DE2505873B2 - Druckregler - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckregler für eine Druckluftanlage, deren Vorratsbehälter von einem ständig laufenden Kompressor über ein Rückschlagventil aufgeladen wird, mit einem vom Vorratsdruck über einen Verbindungskanal beaufschlagbaren, in einem Arbeitszylinder beweglichen Steuerkolben für ein vor dem Rückschlagventil liegendes Abströmventil, das bei Erreichen des Solldrucks im Behälter geöffnet wird, um den Kompressor zu entlasten, und nach Abfallen des Vorratsdrucks auf einen Mindestwert wieder geschlossen wird, wobei durch eine den Vorratsdruck gegen eine Sollwerteinstellfeder messende Membran eine Steuerstange geführt ist, deren eines Ende in die mit der Atmosphäre verbundene, die Einstellfeder enthaltende

Membrankammer ragt und deren anderes Ende im Bereich eines Doppelventils liegt, dessen größerer Ventilsitz am Anfang einer Gehäuse-Verbindungsbohrung zu dem Arbeitszylinder angeordnet ist.

Ein derartiger Druckregler ist bekannt (DBP 12 48 987). Dieser bekannte Druckregler hat eine Steuerstange mit einem verdickten Ende, das in die Verbindungsbohrung zum Arbeitszylinder gleitbar eingesetzt ist und das die Steuerstange führt. Auf der Steuerstange gleitet eine Manschettendichtung mit einer axialen und einer radialen Dichtfläche. Eine derartige Steuerstangen-Bauart und eine solche Dichtungs-Anordnung haben den Nachteil, daß die sich im Laufe der Zeit verändernden Reibungskräfte der Manschettendichtung die Schaltwerte des Druckreglers beeinflussen. Außerdem können in der Durchsatzluft mitgeführte Schmutzteilchen die Dichtflächen verändern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und einen Druckregler der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Schaltdrükke auch nach längerer Zeit unveränderlich bleiben und bei dem Schmutzteilchen in der Durchsatzluft für die Arbeitsweise des Druckreglers nicht störend sind.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß mit dem ventilseitigen Ende der Steuerstange eine zylindrische Kappe zusammenwirkt, die mit Radialspiel in die Verbindungsbohrung zum Arbeitszylinder eingesetzt ist und unter der Wirkung einer sie gegen die Steuerstange drückenden Kappen-Feder steht, daß ferner die obere Radialfläche der Kappe den inneren Ventilsitz des Doppelventils darstellt und daß ein Schließkörper für beide Ventilsitze von dem Flansch einer Hülse gebildet ist, die auf einem zylindrischen Membranteller-Ansatz metallisch geführt und durch eine Ringdichtung abgedichtet ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und zwar zeigt

F i g. 1 den Druckregler im Schnitt und

F i g. 2 eine Einzelheit des Druckreglers in vergrößertem Maßstab.

Im Innern des Gehäuses 1 ist eine Hauptkammer 2 vorgesehen, welche den noch später zu beschreibenden Steuerkolben aufnimmt. In die Kammer 2 einmündend ist der Druckluftanschluß 3 vorgesehen, an den die vom Kompressor kommende Leitung angeschlossen wird. Andererseits sitzt am Gehäuse 1 auf der gegenüberliegenden Seite der Anschlußstutzen 4, von dem eine nur schematisch dargestellte Leitung 5 zu dem Vorratsbehälter 6 führt.

Im Anschlußstutzen 4 liegt ein federbeaufschlagtes Rückschlagventil 7. Der Anschlußstutzen 4 hat über Bohrungen 8 und 9 Verbindung mit der Kammer 2. Der Boden des Gehäuses 1 wird durch eine Kappe 10 gebildet, die einen Auslaßstutzen 11 aufweist. In der Kammer 2 liegt in einem Einsatz 18 eine Trennwand 12 mit einem Ventilsitz 13, der mit einer federbeaufschlagten Ventilplatte 14 verschließbar ist. Die Ventilplatte 14 sitzt auf einem Schaft 15, auf dessen Kopf 1(5 der Steuerkolben 17 für das Abströmventil 13, 14 aufgesetzt ist. Der Steuerkolben 17 führt sich in einem im Einsatz 18 vorgesehenen Arbeitszylinder 19. In der Kammer 2 sitzt außerdem ein Doppelfilter 20/21.

An einem Bund im Gehäuseoberteil 25 ist eine Membran 26 mit Hilfe einer Staubkappe 27 eingespannt. Von oben drückt auf die Membran 26 eine Druckfeder

28, die mit einer Stellschraube 29 auf den Solldruck einstellbar ist

Die Membran 26 teilt einen Gehiäuseinnenraum in eine über der Membran liegende Kammer 30, die über eine Bohrung 31 mit der Atmosphäre in Verbindung steht, und in eine unter der Membran 26 liegende Kammer 32, welche mit dem Arbeitszylinder 19 des Steuerkolbens 17 über eine zylindrische Verbindungsbohrung 33 verbunden ist Am Boden der Kammer 32 ist am oberen Ende der Bohrung 33, diese umgebend, ein Ringsitz 34 für den noch später zu beschreibenden, ringförmigen Ventilschließkörper 35 vorgesehen.

An der Membran 26 ist eine Steuerstange 36 mit Hilfe von zwei Membrantellern 37 und 38 befestigt. Die Art der Befestigung ist am besten in der F i g. 2 zu erkennen. Dort ist zu sehen, daß die beiden Membranteller 37 und 38 gegenüber der sie durchdringenden Steuerstange 36 je einen ringzylindrischen Spalt 39 und 40 freilassen. Dabei hat der untere Membranteller 38 eine zylindrischen Ansatz 41, in dessen Mantelfläche eine D-Ring-Dichtung 42 eingelassen ist. Eine Haltemutter 43 für die Steuerstange 36 hat eine Axialausfräsung 44, die geradeso wie die Spalte 39 und 40 für den Luftdurchgang bestimmt ist. Ein Bund 45 der Steuerstange 36 dient als Gegenhalter für die Mutter 43 und liegt an dem Stirnflächenende des Ansatzes 41 an, das zum Zweck des Luftdurchgangs eine Ausfräsung 45' hat.

Auf den zylindrischen Ansatz 41 ist eine Hülse 46 aufgesetzt, die an ihrem dem Ventilsitz 34 zugekehrten Ende den Ventilschließkörper 35 trägt, der mit der Hülse 46 flanschartig verschweißt oder verlötet oder einstückig hergestellt ist. Eine zwischen dem flanschartigen Ventilschließkörper 35 und dem unteren Membranteller 38 angeordnete Feder 47 ist bestrebt, den Ventilschließkörper 35 auf dem Sitz 34 zu halten. Innen in der Hülse 46 ist eine Ringschulter 48 durch einen eingesetzten Sprengring gebildet, die zur Zusammenarbeit mit einem ebenfalls als Sprengring ausgebildeten Anschlagring 49 auf aer Steuerstange 36 bestimmt ist.

Die Steuerstange 36 hat eine gegenüber ihrer übrigen Querschnittsfläche verkleinerte Endfläche 22, mit der sie an einer metallischen, zylindrischen Kappe 50 anliegt, die in der Bohrung 33 angeordnet ist und deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Bohrung 33. Durch den kleineren Durchmesser der Kappe 50 ist zwischen der Mantelfläche der Kappe 50 und der Wand der Bohrung 33 ein zylindrischer Ringspalt 50' gebildet. Die Kappe 50 wird von einer Kappenfeder 51 gegen die Steuerstange 36 gedrückt. Die Kappenfeder 51 hat mindesten!! an dem an der Kappe 50 anliegenden Ende eine scharf auslaufende Schneide 52, deren Bedeutung später erläutert wird. Die Feder 51 ist aus einem größeren Stück einer Schraubendruckfeder durch Abtrennen hergestellt. Dabei erfolgt die Trennung in Axialrichtung der Feder 51, so daß an den Federenden eine scharfe Kante entsteht.

Hinter dem Rückschlagventil 8 zweigt ein Kanal 53 ab, der zur Membrandruckkammer 32 führt.

Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende:

Mit der Stellschraube 29 wird über die Feder 28 und die Membran 26 die gewünschte Druckhöhe im Vorratsbehälter 6 eingestellt. Wenn der Kompressor über den Anschluß 3 der Hauptkammer 2 mit Druckluft beschickt wird, so kann die Luft zunächst durch den Filter 20/21 hindurch über die Kanäle 8 und 9 in den Anschluß 4 einströmen, das Rückschlagventil 7 von seinem Sitz abheben und anschließend zum Vorratsbehälter 6 gelangen. Gleichzeitig strömt die Luft auch über den Kanal 53 in die Kammer 32 unter die Membran 26.
Sobald die gewünschte Druckhöhe erreicht ist, wird die Membran 26 entgegen der Wirkung der Feder 28 hochgehoben. Damit wird auch die Steuerstange 36 hochgezogen.

Unter der Kappenfeder 51 erreicht die Kappe 50 den Ventilschließkörper 35, wodurch sie mit ihrer Radialfläehe das Auslaßventil 35/50 schließt. Die Außenluftverbindung des Arbeitszylinders 19 durch die Spalte 39 und 40 und die Ausfräsungen 44 und 45' ist dann unterbrochen.

Wenn die Steuerstange 36 weiter angehoben wird, legt sich der Anschlagring 49 an die Ringschulter 48 der Hülse 46 an und nimmt diese mit. Dann löst sich der Ventilschließkörper 35 von seinem Gehäusesitz 34, und Druckluft aus der Kammer 32 kann durch den Ringspalt 50' am Außendurchmesser der Kappe 50 in den Arbeitszylinder 19 eindringen. Der Steuerkolben 17 wird nach unten gedrückt, wobei sich die Ventilplatte 14 von ihrem Ventilsitz 13 abhebt. Die vom Kompressor kommende Druckluft kann dann auf kurzem Weg aus der Kammer 2 durch den Anschlußstutzen 11 ins Freie abfließen.

Wenn die im Vorratsbehälter 6 gespeicherte Druckluft verbraucht wird und der Druck dort nachläßt, wandert die Membran 26 wieder nach unten. Die Steuerstange 36 nimmt an dieser Bewegung teil und läßt zunächst den Ventilschließkörper 35 wieder auf seinen gehäusefesten Sitz 34 gelangen. Damit ist die Druckluftveiuindung des Arbeitszylinders 19 unterbrochen. Beim weiteren Nachlassen des Behälterdrucks druckt die Steuerstange 36 die Kappe 50 gegen die Kraft der Kappenfeder 51 nach unten, so daß diese ihre Anlage an dem Ventilschließkörper 35 verliert. Dann ist die Außenluftverbindung des Arbeitszylinders 17 wieder hergestellt.

Bei der Hin- und Herbewegung der Kappe 50 wird die Kappenfeder 51 in ständigem Wechsel ge- und entspannt. Da mindestens das an der Kappe 50 anliegende Federende 52 scharfkantig ist, und da die Reibung zwischen der Kappe 50 und der Steuerstange 36 aufgrund deren verkleinerter Endfläche 22 sehr gering ist, bewirkt das Spannen und das Entspannen der Kappenfeder 51 eine Drehung der Kappe 51. Dadurch wird erreicht, daß das Auslaßventil 35/50 an seinen Sitzflächen ständig von Schmutz frei gehalten wird und gute Schließeigenschaften bewahrt.

Die metallische Führung und Dichtung der Hülse 46 auf dem Membranteller-Ansatz 41 hat im Zusammenhang mit dem verhälntismäßig großen Dichtungsdurchmesser den Vorteil, daß der Reibungsanteil an den Schaltkräften des Druckreglers sehr klein ist. Da sich die Reibungskräfte kaum verändern können, bleiben die einmal eingestellten Schaltwerte des Druckreglers auf lange Zeiten konstant.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Druckregler für eine Druckluftanlage, deren Vorratsbehälter von einem ständig laufenden Kompressor über ein Rückschlagventil aufgeladen wird, mit einein vom Vorratsdruck über einen Verbindungskanal beaufschlagbaren, in einem Arbeitszylinder beweglichen Steuerkolben für ein vor dem Rückschlagventil liegendes Abströmventil, das bei Erreichen des Solldruckes im Behälter geöffnet wird, um den !Compressor zu entlasten, und nach Abfallen des Vorratsdrucks auf einen Mindestwert wieder geschlossen wird, wobei durch eine den Vorratsdruck gegen eine Sollwerteinstellfeder messende Membran eine Steuerstange geführt ist, deren eines Ende in die mit der Atmosphäre verbundenen, die Einstellfeder enthaltende Membrankammer ragt und deren anderes Ende im Bereich eines Doppeiventils liegt, dessen größerer Ventilsitz am Anfang einer Gehäuse-Verbindungsbohrung zu dem Arbeitszylinder angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem ventilseitigen Ende der Steuerstange (36) eine zylindrische Kappe (50) zusammenwirkt, die mit Radialspiel in die Verbindungsbohrung zum Arbeitszylinder (19) eingesetzt ist und unter der Wirkung einer sie gegen die Steuerstange (36) drückenden Kappen-Feder (51) steht, daß ferner die obere Radialfläche der Kappe

(50) den inneren Ventilsitz des Doppelventils (34,35, 50) darstellt und daß ein Schließkörper (35) für beide Ventilsitze (34,50) von dem Flansch einer Hülse (46) gebildet ist, die auf einem zylindrischen Membranteller-Ansatz (41) metallisch geführt und durch eine Ringdichtung (42) abgedichtet ist.

2. Druckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerstange (36) einen Anschlagring (49) trägt, der zur Zusammenarbeit mit einer Ringschulter (48) in der Hülse (46) bestimmt ist.

3. Druckregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Kappe (50) einwirkende Kappen-Feder (51) mindestens an ihrem an der Kappe (50) anliegenden Ende ein scharf auslaufende Schneide (52) hat und daß eine Anlagefläche der Steuerstange (36) gegenüber der Kappe (50) im Verhältnis zu ihrem übrigen Querschnitt verkleinert ist.

4. Druckregler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneide (52) der Kappen-Feder

(51) durch das Abtrennen der Federwindungen in Axialrichtung der Feder hergestellt ist.