CH482130A - Vorrichtung zum Vermeiden einer plastischen Deformation mindestens einer mechanischen Zug- oder Druckfeder - Google Patents

Description

      Vorrichtung        zum    Vermeiden einer     plastischen        Deformation          mindestens        einer        mechanischen    Zug- oder     Druckfeder       Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ver  meiden einer plastischen Deformation mindestens einer  mechanischen Zug- oder Druckfeder zum Dämpfen und  Rückführen von Körpern mit grossen Verschiebungsge  schwindigkeiten, bestehend aus wenigstens einem um  eine Achse drehbaren, steifen oder etwas federnden  Hebel,

   der an seinem     einen    Ende durch die Feder an den  Körper angedrückt wird und an einer von diesem Ende  getrennten Stelle des Hebels gegen die Feder wirkt.  



  Um Luft-, Gas- oder Flüssigkeitsleitungen gegen  starke Stosswellen oder Druckwellen von Explosionen,  Detonationen oder     anderen    schnell ausgelösten Ener  gieumwandlungen abzuschliessen und damit zu schützen,  hat man vorgeschlagen, die Leitung mit einem Ventil  körper (z. B. in Form eines Ventiltellers, einer Kugel  schale, eines Kegels, einer Pendelklappe oder derglei  chen) zu versehen, der durch den in die Leitung  eintretenden Druck schnell aus seiner offenen Ruhelage  zu einem dichtenden Anliegen gegen einen festen oder  etwas federnden Sitz beschleunigt wird. Der Ventilkör  per kann gleitbar auf     einer    oder mehreren Achsen  gelagert sein, wobei mechanische Federn, z.

   B. vom  Schraubenfedern- oder     Tellerfederntyp,    den Anschlag  des Ventilkörpers gegen den Sitz dampfen und diesen  Ventilkörper in die offene Lage zurückführen, nachdem  die durch den Druck verursachte Belastung aufgehört  hat. Die mechanischen Federn sind direktwirkend und  müssen die gesamte vom Ventilkörper auf die Feder  übertragene Verschiebung aufnehmen.  



  Beispiele für solche Vorrichtungen zum Schutz gegen  Explosionsdruckwellen in Leitungen werden z. B. in der  schwedischen Patentschrift 172 226, in der deutschen  Patentschrift<B>1153</B> 259, in der englischen Patentschrift  875 912 und der französischen Patentschrift 1247 847  beschrieben.  



  Wenn man die Forderung aufstellt, dass Ventile der       obengenannten    Art gegen sehr hohe Belastungen ab-         schliessen    (gegen diese schützen) sollen und dann auch  hinsichtlich des Federmechanismus betriebsfähig sein  sollen, tritt eine schwer lösbare technische Aufgabe auf.  Der Ventilkörper kann nämlich eine so hohe Geschwin  digkeit erhalten, dass die Federn plastisch deformiert  werden (gestaucht werden) und daher nach der Bela  stung den     Ventilkörper    nicht in die offene Lage zurück  führen können. Es erscheint z.

   B. zur Zeit nicht möglich,  zu tragbaren Kosten Federmaterial für Schraubenfedern  zu beschaffen, das grössere     Zusammendrückgeschwin-          digkeiten    als ca. 30     m/Sekunde    ohne plastische Defor  mation aufnehmen kann. Unabhängig davon, wo diese  Grenze liegt, werden technische Forderungen auf bessere  Wirkungsweisen gestellt.  



  Die Erfindung bezweckt, eine Vorrichtung zu schaf  fen, bei der die Geschwindigkeit der     Rückführfedern     unterhalb der für das Stauchen kritischen Geschwindig  keit gehalten werden     kann,    ohne dass eine bessere  Materialqualität für die Federn angewandt zu werden  braucht. Die     Erfindung    kann auch in anderen ähnlichen  technischen Zusammenhängen angewandt werden, z. B.  um ohne     Federstauchung    den Anschlag von beliebigen  Körpern mit grosser     Anschlagsgeschwindigkeit,    z. B.  fallender Lasten, zu dämpfen.  



  Einige Ausführungsformen der Erfindung werden als  Beispiel an Hand der Zeichnungen beschrieben, die die  Anwendung der Erfindung für Schnellventile gemäss den  obengenannten Patenten zeigen. Die Erfindung kann,  wie bereits erwähnt, anderen Ventilen und Vorrichtun  gen angepasst werden, weshalb die Zeichnungen nur  Beispiele zeigen.  



  Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein Schnell  ventil, das einen als Gitterrost ausgebildeten Ventilsitz  aufweist und in das eine     Vorrichtung    gemäss der  Erfindung eingebaut ist.      Figur 2 zeigt einen Teil eines Querschnitts durch den  Ventilsitz gemäss Figur 1 ohne Ventilteller.  



  Figur 3 zeigt     einen    ausführlichen Längsschnitt durch  die Vorrichtung gemäss Figur 1.  



  Figur 4 zeigt die Vorrichtung nach Figur 3 von  oben.  



  Figur 5 zeigt einen Längsschnitt durch ein     Schnell-          ventil,    das zwei symmetrisch angeordnete Vorrichtungen  gemäss der Erfindung mit     Schraubenzugfedern    auf  weist.    Gemäss Figur 1 tritt eine     Luftstosswellenbelastung    in  eine mit einem Schnellventil 4 versehene Leitung L ein,  wie der Pfeil P zeigt.

   Das Schnellventil besteht aus einem  auf einer Achse 4a geführten Ventilteller 4, der gegen  einen gitterförmigen Sitz 4b schliessen kann,     normal     jedoch in der in der Zeichnung gezeigten offenen Lage  mittels einer Druckfeder 6 gehalten     wird,    die den  Ventilteller mittels eines um eine Achse 1 schwenkbar       gelagerten    Hebels 2 beeinflusst. Unter der Wirkung der  Stosswelle wird der Ventilteller 4 sehr schnell auf eine  grosse Geschwindigkeit beschleunigt und drückt hierbei  gegen das Ende 3 des Hebels 2, so dass dieser Hebel sich  um die Achse 1 dreht. An der Stelle 5 wirkt dieser  Bewegung des Hebels die Druckfeder 6 entgegen.

   Durch  den Hebel 2 wird somit eine Hebelübersetzung erzielt,  wobei die     Deformationsgeschwindigkeit    der Feder 6  bedeutend geringer     wird    als die Geschwindigkeit des  Körpers 4. Durch     zweckmässige    Wahl des     übersetzungs-          verhältnisses    kann die     Deformationsgeschwindigkeit    der  Feder so niedrig gehalten werden, dass plastische Defor  mationen bei einer bestimmten Belastung nicht eintre  ten.  



  Figur 2 zeigt, wie die gesamte Vorrichtung in  bequemer Weise zwischen zwei Scheiben     eines    Gitterro  stes eines Schnellventils einmontiert werden kann.  



  Figur 3 und 4 zeigen im     einzelnen    ein Beispiel für  die Ausbildung der Vorrichtung gemäss Figur 1 und 2.  Der Hebel 2 greift in eine Nut 7 ein, die aus der  Federachse 8 ausgefräst worden ist. Diese besitzt in der  Nut einen Rücken für linienförmige Anlage gegen die  Unterseite des Hebels 2. Die Federachse 8 weist eine  Verdickung 9 auf, die gegen einen Stapel von Feder  scheiben 10 drückt. Der gesamte     Federscheibenstapel    10  ist in einem Federgehäuse 11 untergebracht. Die gesamte  Vorrichtung ist derart ausgebildet, dass der Hebel 2 in  seiner untersten Stellung nicht das dichte Anliegen des  Ventilkörpers 4 gegen den Gitterrost hindert, und die  Federeinheit kann mittels einer Schraube 13 oder der  gleichen lösbar befestigt sein.  



  Die Federachse 8, die bei Belastung die     verminderte     Verschiebung mit verminderter Geschwindigkeit auf den       Federscheibenstapel    10 überträgt, wird durch einen  Anschlag 12 aufgehalten, wobei die     Trägheitskräfte    der  Achse von den Federscheiben entlastet werden.  



  Figur 5 zeigt ein ähnliches Ventil wie Figur 1.     Hier     ist jedoch die     Vorrichtung    in anderer Weise dadurch    ausgebildet, dass man eine Zugfeder 6 mit Angriffspunkt  5 am Hebel 2 auf der anderen Seite der Achse 1 im  Verhältnis zum     Hebelarmende    3 anwendet. Die gesamte  Feder liegt in diesem Fall ausserhalb des Gitterrostes  4b.  



  Die beschriebenen Beispiele dürfen das einfache  Prinzip der     Erfindung    verdeutlichen, das natürlich bei  vielen anderen Abänderungen mit     u.A.    anderen mecha  nischen Federtypen oder Federsystemen angewandt wer  den     kann.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Vorrichtung zum Vermeiden einer plastischen De formation mindestens einer mechanischen Zug- oder Druckfeder zum Dämpfen und Rückführen von Körpern mit grossen Verschiebungsgeschwindigkeiten, bestehend aus wenigstens einem um eine Achse (1) drehbaren, steifen oder etwas federnden Hebel (2), der an seinem einen Ende (3) durch die Feder (6) an den Körper (4) angedrückt wird und an einer von diesem Ende getrenn ten Stelle (5) des Hebels gegen die Feder (6) wirkt, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (2) zur allmähli chen Aufnahme der Druckbeeinflussung des Körpers (4) derart angeordnet ist, dass er in völlig durchgedrückter Lage entlang des grösseren Teils seiner Länge gegen eine feste Unterlage anliegt. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Druckfeder aus einem Stapel von Federtellern besteht, die um eine Achse (8) angeordnet sind, deren zweckmässig spitzes Ende mit dem drehba ren Hebel (2) zusammenwirkt. 2. Vorrichtung nach Patentanspruch oder Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Stelle (5) bei Anwendung einer Druckfeder zwischen der Drehachse (1) und dem einen Ende (3) des Hebels g<B>-</B> egen ist. el 3. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die genannte Stelle (5) bei Anwen dung einer Zugfeder auf dem anderen Ende (3) des Hebels (2) gelegen ist (Figur 5). 4.

   Vorrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse (8) gegen einen am Boden eines die Achse (8) umgebenden Federgehäuses (11) befindlichen Anschlag (12) anliegt. .