DE2258136A1

DE2258136A1 - Ventil

Info

Publication number: DE2258136A1
Application number: DE19722258136
Authority: DE
Inventors: Sverker Brunius; Stig Holmstroem
Original assignee: HAELLARYDSVERKEN AB
Current assignee: HAELLARYDSVERKEN AB
Priority date: 1971-11-29
Filing date: 1972-11-28
Publication date: 1973-06-07
Also published as: FR2166967A5; FI55717B; SE349646B; IT975877B; FI55717C; GB1355608A; NO132810C; ES409122A1; BE792037A; NO132810B; JPS4864522A; NL7216168A

Description

Anmelder: " ■ Mein Zeichen

AB Hallarydsverken Hä - 279

Frökottegatan 10
Västra Frölunda
Schweden

Ventil

Die Erfindung betrifft ein Ventil, bei dem ein mit einer V.entiT-stange verbundener Ventilteller in einem Gehäuse verschiebbar angeordnet ist und in einer Stellung auf einem Ventilsitz aufsitzt und diesen schließt, wobei die Verschiebung der Ventilstange durch eine außerhalb des Gehäuses angeordnete Steuervorrichtung erfolgt, die einen ebenfalls verschiebbaren Ventilstößel aufweist, der auf die Ventilstange einwirkt.

Bei bekannten Ventilen dieser Art wird die Steuervorrichtung meist durch die Kolbenstange eines doppelt wirkenden hydraulischen Steuerzylinders gebildet. Die Kolbenstange dieses Steuerzylinders ist dabei direkt und unverrückbar mit der Ventilstange verbunden oder sogar als ein Teil mit dieser ausgebildet» Das bedeutet, daß dann, wenn das Ventil mit Hilfe der Steuervorrichtung geschlossen worden ist,"die entsprechende Kammer des zur Steuervorrichtung gehörenden Zylinders auch über denselben Zeitraum unter positivem Druck gehalten werden muß, über dem man die Schließstellung des Ventils wünscht, da der hydraulische

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Druck in der Steuervorrichtung gleichzeitig den Dichtdruck zwischen Ventilteller und Ventilsitz erzeugt.

Derartige Ventile ermöglichen zwar eine Fernsteuerung und. es ist auch möglich sehr hohe Steuerkräfte zu erzeugen, weisen jedoch folgenden Nachteil auf: Der hydraulische Druck in der Steuervorrichtung muß nicht nur den Schließdruck herbeiführen sondern auch für die Dauer, in der das Ventil geschlossen sein soll, aufrecht erhalten werden, da durch ihn auch eine Dichtung erzeugt wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Ventil zu schaffen, das diesen Nachteil nicht aufweist, bei dem vielmehr der zur Schließbewegung notwendige Druck in der Steuervorrichtung nicht über die gesamte Dauer, während der das Ventil geschlossen sein soll, aufrecht erhalten werden muß!

Ein Ventil der Eingangs beschriebenen Art ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilstößel über eine Verbindung auf die Ventilstange einwirkt, die eine begrenzte gegenseitige Verschiebung zwischen Ventilstößel und Ventilstange zuläßt und die während der Schließbewegung des Ventils Federn zusammendrückt, und daß ferner eine Einrastvorrichtung vorgesehen ist, die die Federn derart in zusammengedrücktem Zustand hält, daß diese den Ventilteller auch bei Verminderung oder Wegfall der von der Steuervorrichtung auf die Ventilstange ausgeübten Kraft auf den Ventilsitz drücken, und daß ferner bei einer von der Steuervorrichtung eingeleiteten Öffnungsbewegung die Kolbenstange eine Entsperrung der Einrastvorrichtung derart herbeiführt, daß die Federn entlastet und dadurch die öffnung des Ventils freigegeben wird.

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Auf diese Weise wird erreicht, daß die Schließ- und die Öffnungsbewegung des Ventils hydraulisch herbeigeführt werden können, und andererseits der Ventilteller durch die Einrastvorrichtung in seiner geschlossenen Stellung auf dem Ventilsitz gehalten wird. ■

Die lediglich mechanische Wirkungsweise dieser Einrastvorrichtung sichert eine sehr hohe Zuverlässigkeit an derartigen Ventils.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es stellen dar: _;

Figur 1 einen vertikalen Schnitt durch ein erfindungsgemässes, Ventil in geschlossener Stellung; ~ ■

Figur 2 eine vergrößerte Darstellung eines Teils von Figur 1 in vergrößertem Maßstab;

Figur 3 einen vertikalen Schnitt durch das erfindungsgemässe Ventil in geöffneter Stellung;

Figur 4 einen Teil des vertikalen Schnittes nach Figur 3, jedoch in vergrößertem Maßstab.

Mit dem Bezugszeichen 1 ist ein Teil eines Gehäuses bezeichnet, das das Ventil aufnimmt. Das Ventil wird durch den Ventilsitz und einem Ventilteller 3 gebildet, der am unteren Ende-einer Ventilstange 4 befestigt ist, die du,rch den Ventildeckel 5, der auf dem Gehäuse aufsitzt, hindurchgeführt ist. Auf der Oberseite des Ventildeckels 5 ist ein zweites Gehäuse 6 befestigt, an dessen Unterseite eine Führungsmanschette 7 für die Ventilstange 4 vorgesehen -ist. Das obere Ende 8 der Ventilstange 4 weist eine

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axiale Bohrung auf, so daß es die Form einer Manschette annimmt, die als Führung für den Ventilstößel 9 dient, der darin in axialer Richtung verschiebbar angeordnet ist und die Fortsetzung der Kolbenstange eines Kolbens 2 3 darstellt, der in einem doppelt wirkenden hydraulischen Zylinder 10 angeordnet ist, welch letzterer die Steuervorrichtung darstellt.

Das Ende des Ventilstößels 9, das in dem manschettenförmigen oberen Ende 8 der Ventilstange 4 angeordnet ist, weist einen länglichen in axialer Richtung verlaufenden Schlitz 11.auf, in den hinein sich ein quer dazu verlaufender Stift 12 erstreckt, dessen beide Enden an dem oberen Ende 8 der Ventilstange 4 befestigt sind.

Durch diese Teile werden demgemäß die Ventilstange M und der Ventilstößel 9 zusammengehalten. BEide Teile bilden eine Verbindung der Ventilstange 4 mit dem Ventilstößel 9, wobei aber die Verbindung derart gestaltet ist, daß sie ein gewisses Spiel in axialer Richtung zwischen der Ventilstange 4 und dem Ventilstößel 9 zuläßt.

Auf das obere Ende 8 der Ventilstange 4 ist eine manschettenförmige Erweiterung aufgesetzt, die ein Gehäuse 13 für ein Paket 14 von Tellerfedern bildet. Wie aus den Zeichnungen zu ersehen, sind diese Tellerfedern untertassenförmig ausgebildet. Der Ventilstößel 9 läuft durch sie hindurch. Ober den Tellerfedern ist ein relativ schwerer flanschähnlich ausgebildeter Ring 15 vorgesehen, der auf dem Ventilstößel 9 frei beweglich ist. Er hat zwei Funktionen. Die erste dieser beiden Funktionen besteht darin, als Abdeckung des Gehäuses 13 zu dienen. Die zweite Funktion sei im folgenden näher erläutert:

Oberhalb des Ringes 15 ist ein Flansch 16 angeordnet, der fest mit "dem Ventilstößel 9 verbunden ist. Wie aus den Zeichnungen zu ersehen, hat dieser Flansch 16 die Form eines auf dem Kopf

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stehenden Kegelstumpf es, des sen größter Durchmesset? kleiner als die entsprechende Abmessung des Ringes 15 ist. In Figuren 1 und 2, in denen das Ventil in geschlossener Stellung dargestellt ,-ist > wirken auf die Oberseite des Ringes 1.5, der in dieser Funktion als schulterförmige Abstützung wirkt, die unteren freien Enden von zwei Sperrhebeln 17 und 18 ein, deren obere Enden drehbar an Gelenkstiften 19 und 20 angelenkt sind, die an dem GEhäuse 6 befestigt sind. Seitlich liegen die Sperrhebel 17 und 18 entlang des Umfangs des Flansches 16 an diesem an. Die Blattfedern 21 und 22 drücken die unteren Ende der Sperrhebel nach innen.

Das Bezugszeichen 23 bezeichnet den Kolben des hydraulischen Zylinders .10, der zu der Steuervorrichtung gehört. In dem Zylinder ist ferner eine obere Kolbenstange 24 angeordnet. Sie ist an der Stelle 25 mit einem Hebel 26 verbunden, der als Steuerhebel dient und eine Betätigung der Steuervorrichtung von Hand ermöglicht Die Steuerung geht jedoch normalerweise hydraulisch vor sich. Die Bezugszeichen 27 und 28 bezeichnen Anschlüsse für den Einlaß bzw. den Auslaß von Zylinderkammern oberhalb und .unterhalb des Kolbens 23. Durch Beaufschlagung dieser Kammern mit unter Druck stehendem hydraulischen Medium kann der Kolben und mit ihm der Ventilstößel 9 bewegt werden.

Die Betätigung des Ventils geht wie folgt vor sich:.Es sei zunächst angenommen, daß das Ventil . . durch Betätigung des hydraulischen Zylinders 10 oder von Hand mit Hilfe des Hebels 26 in . seine geschlossene Stellung, die in den Figuren 1 und 2 darge-¹· stellt ist, gebracht worden sei. Die Schließbewegung, die zu dieser geschlossenen Stellung führt, erfolgt durch eine Abwärtsbewegung des Ventilstößels 9 und des mit dem Ventilstößel 9 in fester Verbindung stehenden Flansches 16, der Bestandteil einer Einrastvorrichtung ist. Bei Beginn der Schließbewegung (vgl, Figuren 3 und U) befand sich der Stift 12 am Böden-des Schlitzes Hj

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während der Schließbwegung jedoch bewegt sich der Stift 12 allmählich innerhalb des Schlitzes 11 nach oben, so daß er dann schließlich, wie aus Figuren 1 und 2 zu ersehen, eine Stellung einnimmt, in der er unterhalb des oberen Endes des Schlitzes 11 liegt. Bei Beginn der Schließbewegung bestand auch ein kleines axiales Spiel zwischen dem Flansch 16 und dem Ring 15 (vgl. Figur 4). Wird nun während der Schließbewegung der Flansch 16 in Kontakt mit dem Ring 15 gebracht und schiebt er demgemäß diesen weiter nach unten, so erfolgt zunächst eine schwache Pressung des Pakets 14 von Tellerfedern, die durch die Reaktionskräfte bestimmt ist, die durch die Reibung zwischen den verschiedenen Komponenten ausgelöst werden. Übersteigt der Pressungsdruck des durch die Federn gebildeten Paketes IM diese Reibungskräfte, dann setzt eine weitere Abwärtsbewegung der Ventilstange ein. Setzt dann der Ventilteller 3 auf dem Ventilsitz 2 auf, dann wird bei weiterer Abwärtsbewegung des STößels 9, des mit ihm verbundenen Flanschesl6 und dadurch des Ringes 15, der durch den Flansch 16 abwärts geschoben wird, das Paket 14 weiter zusammengedrückt. Dabei bewegt sich auch der Ventilstößel 9 in die Bohrung im manschettenartig ausgebildeten oberen Ende 8 der Ventilstange 4 hinein.

Ist die Abwärtsbewegung des Ventilstößels 9 und des mit ihm fest verbundenen Flansches 16 soweit nach unten erfolgt, daß die unteren Ende der Sperrhebel 17 und 18 sich an der oberen Außenkante des Ringes 15 vorbei nach innen bewegen können, so werden sie unter dem Einfluß der Blattfedern 21 und 22 nach innen in die in Figur 1 und 2 gezeigte Stellung nach innen schnappen, so daß sie seitlich am äußeren Umfang des Flansches 16 anliegen. Wie ebenfalls aus den Zeichnungen zu ersehen, besteht in dieser Stellung immer noch ein gewisser Spielraum in axialer Richtung zwischen dem Gehäuse 13, das. das Paket 14 von Federn aufnimmt, und dem Ring 15. Während der weiteren Abwärtsbewegung verringert

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sich dieser Abstand; die Abwärtsbewegung wird solange fortgesetzt, bis der Ring 15 auf der oberen Stirnfläche des Gehäuses aufliegt und eine Abdeckung für dieses bildet. Solange der hydraulische Druck aufrecht erhalten wird, kann diese Stellung aufrecht erhalten werden.

Die Erfindung macht es möglich, nach Vollendung des Schließvorganges die Kammer im Zylinder 10 oberhalb des Kolbens 23'zu entlasten. Das bedeutet, daß sich das Paket IU wieder etwas ausdehnt, nämlich solange, bis die obere Fläche des Ringes 15 an den unteren Enden der Sperrhebel 17 und 18 und an der unteren Stirnfläche des Flansches 16 anliegt. In dieser, Stellung ist jedoch die Kompression des Pakets 14 von Federn immer noch ausreichend, um einen sicheren Dichtungsdruck zwischen Ventilteller 3 und Ventilsitz 2 sicherzustellen. In dieser Stellung bewirkt die Einrastvorrichtung, die durch den Ring 15, den Flansch 16, die Sperrhebel 17 und 18, die Gelenkstifte 19 und 20, sowie-die Blattfedern 21 und 2 2 gebildet wird, eine rein mechanische Arretierung des Ventils in der Schließstellung. ■

Zur Öffnung des Ventils wird hydraulisches Medium in.herkömmlicher Weise über den Anschluß 28 in diejenige Kammer im Zylinder 10 eingeleitet, die unterhalb des Kolbens 23 angeordnet ist. Dadurch wird der Zylinder 23 zusammen mit dem mit ihm verbundenen Ventilstößels 9 nach oben bewegt. Das führt ebenfalls zu einer Aufwärtsbewegung des mit dem Ventilstößel 9 verbundenen Flansches Nun ist, wie aus den Figuren zu ersehen, die Form der Sperrhebel und des Flansches 16 derart bestimmt, daß eine Aufwärtsbewegung des Flansches 16 die Sperrhebel gegen die Kraft der Blattfedern 21 und 22 auseinander nach außen drückt. Damit wird der Eingriff der unteren Ende der Sperrhebel 17 und 18 auf der oberen Seite des Ringes 15 beseitigt. Dadurch wird das Paket 14 der Federn entlastet. Der Flansch 16 und der Ring 15 drücken dann bei ihrer Aufwärtsbewegung die Sperrhebel 17 und 18 noch weiter nach außen,

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bis sie ihre äußeren Stellungen, in denen sie in den Figuren und 4 dargestellt sind, einnehmen, die derart bestimmt ist, daß das Gehäuse 13 sich zwischen die unteren Enden der Sperrhebel 17 und 18 schieben kann. Während der Öffnungsbewegung ergibt sich zunächst eine Relativbewegung zwischen dem Stift 12 und dem Schlitz 11, so daß der Stift 12 auf der Unterseite des Schlitzes 11 aufliegt. Ist das der Fall, dann sind der Ventilstössel 9 und die Ventilstange 4 während der weiteren Aufwärtsbewegung kraftschlüßig miteinander verbunden. Die Positionen der verschiedenen Komponenten während der geöffneten Stellung des Ventils sind aus den Figuren 3 und U ersichtlich.

Wie bereits erörtert, kann das Ventil mit Hilfe des Hebels 26 auch von Hand betätigt werden. Sein wichtigster Vorteil liegt darin, daß die Steuervorrichtung außer bei den eigentlichen Schließ- und üffnungsvorgängen entlastet werden kann.

Wird das Ventil für Handbetätigung ausgerichtet, so bedeutet die Entlastung des hydraulischen Systems nicht nur, daß ein positiver Druck vorhanden ist, sondern auch, daß die beiden Kammern des Zylinders 10 miteinander verbunden werden. Das erübrigt eine Evakuierung des hydraulischen Systems zur Ermöglichung eines Handbetriebes, da eine Bewegung des Kolbens 23 lediglich zu einer Zirkulation des hydraulischen Mediums im Hydraulikkreis führt, der dann eine geschlossene Schleife bildet.

Das beschriebene Ausführungsbeispiel kann in mancherlei Hinsicht abgewandelt werden. Das einzige wesentliche Erfordernis besteht darin, daß in dem Ventil selbst Federn vorgesehen sind, die ihrerseits nicht notwendig sind, um die Schließbewegung herbeizuführen, die aber nach erfolgter Schließung durch eine Einrastvorrichtung in einer solchen Stellung gehalten werden, daß sie den zur Abdichtung des Ventils in der Schließstellung notwendigen Druck zwischen Ventilteller und Ventilsitz aufrecht erhalten.

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Claims

Patentanwalt PrI Uwe Dreiss '

Stuttgart 1 .

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Frökottegatan 10

Västra Frölunda ·

Schweden

Patentansprüche;

Ventil, bei dem ein mit einer Ventilstange verbundener Ventilteller in einem Gehäuse verschiebbar, .angeordnet, ist und in einer Stellung auf einem Ventilsitz auf sitzt. . . und diesen schließt, wobei die Verschiebung der Ventilstange durch eine außerhalb des Gehäuses angeordnete Steuervorrichtung erfolgt, die einen ebenfalls verschiebbaren Ventilstößel aufweist, der auf die Ventilstange einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilstößel (9) über eine Verbindung (11, 12) auf ,die Ventilstange (U) einwirkt, die eine begrenzte gegenseitige·Verschiebung zwischen Ventilstößel (9) und Ventilstange (U) zuläßt und die während der Schließbewegung des Ventils Federn (14) zusammendrückt, und daß ferner eine Einrastvorrichtung -(15 - 22) vorgesehen ist, die die Federn (14) derart in zusammengedrücktem Zustand hält, daß diese den Ventilteller (3) auch bei Verminderung oder Wegfall der von der Steuervorrichtung (10, 23, 24, 25, 26, 27) auf die Ventilstange (4) ausgeübten Kraft auf den -Ventilsitz (2) drückt, und daß ferner bei einer von der Steuervorrichtung (10, 23, 24, 25, 26, 27) eingeleiteten öffnungsbewegung die Ventilstange (4) eine Entsperrung der Einrastvorrichtung (15— 22)

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derart herbeiführt, daß die Federn im) entlastet und dadurch die öffnung des Ventils freigegeben wird.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilstößel (9) mit einem doppelt wirkenden hydraulischen Zylinder (10) verbunden ist.
3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilstößel (9) an seinem unteren Ende einen sich in Richtung seiner Achse erstreckenden länglichen Schlitz (11) aufweist, in den ein quer dazu angeordneter Stift (12), der mit der Ventilstange (U) verbunden ist, eingreift.
4. Ventil nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende des Ventilstößels (9) sich in das"" manschettenförmig erweiterte obere Ende (8) der Ventilstange (4) hinein erstreckt, das eine Führung für das untere Ende des Ventilstößels (9) bildet.
5. Ventil nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (m) als Tellerfedern ausgebildet sind, die auf dem Ventilstößel (9) angeordnet sind und in zusammengedrücktem Zustand von einem Gehäuse (13) umgeben werden, das auf dem manschettenförmig ausgebildeten oberen Ende (8) der Ventilstange (4) aufsitzt, und daß die Abdeckung dieses Gehäuses (13) durch einen Ring (15) gebildet wird, der auf dem Ventilstößel (9) frei beweglich angeordnet ist.
6. Ventil nach ANspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrastvorrichtung (15 - 22) durch Sperrhebel (17,18) gebildet wird, die mit ihrem einen Ende

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drehbar angeordnet sind und deren andere Enden durch Blattfedern (21, 22) in eine Stellung gedrückt werden, in der sie auf die Oberseite eines frei beweglich auf dem Ventilstößel (9) angeordneten Ringes (15) drücken und derart geformt sind, daß sie durch einen mit dem Ventilstößel (9) verbundenen Flansch (16) bei" Aufwärts bewegung des Ventilstößels (9) auseinander und damit aus dem Eingriff mit dem Ring (15) gedrückt werden.

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