DE19631364A1 - Druckventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Druckventil mit einem Ventilgehäuse und einem in dem Ventilgehäuse durch Drehung einer Spindel beweglichen Ventilteller, der an dem einen Ende einer Stange befestigt ist, deren anderes Ende axial begrenzt verschiebbar in der Spindel aufgenommen ist.

Derartige Druckventile werden als Absperreinrichtung der Druckaus­ gänge von Feuerwehrpumpen verwendet. Durch den relativ zur Spindel axial begrenzt verschiebbaren Ventilteller haben sie zugleich die Funktion eines Rückschlagventils. Die Betätigung des Druckventils erfolgt durch Drehung der Spindel mittels eines Handrads.

Viele Feuerwehrfahrzeuge sind mit Pumpen ausgerüstet, deren Schließdruck über 16 bar liegt und durch eine automatische Druckregu­ lierung konstant gehalten werden kann. Das Schließen des Druckventils durch Drehen des Handrads erfordert dann eine sehr hohe Kraft.

Durch die Erfindung wird ein Druckventil der eingangs angegebenen Art dahingehend weitergebildet, daß die zum Schließen erforderliche Stellkraft an der Spindel erheblich reduziert wird. Gemäß der Erfin­ dung ist an den Ventilteller ein Hohlkolben angeschlossen, dessen Mantel die Stange umgibt; der Hohlkolben ist in einem zylindrischen Abschnitt des Ventilgehäuses axial verschiebbar sowie druckdicht auf­ genommen. Der durch den zylindrischen Abschnitt des Ventilgehäuses und den Hohlkolben begrenzte Innenraum im Ventilgehäuse ist durch den Ventilteller hindurch mit der Druckseite des Druckventils verbunden. Auf den Hohlkolben - und somit auf den Ventilteller - wirkt somit eine hydraulisch erzeugte Stellkraft, die zum Dichtsitz gerichtet ist. Um diese hydraulische Stellkraft wird die an der Spindel aufzubringende Kraft vermindert. Da die hydraulisch erzeugte Stellkraft proportional zum Wasserdruck ist, bleibt die an der Spindel zum Schließen des Druckventils aufzubringende Kraft auch bei veränderlichem Druck weit­ gehend konstant.

Der zylindrische Abschnitt des Ventilgehäuses kann auch durch einen in das Ventilgehäuse eingesetzten, an ihm befestigten Zylinder gebildet sein, so daß das Ventilgehäuse aus mehreren Teilen zusammen­ gesetzt ist.

Zur Verminderung der Reibung ist vorzugsweise zwischen der Stange und dem Kolben ein Kugellager angeordnet.

Bei der bevorzugten Ausführungsform ragt das dem Ventilteller zugewandte Ende der Spindel axial verschiebbar und druckdicht in den Innenraum hinein. Durch diese Anordnung wird die axiale Baulänge, die zur Unterbringung von Kolben und Zylinder im Ventilgehäuse benötigt wird, gering gehalten, so daß vorhandene Ventilgehäuse - gegebenen­ falls leicht modifiziert - verwendet werden können.

Ferner weist der zylindrische Abschnitt an seiner Innenseite am spindelseitigen Ende einen radial erweiterten Bereich auf, an dessen Innenseite der Hohlkolben nicht anliegt. In diesen Bereich kann der Hohlkolben so weit eindringen, daß der Innenraum zu seinem Entleeren mit dem Ventilausgang in Verbindung steht. Der Hohlkolben liegt somit nicht mehr abdichtend an der Innenseite an, sondern kann umspült werden.

Zur Lagerung der Spindel ist eine Spindelführung vorgesehen, die ein in den Innenraum ragendes freies Ende mit einer Führungsbuchse aufweist, die an einen Spindelabschnitt angreift, der eine glatte, zylindrische Außenoberfläche hat. Die Führungsbuchse soll die Spindel jedoch nur radial grob lagern, da ein gewisses radiales Spiel dem Ventilteller die Möglichkeit gibt, sich an den Ventilsitz anzupassen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. In den Figuren zeigt:

Fig. 1 einen axialen Längsschnitt durch das erfindungsgemäße Druckventil in der Schließstellung,

Fig. 2 das in Fig. 1 gezeigte Druckventil in der Rückschlag­ ventilstellung, und

Fig. 3 das in Fig. 1 gezeigte Druckventil in der Entleerungs­ stellung bei vollständig zurückgefahrenem Hohlkolben.

In Fig. 1 ist ein Druckventil 1 gezeigt, das an dem Druckausgang einer Feuerwehrpumpe angeschlossen ist. Das Ventilgehäuse 10 weist einen einem (nicht gezeigten) Ventilsitz zugewandten Druckanschluß 12 und einen abgewinkelten Ventilausgang 14 auf. Eine Spindel 16, an deren freiem Ende ein Handrad 17 befestigt ist, steht über ein Außen­ gewinde mit einem Innengewinde einer in das Ventilgehäuse 10 einge­ gossenen Spindenführung 18 in Eingriff und ragt in einen Innenraum 19 des Ventilgehäuses 10 hinein. Der Innenraum 19 ist durch einen Hohl­ kolben 20 und einen zylindrischen Abschnitt 21 des Ventilgehäuses 10 begrenzt. Der Abschnitt 21 umgibt die Spindel 16 und den Hohlkolben 20 koaxial, wobei der Hohlkolben 20 axial verschiebbar ist und druckdicht an der Innenseite des Abschnitts 21 anliegt. Das in den Innenraum 19 des Ventilgehäuses 10 hineinragende Ende 16a der Spindel 16 ist mit einer axialen Bohrung 22 versehen, in der ein Kolben 23 am einen Ende einer Stange 24 axial verschiebbar aufgenommen ist. Am anderen Ende der Stange 24 ist ein Ventilteller 25 angeschlossen. Durch eine in die Bohrung 22 eingesetzte Druckfeder 26 wird die Stange 24 zur Druckseite hin vorbelastet.

Die Spindelführung 18 ragt ebenfalls in den Innenraum 19 hinein und hat ein freies Ende, auf das eine Führungsbuchse 27 aus Kunststoff aufgepreßt ist. Die Führungsbuchse 27 greift an einem unteren Spindel­ abschnitt an, der eine glatte, zylindrische Außenoberfläche hat. Eine Dichtung 28 wird zwischen der Führungsbuchse 27 und dem freien Ende der Spindelführung 18 gelagert.

Der Innenraum 19 steht mit der Druckseite über einen den Ventil­ teller 25 und die Stange 24 koaxial durchdringenden Kanal und eine radiale Bohrung 29 in Verbindung. Zwischen der Stange 24 und dem Hohl­ kolben 20 ist ein Kugellager 30 angeordnet.

Der Innendurchmesser des Abschnitts 21 ist mit D, der Außendurch­ messer des Endes 16a der Spindel 16 mit d bezeichnet. Durch den Was­ serdruck auf der Druckseite wirkt somit auf den Hohlkolben 23 - und folglich auf den Ventilteller 25 - eine hydraulisch erzeugte Druck­ kraft F in Richtung der Druckseite, die proportional zum Produkt aus Wasserdruck und Differenzfläche D² - d² ist. Um diese Kraft F ist die an der Spindel 16 aufzubringende Stellkraft vermindert, wenn das Druckventil 1 von einer offenen Stellung, in der der Ventilteller 25 angehoben ist, in die in Fig. 1 gezeigte Schließstellung gebracht werden soll. Beim Schließen drückt die untere Stirnseite des Hohlkol­ bens 20 gegen die Oberseite des Ventiltellers 25.

Aus der Öffnungsstellung, die in Fig. 2 durch einen mit unter­ brochenen Linien gezeigten Ventilteller 25 angedeutet ist, kann das Ventil 1 auch in die Rückschlagventilstellung, die mit durchgezogenen Linien dargestellt ist, gelangen, da der Ventilteller 25 relativ zur Spindel 16 axial verschiebbar ist.

In der in Fig. 3 gezeigten Stellung wird der Hohlkolben 20 zum oberen, spindelseitigen Ende des zylindrischen Abschnitts 21 verscho­ ben. Im Bereich des Endes hat der zylindrische Abschnitt 21 an seiner Innenseite einen radial bezüglich des Hohlkolbens 20 erweiterten Be­ reich 31, in dem der Hohlkolben 20 nicht an der Innenseite anliegt, so daß der Innenraum 19 über den entstehenden Ringspalt mit dem Ventil­ ausgang 14 in Verbildung steht und entleert werden kann.

Claims (8)

1. Druckventil mit einem Ventilgehäuse und einem in dem Ventil­ gehäuse durch Drehung einer Spindel beweglichen Ventilteller, der an dem einen Ende einer Stange befestigt ist, deren anderes Ende axial begrenzt verschiebbar in der Spindel aufgenommen ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an den Ventilteller (25) ein Hohlkolben (20) angeschlos­ sen ist, dessen Mantel die Stange (24) umgibt, daß der Hohlkolben (20) in einem zylindrischen Abschnitt (21) des Ventilgehäuses (10) axial verschiebbar sowie druckdicht aufgenommen ist und daß der durch den zylindrischen Abschnitt (21) des Ventilgehäuses (10) und den Hohlkolben (20) begrenzte Innenraum (19) im Ventilgehäuse (10) durch den Ventil­ teller (25) hindurch mit der Druckseite des Druckventils verbunden ist.

2. Druckventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Abschnitt (21) durch einen in das Ventilgehäuse (10) ein­ gesetzten, an ihm befestigten Zylinder gebildet ist.

3. Druckventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Stange (24) und dem Hohlkolben (20) ein Kugellager (30) angeordnet ist.

4. Druckventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Ventilteller (25) zugewandte Ende (16a) der Spindel (16) axial verschiebbar und druckdicht in den durch den Ab­ schnitt (21) und den Hohlkolben (20) begrenzten Innenraum (19) hinein­ ragt.

5. Druckventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Abschnitt (21) an seiner Innen­ seite am spindelseitigen Ende einen radial erweiterten Bereich (31) aufweist, an dessen Innenseite der Hohlkolben (20) nicht anliegt und in den der Hohlkolben (20) so weit eindringen kann, daß der Innenraum (19) zu seinem Entleeren mit dem Ventilausgang (14) in Verbindung steht.

6. Druckventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spindelführung (18) vorgesehen ist, die ein in den Innenraum (19) ragendes freies Ende mit einer Führungsbuchse (27) aufweist, die an einem Spindelabschnitt mit einer glatten, zylindri­ schen Außenoberfläche angreift.

7. Druckventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbuchse (27) durch einen Preßsitz mit dem freien Ende der Spin­ delführung (18) verbunden ist und eine Dichtung (28) zwischen sich und der Spindelführung (18) haltert, die an der Spindel (16) angreift.

8. Druckventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeich­ net durch eine in das Ventilgehäuse (10) eingegossene Spindelführung (18).