DE2207390C3 - Spring system - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein. Federsystem der im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Art. Die bei diesem System mit dem Hub einhergehende Druckraftabnahme ist insbesondere für Ventile von großem Vorteil, z. B. bei Rückschlagventilen, um Teiloffcnstellungen des Verschlußteiles weitgehend zu vermeiden und statt dessen ein volles öffnen zu erzielen.The invention relates to a. Spring system of the type specified in the preamble of the main claim. The pressure force decrease associated with the stroke in this system is particularly important for valves from great advantage, e.g. B. with check valves to partially open the closure part to a large extent to avoid and instead achieve a full opening.

Bei einem bekannten Rückschlagventil (deutsche Patentschrift 190 542) sind ;:\x diesem Zweck eine Schraubenfeder und ein Hebelwerk vorgesehen. Zudem sind langbauende zentrale Führungsmittel für das Verschlußteil vorhanden. Diese Ausführung erweist sich somit als aufwendig,, schwer und teuer. \ X this purpose provided a coil spring and a lever mechanism:; are at a known non-return valve (German Patent 190,542). In addition, long central guide means are available for the closure part. This design thus proves to be complex, heavy and expensive.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Federsystem der eingangs genannten Art, also mit im Arbeitsbereich negativer Kennlinie zu schaffen, das sich durch einen einfachen konstruktiven Aufbau auszeichnet und insbesondere auch für die Verwendung in Rückschlagventilen geeignet ist. The invention is therefore based on the object of creating a spring system of the type mentioned at the beginning, that is to say with a negative characteristic curve in the operating range, which is characterized by a simple structural design and is also particularly suitable for use in check valves.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 angegebene erfindungsgemäße Lehre gelöst.This object is achieved by the teaching according to the invention specified in claim 1.

Die Neigung der Federstsibe zur Hubrichtung ändert sich beim Einfedern in Richtung auf eine steilere Stellung zur Hubrichtung. Dabei steigt die Kraft in den Federstäben infolge deren weitere axiale Kornpression an. Gleichzeitig nimmt aber die in Hubrichtung wirkende Kraftkomponente der Federstäbe in ihrem Anteil an det Federstabgesamtkraft ab. Diese Abnahme ist dabei im Verhältnis stärker als der Anstieg der Federstabgesamtkraft, so daß trotz weiterer Kompression der Federstäbe die in Hubrichtung auf den Hubkörper ausgeübte Federkraft mit Annähe rung des Hubkörpers an das Widerlager abnimmt. Diese Federkraftabnahme wird noch durch die de gressive Kennlinie der Federstäbe verstärkt. Infolge der symmetrisch verteilten Anordnung der Federn übernehmen diese auch gleichzeitig die Führung des Hubkörpers, ohne daß anderweitige Führungsmittel erforderlich sind. The inclination of the spring lock washer in relation to the direction of stroke changes during compression in the direction of a steeper position in relation to the direction of stroke. The force in the spring bars increases as a result of their further axial compression. At the same time, however, the force component of the spring bars acting in the stroke direction decreases in its proportion of the total spring bar force. This decrease is proportionally greater than the increase in the total force of the spring rod, so that despite further compression of the spring rods, the spring force exerted in the stroke direction on the lifting body decreases as the lifting body approaches the abutment. This decrease in spring force is reinforced by the de-gressive characteristic curve of the spring bars. As a result of the symmetrically distributed arrangement of the springs, they also take over the guidance of the lifting body at the same time, without any other guidance means being required .

Durch die Merkmale des Anspruchs 2 ist überdies in besonders vorteilhafter Weise eine Relativverdrehung von Widerlager und Hubkörper unterbunden, wählend durch die Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 3 die Federstäbe in einfacher Weise montierbar und dabei aber auch dreh- bzw. schwenkbeweglich am Hubkörper befestigt sind. The features of claim 2 also prevent relative rotation of the abutment and lifting body in a particularly advantageous manner, while the spring rods can be easily mounted through the development of the invention according to claim 3 and are also attached to the lifting body so that they can rotate or pivot.

Aus dem französichen Zusatzpatent 43 476 ist eine Vorrichtung zur Stoß- und Schwingungsdämpfung bekannt, bei der stabförmige Federelemente zur Anwendung kommen. Die Federstäbe sind dort an ihren Enden jeweils radial fest eingespannt. Dadurch werden die Federstäbe beim Einfedern in Hubrichtung der gegeneinander abzufedernden Teile gebogen, nicht jedoch im Knicksinn beansprucht. Mit einem Einfedern ist daher stets eine Zunahme der in 1-iubiichtung wirkenden Federkraft verbunden. Im Gegensatz zum erfindungsgemäßer. Federsystem weist das Federsystem der bekannten Dämpfungsvorrichtung also eine positive Kennlinie auf.From the French additional patent 43 476 a device for shock and vibration damping is known in which rod-shaped spring elements are used. The ends of the spring bars are each clamped firmly in the radial direction. As a result, the spring bars are bent during compression in the stroke direction of the parts to be cushioned against one another, but not stressed in the buckling direction. A compression is therefore always associated with an increase in the spring force acting in the 1-directional direction. In contrast to the invention. The spring system of the known damping device thus has a positive characteristic curve.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Federsystems in einem Rückschlagventil dargestellt. Es zeigtIn the drawing, an embodiment of the spring system according to the invention is in a check valve shown. It shows

Fig. 1 ein Rückschlagventil mit Federsystem in Draufsicht,1 shows a check valve with a spring system in plan view,

Fig. 2 das Rückschlagventil aus Fig. I im Schnitt A-B, Fig. 2 the check valve from Fig. I in section AB,

Fig. 3 ein weiteres Rückschlagventil mit einem Federsystem anderer Ausführungsform undFig. 3 shows another check valve with a Spring system of another embodiment and

Fig. 4 das Rückschlagventil aus Fig. 3 ebenfalls im Schnitt A - B. Fig. 4 shows the check valve from Fig. 3 also in section A - B.

In den F i g. 1 und 2 ist in einem Ventilgehäuse 1 eii. Verschlußteil 2 hubbeweglich angeordnet, das mit einem Ventilsitz 3 des Ventilgehäuses 1 zusammenwirkt. Das Verschlußteil weist auf der dem Ventilsitz abgewandten Stirnseite einen umlaufenden erhöhten Rand 4 auf, der an seiner Innenseite mit drei um 120° zueinander versetzt angeordneten radialen Ausnehmungen S versehen ist.In the F i g. 1 and 2 is in a valve housing 1 eii. Closure part 2 arranged to be lifted with a valve seat 3 of the valve housing 1 cooperates. The closure part points to the valve seat facing away from the end face on a circumferential raised edge 4, which on its inside with three to Radial recesses S arranged offset from one another by 120 ° is provided.

In die Ausnehmungen 5 ragen drei axial im Knkksinn belastete Federstäbe 6a bis 6c mit ihrem einen Ende hinein und erstrecken sich mit zu der Hubrichtung 7 des Verschlußteiles geneigter Achse über die Stirnfläche des Verschlußteiles zu einem am Ventilgehäuse 1 vorgesehenen Widerlager-Innenbund 8, um in dort ebenfalls vorgesehenen Ausnehmungen 9 ■ astend einzugreifen. Als Achse ist dabei die ideelle Verbindungsgerade zwischen den beiden Enden der Federstäbe zu verstehen. Die Federstäbe 6 a bis 6 c sind zu einer Durchwölbung axial vorgespannt in den Ausnehmungen 5 und 9 gehalten, welche, bezogen auf die hubparallele Mittelachse des Verschlußtei-Iss 2, einander diametral gegenüberliegen. In the recesses 5, three axially loaded spring bars 6a to 6c protrude with their one end and extend with an axis inclined to the stroke direction 7 of the closure part over the end face of the closure part to an abutment inner collar 8 provided on the valve housing 1, in order to get into there also provided recesses 9 ■ to intervene knotty. The axis is the ideal connecting straight line between the two ends of the spring bars. The spring bars 6 a to 6 c are held axially pretensioned to form a bulge in the recesses 5 and 9, which are diametrically opposed to each other in relation to the central axis of the locking part 2, which is parallel to the stroke.

Infolge der zur Hubrichtung geneigten Anordnung der Federstäbe wirkt nur ein Teil der Federkräfte als Druckkraft in Hubrichtung 7 auf das Verschlußteil 2 ein, während die restlichen Federkräfte radial amAs a result of the arrangement of the spring bars inclined to the stroke direction, only some of the spring forces act as Pressure force in the stroke direction 7 on the closure part 2, while the remaining spring forces radially on

Federcharakteristik der FederstäbeSpring characteristics of the spring bars

Sn. Das Verschlußteil ist dabei axial geführt und zudem kippstabilisiert. ,Sn. The closure part is axially guided and also anti-tip. ,

Wird das Verschlußteü 2 vom Ventils tz 3 abgehoben, führen die Federstäbe 6a bis 6c eine Schwenk- «m die Ausnehmungen 9 aus und dementändert sich der Neigungswinkel der Feder-If the closure part 2 is lifted from the valve 3, the spring bars 6a to 6c swivel out the recesses 9 and the angle of inclination of the spring

Verschlußteiles2. Bei dieser Schwenkbewegung erfahren die Federstäbe 6 a b.s 6 c eine ax.a e Zusammendriickung, wodurch sich ihre Durchwolbung und damit ihre Federkraft entsprechend vergrößert. Dabei nimmt aber die in Hubnchtung7 auf das Verschlußteil 2 wirkende Federkraftkomponente durch _die zuvor erwähnte Winkeländerung mit zunehmen-3em Hub in ihrem Anteil an der Federstabgesam kraft ab. Diese Abnahme ist dabe! im Verhältnis itärker als der Anstieg der Federstabgesamtkraft Trotz weiterer Kompression der Federstabe 6 a.bis 6 c nimmt daher die in Hubnchtung 7 auf das Verichlußteil 2 ausgeübte Federkraft mit zunehmendem Öffnungshub ab. Die Kraftabnahme wird noch durch ™u^ eisooa s^v _{SchIießkraft def FederMäbe 6 α} Closure part 2. During this pivoting movement, the spring bars 6 a to 6 c experience an ax.ae compression, whereby their arching and thus their spring force increases accordingly. In this case, however, the spring force component acting in Hubnchtung7 on the closure part 2 decreases in its share of the total spring rod _{force due to the aforementioned change in angle as the stroke increases.} This acceptance is there! therefore itärker further in proportion as the increase of the spring rod total force Despite compression of the spring point 6 a 6 c .to decreases the force exerted in Hubnchtung 7 to the Verichlußteil 2 spring force with an increasing opening stroke. The decrease in force is further increased by the _{closing force of the spring bars 6 α}

Γ _Ä Ventilsitz 3 abgehoben, sinkt die Feder-Γ _Ä Valve seat 3 lifted off, the spring

«JjS _unte ^S _{r die} SchIießkraft ab, und«JjS _below ^S _{r the} closing force from, and

_{d ö£fnet} das Rückschlagventil ganz, p _{wkken dabei ab Huban}_ _{d opens} the non-return valve completely, p _{wkken from the stroke on} _

D» &*«*» OffensteUung. Es können aber aucä » TpSÄnthlagrippen am Ventügeh.use! vorge-D » & *« * » Open control. But there can also be TpSAnthlagrippen on the Ventügeh.use! presented

sehen ⁵^; _{fonn nach den} Fig. 3 und4 un-see ⁵ ^; _{form according to} Figs. 3 and 4

Die au-iu β ^ _{zuvQr beschriebenen Aus}.The au-iu β ^ _{tovQr described Aus} .

_die Federstäbe 6 α bis 6 c an en Ende zu Haltearmen 10« ^rückgebogen sind. Statt mit _the spring bars 6 α to 6 c are bent back at the end to form holding arms 10 «^. Instead of with

_das Ver^hlußteil mit einer um_{m wdche die Rück}. laufenden ^gnut _d ^ _{{i the} sealing part with one _{turn the back} . ongoing ^ gnut _d ^ _{i

b^sb ^ s

Halleanne 10 a bis 10 c kkmmend e.n-E^lte ^^ ^ ^ _{pederstäbe dfeh}.Halleanne 10 a to 10 c kkmmend en-E ^ lte ^^ ^ ^ _{pederstänke dfeh} .

^^fe^en_kbe_Weglich mit dem Verschlußteil ver-™d fiwen^K^^e S _{{Qr den Zusammenbau des} ^ ^Fe ^ s _k be _W eglich to the closure part comparable ™ d fiwen ^K ^ ^e _{{S Qr assembly of the}

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Ruckscmafcvcnmtied what m D _advantages . ^
Ruckscmafcvcnm

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Federsystem zur Abstützung hubbeweglicher, in der Hubrichtung geführter Körper an einem Widerlager, wobei die vom Federsystem in Hubrichtung auf den Hubkörper ausgeübte Druckkraft mit Annäherung des Hubkörpers an das Widerlager abnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Federstäbe (6 α ίο bis 6 c) unter axialer Einspannung und in symme trischer Verteilung mit einem Ende am Widerlager (8) und mit dem anderen Ende am Hubkörper (2) dreh- und schwenkbeweglich gehalten sind, wobei die Federstäbe (6 a bis 6 c) in ihrer Achse zur Hubrichtung (7) des Hubkörpers (2) derart geneigt angeordnet sind, daß die in Hubrichtung (7) wirkende Kraftkomponente der Federstäbe (6 a bis 6 c) in ihrem Anteil an der Gesamtfederkraft beim Einfedern relativ stärker au abnimmt als die Gesamtkraft ansteigt. 1. Spring system for supporting lifting bodies guided in the lifting direction on an abutment, the compressive force exerted by the spring system in the lifting direction on the lifting body decreasing as the lifting body approaches the abutment, characterized in that several spring bars (6 α ίο to 6 c) under axial restraint and in symmetrical distribution with one end on the abutment (8) and with the other end on the lifting body (2) are held rotatably and pivotably , the spring bars (6 a to 6 c) in their axis to the lifting direction (7 ) of the lifting body (2) are arranged inclined in such a way that the force component of the spring rods (6 a to 6 c) acting in the lifting direction (7) decreases relatively more in its share of the total spring force during compression than the total force increases. 2. Federsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspannstellen (5, 9, 11) für die beiden Enden eines jeden die Hubkörperstirnfläche überspannenden Federstabes (6 a bis 6 c) bezogen auf die Hubkörperachse einander diametral gegenüberliegend, angeordnet sind.2. Spring system according to claim 1, characterized in that the clamping points (5, 9, 11) for the two ends of each spring rod spanning the lifting body end face (6 a to 6 c) are arranged diametrically opposite one another with respect to the lifting body axis. 3. Federsystem nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federstäbe (6 a bis 6 c) an ih^rem hubkörperseitigen Ende zu Haitearmen (10 a bis 10 c) spitzwinklig zurückgebogen sind, wobei die Rückbif.gezone der Federstäbe (6 α bis 6 c) und das. freie Ende ihrer Haltearme (10 a bis 10 c) in uina -der gegenüberliegende radiale Ausnehmungen (11) am Hubkörper (2) klemmend eingreifen.3. Spring system according to claim 1 and 2, characterized in that the spring rods (6 a to 6 c) ^{are bent back at an acute angle at ih r} em lifting body-side end to hold arms (10 a to 10 c), the Rückbif.gezone of the spring rods (6 α to 6 c) and the free end of their holding arms (10 a to 10 c) engage in a clamping manner in uina -der opposite radial recesses (11) on the lifting body (2).