DE2814368A1

DE2814368A1 - Sicherheitsventil

Info

Publication number: DE2814368A1
Application number: DE19782814368
Authority: DE
Inventors: Jack Ray Roach
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: Borg Warner Corp
Priority date: 1977-04-12
Filing date: 1978-04-04
Publication date: 1978-10-19
Also published as: FR2387405A1

Description

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- 4 Sicherheitsventil

Die Erfindung betrifft Sicherheitsventile, insbesondere ein Ventil zur Unterbrechung eines Kraft- oder Brennstoffstromes bei Auftreten eines Falles, nach welchem ein weiterer Brennstoffstrom gefährlich werden könnte. Beispielsweise können Wohnwagen einen mit Kraftstoff von einem Tank von Flaschengas versorgten Gasbrenner enthalten, der bei haltendem Fahrzeug sicher betrieben werden kann, jedoch eine Leckgefahr bildet, wenn sich das Fahrzeug in Bewegung befindet. Undichtheiten können infolge von Erschütterungen während des Betriebs bei Autobahngeschwindigkeiten oder infolge von Neigungen auftreten, wenn das Fahrzeug zu einem neben der Straße liegenden Lagerplatz manövriert wird. Das erfindungsgemäße Sicherheitsventil ist zu dem Einsatz in einem Fahrzeug vorteilhaft und so ausgelegt, daß es im Abhängigkeit vom Auftreten eines entfernten Vorfalles wie das Anlassen eines Fahrzeugmotors schließt und solange geschlossen bleibt, bis es von Hand wieder geöffnet wird.

Der frühere Stand der Technik kennt magnetventilbetätigte Ventile und Ventile mit einem Riegel, um ein Ventilbauteil in einer gewäüLten Stellung zu halten. In einigen Fällen dienen diese früheren Ventile für stationäre Einrichtungen wie Industrieanlagen und eignen sich somit nicht für den mobilen Einsatz. In anderen Fällen wurden diese früheren Ventile speziell für Hochdruckanwendungen gebaut und sind prohibitff^uerfür die Verwendung durch Verbraucher wie die Benutzer eines Wohnwagens. In weiteren

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Fällen sind niagnetventilbetätigte Gasventile für Raumheizungen bekannt, welche auf einen entfernten Temperaturfühler ansprechen und eine von Hand betätigte Schaltvorrichtung für den Betrieb während des Ausfalls der Netzspannung besitzen. In diesem Falle ist das Ventil geöffnet, solange ein elektrisches Signal anliegt und schließt, wenn das elektrische Signal nicht mehr anliegt. Außerdem sind magnetventilbetätigte Ventile für die Raumheizung meist für den Einsatz bei stationären Anwendungen ausgelegt und können undicht werden, wenn sie in ein Fahrzeug eingebaut sind.

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsventil zur Unterbrechung des Stromes eines gasförmigen Kraftstoffes, insbesondere betrifft sie Ventile, die sich zum Einsatz in Fahrzeugen wie Wohnwagen eignen, in denen es wünschenswert ist, daß eine Dichtung selbst dann wirksam bleibt, wenn das Fahrzeug den Erschütterungen durch die Straße, Neigungen oder der Möglichkeit von Zusammenstößen ausgesetzt ist. Das erfindungsgemäße Sicherheitsventil schließt in Abhängigkeit vom Eintreten eines entfernten Vorfalls wie das Anlassen des Zündkreises eines Fahrzeuges oder des Starterkreises und bleibt anschließend solange geschlossen, bis es von Hand zurückgestellt wird. Sobald das Ventil schließt, verhindert ein Riegel seine Öffnung, bis dieser Riegel von Hand ausgeschaltet wurde. Das Ventil umfaßt eine Dichtungsscheibe sowie einen Halter für diese, der auch eine wirksame Dichtung unter den Bedingungen Neigung und Erschütterung aufrecht erhalten kann.

Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Alle in der Beschreibung enthaltenen Merkmale und Maßnahmen können von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Die Zeichnungen zeigen:

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Fig. 1 eine schematische Teilansicht eines mit einem erfindungsgemäßen Sicherheitsventil ausgestatteten Wohnwagens,

Fig. 2 einen Schnitt in vergrößertem Maßstab wie das erfindungsgemäße geschlossene Sicherheitsventil,

Fig. 3 eine Ansicht von Ventilteilen aus Fig. 2 mit Darstellung des geöffneten Ventils,

Fig. 4 einen Spann- oder Sicherungsring längs der Linie 4-4 der Fig. 2.

In den Zeichnungen gilt das Bezugszeichen 10 für ein Wohnfahrzeug, das hier bruchstücksweise aus Zugfahrzeug 11 und Anhänger 12 gezeigt ist, obwohl das Fahrzeug auch eine Einheit mit einem einzigen Chassis sein kann. Das Fahrzeug ist mit einem Gasbrenner oder Gasofen 13 ausgestattet sowie einem Flaschengasbehälter 14, der mit einer Leitung 16 mit dem Gasbrenner verbunden ist. Das Fahrzeug umfaßt auch eine vom Fahrersitz aus zu bedienende elektrische Anlage. Mindestens ein Teil der elektrischen Anlage erhält Spannung in Abhängigkeit von der Erregung einer mit dem Fahrzeugmotor verbundenen Schaltung wie einem Zündoder Anlasserkreis. Der Teil der Schaltung, welcher Spannung mindestens kurzfristig beim Anlassen des Motors empfängt, ist in Fig. 1 durch die Verbindungskabel 17, 18 und 19 dargestellt.

Ein Sicherheitssperrventil 20 dient zur Steuerung des Stromes zwischen dem Flaschengastank 14 und der Gasleitung 16. Wie nachstehend näher erläutert wird, wirkt das Sicherheitssperrventil 20, den Gasstrom in Abhängigkeit von einer kurzzeitigen Erregung eines Magnetventils 21 zu unterbrechen und solange geschlossen

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zu bleiben, bis es mit Hilfe des von Hand bedienten Rückstellringes 22 wieder geöffnet wird. Beispielsweise werde das Ventil ausgelöst, die Gasversorgung in Abhängigkeit von Betätigung des Zünd- oder Anlasserkreises des Fahrzeuges zu sperren, worauf die Gasversorgung ohne weitere Wartung solange geschlossen bleibt, bis das Ventil zurückgestellt wird, um die Gasversorgung wieder durch Betätigung des handbedienten Rückstellringes 22 zu öffnen.

Das Sicherheitssperrventil 20, welches die Aufgabe der Erfindung darstellt, ist in vergrößertem Maßstabe im Schnitt in Fig. 2 gezeigt. Es besitzt ein Gehäuse 26 mit einem Einlaßteil 27, einem zentralen Hohlraum 28 und einem Auslaßteil 29. Der Einlaßoder Ansaugteil 27 ist mit einem Außengewinde 31 zum Anschluß an eine Quelle von Flaschengas versehen. Dieser Teil 27 umfaßt auch eine Einlaß- oder Ansaugöffnung mit einem mit Innengewinde 32 versehenen Teil sowie einem zylinderförmigen Teil 33, wobei sich der Gewindeteil 32 vom Eingang 34 aus nach innen erstreckt. Der Zylinderteil 33 erstreckt sich bis zu einem Absatz 36, der einen ringförmigen Ventilsitz 37 umfaßt. Vom Ventilsitz 37 zum mittleren Hohlraum 28 führt eine kurze Leitung 38. Eine Auslaßöffnung 39 ragt durch den Auslaßteil 29 und steht mit der Einlaßöffnung 32, 33 über den Hohlraum 28, die Leitung 38 und den Ventilsitz 37 in Verbindung. Der Auslaßteil 29 ist mit einem Außengewinde 41 für den Anschluß an eine Gasleitung wie die Gasleitung 16 versehen.

Eine Dichtung 4 2 ist in der Einlaßöffnung 32, 33 angeordnet und umfaßt einen perforierten Spann- oder Sicherungsring 43, eine Dichtungsscheibe 44 sowie eine Druckfeder 46. Der Spannring 43

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ist als Stöpsel ausgebildet mit einem Gewindeteil 47 für den Eingriff mit dem Gewindeteil 32 der Einlaßöffnung und ist außerdem mit einem kolbenförmigen Teil 48 versehen, der im zylinder förmi gen Teil 33 der Einlaßöffnung gelagert ist. über den

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Spannring 4 3 erstreckt sich ein Schrauben ν »-schlitz 49, damit der Spannring in die Einlaßöffnung hineirigeschraubt werden kann. Durch den Spannring läuft eine Gasleitung 51, welche für den Gasstrom in die Einlaßöffnung sorgt. Ein abgesetztes Tiefbett 52, 53 ist im Kolben 48 ausgeformt. Die Ausnehmung 5 3 bildet einen Lagersitz für die Druckfeder 46, während die Vertiefung 52 eine Pührungsfläche für die Bewegung der Dichtungsscheibe 44 darstellt. Das abgesetzte Tiefbett 52, 53 begrenzt die seitliche Auslenkung der Druckfeder 46 und der Dichtungsscheibe 44, um sicherzustellen, daß die Dichtungsscheibe für eine dichtende Wirkverbindung mit dem ringförmigen Sitz 37 richtig positioniert ist.

Die Dichtungsscheibe 44 umfaßt einen Kopf 54 und einen Schaft 56, der in die Druckfeder 46 hineinragt. Der Kopf 54 ist mit einem gummiähnlichen Elastomer 57 bedeckt, der eine elastisch verformbare Fläche 58 bildet, um eine gasfeste Dichtung im ringförmigen Lagersitz zu ergeben.

Zwischen dem Spannring 4 3 und dem Einlaß 34 ist ein schalenförmiges Filter 59 in die Einlaßöffnung 32 eingesetzt, um die Dosierungsdüse 51 und den Ventilsitz 37 gegen Schmutzteilchen zu schützen, die eindringen können, während das Ventil von einer geleerten Gasversorgungsaniage entfernt und an eine neue aufgefüllte Gasversorgungsanlage angeschlossen wird.

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Das Ventilgehäuse 26 umfaßt einen Nabenteil 61, der sich gegenüber dem Einlaßteil 27 erstreckt. Die Wabe 61 umfaßt ein Innengewinde 62 zur Aufnahme eines Arbeitsaggregates 63. Dieses enthält ein röhrenförmiges Mittelteil 64 mit einem Absatz 66 und einem Gewinde 67. Das Gewinde 67 ist mit dem Gewinde 6 2 des Gehäuses 26 verschraubt, während der Absatz 66 an einem Dichtungsring 68 anliegt, der mit dem Gehäuse 26 eine gasfeste Dichtung bildet. Im Oberteil des Rohres 64 ist ein Polstück 69 angeordnet, welches eine Ringnut 71 für einen Dichtungsring 72 besitzt, der eine gasfeste Dichtung zwischen dem Polstück und dem röhrenförmigen Teil bildet. Eine Platte 73 sowie eine Zylinderkopfschraube 74 sichern die Magnetspule 21 am Polstück 69, das im Preßsitz in das Rohr 64 eingepaßt ist.

Ein hin- und hergehender Anker 76 ist gleitbar im Rohr 64 unter dem Polstück 69 angeordnet. Der Anker 76 umfaßt eine Vertiefung 77, in welcher eine Druckfeder 78 gelagert ist, welche gegen das Polstück 69 Druck ausübt. Das untere Ende des Ankers 76 ragt in den mittleren Hohlraum 28 hinein und besitzt eine Ausnehmung 79, welche ein Lager oder eine Befestigung für einen Tauchkolben 81 bildet. Der Tauchkolben 81 erstreckt sich über die Stirnfläche 82 des Ankers 76 hinaus, durch den inneren Hohlraum 28 und eine kurze Leitung 38 hindurch bis in die Nähe der Fläche 58 der Dichtungsscheibe 44. Die gemeinsame Länge von Anker 76 und Tauchkolben 81 ist so bemessen, daß sie etwas geringer ist als der Abstand zwischen dem Polstück 69 und dem ringförmigen Lagersitz 37. Somit genügt ein geringer Weg an Aufwärtsbewegung des Ankerkolbens, damit die Dichtungsscheibe 44 den ringförmigen Lagersitz 37 abdichtet (Fig. 2), während ein kurzer Weg von Abwärts-

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bewegung bewirkt, daß die Dichtungsscheibe vom ringförmigen Sitz abgehoben wird (Fig. 3).

Das Gehäuse 26 ist mit einem zylinderförmigen Vorsprung 8 3 versehen, der ein Innengewinde 84 für Montage einer Verriegelung besitzt. Die Verriegelung umfaßt einen Verschlußstopfen 86,einen Verschluß- oder Riegelstift 87, eine Verschlußfeder 88 sowie einen Löse- oder Öffnungsring 22. Der Verschlußstopfen 86 umfaßt ein Gewinde 89 im Gewinde 84 und einen Flanschring 91, welcher mit einem Dichtungsring 92 in Eingriff steht, um mit dem Gehäuse 26 eine gasfeste Dichtung zu bilden. Durch den Verschlußstöpsel 86 ragt eine abgesetzte Bohrung 93, 94, 96, 97 hindurch, wobei die Bohrungsteile 96, 97 eine Vorrichtung zur Montage eines Dichtungsringes 98 sowie einer Dichtungshalterungskappe 99 darstellen. Der Verschlußstift 87 besitzt einen Ring 101 sowie eine Nase 102. Die Verschlußfeder 88 drückt gegen den Ring 101,wobei die Nase 102 unterhalb die Stirnfläche 82 des Ankers 76 gedrückt wird, um den Anker und den Tauchkolben in der in Fig. 2 gezeigten zurückgefahrenen Stellung zu halten. Wenn das Ventil geöffnet werden soll, wird der Verschlußring 22 nach rechts in Fig. 2 gezogen, bis die Nase 102 von der Unterflache 82 des Ankers zurückgezogen ist, wodurch sich dieser und der Tauchkolben abwärts bewegen können, um die Dichtungsscheibe 44 zu versetzen (Fig.3).

Im Betrieb genügt eine kurzzeitige Erregung der Magnetspule 21, um den Anker 76 und Tauchkolben 81 von der Dichtungsscheibe 44 abzuheben und gegen das Polstück 69 zu bewegen, worauf die Nase 102 mit Hilfe der Verriegelungsfeder 88 bis zur Unterfläche 82

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des Ankers ausfährt, um die Kombination Anker-Tauchkolben in zurückgezogener Stellung zu halten, selbst wenn die Magnetspule nicht mehr erregt ist. Damit bleiben Anker-Tauchkolben ohne weiteres Zutun in zurückgefahrener Stellung, bis sie durch Handbedienung des Verschlußringes 22 gelöst werden. Wenn der Verschlußring seitlich nach außen gezogen wird, wird die Nase 102 von der Fläche 8 2 zurückgezogen, wodurch die Feder 78 den Anker-Tauchkolben abwärts drücken kann, um die Dichtungsscheibe 44 vom ringförmigen Lagersitz abzuheben (Fig.3). In der geöffneten Stellung kann Gas von der Einlaßöffnung durch den ringförmigen Lagersitz zur Auslaßöffnung strömen. ;"

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Claims

Patentanwälte

Dipl. Ing. H. Hauck

Dipl. Phys. V/. Schmitz

Dipl. Ing. E. Graalfs

Dipl. Ine;. V-¹. Wshnert

Dipl. Phys. U. Carstens

Dr.-Il₀-. V-/. During

rtc:rs3s 23
8 0 0 0 München 2

Borg-Warner Corporation

South Michigan Avenue Anwaltsakte M-454 3

Chicago, 111.60604 (USA) 13. März 1978

Sicherheitsventil

Patentansprüche

I.'Sicherheitsventil zur automatischen Unterbrechung eines Heizgasstromes in Abhängigkeit vom Eintreten eines entfernten Zustandes, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuse (26) mit einer Einlaßöffnung (32) versehen ist, die mit einer Auslaßöffnung (39) über einen Ventilsitz (37) in Verbindung steht, daß eine Dichtung mit einer Dichtungsscheibe (44) im Gehäuse (26) angeordnet ist und dichtend an den Ventilsitz (37) herangedrückt wird, ferner dadurch, daß ein hin- und hergehen-" der Tauchkolben (76) im Gehäuse angeordnet ist und mit der Dichtungsscheibe (44) in Eingriff kommt, weiter dadurch,daß eine Druckvorrichtung (78) im Gehäuse (26) angeordnet ist und den Tauchkolben (76) in eine ausgefahrene Stellung brückt, wobei die Dichtungsscheibe (44) vom Ventilsitz (37) abgehoben wird, daß eine fern-erregbare Magnetspule (21) am Gehäuse (26) montiert ist und so geschaltet ist, daß sie den Tauchkolben (76) in eine zurückgefahrene Stellung drückt, ~

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damit die Dichtungsscheibe (44) mit dem Ventilsitz (37) in Eingriff kommen kann sowie dadurch, daß eine von Hand lösbare Verriegelung (102, 87, 22) so vorgespannt ist, daß sie normalerweise den Tauchkolben (76) in der zurückgefahrenen Stellung hält, wobei eine kurzzeitige Erregung des Magnetventils (21) bewirkt, daß der Tauchkolben (76) in die zurückgezogene Stellung fährt und schließlich dadurch, daß die Verriegelung (Io2, 87, 22) anschließend den Tauchkolben (76) so lange in der zurückgefahrenen Stellung hält, bis sie von Hand gelöst wird.
2. Sicherheitsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (37) in der Einlaßöffnung (32) angeordnet ist, daß die Dichtung einen perforierten Spannring (4 3) umfaßt, die in der Einlaßöffnung (32) angeordnet ist, ferner dadurch, daß der perforierte Spannring (4 3) locker die Dichtungsscheibe (44) umschließt, um die Eingriffsbewegung mit dem sowie die Abhebbewegung vom Ventilsitz (37) zu führen.
3. Sicherheitsventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung eine Scheibendruckfeder (46) umfaßt,welche mit der Scheibe (44) und dem Spannring (43) in Eingriff steht, ferner dadurch, daß der Spannring (43) ein abgesetztes Tiefbett (52, 53) umfaßt, welches einen Lagersitz für eine Seite der Druckfeder (46) sowie eine Wand zur Führung der Bewegung der Scheibe (44) bildet.
4. Sicherheitsventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der perforierte Spannring (4 3) eine im Abstand von der

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Dichtungsscheibe (44) angeordnete Öffnung (51) umfaßt, ferner dadurch, daß diese Öffnung (51) einen Stromungsmitteldurchlaß zwischen dem Eingang der Einlaßöffnung (32) und der Scheibe (44) bildet, wodurch eine Fläche der Scheibe (44) dem Gasdruck in der Einlaßöffnung (32) ausgesetzt ist, um die Scheibe (44) an den Lagersitz (37) anzudrücken.

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