DE2519879C3 - Selbsttätige Absperrvorrichtung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Absperrvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Absperrvorrichtung ist aus der US-PS 15 368 bekannt.

Dieses bekannte Vakuum-Steuerventil besteht aus einem Gehäuseoberteil und einem Gehäuseunterteil, in dem ein dreiteiliges Kolbenelement, bestehend aus einer Stange, einer Scheibe und einem Kolben mit verjüngtem Abschnitt längsgeführt gleitbar angeordnet ist. Am unteren Rand des Gehäuseunterteils ist ein Fühlteil, welches den sich bei Erwärmung ausdehnenden Stoff aufnimmt, mit einem Flansch angeordnet, welches durch Umbördeln der Wand einer Öffnung mit dem Gehäuseunterteil verbunden ist. Zwischen Gehäuseunterteii und Fühlteil (temperaturabhängiges Element) ist eine Membran eingeklemmt. Das Verkiloberteil besteht aus einem lose auf dem verjüngten Abschnitt des Kolbens aufliegenden, kuppelförmigen Ventilelement mit Randflansch, wobei der Randflansch im Schließzustand des Ventils auf einem elastischen Ventilsitz aufliegt, der topfartig ausgebildet und in einer Stufe eines Ventilunterteils aufgepreßt ist. Dieses Ventilunterteil ist topflörmig mit einer exzentrischen Öffnung ausgebildet und weist in einer zylindrischen Wand eine Durchgangsöffnung auf. Das Gehäuseunterteil dient der Längsführung des Kolbenelementes. Nachteilig bei diesem bekannten Ventil ist der hohe konstruktive und rneniagetechnische Aufwand, bedingt durch die Vielzahl und Kompliziertheit der einzelnen Teile.

Es ist ferner ein Steuerventil bekannt (GB-PS 10 91553), bei dem im Boden des Fühlteiles des Gehäuses eine napfartige Ausnehmung zur Aufnahme des wärmedehnfähigen Stoffes angeordnet ist, und bei dem zur Steuerung der Strömungswege ein hohlzylindrischer Schieber dient. Die Abdichtung erfolgt am Umfang und an der Stirnfläche des Schiebers. Nachteilig ist der Fertigungsaufwand, der erforderlich ist, um eine hinreichende Dichtwirkung zwischen Schieber und Gehäuse zu erzielen.

Es ist ferner bereits ein Schalter für Regelkreise, mit einem temperaturabhängigen Arbeitselement, bei dem ein in dem Gehäuse befindlicher, sich bei Erwärmung ausdehnender Stoff einen Kolben gegen die Wirkung einer Rückstellkraft verschiebt, mit vom Kolben betätigbaren Mitteln zum Steuern des Durchflusses eines Mediums zwischen zugehörigen ^teueröffnungen aus der DE-OS 19 55 332 bekannt, bei dem in einem zylindrischen Raum ein das Ende eines Arbeitskolbens umfassender Schieber gleitend angeordnet ist und der Schieber eine Runddichtung mit elastischer Dichtlippe aufweist, wobei ferner eine zum Kolben konzentrisch angeordnete Steueröffnung vorgesehen ist. Dieser bekannte Schalter arbeitet in der Praxis zufriedenstellend, weist jedoch eine spezielle, teuere Formdichtung und eine große Anzahl von Einzelteilen auf, deren Montage schwierig und langwierig ist.

Bei einem aus der DE-OS 15 76 527 bekannten Druckregelventil mit einem Ventilgehäuse mit einem Einlaß, einem Auslaß, einer Belüftungsöffnung und einer mit dem Einlaß, dem Auslaß und der Belüftungsöffnung in Verbindung stehenden Kanal ist bereits eine temperaturempfindliche Kraftübertragungsvorrichtung vorgesehen, mit einem thermisch ausdehnungsfähigen Material, wobei die Ventilmittel einen Kolbenschieber umfassen, der in dem Kanal verschiebbar gelagert ist, wobei der Kolbenschieber durch die temperaturempfindliche Kraftüberlragungsvorrichtung fortschreitend vom ersten Ende zum zweiten Ende des Kanals vorgeschoben werden kann, und wobei die BelüftungsöfT-nung, der Einlaß und der Auslaß mit dem Kanal an Punkten verbunden werden können, die zwischen dem ersten und dem zweiten Ende des Kanals in Abständen verteilt sind. Auch dieses bekannte Druckregelventil weist eine Vielzahl von Einzelteilen auf, deren Herstellung und Montage eine große Anzahl von Arbeitsschrit-

:en benötigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine selbsttätige Absperrvorrichtung der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß eine einfach zusammensetzbare, aus wenigen, möglichst einfach geformten Einzelteilen bestehende Ausbildung erhalten wird.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruches 1 gelöst.

Durch die Anformung der Ventilringfläche an den Betätigungskolben und durch Verwendung von handelsüblichen Dichtungsringen (O-Ringen) wird einerseits eine Integration von Absperrvorrichtung und Dehnstoffelement erreicht und andererseits eine vereinfachte und damit verbilligte Konstruktion geschaffen. Insbesondere wird durch Verwendung des O-Ringes eine sichere Abdichtung mit geringem konstruktiven Aufwand erreicht. Durch Verringerung der Anzahl der benötigten Teile wird auch der Montageaufwand herabgesetzt, was insbesondere für die Massenproduktion von erheblichem Vorteil ist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich dann, wenn der Betätigungskolben einen Ringflansch als Widerlager für die Druckfeder aufweist und dieser Ringflansch an seiner Gegenseite die Ventilringfläche bildet.

Zur Festlegung einer definierten Endlage für den Betätigungskolben ist es zweckmäßig, wenn der Hals des Längsführungsteils zur Auflage des Ringflansches des Betätigungskolbens dient. Damit wird auch eine definierte Verformung des Dichtungsrings gewährleistet.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist zwischen einem inneren Bördelrand des Gehäuseunterteils zum Festlegen des Längsführungsteils und einer unteren Ringnut im Gehäuseoberteil eine Dichtung angeordnet. Hierdurch wird eine verbesserte Abdichtung zwischen beiden Gehäuseteilen erzielt.

Weitere Vorteile der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert, die schematisch ein Ausfuhrungsbeispiel, teilweise geschnitten, zeigt:

Die Absperrvorrichtung weist einen Fühlteil 5 auf, bestehend aus einem Gehäuseunterteil I₁ wobei der Fühlteil 5 von einem Steuermedium umströmt wird bzw. in dieses eintaucht. Im Boden 6 des Fühlteiles 5 des Gehäuseunterteils 1 ist eine napfartige Ausnehmung 7 vorgesehen, in der ein wärmedehnfShiger Stoff2, z. B. ein Gas, eine Flüssigkeit oderein Wachs oder dergleichen eingefüllt ist. Die napfartige Ausnehmung 7 ist durch eine elastische Membran 9 abgedeckt, die auf einer inneren Stufe des Gehäuseunterteils i aufliegt. Die elastische Membran 9 ist vorzugsweise aus Gummi oder Kunstgummi hergestellt. Auf der Membran 9 ist ein zylinderförmiges Längsführungsteil 8 angeordnet, in deren zentraler Bohrung der Betätigungskolben 3 verschiebbar gelagert ist. Das Längsführungsteil 8 weist einen Hals 13 auf, auf den sich ein Ringflansch 28 des Betätigungskolbens 3 abstützen Kann.

Zur Erleichterung der Durchbiegung der Membran 9, bei Ausdehnung des wärmedehnfähigen Stoffes 2, weist vorteilhafterweisedas Längsführungsteil 8 an seiner der Membran 9 zugewandten Seite eine flachkonische Öffnung JO auf. Das Längsführungsteil 8 ist mit einer Randnut Π versehen, während die Membran 9 einen Randwulst 12 aufweist, der in die Randnut 11 eingreift. Durch diese Ausbildung ist es möglich, das Längsführungstcil 8 mit Membran 9 als gesonderte Baueinheit vorzumontieren und im vormontierten Zustand in das Gehäuseunterteil 1 einzuführen.

Bei der Absperrvorrichtung 4 ist ein Gehäuseoberteil 15 mit dem Fühiteilgehäuse 1 verbunden, beispielsweise durch Umbördelung eines Fühlteilgehäuse-Randes 23. Das Gehäuseoberteil 15 weist SteueröfT-nungen 16 und 17 auf, die vorzugsweise in Form von Kanälen 17' und 16' in Gehäusestutzen 24 und 25 angeordnet sind. An diese Stutzen 24, 25 können beispielsweise Unterdruckleitungen angeschlossen werden. Im Gehäuseoberteil 15 ist ein zylindrischer Innenraum 27 vorgesehen. Im unteren Randbereich des Gehäuseoberteils 15 ist an seinem Außendurchmesser ein Preßring 19 befestigt, der das Längsführungsteil 8 mit einem Ringspalt 18 umgibt. De- Betätigungskolben 3 weist eine Ventilringfläche 21 arf, die mit einem auf dem Preßring 19 aufliegenden Dichtungsring 20 zusammenwirkt.

Die Steueröffnungen 16 bzw. der Kanal 16'münii3t in einem Ringraum 26, der das Längsführungsteil 8 umgibt. Die zweite Steueröffnung 17 bzw. der Kanal 17' mündet in der Wandung des 7vlindrischen Innenraumes 27 des Gehäuseoberteils 15. Der Betätigungskolben 3 weist die Ventilringfiäche 21 auf, die in einer Endlage des Kolbens 3 sich gegen den Dichtungsring 20 preßt und dadurch den Durchfluß zwischen der Öffnung 16 und der Öffnung 17 unterbricht. In vorteilhafter Weise ist der Betätigungskolben 3 mit dem Ringflansch 28 versehen, dessen Unterseite die Ventilringfläche 21 bildet. Auf diesen Ringflansch 28 stützt sich eine Druckfeder 22 ab, die andererseits an der Deckfläche des zylindrischen Innenraumes 27 anliegt.

Das Gehäuseoberteil 15 weist zweckmäßig an seiner unteren Kante eine Ringnut 30 auf, wobei in dieser Ringnut 30 eine mit einem inneren Bördelrand 29 des Füh'teilgehäuses (Gehäuseunterteil 1) zusammenwirkende Dichtung 31 untergebracht ist.

Die Vorrichtung arbeitet in folgender Weise: Wird der Fühlteil 5 durch das ihn umfließende Steuermedium erwärmt, dann erwärmt sich auch der wännedehrtfähige Stoff2 in der napfartigen Ausnehmung 7 und dehnt sich aus. Durch diese Ausdehnung wird die elastische Membran 9 (in der Zeichnung) nach oben gewölbt und drückt den Betätigungskolben 3 ebenfalls, gegen die Wirkung der Druckfeder 22, nach oben. Dadurch hebt sich die Ventilringfiäche 21 von dem Dichtungsring 20 auf dem Preßring 19 ab und gibt den Durchflußweg von der Steueröffnung 16 über den Kanal 16', den Ringraum 26 und den Ringspalt 18 in den zylindrischen Innenraum 27 frei. Von dort kann das MediuTi über den Kanal 17' zur Steueröffnung 17 strömen.

Sobald sich der wärmedehnfähige Stoff2 wieder abkühlt, zieht er sich zusammen; die an der Innenwand des zylindrischen 'nnenraumes 27 sich abstützende Druckfeder 22 drückt über den Ringflansch 28 den Betätigungskolben 3 nach unten, bis die Ventilringfiäche 21 den Dichtungsring 20 auf den Ff earing 19 und in seine Ringnut drückt, so daß der Durchgang zwischen den Steueröffnungen 16 und 17 unterbrochen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

25 Patentansprüche:

1. Selbsttätige Absperrvorrichtung mit einem in einem Hohlraum eines Gehäuieunterteils eingeschlossenen, bei Erwärmung sich ausdehnenden und dabei einen im Gehäuseunterteil längsgeführten Betätigungskolben verschiebenden Stoff, bei der der Hohlraum durch eine im Gehäuseunterteil festgehaltene elastische Membran abgedeckt ist, auf der _!0 der Betätigungskolben aufsitzt und bei der in einem Gehäuseoberteil Kanäle für den Zu- und Abfluß eines Mediums sowie eine Druckfeder zur Rückstellung des Betätigungskolbens in einem zylindrischen Innenraum des Gehäuseoberteils angeordnet sind, wobei die Druckfeder über ein Ventiloberteil auf den Betätigungskolben wirkt und wobei das dazugehörige ringartige Ventilunterteil in dem zylindrischen Innenraum mit seinem Außendurchtnesser befestigt '.st und eine Dichtung trägt, dadurch gekennzeichnet, daß

a) der Hohlraum im in an sich bekannter Weise einstückig ausgebildeten Gehäuseunterteil (Fühlteilgehäuse 1) als in an sich bekannter Weise napfartige Ausnehmung (17) im Boden (6) ausgebildet ϊΛ,

b) im Gehäuseunterteil (1) ein gesondertes Längsführungsteil (8) zur Führung des Betätigungskolbens (3) und zur Einspannung der elastischen Membran (9) angeordnet ist und wobei

c) das Vt.itilunterteil als Preßring (19) ausgebildet ist und einefi Hals '"3) des Längsführungsteiles (8) mti einem Ringspalt (18) umgibt,

d) als Dichtung ein Dichtuc-sring (20) mit kreisförmigem Querschnitt verwendet ist auf dem das Ventilunterteil (Preßring 19) aufliegt und

e) das Ventiloberteil als eine an den Betätigungskolben (3) angeformte und auf die Innenseite des Dichtungsringes (20) wirkende Ventilringflächc (21) ausgebildet ist.

2. Absperrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungskolben (3) einen Ringflansch (28) als Widerlager für die Druckfeder (22) aufweist und daß dieser Ringflansch (28) an seiner Gegenseite die Ventilringfläche (21) bildet.

3. Absperrvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hals (13) des Längsrührungsteiles (8) zur Auflage des Ringflansches (28) des Betätigungskolbens (3) in einer Endlage dient.

4. Absperrvorrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem inneren Bördelrand (29) des Gehäuseunterteils (1) zum Festlegen des Längsführungsteils (8) und einer unteren Ringnut (30) im Gehäuseoberteil (15) eine Dichtung (31) angeordnet ist.

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