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Ventil zum selbsttätigen Einhalten des Druckes in einem von einem
Verdichter aufgeladenen Druckmittelbehälter Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil
zum selbsttätigen Einhalten und Begrenzen des Druckes in einem von einem Verdichter
aufgeladenen Druckmittelbehälter. Es handelt sich erfindungsgemäß insbesondere um
ein selbsttätiges Absperrventil für den Einlaß des Verdichters, um selbsttätig den
Einlaß abzusperren, wenn der Druck in der Einfüllkammer bzw. dem aufgeladenenDruckmittelbehälter
einen bestimmten Höchstwert erreicht hat. Das Ventil ist ferner derart ausgebildet,
daß es selbsttätig den Einlaß des Verdichters wieder öffnet, wenn der Druck in dem
Druckmittelbehälter auf einen bestimmten Mindestwert gefallen ist. Es ist nicht
neu, Verdichter mit einem selbsttätig sich schließenden Ventil für den Einlaß zu
versehen, jedoch dient das bisher bekanntgewordene Ventil einem anderen Zweck, und
zwar dazu, ein Leeranlaufen des Verdichters zu ermöglichen; es bezweckt nicht, die
Aufladung des vom Verdichter gefüllten Druckmittelbehälters zu begrenzen, sobald
in dem letzteren ein gewisser Druck erzeugt worden ist. Bei der bekannten Ventilanordnung
wird das sogenannte Leeranfahrventil beim Stillstand des Verdichters und während
dessen Anfahren durch Federkraft geschlossen gehalten, und erst wenn der Verdichter
in dem Saugstutzen einen bestimmten
Unterdruck erzeugt, öffnet sich
das Leeranfährventil unter dem. Einfluß@ dieses Unterdruckes, um dann während des
Betriebes durch den auf der Druckseite erzeugten Überdruck offen gehalten zu werden.
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Die Erfindung hat jedoch nichts mit einem Leeranfahren des Verdichters
zu tun; es ist daher auch nicht notwendig, den Einlaß des Verdichters abzusperren,
wenn der Verdichter in Betrieb gesetzt werden soll. Im Gegenteil ist erfindungsgemäß
in dem Ansaugkanal ein Ventilkörper angeordnet, welcher für gewöhnlich durch eine
Druckfeder in Offenlage gehalten wird, und zwar so lange, bis in dem Druckmittelbehälter
der gewünschte Höchstdruck durch den Verdichter erzeugt worden ist, worauf dann
der Ventilkörper durch den Druck im Druckmittelbehälter geschlossen wird.
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Erfindungsgemäß ist ferner das selbsttätige Ab-
sperrventil
so ausgebildet, daß es zwangsläufig geöffnet wird, um den Verdichter jedesmal dann
arbeiten zu lassen, nachdem Druckmittel dem Druckmittelbehälter entnommen wurde,
so daß der Drückmittelbehälter stets gefüllt ist.
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Das Ventil der Erfindung dient insbesondere dazu, ein überladen des
Verdichters zu verhüten, selbst dann, wenn das Ventil zwangsläufig offen gehalten
wird, und zwar während Zeitspannen, bei denen :dauernd dem Druckmittelbehälter das
Druckmittel entnommen wird.
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Als besonderes Merkmal :des neuen Ventils ist hervorzuheben, daß es
nach Bewegen in seine Abschlußlage durch einen Druck geschlossen gehalten wird,
der größer ist als der erforderliche Druck beim Schließen des Ventils.
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Die weiteren neuen: Merkmale und Eigenschaften des Ventils der Erfindung
gehen aus der folgenden Beschreibung näher hervor. Diese Beschreibung bezieht sich
auf ein besonderes Ausführungsbeispiel, welches in der Zeichnung veranschaulicht
ist, und zwar zeigt Fig. z schematisch eine Drucklufterzeugüngsanlage, die mit dem
neuen Ventil der Erfindung ausgerüstet ist, Fig. 2 im vergrößerten Maßstabe einen
Längsschnitt des neuen Ventils.
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Gemäß der Zeichnung ist das Ventil der Erfindung mit einem Luftverdichter
i verbünden, bestehend aus einem Stator 2 und einem exzentrisch darin angeordneten
Rotor 3, der über eine Anzahl Flügel 4 verfügt. Der Stator ist mit einem Einlaßkanal
5 und einem Auslaßkanal6 versehen, welch letzterer in einen Ölabscheider 7 mündet,
von wo aus eine Leitung 9 zu dem Druckmittelbehälter 8 führt. In dem Auslaß 6 des
Verdichters ist ein Rückschlagventil io und in dem Auslaß des Ölabscheiders 7 ein
Rückschlagventil i i angeordnet. Von dem Druckmittelbehälter 8 führt eine Rohrleitung
12 zu einem Druckluftmotor 13, der zum Betätigen irgendeines Antriebes dient, z.
B. einer Bremsvorrichtung. Die dem Druckmittelbehälter entnommene Druckluft kann
durch ein Ventil 14 überwacht werden, welches nach der Darstellung von Hand verstellt
wird: In Verdichtern dieser Art ist es wünschenswert, die Aufladung zu unterbrechen,
sobald in dem Druckmittelbehälter ein bestimmter Höchstdruck erreicht ist. Dieses
wird am besten dadurch erreicht, daß man den Einlaß des. Verdichters verschließt,
so daß keine Luft oder ein anderes Medium, welches durch den Einlaß gewöhnlich angesaugt
wird, verdichtet werden kann. Es ist ferner wünschenswert, daß der Einlaß des Verdichters
nicht nur selbsttätig in dem gewünschten Zeitpunkt abgestellt wird, sondern daß
er auch selbsttätig wieder geöffnet wird, wenn der Druck in dem Druckmittelbehälter
fällt: Erfindungsgemäß wird zu -dem genannten Zweck ein Ventilmechanismus 15 verwendet,
welcher über ein Gehäuse 16 mit dem Einlaßkanal 17 (Fig. 2) und einem Auslaßkanal
18 verfügt, welch letzterer mit dem Einlaßkanal 5 des Verdichters verbunden ist.
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Der mit einem Luftreiniger i9 (Fig: i) versehene Einlaß
17 sowie der Auslaß 18 sind miteinander durch eine Bohrung 2o und eine Kammer
2i verbunden. Dort, wo die Kammer 2 i mit der Bohrung 2o in Verbindung steht, befindet
sieh ein Ventilsitz 22, der mit einem beweglichen Ventilglied 23 zusammenarbeitet.
Das letztere hat die Gestalt eines hohlen Kolbens, an dessen einem Ende ein ringförmiger
Gummiring 24 sitzt, der mit dem Ventilsitz 23 in Eingriff kommen kann, um die Verbindung
zwischen dem Einlaß und dem Auslaß abzusperren. Das Ventilglied 23 ist lose verschiebbar
in einer Bohrung einer Hülse 25 angeordnet, die auf das Ende des Ventilgehäuses
16 geschraubt ist. Diese Hülse 25 steht mit der Kammer 7 des Verdichters durch eine
Leitung 26 in Verbindung.
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Der Kopf des Ventilgliedes 23 hat eine Öffnung ä7, welche von einem
Ventilsitz 28 umgeben ist, zwecks Zusammenarbeit mit einem genuteten Ventilglied
29, das gleitbar in der Bohrung des Hohlkolbens 23 angeordnet ist. Der Kanal
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zwischen der Leitung 26 und dem Innern der Hülse 25 ist ebenfalls mit einem
Ventilsitz 31 versehen, der mit einem genuteten Ventilglied 32 zusammenarbeitet.
Die Ventilglieder 29 und 32 bewegen sich nach entgegengesetzten Richtungen in ihre
Schließlage, und zwischen ihnen ist eine Feder 33 angeordnet, welche für gewöhnlich
beide Ventilglieder gegen ihre entsprechenden- Sitze drückt: In der Bohrung 2ö des
Ventilgehäuses befindet sich eine Feder 34, die sich mit einem Ende gegen das Ventilglied
23 und mit ihrem anderen Ende gegen eine Schulter 35 im Innern des Ventilgehäuses
legt. Die Feder 34 ist kräftiger als die Feder 33; um für gewöhnlich das Ventilglied
23 in die Offenlage zu bewegen, so daß der Einlaß 17 und der Auslaß 18 miteinander
in Verbindung stehen.
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In der in Fig. 2 dargestellten Läge der Einzelteile kann die Außenluft
ungehindert über das Ventil in den Einlaß 5 des Verdichters gelangen, um in dem
letzteren verdichtet zu werden. Die Feder 33 ist von derartiger Stärke, daß in der
Offenlage des Ventilgliedes 23 das Ventilglied 32 so lange in seiner Schließlage
gehalten wird, 'bis der Druck in der
Kammer 7 einen bestimmten Wert
erreicht hat, z. B. 7 kg je Quadratzentimeter. Der Druck in dem Druckmittelbehälter
8 wird im wesentlichen genau so groß sein wie der Druck in der Kammer 7, denn das
Rückschlagventil i i setzt dem Durchstrom des Druckmittels einen nur sehr geringen
oder gar keinenWiderstand entgegen. Wenn derDruck in der Kammer 7 etwas größer wird
als 7 kg je Quadratzentimeter, dann wird das Ventil 32 geöffnet, und die Druckflüssigkeit
strömt in die Kammer 36 hinein, welche durch die Hülse 25 gebildet wird, und gerät
dann auf die linke Seite des Ventilgliedes 23. Wenn der Druck der Druckflüssigkeit
in der Kammer 36 groß genug wird, um die Kraft der Feder 3,4 zu überwinden, wird
das Ventil 23 in die Abschlußlage bewegt, in welcher es gegen seinen Sitz 23 liegt.
Es kann demnach keine Frischluft mehr in den Verdichter eingesaugt werden. Da die
Feder 33 auf das Ventilglied 29 wirkt, wird das letztere zusammen mit dem Ventil
23 nach rechts bewegt. Diese Bewegung gestattet eineAusdehnung der Feder
33 und hat eine Abnahme der Kraft zur Folge, mit welcher die Feder 33 das Ventil
32 nach links in die Abschlußlage bewegt. Die Verhältnisse sind vorzugsweise derartig,
daß, wenn sich das Ventil 23 ganz oder nahezu in Schließlage befindet, ein Abheben
des Ventilgliedes 32 von seinem Sitz bei einem Druck von ungefähr 6,5 kg je Quadratzentimeter
erfolgt, an Stelle von 7 kg je Öuadratzentimeter in dem Falle, wenn das Ventil 23
offen ist. Man erkennt daher, daß bei Bewegen des Ventils 23 nach rechts ein höherer
Druck auf dasselbe einwirkt, was zur Folge hat, daß das Ventil 23 schnell auf seinen
Sitz 22 bewegt wird. Dieser Druck, welcher ungefähr 0,5 kg je Quadratzentimeter
höher ist, ist .nun wirksam, um das Ventil 23 geschlossen zu halten. Dieser zusätzliche
Druck wird auch ein Klappern, des Ventils 23 gegen den Sitz und von dem Sitz hinweg
verhüten. Ein Klappern des Ventils a3 würde eintreten, wenn der Druck, der auf das
Ventil einwirkt, gerade groß genug wäre, um die Kraft der Feder 33 auszugleichen.
Das Druckmittel, welches an dem lose eingepaßten Ventilglied 23 vorbeiströmt, gerät
in den Verdichter und wird abermals verdichtet und in die Kammer 7 getrieben.
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Wenn der Druck in der Kammer 7 unterhalb 6,5 kg je Quadratzentimeter
fällt, was eintritt, wenn dem Behälter 8 Druckmittel entnommen wird oder wenn an
irgendeiner Stelle der Kammer 7 oder dem Behälter 8 oder in den Verbindungen Undichtigkeiten
vorhanden sind, dann wird das Ventilglied 32. zwangsläufig durch die Wirkung der
Feder 33 in Abschlußlage bewegt. Da das Ventilglied 23 locker mit Schiebepassung
in der Hülse 25 angeordnet ist, so wird der Druck in der Kammer 36 infolge dieses
Spielraumes, mit welchem das Ventilglied 23 eingepaßt ist, schnell abfallen. Dieser
Druckverlust in der Kammer 36 hat zur Folge, j daß die Feder 34 zur Wirkung kommt
und das Ventil 23 in seine Offenlage bewegt. Der Einlaß 17 und der Auslaß 18 sind
nun wieder miteinander in Verbindung, und es kann abermals Frischluft in den Verdichter
eingesaugt werden, bis der ursprüngliche Druck von 71.g je Quadratzentimeter wiederhergestellt
ist.
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Unter Umständen mag es wünschenswert sein, denDruckmittelbehälter
sogleichwieder aufzuladen, sobald irgendwelches Druckmittel aus ihm entnommen ist,
und zwar selbst dann, wenn der Druck weniger als o,5 kg je Quadratzentimeter gefallen
ist. Dieser letztgenannte Druckabfall ist nämlich notwendig, um eine Bewegung des
Ventilgliedes 23 in seine Offenlage zu bewirken, wenn der Anfangsdruck bzw. Höchstdruck
7 kg je Quadratzentimeter ist. Erfindungsgemäß wird die sofortige Wiederaufladung
des Druckmittelbehälters durch einen Kolben 37 und eine Stange 38 erreicht, welche
das Ventilglied 29 zwangsläufig öffnen, um den Druck in der Kammer 36 aufzuheben,
damit die Feder 34. wirksam wird und das Ventil 23 in seine Offenlage gelangt. Der
Kolben 37 ist lose verschiebbar in der Bohrung einer Hülse 39 angeordnet, welche
in das Ventilgehäuse 16 hineingeschraubt ist. Die Bohrung dieser Buchse ist andererseits
mittels einer Leitung d.o mit der Leitung 12 des Druckmittelsystems verbunden, und
zwar an einer Stelle zwischen dem Ventil 14 und dem Druckmittelmotor 13. Ein Ende
des Kolbens 37 ist mit einem ringförmigen Flansch 41 versehen, welcher in Anlage
mit einem Gummiring 42 kommt, der auf dem Anschlag 35 angeordnet ist, wenn der Kolben
37 nach links verschoben worden ist. Hierdurch wird verhütet, daß in dieser Endstellung
des Kolbens kein Druckmittel durch das Kolbenspiel aus dem Kanal 40 ,entweichen
kann.
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Jedesmal dann, wenn das Überwachungsventil 1.4 geöffnet wird, um dem
Druckmittelmotor 13 Druckluft zuzuführen, wird auch durch dieses Druckmittel der
Kolben 37 nach links verschoben. Befindet sich das Ventilglied 23 in seiner Abschlußlage,
dann wird bei der Verschiebung der Stange 38 nach links das Ventil 29 beaufschlagt
und in Offenlage bewegt, so daß der in der Kammer 36 herrschende Druck aufgehoben
wird, um der Feder 34 zu gestatten, das Ventilglied 23 in die Offenlage zu bewegen
und Frischluft in den Verdichter eintreten kann, wobei der Anfangsdruck von 71c9
je Quadratzentimeter in dem Druckmittelbehälter 8 wiederhergestellt wird. Man erkennt,
daß bei Sinken des Druckes in dem Druckmittelbehälter, beispielsweise lediglich
um 0,25 kg je Quadratzentimeter, dieser Druckverlust sogleich wieder ausgeglichen
wird, während ohne Verwendung des Kolbens 37 und der Stange 38 erst bei einem Druckabfall
von o,5 kg je Quadratzentimeter der Druckausgleich stattfinden würde.
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Wenn der Druckmittelmotor 13 mit dem Druckmittelbehälter 8 für eine
längere Zeitperiode verbunden wird, dann wird sich das Ventilglied 23 ebenfalls
während dieser Zeitperiode in Offenlage befinden. Unter diesen Umständen ist es
jedoch unmöglich, daß etwa der Verdichter den Druckmittelbehälter zu stark aufladen
kann, denn sobald der Druck in dem Druckmittelbehälter den Wert von 7 kg je Quadratzentimeter
übersteigt, wird das Ventilglied 32 in die Offenlage bewegt, und der überschüssige
Druck ist ausreichend, um das
Ventil 23 von dem Ventil 29, welches
durch die Stange 38 gehalten wird, fortzubewegen, und .es kann nunmehr die Druckluft
durch die Kammer 36 hindurch und durch die Öffnung 27 zur Atmosphäre über den Luftreiniger
strömen.
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Sollte die Verbindung zwischen der Rohrleitung 9 und idem Behälter
8 nicht ganz dicht sein und fällt infolge dieser Uridichtigkeit der Druck in dem
Behälter bis auf 6;5 kg je Quadratzentimeter, dann wird, da der Druck in der Kammer
7 ebenfalls die gleiche Höhe haben wird, das Ventilglied; 32 geschlossen, und das
Ventilglied 23 wird dann geöffnet, so daß der Verdichter beginnt, den Druck
wieder auf 7 kg j e Quadratzentimeter zu erhöhen. Man erkennt an dieser Arbeitsweise,
daß sich in der Anlage eine Uridichtigkeit befindet.
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Wenn man-nicht den Druck in dem Drückmittelbehälter stets auf seine
maximale Höhe bringen will, und zwar dann, wenn man das Druckmittel entnommen hat,
dann, kann man den, Kolben 37; die Stange 38 und den Kanal q:0 fortlassen. Unter
diesen Verhältnissen wird dann der Druckabfall mindestens o,5 kg je Quadratzentimeter
betragen, bevor der Verdichter beginnt, den Druckmittelbehälter auf seinen höchsten
Druck wieder aufzuladen.
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Abgesehen von dieser neuartigen Wirkung des -Ventils der Erfindung
zeichnet sich das Ventil auch durch eine äußerst einfache Bauart aus. Die Ventilglieder
23 und auch der Kolben 37 haben eine leichte Passung, und die Reibung zwischen den
gleitenden Teilen ist daher auf ein Mindestmaß herabgesetzt. Ferner ist die Bauweise
derart, daß keine Packungshülsen erforderlich sind, welche eine vergrößerte Reibung
verursachen und häufig gegen Ab:-nutzurig erneuert werden müssen.