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Sicherheitsvorrichtung für Anlagen mit hydraulischer Kraftübertragung, insbesondere für hydrau- lische Bremsen von Kraftfahrzeugen.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitsvorrichtung für Anlagen mit hydraulischer Kraft- übertragung, insbesondere für hydraulische Bremsen von Kraftfahrzeugen. Solche Sicherheitsvorrichtungen haben den Zweck, im Falle eines Bruches oder Undichtwerdens einer Leitung oder eines Arbeitszylinders nur den die schadhafte Stelle aufweisenden Teil der Anlage durch einen Ventilkörper von dem noch arbeitsfähigen Teil derselben abzuschliessen.
Eine bekannte Art solcher Sicherheitsvorrichtungen benutzt einen Ventilkörper, gewöhnlich eine Ventilkugel, welche in einem nach unten durchgebogenen oder geknickten Kanal mit seitlichem Spiel eingelegt ist. Jedes der beiden nach aufwärts gerichteten Enden dieses Kanals ist zu einem Ventilsitz für die Kugel verengt ; über jede Sitzöffnung ist das Innere des Kanals mit einem oder mehreren Arbeitszylindern in Verbindung. Unterhalb jedes Ventilsitzes ist der Kanal mit der Druckquelle verbunden. Ist die Flüssigkeit in der Anlage in Ruhe, so liegt der Ventilkörper infolge seiner Schwere am tiefsten Punkt des nach unten durchgebogenen oder geknickten Kanals. Bei Betätigung der Anlage bleibt, wenn die durch die beiden Ventilsitze zu den Arbeitszylindern strömenden Flüssigkeitsmengen gleich gross sind, der Ventilkörper in Ruhe.
Sind die Flüssigkeitsmengen ungleich gross, so wird der Ventilkörper in einen der beiden Kanalschenkel in der Richtung zu jenem Ventilsitz mitgenommen, durch welchen die grössere Flüssigkeitsmenge strömt.
Die Einrichtung ist nun so bemessen, dass bei unverletzter Anlage ein Tragen des Ventilkörpers bis zum Sitz und ein Verschliessen dieses Sitzes nicht möglich ist. Ist aber eine Leitung undicht oder gebrochen oder ein Arbeitszylinder schadhaft, so tritt während der Betätigung der Anlage eine ständige Strömung von Flüssigkeit durch jenen Ventilsitz auf, an welchen der schadhafte Teil der Anlage angeschlossen ist und der Ventilkörper wird von der Strömung bis zu diesem Ventilsitz getragen und schliesst ihn ab, so dass der verletzte Teil der Anlage vom unverletzten, arbeitsfähigen, abgeschlossen ist.
Solche Einrichtungen haben den Nachteil, dass sich der Ventilkörper auch bei Neigungen der Sicherheitsvorrichtung, wenn sie z. B. auf einem Fahrzeug angebracht ist, in der Richtung zu einem der Ventilsitze bewegt, weil sich ja dann der tiefste Punkt des nach unten durchgebogenen Kanals und somit die Ruhelage für den Ventilkörper verlagert und bei starken Neigungen führt dies nicht selten zu einem Abschliessen des einen Teiles der hydraulischen Anlage von dem andern, ohne dass eine Verletzung aufgetreten ist. Im übrigen führen die bei solchen Sicherheitsvorrichtungen auftretenden ständigen Bewegungen des Ventilkörpers im Kanal zu einem Verschleiss, der die Empfindlichkeit der Vorrichtung herabsetzt.
Eine andere bekannte Ausführungsform von Sicherheitsvorrichtungen für hydraulische Anlagen der geschilderten Art benutzt in jeder Leitung, die zu einem oder zu einer Gruppe von Arbeitszylindern führt, einen nach aufwärts gerichteten Kanal, in welchem ein Ventilkörper mit seitlichem Spiel angeordnet ist und der oben zu einem Sitz für diesen Ventilkörper verengt ist, wobei über die Sitzöffnung der Weg für die Flüssigkeit von der Druckquelle zu den Arbeitszylindern führt. In das Innere des Kanals tritt die Flüssigkeit von der Druckquelle her durch seitliche Öffnungen ein, die sich teils oberhalb, teils unterhalb eines Anschlages befinden, der die unterste Ruhelage des Ventilkörpers im Kanal bestimmt.
Solche Sicherheitsvorrichtungen haben den Nachteil, dass sich der Ventilkörper ständig bei Betätigung der Anlage in Bewegung befindet, was Abnutzungen zur Folge hat. Ausserdem ist für den Kanal eine gewisse Baulänge erforderlich, damit der Ventilkörpfr auch bei den grössten während des
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Betriebesden Kanal'durchströmenden Flüssigkeitsmengen nicht bis zum Ventilsitz gelangen kann, sondern erst im Falle einer Verletzung des an ihn angeschlossenen Teiles der Anlage.
Die nachbeschriebene erfindungsgemässe Ausführung einer Sicherheitsvorrichtung vermeidet die obenerwähnten Übelstände. Sie sieht für jeden-Arbeitszylinder oder jede Gruppe von Arbeitszylindern wieder einen an sich bekannten Kanal vor, der nach aufwärts gerichtet und oben zu einem Ventilsitz für einen in ihm mit seitlichem Spiel angeordneten Ventilkörper verengt ist. Über die Sitz- öffnung ist das Innere des Kanals mit einem oder mehreren Arbeitszylindern verbunden und über eine seitliche Öffnung unterhalb des Sitzes mit der Druekquelle.
Erfindungsgemäss werden nun die unteren Enden. aller dieser in einer Anlage vorgesehenen
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Anlage nur in dem Masse in Bewegung gesetzt werden, als ein Unterschied zwischen den zu den einzelnen Verbrauchsstellen strömenden Flüssigkeitsmengen besteht. Ein unerwünschtes Pendeln des Ventilkörpers infolge Neigungen der Kanäle ist hier nicht zu befürchten und'wenn die an den einzelnen Verbrauchsstellen benötigten Flüssigkeitsmengen, wie dies meist der Fall ist, annähernd gleich gross sind, so bleiben die Ventilkörper in den einzelnen Kanälen während der Betätigung der Anlage nahezu in Ruhe. Ein nennenswerter Verschleiss ist daher auch nach langer Betriebszeit nicht möglich und auch die Baulänge der Kanäle kann sehr kurz gewählt werden.
Die Zeichnung zeigt schematisch den Erfindungsgegenstand in der Fig. 1. Die Fig. 2,3 und 4 stellen ein Ausführungsbeispiel desselben in einem vertikalen Längsschnitt nach der Ebene C-C und zwei Horizontalschnitten nach den Ebenen A-L und B-B dar. In allen Figuren sind die gleichartigen Teile mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
Die Sicherheitsvorrichtung nach der Fig. 1 zeigt schematisch zwei nach aufwärts gerichtete Kanäle J ! und 1', jeder oben zu einem konischen Ventilsitz 2 bzw. 2'verengt. In jedem Kanal ist eine Ventilkugel 3, bzw. 3'angeordnet, die im Kanal seitliches Spiel besitzt, d. h. einen etwas kleineren Durchmesser hat als der Kanalquerschnitt. Durch die Leitung 4, die sich in die Äste 5 und 5'gabel,
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eine Leitung 6'weg, jede zu einem besonderen Arbeitszylinder oder einer besonderen Gruppe von Arbeitszylindern. Ausserdem stehen die beiden unteren Enden der Kanäle 1 und l'unterhalb den in ihren untersten Ruhelagen gezeichneten Ventilkugeln 3 und 3'durch den Kanal 7 miteinander in Verbindung.
Die Einrichtung arbeitet wie folgt : Wird die hydraulische Anlage in Tätigkeit gesetzt, so strömt von'der Druckquelle durch die Leitung 4 und die Zweigkanäle 5 und 5'Flüssigkeit in die beiden Kanäle 1 und l'und je nach der Aufnahmsfähigkeit der an die Leitungen 6 und 6'angeschlossenen Arbeitszylinder strömen zu diesen bestimmte Flüssigkeitsmengen über die Öffnungen der Sitze 2 und 2'. Eine Bewegung einer Ventilkugel 3 oder 3'kann dabei nur dann erfolgen, wenn die Aufnahmsfähigkeit der beiden Arbeitszylinder oder Arbeitszylindergruppen verschieden gross ist.
Nimmt man an, dass die bei 6 angeschlossene Arbeitszylindergruppe eine grössere Aufnahmsfähigkeit hat als die, welche bei 6'angeschlossen ist, so wird ein Teil der dieser Differenz entsprechenden Flüssigkeitsmenge von der Leitung 4 über die Zweigleitung 5'nach abwärts in den Kanal l'und weiter über das Spiel zwischen der Ventilkugel 3'und den Wandungen des Kanals l'in den Kanal 7 und von diesem unter die Ventilkugel 3 gedrückt und im Kanal 1 nach aufwärts strömen, wobei sie die Kugel 3 ein entsprechendes Stück nach aufwärts mitnimmt.
Da bei hydraulischen Anlagen aber solche Mengenunterschiede leicht vermeidbar sind, indem man die Aufnahmsfähigkeit der beiden Gruppen von Arbeitszylindern annähernd gleich gross macht, so sind die Bewegungen der beiden Ventilkugeln 3 oder 3'während des Betriebes der unverletzten Anlage gering. Eine Abnutzung der Ventilkörper ist bei dieser Ausbildung der Sicherheitsvorrichtung praktisch vermieden.
Nimmt man nun an, dass eine Leitung oder ein Arbeitszylinder des Teiles der Anlage, der an die Leitung 6 angeschlossen ist, verletzt oder gebrochen ist, so wird die erwähnte Strömung im Kanal 1 von unten nach oben solange andauern, als die Druckquelle Flüssigkeit durch die Leitung 4 den Kanälen 1 und T zuführt undes wird daher die Kugel 3 bis zum konischen Sitz 2 hinaufgetragen und klemmt sich in diesen Sitz dichtend fest. Der an die Leitung 6 angeschlossene Teil der Anlage ist nun dauernd vom unverletzten, an die Leitung 6'angeschlossenen Teil abgeschlossen und letzterer bleibt arbeitsfähig.
In den Fig. 2,3 und 4 ist ein Ausführungsbeispiel einer Sicherheitsvorrichtung mit drei nach aufwärts gerichteten Kanälen dargestellt. Die nach aufwärts gerichteten Kanäle 1, 1', 1" (siehe Fig. 3 und 4) sind jeder oben, wie dies die Fig. 2 für die Kanäle 1 und l'zeigt, mit einem konischen Sitz 2 bzw. 2'versehen. Am'unteren Ende ist für die in den Kanälen liegenden Ventilkugeln 3,3'usw. ein Anschlag 8, 8'usw. vorgesehen, der die tiefste Lage jeder Kugel im zugehörigen Kanal bestimmt. Unterhalb der Ventilsitze 2, 2'usw. - münden, wie in Fig. 3 gezeigt, von dem mit der Druckquelle verbundenen Anschluss 4 die Zweigbohrungen 5, 5'und 5"in die Kanäle 1, 1', 1", während die unteren Enden der
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liegenden Ventilkugeln miteinander in offener Verbindung stehen.
Bei 6,6'usw. sind wieder je ein Arbeitszylinder oder je eine Gruppe von Arbeitszylindern angeschlossen zu denken. Die Wirkungsweise der Sicherheitsvorrichtung ist gleich der an Hand der schematischen Fig. 1 geschilderten.
Ist infolge Verletzung des z. B. bei 6 angeschlossenen Teiles der Anlage die Ventilkugel 3 bis nach oben zum Sitz 2 getragen worden und hat sich dort festgeklemmt, so schliesst sie dauernd diesen verletzten Teil der Anlage von dem noch arbeitsfähigen ab. Sie kann nach Behebung des Schadens mittels des Stiftes 9, der durch Verdrehen des Gewindeteiles 10 bis durch die Öffnung des Sitzes 2 hindurch bewegbar ist, wieder aus dem Sitz 2 herausgedrückt werden, so dass sie im Kanal 1 nach abwärts bis in die unterste Ruhelage sinkt, worauf wieder die ganze Anlage gebrauchsfähig ist. Jeder Kanal 1, 1', 1" ist mit einer solchen Abdrückvorrichtung 9, 10 bzw. 9', 10'u. s. f. versehen.