DE975424C - Ventilanordnung zum langsamen Einlass, aber schnellen Auslass eines Druckmittels, z. B. an Foerderbremsen - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 23. NOVEMBER 1961

G₉O₇SXII₃₅C

Es ist bekannt, Förderhaspel mit druckluftgesteuerten Bremsen zu versehen in der Weise, daß ein der Bremsleistung entsprechend bemessenes Gewicht durch Druckluft angehoben wird. Soll die Bremse betätigt werden, so wird lediglich die Druckluft umgesteuert. Die Verbindung des Druckluftzylinders mit der Zuführungsleitung wird unterbrochen, und gleichzeitig wird eine Luftaustrittsöffnung freigelegt. Die eigentliche Bremsung erfolgt also auf rein mechanischem Wege unter Ausnutzung der potentiellen Energie, die dem zuvor angehobenen Gewicht innewohnt.

Um wirksam bremsen zu können, ist einerseits eine möglichst schnelle Entlastung des Druckluftzylinders erwünscht; andererseits aber soll die Befüllung weniger plötzlich erfolgen, damit das Fallgewicht beim Anheben keine zu großen Geschwindigkeiten erreicht.

Gegenstand der Erfindung ist eine Ventilanordnung zum langsamen Einlaß, aber schnellen Auslaß eines Druckmittels, z. B. zur Betätigung einer mittels Druckluft gelüfteten Fallgewichtsbremse in Förderanlagen, wobei zwischen dem eigentlichen Steuerorgan, ζ. B. einem Dreiwegehahn, und dem Arbeitszylinder, anschließend an den letzteren, eine Erweiterung der Druckmittelleitung vorgesehen ist, in welcher ein als Kolben ausgebildeter Ventilkörper gleitet, der bei Umsteuerung des Steuerorgans auf Auslaß eine zusätzliche Auspufföffnung freilegt. Das Neue besteht darin, daß die Erweiterung der Druckmittelleitung in den Arbeitszylinder mit einer als Ventilsitz für den Ventilkörper ausgebildeten Öffnung mündet, deren Querschnitt größer ist als der der Druckmittelleitung, aber kleiner als der der Erweiterung, und daß der

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Ventilkörper eine dauernd offene Durchtrittsöffnung aufweist, deren Querschnitt kleiner ist als der der Druckmittelleitung, so daß das Druckmittel bei Stellung des Steuerorgans auf Einlaß durch den Ventilkörper hindurch nur gedrosselt in den Arbeitszylinder eintreten kann und nach Druckausgleich vor und hinter dem Ventilkörper diesen auf Grund der sich aus den verschiedenen Querschnitten ergebenden Differenz der Druckkräfte auf seinem Ventilsitz festhält, ίο Zweckmäßig trägt der Ventilkörper auf seiner dem Arbeitszylinder zugekehrten Seite einen Absperrkegel. Es ist vorteilhaft, den Ventilkörper möglichst leicht zu machen und ihm die Gestalt eines topfförmigen Hohlkörpers zu geben, dessen freier Rand als Ventilkegel ausgebildet ist, während im Boden eine kleine Drosselöffnung angeordnet wird.

Es wurde schon vorgeschlagen, bei einem hydraulischen Stoßdämpfer für Kraftfahrzeuge im Boden des hydraulischen Zylinders ein Ventil anzuordnen, welches so je nach den gegebenen Druckverhältnissen zur einen oder anderen Seite hin öffnet. Bei einem Überdruck in dem Zylinder tritt der Überschuß an Öl entgegen dem Druck einer Ventilbelastungsfeder in einen Sammelbehälter aus. Läßt der Druck in dem Zylinder nach und bewegt sich der Kolben zurück, so saugt er auf einem anderen Wege die zuvor ausgetretene Flüssigkeitsmenge in den Zylinder zurück. Diese vorbekannte Einrichtung hat eine grundsätzlich andere Wirkungsweise als die hydraulische Einrichtung, die gemäß der Erfindung Anwendung findet.

Außerdem sind bereits Ventilanordnungen zur Lösung des der Erfindung zugrunde liegenden Problems bekannt, bei welchen mindestens zwei Ventilkörper zur Anwendung gelangen und ferner im Gegensatz zu der erfindungsgemäßen Anordnung der Einlaß des Druckmittels in den Zylinder nur unter Zusammendrücken einer Feder erfolgen kann, während der Auslaß aus dem Zylinder jeweils unter Unterstützung durch die Kraft derselben Feder vor sich geht. Dadurch ist einerseits ein bestimmter Mindestdruck im Netz zum Einlaß in den Zylinder nötig, andererseits besteht die Möglichkeit, daß bei einem Nachlassen des Druckes im Netz, z. B. bei einer Druckschwankung, die Feder den Ventilkörper so weit zurückdrückt, daß er den Auslaß freigibt, ohne daß aber die Druckleitung auf Auslaß geschaltet ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. ι schematisch das Bremsgestänge eines Förderhaspeis,

Fig. 2 die Ventilanordnung gemäß der Erfindung, in vergrößertem Maßstab.

Die Betätigung der in der Zeichnung nicht dargestellten Bremse erfolgt durch Verschwenken eines Winkelhebels 10, der bei 11 ortsfest gelagert ist und an den bei 12 das zu den Bremsbacken führende Gestänge 13 angeschlossen ist. Der Winkelhebel 10 steht unter der Einwirkung des Fallgewichtes 14. Dieses Gewicht wird angehoben und in seiner angehobenen Lage gehalten durch den Druckluftkolben 15, der sich in dem Arbeitszylinder 16 bewegt. Die Einführung der Druckluft in den Arbeitszylinder 16 erfolgt durch die Druckmittelleitung 17 über den Mehrwegehahn 18.

Bei der gezeichneten Einstellung des Mehrwegehahnes 18 tritt Druckluft, die in der Pfeilrichtung 19 zugeführt wird, von unten in den Arbeitszylinder 16 ein. Sie durchströmt dabei die Erweiterung 20 der Druckmittelleitung 17, die erfindungsgemäß mit einer als Ventilsitz für den Ventilkörper 22 ausgebildeten Öffnung 21 in den Arbeitszylinder 16 mündet, wobei der Querschnitt der Öffnung 21 größer ist als derjenige der Druckmittelleitung 17, aber kleiner als der Querschnitt der Erweiterung 20. Ferner weist der Ventilkörper 22 eine dauernd offene Durchtrittsöffnung 24 auf, deren Querschnitt kleiner ist als derjenige der Druckmittelleitung 17, so daß das Druckmittel bei Stellung des Steuerorgans 18 auf Einlaß durch den Ventilkörper hindurch nur gedrosselt in den Arbeitszylinder eintreten kann. In der Erweiterung 20 ist der Ventilkörper 22 gleitend geführt; er trägt auf seiner dem Arbeitszylinder 16 zugekehrten Seite den Absperrkegel 23, welcher mit der entsprechend ausgebildeten Sitzkante der Öffnung 21 zusammenarbeitet. Der Ventilkörper ist ein topfförmiger Hohlkolben, dessen freier Rand als Ventilkegel 23 ausgebildet ist. Im Boden 25 des Ventilkörpers 22 ist eine kleine Drosselöffnung 24 angebracht, die wesentlich kleiner als die Öffnung 21 ist. Strömt die Druckluft in der in Fig. 1 dargestellten Richtung 19 in den Arbeitszylinder 16 ein, so wirkt der Druck gleichzeitig auf die Bodenfläche 25 des Ventilkörpers 22 und hebt diesen an, so daß sein Ventilkegel 23 eine Abdichtung an der Sitzkante bewirkt. Durch die Drosselöffnung 24 gelangt Druckluft nur langsam in den Zylinder 16, so daß der Kolben 15 mit dem Fallgewicht 14 langsam angehoben wird. Der Kolben bleibt in dieser Lage stehen, bis eine Bremsung erfolgen soll. Um eine solche auszulösen, wird der Mehrwegehahn 18 aus der Stellung 18« in die Stellung 18& umgelegt. Dadurch wird einmal der Zufluß 19 abgesperrt und gleichzeitig der Auslaß geöffnet, so daß die Druckluft in der Pfeilrichtung 19a abströmen kann. Allerdings strömt nur ein Teil der Druckluft durch die Leitung 17 zurück, weil in der Öffnung 24 eine starke Drosselung erfolgt. Zugleich wird aber auch der Ventilkörper 22 auf seiner Unterseite von dem Druck in der Erweiterung 20 entlastet. Der Ventilkörper 22 gibt die Öffnung 21 frei, und es kann zusätzlich Druckluft durch die Auspufföffnung 26 abströmen. Der Austritt der Druckluft erfolgt dort nahezu ohne jede Drosselung, so daß im Augenblick die volle potentielle Energie des Bremsgewichtes 14 zur Betätigung der Bremse zur Verfügung steht.

Bei der in Fig. 2 veranschaulichten Stellung des Ventilkörpers 22, der bei der gezeigten Stellung die Öffnung 21 abschließt, herrscht in dem Raum unterhalb der Drosselöffnung 24 und oberhalb der Ventilsitzebene 21 der gleiche Druck. Dieser Druck wirkt also in dem oberen Raum auf die Kolbenfläche, die vom Durchmesser des Ventilsitzes begrenzt ist. In dem unteren Raum wirkt dieser Druck auf eine erheblich größere Fläche, die durch den Durchmesser der Erweiterung 20 bestimmt wird. Es herrscht somit kein Kräftegleichgewicht, da der auf die größere Fläche wirkende Druck den auf die kleinere Fläche wirkenden Druck übersteigt. Es ist daher bei gleichem

Druck in beiden Räumen stets eine Kraft in Schließrichtung auf den Ventilkörper wirksam.

Bei Druckschwankungen können sich die Druckräume oberhalb und unterhalb des Ventilkörpers 22 stets über die Drosselbohrung 24 ausgleichen. Dabei spielt das Gewicht des Ventilkörpers keine Rolle.

Dies gilt für den Normalzustand, bei dem auch Druckschwankungen, die für den Betrieb des Haspels ungefährlich sind, auftreten können. Wird nun durch das Ansprechen von Sicherheitseinrichtungen das Steuerorgan 18 plötzlich so umgesteuert, daß in dem Raum unterhalb des Ventilkörpers 22 durch Abströmen der Druckluft der Druck auf den atmosphärischen Druck absinkt, dann wirft der Überdruck in dem darüberliegenden Raum das Ventil mit großer Kraft, d. h. schlagartig, in die andere Ventilendstellung, so daß die großen Auslaßschlitze 26 frei werden. Das Gewicht 14 fällt ab und betätigt die über die Hebel 10 an ihm angeschlossenen Einrichtungen.

Praktische Versuche haben ergeben, daß mit Hilfe der beschriebenen Einrichtung eine außerordentlich präzise Betätigung der Bremse möglich ist.

Elementenschutz und Schutz für eine Unterkombination werden nicht beansprucht.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   I. Ventilanordnung zum langsamen Einlaß, aber schnellen Auslaß eines Druckmittels, z. B. zur Betätigung einer mittels Druckluft gelüfteten Fallgewichtsbremse in Förderanlagen, wobei zwischen dem eigentlichen Steuerorgan, ζ. Β. einem Dreiwegehahn, und dem Arbeitszylinder, anschließend an den letzteren, eine Erweiterung der Druckmittelleitung vorgesehen ist, in welcher ein als Kolben ausgebildeter Ventilkörper gleitet, der bei Umsteuerung des Steuerorgans auf Auslaß eine zusätzliche Auspufföffnung freilegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Erweiterung (20) der Druckmittelleitung (17) in den Arbeitszylinder (16) mit einer als Ventilsitz für den Ventilkörper (22) ausgebildeten Öffnung (21) mündet, deren Querschnitt größer ist als der der Druckmittelleitung, aber kleiner als der der Erweiterung, und daß der Ventilkörper eine dauernd offene Durchtrittsöffnung (24) aufweist, deren Querschnitt kleiner ist als der der Druckmittelleitung, so daß das Druckmittel bei Stellung des Steuerorgans (18) auf Einlaß durch den Ventilkörper hindurch nur gedrosselt in den Arbeitszylinder eintreten kann und nach Druckausgleich vor und hinter dem Ventilkörper diesen auf Grund der sich aus den verschiedenen Querschnitten ergebenden Differenz der Druckkräfte auf seinem Ventilsitz festhält.
2. 2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (22) auf seiner dem Arbeitszylinder (16) zugekehrten Seite einen Absperrkegel (23) trägt.
3. 3. Ventilanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (22) ein topfförmiger Hohlkolben ist, dessen freier Rand als Ventilkegel (23) ausgebildet ist, während im Boden (25) eine kleine Drosselöffnung (24) angeordnet ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   Deutsche Patentschriften Nr. 487 476, 683 080, 701908, 724617, 735860;
   USA.-Patentschrift Nr. 2 583 169.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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