DE1525651B2

DE1525651B2 - Auslaufventil fuer druckspeicherbehaelter

Info

Publication number: DE1525651B2
Application number: DE1966G0048593
Authority: DE
Inventors: Edward M. Beverly Hills Calif. Greer (V.StA.)
Original assignee: Greer Hydraulics, Inc., Los Angeles, Calif. (V.StA.)
Priority date: 1965-11-30
Filing date: 1966-11-29
Publication date: 1976-09-09
Also published as: DE1525651A1; GB1163335A; US3420273A; FR1501592A

Description

Die Erfindung betrifft ein Auslaufventil mit einem in der Auslauföffnung eines hydraulischen Druckspeicherbehälters vorgesehenen, zwischen zwei Anschlägen bewegbaren zylindrischen, Durchlässe aufweisenden Ventilverschlußstück, das in seiner einen Endstellung den vollen Querschnitt für den Zufluß von Flüssigkeit in den Behälter und in der anderen Endstellung einen kleineren Querschnitt für den gedrosselten Ausfluß aus dem Behälter freigibt, in welchem eine dessen Inneres in· zwei Räume teilende, blasenförmige, dehnbare Trennwand angeordnet ist, deren der Auslauföffnung des Behälters zugewandtes Ende als mit einem an dieser vorgesehenen Ventilsitz zusammenwirkendes Verschlußstück ausgebildet ist.

Bei den bekannten Auslaufventilen dieser Art wird das in zwei Endstellungen unterschiedliche Ein- und Auslaßquerschnitte aufweisende Ventilverschlußstück unmittelbar von der blasenförmigen Trennwand betätigt, was die Gefahr eines Einklemmens und einer Beschädigung der Trennwand mit sich bringt.

Aufgabe der Erfindung ist es, solche Betriebsstörungen und Beschädigungen zu vermeiden. Es geschieht dies dadurch, daß der die Bewegung des Verschlußstükkes des Auslaufventil in Richtung zum Behälterinneren begrenzende Anschlag in Abstand von dem an der dem Behälterinneren zugewandten Stirnseite der Hülse gebildeten Ventilsitz für das am Ende der Blase befindliche Verschlußstück angeordnet ist und der entgegengesetzte Anschlag als einen Teil der das Auslaufventilverschlußstück in Achsrichtung durchdringenden Durchlässe verschließender Ventilsitzfläche ausgebildet ist. Auf diese Weise kann die Trennwand mit dem in zwei Endstellungen unterschiedliche Ein- und Auslaßquerschnitte aufweisenden Ventilverschlußstück nicht mehr in Berührung treten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt die Zeichnung, und zwar ist

F i g. 1 ein Längsschnitt durch einen Druckspeicherbehälter mit dem Auslaufventil gemäß der Erfindung,

F i g. 2 ein Längsschnitt durch den unteren Teil des Druckspeicherbehälters mit dem Auslaufventil in vergrößertem Maßstab,

Fig.2a ein Axialschnitt durch das Auslaufventilverschlußstück und die Durchlässe desselben verschließende Ventilsitzfläche in noch größerem Maßstab,

F i g. 3 ein Grundriß des Auslaufverschlußstückes und

F i g. 4 eine schematische Darstellung eines Anwendungsfalles des Druckspeicherbehälters mit dem Auslaufventilverschlußstück gemäß der Erfidnung.

Ein Druckspeicherbehälter nach Fig.! hat einen im wesentlichen starren zylindrischen Mantel 11 mit einem geschlossenen Ende 12, in dessen Axialbohrung eine Hülse 13 eingesetzt ist. Das innere Ende 15 der Hülse 13 hat einen nach außen abstehenden Ringflansch 16, der auf dem Umfang der Axialbohrung 14 aufsitzt und woran sich eine Schrägfläche 19 anschließt. Durch eine Schweißnaht 17 ist die Hülse festgelegt.

Durch die Hülsenbohrung 18 kann ein Druckmittel strömen, und die Schrägfläche 19 bildet einen Ventilsitz.

Die offene Seite des Mantels 11 ist durch einen becherförmigen Deckel 21 verschlossen, der außen auf seiner Seitenwand 23 eine Ringnut 22 zur Aufnahme des

Randwulstes 37 der blasenförmigen Trennwand 35 hat, welche aus Gummi od. dgl. besteht.

Der obere Rand 39 des Mantels 11 ist nach innen über den Deckel herübergebördelt, wodurch der Deckel festgehalten wird. Im Mittelabschnitt 31 des Deckels 21 befindet sich ein nach innen vorstehender Ansatz 49, der ein Gaseinlaßventil 51 enthält, durch das hindurch die Blase 35 mit Druckgas gefüllt werden kann.

Auf dem geschlossenen Ende 36 der Blase 35 sitzt ein Verschlußstück 52, das die Form eines hohlen Knopfes hat und z. B. aus dünnem Stahl oder Aluminiumblech besteht. Das Verschlußstück 52 hat einen im wesentlichen kegelstumpfförmigen Längsschnitt, wobei das im Durchmesser kleinere Ende ein Führungsloch 53 hat.

Die Seitenwand 56 des Verschlußstückes 52 arbeitet im Betrieb mit dem Ventilsitz 19 zusammen.

Das äußere Ende 61 der Hülsenbohrung 18 hat Innengewinde, in welches ein Nippel 62 eingeschraubt ist. Der Nippel 62 hat einen abstehenden Ringflansch 63, der an dem äußeren Ende 64 der Hülse 13 anliegt. In einer Ringkehle 65 des Nippels 62 liegt eine Dichtung 66, die beim Einschrauben des Nippels 62 gegen eine abgefaßte Innenseite 67 der Bohrung 18 gedrückt wird.
m. Die Hülsenbohrung 18 hat eine Ringschulter 68, die als Anschlag für eine Endstellung eines verschiebbaren Verschlußstückes 69 dient, während ein Anschlag für die zweite Endstellung des Verschlußstückes 69 von der Stirnseite des inneren Endes 77 des Nippels 62 gebildet wird.

Das Verschlußstück 69 besteht aus einer Scheibe aus steifem Material (Fig.2 und 3), und es hat einen Mitteldurchlaß 72 und mehrere bogenförmige Durchlaßschlitze 73, die außen von einem Rand 75 begrenzt sind.

Der Mitteldurchlaß 72 liegt koaxial mit der Bohrung 18 und die bogenförmigen Durchlaßschlitze 73 liegen in einer Linie mit der Stirnseite 71 des Nippels 62. Die Breite des Anschlages 68 ist im wesentlichen gleich der Breite des Randes 75 des Verschlußstückes 69, der zwischen dem Außenumfang 76 der bogenförmigen ^₀ Durchlaßschlitze 73 und dem Außenumfang 74 des Verschlußstückes 69 liegt. Wird der Rand 75 des Verschlußstückes 69 gegen den Anschlag (68) gedrückt, so ist über die bogenförmigen Schlitze 73 und dazu noch ^ über die Mittelbohrung 72 ein unbeschränkter Durchlaß fs für das Druckmittel vorhanden.

Die Breite der inneren Stirnseite 71 des Nippels 62 ist größer als die Breite der bogenförmigen Schlitze 73, so daß, wenn das Verschlußstück 69 auf der inneren Stirnseite 71 des Nippels 62 sitzt, die Schlitze 73 abgedeckt sind und ein Druckmittelfluß lediglich über die Mittelbohrung 72 erfolgen kann.

Der Querschnitt der Bohrung 78 am inneren Ende 77 des Nippels 62 ist etwas kleiner als der Gesamtquerschnitt der bogenförmigen Schlitze 73 und der Mittelbohrung 72.

Der Bereich des ringförmigen Raumes a zwischen der Stirnseite 71 des Nippels 62 und der Unterfläche 79 des an dem Anschlag 68 anliegenden Verschlußstückes 69 ist zusammen mit dem Bereich der Mittelbohrung 72 ^o ebenfalls etwas größer als der Querschnitt des inneren Endes 77 der Bohrung 78.

Es ergibt sich also, daß ein durch das Auslaßventil in den Raum 61a des Mantels 11 gerichteter Flüssigkeitsstrom zuerst das Verschlußstück 69 gegen den Anschlag 68 drückt, in welcher Endstellung das Verschlußstück 69 vollen Durchgang gewährt und dann das Verschlußstück 52 am Blasenende abgehoben und die Blase 35 zusammengedrückt wird. Wird umgekehrt der. Innenraum 60 der Blase 35 unter entsprechenden Gasdruck gesetzt, so bewegt die aus dem Raum 61a ausgetriebene Flüssigkeit das Verschlußstück 69 gegen die Anschlagfläche 71, wodurch das Verschlußstück 69 nur noch einen stark verringerten Durchgangsquerschnitt hat. Später kommt es dann auch zum Anlegen des Verschlußstückes 52 auf den Ventilsitz 19.

Der beschriebene Druckspeicherbehälter kann für verschiedene Verwendungszwecke von Nutzen sein, bei denen der Druckmittelfluß in Richtung nach innen unbeschränkt und der in Richtung nach außen beschränkt sein soll. Eine besondere Verwendung zeigt die F i g. 4.

Der Druckspeicherbehälter ist gemäß Fig.4 einem Ackerpflug zugeordnet.

Dieser Pflug hat einen Rahmen 81, auf dem mehrere Pflugscharen 82 sitzen, von denen nur eine in der Zeichnung dargestellt ist. Jede Pflugschar 82 ist schwenkbar an einer Gelenkstelle 83 mit der Unterseite des Rahmens 81 verbunden. Die Pflugschar 82 wird mit Hilfe einer hydraulischen Betätigungsvorrichtung 85 in Betriebsstellung gehalten, die an ihrem einen Ende 86 am Rahmen 81 sitzt und deren Kolbenstange 87 schwenkbar an einer Gelenkstelle 88 mit der Pflugschar 82 verbunden ist.

Wird ein Kolben 89 der Befestigungsvorrichtung 85 mit der zugehörigen Kolbenstange nach außen gedruckt, indem Druckmittel über eine Öffnung 91 der Betätigungsvorrichtung 85 zugeführt wird, so schwenkt die Pflugschar 82 in der Figur gesehen im Uhrzeigersinn, was durch den Anschlag eines Vorsprunges 92, der sich am oberen Abschnitt der Pflugschar befindet, gegen eine Einstellschraube 93 begrenzt ist.

Die öffnung 91 ist über eine Leitung 94 mit dem Nippel 62 des Speichers und über ein Einwegventil 95 mit einem Beladeventil 96 verbunden.

Beim Betrieb der Anlage gemäß Fig.4 wird die von der Blase 35 gebildete Kammer 60 mit unter Druck stehendem Gas beladen. Die Blase 35 dehnt sich aus und füllt den Mantel 11 im wesentlichen aus. Das Verschlußstück 52 bewegt sich nach unten bis es auf den Ventilsitz 19 gelangt, womit die Bohrung 18 geschlossen und ein Austreiben der Blase verhindert ist.

Zu diesem Zeitpunkt sitzt das Verschlußstück 69, wenn sich der Speicher in senkrechter Lage befindet, aufgrund seines Eigengewichts auf der Anschlagsfläche 71 des Nippels 62.

Eine Druckmittelzufuhrstelle für öl, deren Druck größer ist als der des in der Blase 35 vorhandenen Gases, wirkt dann über das offene Beladeventil 96 und belädt die Anordnung. Das öl fließt über das Einwegventil 95 und durch die Leitung 94 in die öffnung 91 der hydraulischen Betätigungsvorrichtung 85, womit die Pflugschar 82 im Uhrzeigersinn geschwenkt wird, wobei diese Schwenkung durch den Anschlag des Vorsprunges 92 an die Einstellschraube 93 begrenzt ist. Außerdem fließt das unter Druck stehende öl durch die Bohrung 78 des Nippels 62, und es drückt gegen die Unterfläche 79 des Verschlußstückes 69. Das Verschlußstück 69 bewegt sich schnell nach oben bis sein Rand 75 gegen den Anschlag 68 stößt.

Durch diese Bewegung, die nur verhältnismäßig klein ist, sind die bogenförmigen Schlitze 73 vollständig freigekommen, und das unter Druck stehende öl fließt im wesentlichen ohne Einschränkung durch die bogenförmigen Schlitze 73 und außerdem durch den Mitteldurchlaß 72. Das öl drückt dann gegen das

Verschlußstück 52, und es hebt dasselbe schnell von seinem Sitz ab, womit ein Beladen der Kammer 61a möglich ist.

Die Blase 35 wird weiterhin verformt, womit das in ihr befindliche Gas zusammengedrückt wird.

Der Speicher wira solange beladen, bis der Druck sich so weit aufgebaut hat, daß die Betätigungsvorrichtung 85 imstande ist, die notwendige Kraft auf die Pflugschar 82 zu übertragen, was von dem besonderen Aufbau der vorhandenen Pflugschar abhängt.

Darauf wird das Beladeventil 96 geschlossen, und der Pflug ist betriebsbereit.

Wird der Pflug beispielsweise mit Hilfe eines Traktors durch ein Ackerfeld gezogen, so bleibt die Pflugschar 82 aufgrund der von der hydraulischen Betätigungsvorrichtung 85 ausgeübten Kraft, die von dem beladenen Speicher geliefert wird, in der in Fig.4 gezeigten Stellung.

Sollte die Pflugschar auf ein Hindernis im Erdboden beispielsweise gegen einen Felsbrocken R stoßen, so tritt eine plötzliche Kraft auf, welche bestrebt ist, die Pflugschar 82 um ihre Gelenkstelle 83 gegen den Uhrzeigersinn zu schwenken. Der Kolben 89 bewegt sich dann einwärts, und er verursacht einen plötzlichen Druckmittelstoß auf das Öl in der Leitung 94. Das mit hoher Geschwindigkeit strömende Öl fließt durch den Nippel 62 des Speichers und drückt gegen die Unterfläche 79 des Verschlußstückes 69, wodurch dieses nach oben gegen den Anschlag 68 gedrückt wird. Es ist dann ein im wesentlichen uneingeschränkter Ölfluß durch den Nippel 62 in die Ölkammer 61a des Speichers über die Durchlässe 72, 73 möglich. Die Blase 35 verformt sich unverzüglich, und das darin befindliche Gas wird komprimiert, und es fängt den plötzlichen Stoß auf. Die Pflugschar 82 kann somit ausweichen.

Wird der Pflug weitergezogen, so fährt die Pflugschar 82 über das Hindernis hinweg, und ist dies geschehen, so läßt die Kraft, die den Kolben 89 einwärts bewegt hat, auch wieder plötzlich nach. Es ist also nun ein plötzlicher großer Unterschied zwischen dem auf der Innenseite des Speichers und dem in der Betätigungsvorrichtung

ίο herrschenden Druck vorhanden.

Aufgrund dieses Druckunterschiedes ist die auf die Oberseite 99 des Verschlußstückes 69 ausgeübte Kraft sehr viel größer als die gegen die Unterfläche 79 desselben wirkende. Das Verschlußstück 69 wird dadurch sehr schnell nach unten gegen die Anschlagfläche 71 des Nippels 62 geschoben. Damit sind die bogenförmigen Durchlaßschlitze 73 abgedeckt, und das Druckmittel kann lediglich durch den verhältnismäßig kleinen Mitteldurchlaß 72 in die Leitung 94 und in die

Öffnung 91 der hydraulischen Betätigungsvorrichtung 85 fließen. Aufgrund dieser Beschränkung des Druckmittelflusses aus dem Speicher dehnt sich die im Speicher befindliche Blase 35 verhältnismäßig langsam aus, so daß das auf der Blase 35 sitzende Verschlußstück 52 im Abstand von dem Ventilsitz 19 bleibt.

Weil das Druckmittel in die hydraulische Betätigungsvorrichtung 85 mit verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit fließt, bewegt sich auch der Kolben 89 der Betätigungsvorrichtung mit der zugehörigen Kolbenstange verhältnismäßig langsam nach außen, und dementsprechend kehrt die Pflugschar 82 langsam in ihre normale Betriebsstellung zurück.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Auslaufventil mit einem in der Auslauföffnung eines hydraulischen Druckspeicherbehälters vorgesehenen, zwischen zwei Anschlägen bewegbaren zylindrischen, Durchlässe aufweisenden Ventilverschlußstück, das in seiner einen Endstellung den vollen Querschnitt für den Zufluß von Flüssigkeit in den Behälter und in der anderen Endstellung einen kleineren Querschnitt für den gedrosselten Ausfluß aus dem Behälter freigibt, in welchem eine dessen Inneres in zwei Räume teilende, blasenförmige, dehnbare Trennwand, angeordnet ist, deren der Auslauföffnung des Behälters zugewandtes Ende als mit einem an dieser vorgesehenen Ventilsitz zusammenwirkendes Verschlußstück ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der die Bewegung des Verschlußstückes (69) des Auslaufventiles in Richtung zum Behälterinneren begrenzende Anschlag (68) in Abstand von dem an der dem Behälterinneren zugewandten Stirnseite der Hülse (13) gebildeten Ventilsitz (19) für das am Ende (36) der Blase (35) befindliche Verschlußstück (52) angeordnet ist und der entgegengesetzte Anschlag

(71) als ein Teil (73) der das Auslaufventilverschlußstück in Achsrichtung durchdringenden Durchlässe verschließende Ventilsitzfläche ausgebildet ist.

2. Auslaufventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sein Verschlußstück aus einer Scheibe (69) aus starrem Material besteht, und daß der die Einwärtsbewegung der Scheibe (69) begrenzende Anschlag von einer an der Innenwand der Hülse (13) vorgesehenen Ringschulter (68) gebildet wird.

3. Auslaufventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der den vollen Durchfluß freigebende Durchlaß (73) aus einer Mehrzahl von gebogenen, die Scheibe (69) nahe ihrem Außenrand durchsetzenden Schlitzen besteht und der Durchlaß

(72) für den gedrosselten Durchfluß von einer die Scheibe (69) durchsetzenden Mittelbohrung gebildet wird.

4. Auslaufventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem äußeren Ende der Hülse (13) ein Nippel (62) angeordnet ist, dessen inneres Ende sich von der Schulter (68) in axialem Abstand befindet und den als Ventilschlitz dienenden Anschlag (71) bildet.

5. Auslaufventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der von dem inneren Ende (77) der Bohrung (78) des Nippels (62) begrenzte Bereich dem ringförmigen, von dem Raum zwischen der Unterseite der Scheibe (69) und dem inneren Ende des Nippels (62) bei an der Schulter (68) anliegender Scheibe begrenzten Bereich sowie dem Querschnitt der Schlitze (73) im wesentlichen gleich ist.

6. Auslaufventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der ringförmigen Schulter (68) der Breite des ringförmigen Teiles der Scheibe (69) außerhalb der Schlitze (73) etwa gleich und die Breite des von dem inneren Ende des Nippels (62) gebildeten Anschlages (71) größer ist als die Breite der Schlitze (73).

7. Auslaufventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Wandteiles der Hülsenbohrung (18) zwischen der ringförmigen Schulter (68) und dem inneren Ende (71) des Nippels (62) nur etwas größer als der Durchmesser der U Scheibe (69) ist'ündidaß dieDicke der Scheibe (69) kleiner ist als die Länge des genannten Wandteiles.