentlastungs- und Steuereinrichtung, bei der in einer Gehäusebohrung ein federbeaufschlagtes, die Pumpenleitung von der Atmosphäre trennendes Absperrventil sowie ein koaxial zum Absperrventil angeordnetes, die Pumpenleitung vor der Speicherleitung trennendes Rückschlagventil vorgesehen ist.

Bei den bekannten Druckentlastungs- und Steuereinrichtungen dieser Art besteht die Gefahr, daß das Absperrventil dann, wenn der Speicherdruck die Höhe des Ansprechdruckes des Absperrventils erreicht, in Flatterbewegungen gerät und das Fördermedium hierdurch aufgeheizt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch Erzielung einer Schnappwirkung bei dem Absperrventil eine Aufheizung zu vermeiden. Das Absperrventil soll ohne Verharren in einer Zwischenstellung jeweils entweder vollständig offen oder geschlossen sein, wodurch eine Aufheizung des Ventils infolge Drosselung des Mediums im Absperrventil sicher vermieden wird. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß das Absperrventil und das Rückschlagventil in axialem Abstand voneinander in der Gehäusebohrung angeordnet sind, wobei der zwischen Rückschlagventil und Absperrventil liegende Abschnitt der Gehäusebohrung an die Pumpenleitung angeschlossen ist, und daß das Rückschlagventil mit einem in der Gehäusebohrung verschiebbar geführten Kolben verbunden ist, der seinerseits mit dem sich in Strömungsrichtung öffnenden Verschlußstück des Absperrventils fest oder unter Zulassen eines axialen Spiels verbunden ist.

Dadurch ermöglicht die Einrichtung nach der Erfindung eine Schnappwirkung.

Der Ansprechdruck der Einrichtung ist dann nicht nur eine Funktion davon, ob der Kolben fest oder lose mit dem Absperrventil verbunden ist, sondern auch des Verhältnisses der druckbeaufschlagten Flächen des Kolbens und des Verschlußstückes des Absperrventils.

Die Wahl der Verbindung zwischen dem Verschlußstück und dem Kolben und des Verhältnisses zwischen ihren Flächen ermöglicht es, nach Wunsch das öffnen des Ventils unter Schnappwirkung in Funktion von dem Druck an dem Behälter, an der Pumpe oder in Funktion von beiden zu erhalten.

Weitere Merkmale im Rahmen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

In der einzigen Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem senkrechten Schnitt dargestellt.

Die Druckentlastungs- und Steuereinrichtung nach Druckentlastungs- und Steuereinrichtung

. Anmelder:

Bendix-Westinghouse Automotive Air Brake
Company, Elyria, Ohio (V. St. A.)

Vertreter:
ίο Dipl.-Ing. H. Beglich

und Dipl.-Ing. A. Wasmeier, Patentanwälte,
Regensburg, Lessingstr. 10

*5 Als Erfinder benannt:

Harry McWalter Valentine,

Robert Joseph Morse, Elyria, Ohio (V. St. A.)

J₈₀ Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 26. März 1963 (267 986)

as der Erfindung enthält ein Gehäuse 10 mit Gehäusebohrungsabschnitten 12, 14, die über Öffnungen 16, 18 mit der Pumpenleitung 20 eines Kompressors 22 und der Speicherleitung 24 eines Druckmittelbehälters 26 verbunden sind.

Das Gehäuse 10 enthält einen oberen Teil 28 und einen mit ihm durch ein Schraubgewinde verbundenen unteren Teil 30, der mit einer ringförmigen, eine Austrittsöffnung 34 umgebenden Schulter 32 versehen ist. Die Austrittsöffnung 34 führt zu einer atmosphärischen Bohrung 35 und wird normalerweise durch ein kugelförmiges Absperrventilverschlußstück 36 abgeschlossen, welches unter Abdichtung mit einem konischen Ventilsitz 38 auf der äußeren oder stromabwärts gerichteten Seite der Austrittsöffnung 34 im Eingriff steht. In eine mittlere Bohrung 40 des Verschlußstückes 36 ist das untere mit Schraubgewinde versehene Ende eines Bolzens 42 eingeschraubt, welcher sich nach oben durch den Abschnitt 12 hindurch erstreckt und mit seinem oberen Ende in einer Bohrung 44 verschiebbar gelagert ist. Die Bohrung 44 ist in dem unteren Ende eines Kolbens 46 vorgesehen, welcher von einem im Durchmesser kleineren Teil 47 der Gehäusebohrung verschiebbar aufgenommen wird. Der Bolzen 42 trägt an seinem oberen Ende einen Anschlag 48, welcher in der dargestellten Weise aus einer Mutter oder einem anderen Bund mit oberen

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und unteren Flächen 50, 52 bestehen kann. Zwi- gehalten wird, ist der Kompressor entlastet und liefert sehen die untere Oberfläche 52 des Anschlages 48 seine gesamte Arbeitsleistung direkt zur Atmosphäre und die Schulter 32, welche die Austrittsöffnung 34 durch die offene Austrittsöffnung 34. Damit wird umgibt, ist eine Regulierfeder 54 eingeschaltet, auch alle Flüssigkeit, welche sich in der Pumpenweiche das Verschlußstück 36 jederzeit in seine ge- 5 leitung 20 oder in dem Gehäuseabschnitt 12 angeschlossene Stellung drückt. sammelt haben sollte, zur Atmosphäre durch die

Der Kolben 46 ist von länglicher, zylindrischer Austrittsöffnung 34 entleert.

Form und hat ein unteres Ende 56, mit welchem er Es soll jetzt angenommen werden, daß der Druck mit der oberen Hache 50 des Anschlages 48 in Ein- in dem Behälter 26 zu fallen beginnt und weiter fällt, griff kommt, wenn er sich in einer weiter unten be- ίο bis er eine Höhe erreicht, wo die sich auf den schriebenen Weise nach unten bewegt. Der Kolben Kolben 46 auswirkende, nach unten gerichtete Kraft 46 ist mit einem einteiligen, ringförmigen Bund 58 geringer als die nach oben gerichtete Kraft der auf versehen, dessen untere Fläche eine obere Abstüt- den Kolben 46 durch den Anschlag 48 wirkenden zung für den flachen, inneren Teil einer becherför- Feder 54 ist. In diesem Fall beginnen die Teile des migen Manschette 62 aus elastischem Werkstoff eines 15 Ventils sich in Richtung auf ihre obere Stellung in Rückschlagventils 60 bildet, die in Richtung des Ge- der Zeichnung zu bewegen und weiterhin in dieser häusebohrungsabschnittes 14 liegt. Die untere Seite Richtung zu bewegen, bis das Verschlußstück 36 mit der Manschette 62 liegt auf einem Ring 64 auf, wel- dem konischen Sitz 38 in Eingriff kommt und dacher durch einen Sprengring 56 in einer Nut um den durch die Austrittsöffnung abschließt. Unmittelbar Kolben 56 herum festgehalten wird. Das Rückschlag- so danach baut sich in dem Gehäuseabschnitt 12 Druck ventil 60 ermöglicht es, daß das Strömungsmedium auf und wirkt auf die Unterseite des Kolbens 46. Daunter Druck an dem Umfang der Manschette 62 von durch wird er in seine voll angehobene Stellung in dem Abschnitt 12 zu dem Abschnitt 14 entlangfließt, der Zeichnung mit einer Schnappwirkung getrieben, aber einen Fluß in der umgekehrten Richtung ver- Darauf fließt das Strömungsmedium an dem Umfang hindert. 35 der Manschette 62 zu dem Behälter 26 entlang, bis Beim Betrieb fließt das Strömungsmedium unter der Druck in dem System bis auf einen Stand ander Annahme, daß anfänglich kein Druck in dem wächst, der ausreicht, um das Verschlußstück 36 von Behälter 26 herrscht, wenn der Kompressor 22 be- seinem Sitz abzuheben, woraufhin sich der oben betrieben wird, durch die Pumpenleitung 20 und die schriebene Arbeitszyklus wiederholt.
Einlaßöffnung 16 in den Gehäusebohrungsabschnitt 30 Das Absperrventil kann zwischen seiner offenen 14 und von dort zu dem Behälter 26 durch die Öff- und geschlossenen Stellung unabhängig von dem nung 18 und die Leitung 24. Wenn der Kompressor Kolben 46 beweglich sein, wobei diese unabhängige weiterarbeitet, baut sich in dem gesamten System Bewegung durch die verschiebbare Lagerung der Druck auf und wirkt nach unten auf das Absperr- Kolbenbohrung 44 auf dem oberen Ende des Bolzens ventilverschlußstück 36 durch die Austrittsöffnung 35 42 erreicht wird. Bei dieser Anordnung kann sich 34. Die wirksame Hache des Verschlußstückes ist das Verschlußstück 36, sollte der Kolben 46 aus eine Funktion des Durchmessers der Austrittsöff- irgendeinem Grunde an dem Gehäuse hängenbleiben, nung, und wenn der auf diese wirksame Fläche wir- trotzdem in seine offene Stellung bewegen, wenn der kende Systemdruck die nach oben gerichtete oder Systemdruck einen vorbestimmten, durch die Feder Schließkraft der Feder 54 übersteigt, wird das Ver- 40 54 eingestellten hohen Wert erreicht. Es wirkt somit schlußstück 36 von seinem Sitz 38 weggedrückt und als ein Sicherheitsventil, um den Aufbau von Systemgibt damit die gesamte Querschnittsfläche des Ventils druck oberhalb einer Sicherheitshöhe zu verhindern, dem Systemdruck frei, so daß es damit in seine volle Das Ventil nach der Erfindung arbeitet aber nicht offene Stellung mit einer Schnappwirkung getrieben nur als eine Entladevorrichtung und als ein Absperrwird. Wenn dieses eintritt, wird der gesamte in dem 45 und Sicherheitsventil, sondern durch eine ausgewählte Gehäusebohrungsabschnitt 12 herrschende Druck zur Beziehung der wirksamen druckbeaufschlagten Ha-Atmosphäre mit dem Ergebnis ausgestoßen, daß der chen dient das Ventil auch als Kompressorregler. Bei Druck in dem Behälter 26 in umgekehrter Richtung entsprechender Dimensionierung der druckbeaufdurch die Leitung 24 und die Lieferöffnung 18 auf schlagten Rächen nämlich kann sich der Druck, bei die obere Seite der Manschette 62 wirkt und sie in 50 dem sich das Ventil öffnet, bedeutend von dem Druck abdichtenden Eingriff mit der Seitenwandung des unterscheiden, bei welchem es sich schließt. Um beiAbschnittes 14 drückt und gleichzeitig eine nach spielsweise das Ventil offen zu halten, bis der Behälunten gerichtete Kraft auf den Kolben 46 ausübt. In terdruck auf eine Höhe gefallen ist, die unter dem diesem Zustand wirkt sich kein Gegendruck in der Druck liegt, bei dem das Ventil geöffnet wird, wird Pumpenleitung 20 aus, da sich dieser jetzt imwesent- 55 die von dem Durchmesser der Manschette oder der liehen auf atmosphärischem Druck auf Grund der im Durchmesser verkleinerten Bohrung des Teils 47 offenen Lage des Verschlußstückes 36 befindet. Der begrenzte wirksame Querschnittsfläche größer als der Kolben 36 geht weiter nach unten, bis sein unterer Durchmesser der Austrittsöffnung 34 gemacht. Somit Rand 56 mit der oberen Fläche 50 des Anschlages wird ein hoher, auf die effektive Fläche des Austritts-48 in Eingriff kommt und dadurch verhindert, daß 60 ventils sich auswirkender Druck, der ausreicht, um er durch die Feder 54 in seine geschlossene Stellung die Feder 54 zusammenzudrücken und das Verschlußzurückgebracht wird, solange wie die nach unten ge- stück 36 zu öffnen, durch einen kleineren Behälterrichtete, sich auf die obere Fläche des Kolbens und druck ausgeglichen, der sich über die größere effekdes Rückschlagventils auswirkende Druckkraft die tive Hache auf der oberen Seite der Manschette und nach oben gerichtete Kraft der Feder 54 übersteigt. 65 des Kolbens 46 auswirkt. Ein zusätzlicher, einen geWenn sich das Verschlußstück 36 in seiner vollen ringeren Schließdruck sichernder Faktor besteht in offenen Stellung befindet und in dieser Stellung durch der Reibkraft zwischen der Manschette 62 des Rückdie oben beschriebene Wirkung des Kolbens 46 fest- schlagventils 60 und der Wand des oberen Teiles 47

Claims (4)

des Gehäuses, nachdem sich die Manschette 62 in abdichtendem Eingriff mit der Wand durch den Behälterdruck beim Öffnen des Ausströmventils bewegt hat. Obgleich es in den meisten Anwendungsfällen wünschenswert ist, daß ein unabhängiges Zusammenwirken zwischen dem Kolben 46 und dem Verschlußstück 36 besteht, damit das Ausströmventil zusätzlich als Sicherheitsventil, wie oben erklärt, wirken kann, ist diese Ausführungsform insofern nicht wesentlich, als das Ventil auch arbeitet, wenn der Kolben und das Ausströmventil fest untereinander verbunden sind; in gewissen Fällen kann diese Ausführung bevorzugt werden. In Abhängigkeit welchen Druckes das Ventil öffnet, hängt nicht nur davon ab, 5 ob der Kolben 46 fest oder lose mit dem Absperrventil verbunden ist, sondern auch vom Verhältnis der druckbeaufschlagten Flächen des Kolbens 46 und des Verschlußstückes 36 des Absperrventils. Dabei ergeben sich folgende Bedingungen für die ίο Abhängigkeit des Ansprechdruckes des Absperrventils 36: a) bei fester Verbindung Kolben 46 — Absperrventil 36: Flächenverhältnis > 1: ε* ■^36 nsprech. 36 '\* 20» 24·" b) bei spielbehafteter Verbindung Kolben 46 — Absperrventil 36: Flächenverhälmis 1 < ψ- < 1: PAn8prech. se = / (P20), wobei P 20 und P 24 der Pumpen- bzw. der Speicherdruck ist. Der Ansprechdruck des Absperrventils 36 ist also je nach Ausbildung der Einrichtung einmal eine Funktion nur des Pumpendruckes oder eine Funktion nur des Speicherdruckes oder eine Funktion von Pumpen und Leitungsdruck. Patentansprüche: .

1. Druckentlastungs-und Steuereinrichtung, bei der in einer Gehäusebohrung ein federbeaufschlagtes, die Pumpenleitung von der Atmosphäre trennendes Absperrventil sowie ein koaxial zum Absperrventil angeordnetes, die Pumpenleitung vor der Speicherleitung trennendes Rückschlagventil vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrventil (36; 42, 54) und das Rückschlagventil (60) in axialem Abstand voneinander in der Gehäusebohrung angeordnet sind, wobei der zwischen Rückschlagventil und Absperrventil liegende Abschnitt (12) der Gehäusebohrung an die Pumpenleitung (20) angeschlossen ist, und daß das Rückschlagventil mit einem in der Gehäusebohrung verschiebbar geführten Kolben (46) verbunden ist, der seinerseits mit dem sich in Strömungsrichtung öffnenden Verschlußstück des Absperrventils fest oder unter Zulassen eines axialen Spiels verbunden ist.

2. Druckentlastungs- und Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Speicherdruck beaufschlagte Fläche des Kolbens (46) größer als die vom Pumpendruck beaufschlagte Fläche des Absperrventilverschlußstücks (36) ist.

3. Druckentlastungs- und Steuereinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil aus einer am Umfang des Kolbens (46) angeordneten, becherförmigen Manschette aus elastischem Werkstoff besteht.

4. Druckentlastungs- und Steuereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (46) auf einem mit dem Verschlußstück (36) des Absperrventils formschlüssig verbundenen Bolzen (42), der mit einem Anschlag (48) versehen ist, verschiebbar gelagert ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1078 395;
USA.-Patentschrift Nr. 2 680447.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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