Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
EXPLOSION PROTECTION VALVE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2006/120091
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is an explosion protection valve comprising a closing member (4) which is movable inside a housing (2), is guided along a guide bar (3), and can be displaced in a moving direction from a predefined open position into a sealing closed position in case of a shock wave or suction wave. The explosion protection valve further comprises a spring arrangement that is effectively connected to the closing member (4) in order to maintain the open position on the guide bar (3). Said spring arrangement is provided with a first spring element (5, 5') and a second spring element (6, 6') in relation to the respective moving direction. The spring elements are disposed such that the second spring element (6, 6') can be impinged upon only following a predetermined spring travel (a) when the closing member (4) is displaced into the closed position.

Inventors:
ZELLWEGER JUERG (CH)
Application Number:
PCT/EP2006/061339
Publication Date:
November 16, 2006
Filing Date:
April 05, 2006
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
RICO SICHERHEITSTECHNIK AG (CH)
ZELLWEGER JUERG (CH)
International Classes:
A62C4/02; F16K17/04; F16K17/30
Domestic Patent References:
WO2004048828A12004-06-10
Foreign References:
CH694303A52004-11-15
FR1302543A1962-08-31
GB672340A1952-05-21
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
Wenger, René (Wil, CH)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche
1. Explosionsschutzventil mit einem Gehäuse (2) und mit wenigstens einem beweglichen, innerhalb des Gehäuses (2) an einer FührungsStange (3) geführten Schliesskörper (4), der aus einer vordefinierten Offenstellung bei einer Druck oder Sogwelle in wenigstens eine Bewegungsrichtung in eine dichtende Schliessstellung verschiebbar ist, wobei zum Halten der Offenstellung an der FührungsStange (3) eine mit dem Schliesskörper (4) in Wirkverbindung stehende Federanordnung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Federanordnung bezogen auf eine Bewegungsrichtung wenigstens ein erstes Federelement (5, 5' ) und wenigstens ein zweites Federelement (6, 6') aufweist, wobei die beiden Federelemente derart angeordnet sind, dass bei einer Verschiebung des Schliesskör pers (4) in die Schliessstellung das zweite Federelement (6, 6' ) erst nach einem vorbestimmten Federweg (a) des ersten Federelements (5, 5') beaufschlagbar ist.
2. Explosionsschutzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein erstes Mitnehmerelement (7, 7Λ) und wenigstens ein zweites Mitnehmerelement (8, 8') zum Beaufschlagen des ersten bzw. zweiten Federelements (5 bzw. 6) vorgesehen ist, wobei der Schliesskörper (4) derart an der FührungsStange (3) verschiebbar angeordnet ist, dass innerhalb des vorbestimmten Federwegs (a) nur das erste Federelement (5) über das erste Mitnehmerelement (7, 7Λ) und beim Überschreiten des vorbestimmten Federwegs (a) zusätzlich das zweite Federelement (6) über das zweiten Mitnehmerelement (8) beaufschlagbar ist.
3. Explosionsschutzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Mitnehmerelement (7, 7Λ) und das zweite Mitnehmerelement (8, 8') an der Innenseite eines die FührungsStange (3) umgebenden Trägerrohrs (10) für den Schliesskörper (4) angeordnet ist.
4. Explosionsschutzventil einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einem in zwei Bewegungsrichtungen verschiebbaren Schliesskörper (4), dadurch gekennzeichnet, dass zum Verschieben des Schliesskörpers (4) in zwei Bewegungsrichtungen ein erstes Mitnehmerelement (7) und ein zweites Mitnehmerelement (8) vorgesehen ist, wobei bezogen auf eine der Bewegungsrichtungen ein dieser Bewegungsrichtung zugeordnetes erstes Federelement (5) über das erste Mitnehmerelement (7) und ein der Gegenrichtung zugeordnetes erstes Federelement (5' ) und ein zweites Federelement (6) über das zweite Mitnehmerelement (8) beaufschlagbar ist. Explosionsschutzventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Federanordnung ein zweites Federelement (6) aufweist, das in jede der beiden Bewegungsrichtungen mit dem Schliesskörper (4) in Wirkverbindung steht, wobei das zweite Federelement (6) in eine Bewegungsrichtung über das erste Mitnehmerelement (7) und in Gegenrichtung über das zweite Mitnehmerelement (8) beaufschlagbar ist. c, Explosionsschutzventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich jeder Seite der Führungsstange (3) jeweils ein erstes Federelement (5, 5' ) und dazwischen, insbesondere bezogen auf die Führungsstange (3) etwa mittig, das zweite Federelement (6) angeordnet ist.
5. Explosionsschutzventil nach Anspruch.
6. oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Federelement (6) zwischen zwei Begrenzungsmitteln (9) gehalten ist.
7. Explosionsschutzventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungsmittel (9) für das zweite Federelement (6) begrenzt verschiebbar auf der Führungsstange (3) gelagert sind.
8. Explosionsschutzventil nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungsmittel (9) jeweils eine Büchse 11 aufweisen.
9. Explosionsschutzventil nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass für die begrenzte Verschiebung der Begrenzungsmittel (6, 6Λ) wenigstens eine in Bewegungsrichtung verlaufender Führungsnut (13) auf der Führungsstange (3) angeordnet ist, in die jeweils mit der jeweiligen Büchse (11) verbundene Stifte (12) eingreifen.
10. Explosionsschutzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verschieben des Schliesskör pers (4) in zwei Bewegungsrichtungen zwei erste Mitnehmerelemente (7, 7Λ) mit zugehörigen ersten Federelementen (5, 5') und zwei zweite Mitnehmerelemente (8, 8') mit zugehörigen zweiten Federelementen (6, 6') vorgesehen sind, wobei das jeweilige erste Federelement (5, 5') über dessen erstes Mitnehmerelement (7, 7Λ) bzw. das jeweilige zweite Federelement (6, 6') über dessen zweites Mitnehmerelement (8, 8') in einer ihm zugeordneten Bewegungsrichtung beaufschlagbar ist.
11. Explosionsschutzventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Federanordnung zwei Federpaare (20, 20') aufweist, wobei für jede Bewegungsrichtung je ein Federpaar (20, 20') mit einem ersten Federelement (5, 5') und einem zweiten Federelement (6 bzw. 6') auf einer Seite der Füh rungsstange (3) angeordnet ist.
12. Explosionsschutzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens das zweite Federelement (6, 6') mit Hilfe von Begrenzungsmitteln (9) in vorgespannter Stellung gehalten ist.
13. Explosionsschutzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (5, 5' , 6, 6' ) der Federanordnung als Druckfedern, insbesondere als Schraubendruckfedern ausgestaltet sind.
14. Explosionsschutzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Federsteifigkeit des ersten Federelements (5, 5') gleich, grösser oder kleiner als die Federsteifigkeit des zweiten Federelements (6, 6') ist.
Description:
Explosionsschutzventil

Die Erfindung betrifft ein Explosionsschutzventil gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1. Derartige Ventile dienen dazu, die Fortpflanzung einer Druck- oder Sogwelle in einer Rohrleitung zu verhindern. Die Ventile werden beispielsweise bei explosionsge- fährdeten Anlagen in Förderleitungen, insbesondere auch in pneumatische Förderleitungen eingebaut. Explosionsschutzventile können aber beispielsweise auch als Druckwellensicherung für die Zu- und Abluftöffnungen von Schutzräumen oder militärischen Bauten eingesetzt werden. Solche Ventile weisen in der Regel einen Schliesskörper auf, welcher bei normalem Betriebsdruck in einer neutralen Offenstellung gehalten wird, in welcher er von einem Gas- oder Flüssigkeitsstrom umströmt wird. Dies erfolgt mit Hilfe von Federn. Vielfach wirken solche Ventile zweiseitig, d. h. sie schliessen die Rohrleitung ab, gleichgültig auf welcher Seite des Ventils die Druck- oder Sogwelle auftritt.

Ein gattungsmässig vergleichbares Explosionsschutzventil beschreibt beispielsweise die DE-A-28 01 950. Das Ventil weist ein symmetrisch ausgebildetes Gehäuse auf, in welchem ein Schliesskörper gehalten ist. Der Schliesskörper ist an einer Führungsstange geführt und gegen die Kraft einer Federanordnung aus einer vordefinierten Offenstellung bei einer Druck- oder Sogwelle in zwei Bewegungsrichtungen in eine dichtende Schliessstellung verschiebbar. Das Ventil weist dazu zwei Federelemente auf, wobei jeweils ein Federelement seitlich an der Führungsstange angeordnet ist. Schon bei geringen Druckschwankungen beginnt sich der Schliesskörper zu verschieben, wodurch der Ventilquerschnitt bzw. der Spalt zwischen Schliesskörper und Schliesskörperdich- tung verkleinert wird und so die Druckdifferenz im Ventil steigt. Bewegt sich der Schliesskörper Richtung Schliessstellung, so steigt die Kraft der Zentrierfeder linear, der Druck

durch die Luftströmung auf den Schliesskörper steigt hingegen exponential an. Sobald die Kraft durch die Luftströmung grösser als die Kraft der Zentrierfeder ist, schliesst das Ventil plötzlich. In der Praxis hat sich gezeigt, dass eine derartige Ventilcharakteristik ungünstig sein kann.

Die CH-A5-694 303 beschreibt ein Explosionsschutzventil, bei welchem nach dem Überwinden einer Vorspannkraft ein mittig angeordnetes Federelement bei der Verschiebung des Schliesskörpers zusammengepresst wird. Die Federanordnung kann alternativ auch aus zwei an den Seiten der Führungsstange angeordneten Federelementen bestehen. Nach Überschreiten der Vorspannkraft weist auch dieses Ventil ein je nach Einsatzzweck ungünstiges Schliessver- halten auf.

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Bekannten zu vermeiden, insbesondere ein Explosionsschutzventil der eingangs genannten Art zu schaffen, welches sich durch ein besseres Schliessverhalten auszeichnet. Insbesondere soll das Ventilverhalten im Bereich der plötzlich auftretenden Schliessbewegung optimiert werden. Weiter soll das Explosionsschutzventil auf einfache Art und Weise herstellbar sein. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss mit einem Explosionsschutzventil gelöst, das die Merkmale in Anspruch 1 aufweist.

Durch die zweistufige Federanordnung wird ein optimiertes Schliessverhalten des Ventils erreicht. Der Einsatz des zweiten Federelements verhindert ein zu frühes plötzliches Schliessen des Ventils. Die Federanordnung ist dabei derart ausgestaltet, dass innerhalb des vorbestimmten Federwegs das zweite Federelement nicht zusammengedrückt oder anderweitig beaufschlagt wird. Bei einer Explosion kann der Schliesskörper zum Zeitpunkt des Überschreitens des vorbestimmten Federwegs eine gewisse Ge-

schwindigkeit aufweisen. Durch die kinetische Energie des Schliesskörpers wird nun das zweite Federelement zusammengedrückt. Je nach gewählter Stärke des zweiten Federelements kann das Ventil früher oder später geschlossen werden. Das erste Federelement kann dabei derart ausgebildet sein, dass beispielsweise nach dem Abschalten der Luftströmung der Schliesskörper wieder seine vordefinierte Offenstellung einnimmt. Mit Hilfe einer Verriegelungsvorrichtung kann der Schliesskörper in der Schliessstellung verriegelt werden. Derartige Verriegelungsvorrichtungen sind beispielsweise aus der CH-A5-694 303 bekannt. Selbstverständlich ist es denkbar, ein Explosionsschutzventil mit einer dreistufigen oder mehrstufigen Federcharakteristik im Sinne der vorliegenden Erfindung auszurüsten. Alternativ ist es aber auch vorstellbar, eine Federanordnung mit einer stufenlosen Charakteristik auszurüsten. In diesem Fall könnte man beispielsweise eine konische Feder vorsehen.

In einer ersten Ausführungsform kann das Explosionsschutzventil wenigstens ein erstes Mitnehmerelement und wenigstens ein zweites Mitnehmerelement zum Beaufschlagen des ersten bzw. zweiten Federelements aufweisen. Der Schliesskörper kann dabei derart an der FührungsStange verschiebbar angeordnet sein, dass innerhalb des vorbestimmten Federwegs nur das erste Federelement über das erste Mitnehmerelement beaufschlagbar ist. Sobald der vorbestimmte Federweg überschritten ist, kann zusätzlich das zweite Federelement über das zweite Mitnehmerelement beaufschlagbar sein. Mit Hilfe von Mitnehmerelementen können so auf einfache Art und Weise Kräfte auf die Federelemente übertragen werden.

Das erste Mitnehmerelement und das zweite Mitnehmerelement können an der Innenseite eines die FührungsStange umgebenden Trägerrohrs für den Schliesskörper angeordnet sein. Mitnehmerelemente können beispielsweise als Sicherungsringe ausgebildet sein

oder Sicherungsringe aufweisen. Das genannte Trägerrohr kann verschiebbar auf Gleitlagern auf der Führungsstange gelagert sein. Die Federelemente sind somit vorteilhaft im Ringspalt zwischen der Aussenseite der Führungsstange und der Innenseite des Trägerrohrs als Zentrierfedern ausgestaltet und so vom Fördermedium abgeschirmt.

Das Explosionsschutzventil kann als zweiseitig wirkendes Ventil ausgestaltet sein. Dazu kann es einen in zwei Bewegungsrichtungen verschiebbaren Schliesskörper aufweisen, wobei zum Verschieben des Schliesskörpers in zwei Bewegungsrichtungen ein erstes Mitnehmerelement und ein zweites Mitnehmerelement vorgesehen sein können. Dabei kann bezogen auf eine der Bewegungsrichtungen ein dieser Bewegungsrichtung zugeordnetes erstes Federelement über das erste Mitnehmerelement und ein zweites Federelement über das zweite Mitnehmerelement beaufschlagbar sein. In Gegenrichtung zur genannten Bewegungsrichtung kann ein der Gegenrichtung zugeordnetes erstes Federelement über das (genannte) zweite Mitnehmerelement beaufschlagbar sein. Die Mitnehmerelemente können also zum Beaufschlagen der Federelemente, insbesondere zum Zusammenpressen der Federelemente in beide Richtungen benutzt werden.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Federanordnung ein zweites Federelement aufweist, das in jede der beiden Bewegungsrichtungen mit dem Schliesskörper in Wirkverbindung steht. Das zweite Federelement kann dabei in eine Bewegungsrichtung über das erste Mitnehmerelement und in Gegenrichtung über das zweite Mitnehmerelement beaufschlagbar sein. Eine zweistufige Federanordnung kann so mit lediglich drei Federn auskommen. Eine derartige Federanordnung mit drei Federn kann beispielsweise wie folgt ausgestaltet sein: im Bereich jeder Seite der Führungsstange kann jeweils ein erstes Federelement angeordnet sein. Zwischen

den beiden ersten Federelementen kann ein zweites Federelement angeordnet sein, wobei dieses bevorzugt auf der Führungsstange etwa mittig angeordnet sein kann.

Das zweiseitig wirkende zweite Federelement kann zwischen zwei Begrenzungsmitteln gehalten sein. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Begrenzungsmittel für das zweite Federelement begrenzt verschiebbar auf der Führungsstange gelagert sind.

Diese Begrenzungsmittel können jeweils eine auf der Führungsstange begrenzt verschiebbar gelagerte Büchse aufweisen. Die Büchse kann so einen Anschlag für das erste Mitnehmerelement bilden. Wird der vorbestimmte Federweg überschritten, so stösst das entsprechende Mitnehmerelement an die Büchse an, wodurch das zweite Federelement zusammendrückbar sein kann.

Für die begrenzte Verschiebung der Begrenzungsmittel, insbesondere für die erwähnte Büchse, kann auf der Führungsstange wenigstens eine in Bewegungsrichtung verlaufende Führungsnut angeordnet sein, in die jeweils mit der Büchse verbundene Stifte eingreifen .

Zum Verschieben des Schliesskörpers in zwei Bewegungsrichtungen können aber auch zwei erste Mitnehmerelemente mit zugehörigen ersten Federelementen und zwei zweite Mitnehmerelemente mit zugehörigen zweiten Federelementen vorgesehen sein. Dabei kann das jeweilige erste Federelement über dessen erstes Mitnehmerelement bzw. das jeweilige zweite Federelement über dessen zweites Federelement in einer ihm zugeordneten Bewegungsrichtung beaufschlagbar sein. Eine derartige Federanordnung kann somit aus vier Federn bestehen. Dabei können jeweils zwei Federelemente als Federpaar mit dem Schliesskörper nur in je eine Bewegungsrichtung zusammenwirken.

Die Federanordnung kann zwei Federpaare aufweisen, wobei für jede Bewegungsrichtung je ein Federpaar mit einem ersten Federelement und einem zweiten Federelement auf einer Seite der Führungsstange angeordnet ist.

Vorteilhaft kann es sein, wenn wenigstens das zweite Federelement mit Hilfe von Begrenzungsmitteln in vorgespannter Stellung gehalten ist. Durch das Vorspannen des zweiten Federelements kann eine Vorspannkraft erzielt werden, welche nach Überschreiten des vorbestimmten Federwegs zuerst überwunden werden muss, bevor überhaupt eine weitere Verschiebung in Richtung gegen die Schliessstellung stattfinden kann. Selbstverständlich ist auch denkbar, je nach Einsatzzweck auch die ersten Federelemente zwischen Begrenzungsmitteln in vorgespannter Stellung zu halten.

Die Federelemente der Federanordnung können als Druckfedern, insbesondere als Schraubendruckfedern ausgestaltet sein. Die Federn können beispielsweise aus Metall, insbesondere aus Stahl, bestehen. Je nach Anwendungsbereich könnten Federn auch aus Gummi oder einem vergleichbaren Material bestehen. Vorstellbar sind sogar hydraulische Federn.

Die Federstreifigkeit des ersten Federelements kann gleich, grösser oder kleiner als die Federstreifigkeit des zweiten Federelements sein.

Weitere Einzelmerkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele und aus den Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Explosionsschutzventil mit einem Schliesskörper in der Offenstellung,

Fig. 2 das Detail A gemäss Fig. 1,

Fig. 3 das Detail B gemäss Fig. 1,

Fig. 4a einen vergrösserten Ausschnitt des Querschnitts eines Explosionsschutzventils gemäss Fig. 1 mit einem Schliesskörper in Offenstellung,

Fig. 4b das Explosionsschutzventil gemäss Fig. 4a mit einem um einen Federweg a verschobenen Schliesskörper,

Fig. 4c das Explosionsschutzventil gemäss Fig. 4a mit einem um eine weitere Strecke verschobenen Schliesskörper,

Fig. 5 ein Kraft-Weg-Diagramm für ein Explosionsschutzventil gemäss den Fig. 4a - 4c,

Fig. 6 einen Querschnitt durch ein alternatives Explosionsschutzventil mit einem Schliesskörper in Offenstellung,

Fig. 7a einen Ausschnitt des Explosionsschutzventils gemäss Fig. 6 mit einem Schliesskörper in Offenstellung,

Fig. 7b das Explosionsschutzventil gemäss Fig. 7a mit einem um einen Federweg a verschobenen Schliesskörper,

Fig. 7c das Explosionsschutzventil gemäss Fig. 7a mit einem um eine weitere Strecke verschobenen Schliesskörper,

Fig. 8a vergrösserte Darstellungen der Querschnittsdarstellung bis 8c gemäss den Fig. 7a - 7c,

Fig. 9a einen Ausschnitt eines weiteren Explosionsschutzventils in Offenstellung im Querschnitt,

Fig. 9b das Explosionsschutzventil gemäss Fig. 9a mit einem um einen Federweg a verschobenen Schliesskörper,

Fig. 9c das Explosionsschutzventil gemäss Fig. 9a mit einem um eine weitere Strecke b verschobenen Schliesskörper und

Fig. 9d ein Kraft-Weg-Diagramm für ein Explosionsschutzventil gemäss Fig. 9a - 9c.

Wie in Fig. 1 dargestellt, besteht ein insgesamt mit 1 bezeichnetes Explosionsschutzventil im Wesentlichen aus einem Gehäuse 2 und einem in diesem angeordneten Schliesskörper 4, der auf einer Führungsstange 3 verschiebbar gelagert ist. Das Gehäuse 2 besteht aus zwei etwa spiegelsymmetrischen Gehäusehälften, welche über eine Flanschverbindung 28 lösbar miteinander verbunden sind. Das Ventil kann mit Hilfe der Flansche 23 in eine Rohrleitung integriert werden.

Der Schliesskörper 4 ist als rotationssymmetrischer, im Querschnitt etwa elliptischer Hohlkörper ausgebildet. In der Schliessstellung würde der Schliesskörper 4 an den ringförmigen Dichtungselementen 22 anliegen (die beiden Schliessstellungen sind in Fig. 1 durch eine gestrichelte Linie angedeutet) .

Die Führungsstange 3 ist an beiden Enden in einem Haltestück 24 fixiert. Der Schliesskörper 4 ist nicht direkt an der Führungsstange 3 gelagert, sondern mittelbar über ein Trägerrohr 10, das sich auf beiden Seiten über den Schliesskörper 4 hinaus erstreckt. Weiter sind Verriegelungsvorrichtungen 25 mit Riegel-

Stangen 26 zum Festhalten des Schliesskörpers in der Schliess- stellung vorgesehen. Ein mechanisch verriegeltes Ventil ist dabei derart ausgebildet, dass es nur manuell geöffnet bzw. entriegelt werden kann. Eine derartige Verriegelungsvorrichtung ist beispielsweise aus der CH-A5-694 333 bekannt.

Zum Halten der Offenstellung ist im Spaltraum zwischen Führungsstange 3 und Trägerrohr 10 an der FührungsStange eine mit dem Schliesskörper 4 in Wirkverbindung stehende Federanordnung vorgesehen. Die Federanordnung gemäss Fig. 1 weist drei Federelemente auf: zwei erste Federelemente 5 und 5' sowie ein zweites Federelement 6. Die an den Seiten der FührungsStange angeordneten ersten Federelemente sind jeweils bezogen auf eine Bewegungsrichtung zusammenpressbar. Das in der Mitte angeordnete zweite Federelement 6 ist dagegen in beide Bewegungsrichtungen (siehe Pfeil) zusammenpressbar und hat damit eine Doppelfunktion. Die Federanordnung ist dabei derart ausgestaltet, dass bei einer Verschiebung des Schliesskörpers in die Schliessstellung das zweite Federelement 6 erst nach einem vorbestimmten Federweg zusammenpressbar ist. Selbstverständlich ist es denkbar, dass die Federelemente auch auf andere Weise beaufschlagt werden. Beispielsweise könnten die Federelemente (als Zugfedern) auseinander gezogen werden. Der Aufbau und die genaue Wirkungsweise der Federanordnung des Ventils 1 gemäss Fig. 1 soll nachfolgend anhand der Figuren 2 bis 5 erläutert werden.

Wie Fig. 2 zeigt, ist die mittig angeordnete Feder, d. h. das zweite Federelement 6, zwischen zwei Begrenzungsmitteln 9, 9' angeordnet. Die Begrenzungsmittel weisen auf der FührungsStange 3 gelagerte Büchsen 11 auf, die begrenzt verschiebbar auf der FührungsStange 3 gelagert sind. Dazu ist eine in Bewegungsrichtung verlaufende Führungsnut 13 vorgesehen, in die jeweils Stifte 12 eingreifen, die mit der jeweiligen Büchse 11 verbunden

sind. Die Stifte 12 können beispielsweise als Gewindestifte ausgebildet sein. Mit Hilfe der Begrenzungsmittel 9 und 9' kann auf einfach Art und Weise das Federelement 6 vorgespannt werden. Selbstverständlich ist jedoch eine Vorspannung nicht zwingend notwendig.

Fig. 3 zeigt ein Mitnehmerelement zum Beaufschlagen der Federelemente mit einer Federkraft. Das mit 8 bezeichnete Mitnehmerelement ist bezogen auf die Pfeilrichtung x (Bewegungsrichtung) als zweites Mitnehmerelement für das zweite Federelement 6 ausgestaltet (siehe Fig. 2 sowie nachfolgende Fig. 4a - 4c) . Das Mitnehmerelement 8 weist einen am Trägerrohr 10 befestigten Sicherungsring 15 auf. Am Sicherungsring 15 schliesst ein Gleitlager 14 zum Ermöglichen der Verschiebung der FührungsStange 3 an. Zur Mitte hin ist sodann ein Distanzring 16 vorgesehen, der an eine umlaufende Schulter des Trägerrohrs 10 anstösst. Das andere Mitnehmerelement (7) ist gleichartig, jedoch spiegelverkehrt aufgebaut (vgl . Fig. 4a - 4c) .

Die Figuren 4a - 4c zeigen den Schliesskörper 4 in drei verschiedenen Stellungen. In Fig. 4a befindet sich der Schliesskörper 4 in seiner neutralen Offenstellung. Bei einem Gas- oder Flüssigkeitsstrom in Pfeilrichtung x würde sich der Schliesskörper 4 in diese Richtung gegen die Schliessstellung bewegen. In diesem Fall wird zuerst das erste Federelement 5 über das Mitnehmerelement 7 zusammengedrückt. Das für die zweite Stufe vorgesehene zweite Federelement 6 bleibt innerhalb des Federwegs a bzw. innerhalb der Verschiebung des Schliesskörpers 4 um eine Strecke a unbeaufschlagt . In Fig. 4b ist der Schliesskörper 4 um eine Strecke a in x-Richtung verschoben. Wie aus Fig. 4 b hervorgeht, stösst das Mitnehmerelement 8 über den Distanzring 16 (vgl. Fig. 3) an. Bei einer weiteren Verschiebung des Schliesskörpers 4 in x-Richtung würde nun ebenfalls das zweite Federele-

ment 6 zusammengedrückt. Eine solche Stellung ist in Fig. 4c gezeigt. Hier ist einerseits das erste Federelement 5 um den Federweg b und anderseits das zweite Federelement 6 um eine Strecke (b-a) zusammengedrückt.

Fig. 5 zeigt ein Kraft-Weg-Diagramm für ein Explosionsventil ge- mäss den Figuren 4a - 4c (Weg: w, Kraft: F) . Von der Offenstellung 0 bis zum Federweg a verläuft die Kurve 21 linear ausgehend von Null (oder von einem bestimmten Wert, falls vorgespannt) bis zu einer Federkraft Fl . Ab dem Federweg a wird neben dem ersten Federelement nun auch das zweite Federelement beaufschlagt. Bei Überschreiten des Federwegs bzw. der Strecke a verläuft die Kurve 21 von einer Federkraft F2 bis zur Schliessstellung (Weg c) F3 linear. Wie aus Fig. 5 hervorgeht, ist das zweite Federelement 6 vorgespannt. Bevor also ein weiterer Federweg als a zurückgelegt werden kann, muss die Vorspannkraft (F2-F1) überwunden werden. Beim Kurvenverlauf gemäss 21' wäre das zweite Federelement nicht vorgespannt.

In Fig. 6 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Explosionsschutzventils dargestellt, dessen Funktionsprinzip gleich ist wie beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1. Das Explosionsschutzventil gemäss Fig. 6 weist jedoch eine andere Federanordnung auf. Zum Verschieben des Schliesskörpers 4 sind je Bewegungsrichtung jeweils zwei Federelemente vorgesehen. Für die Bewegungsrichtung x wären dies die Federelemente 6 und 5 (Federpaar 20) und in Gegenrichtung (Pfeilrichtung - x) die Federelemente 5' und 6' (Federpaar 20'). Die Federpaare 20 und 20' sind dabei bezogen auf die jeweilige Bewegungsrichtung auf einer Seite der Führungsstange 3 angeordnet (S: Symmetrieebene) . Einzelheiten der Federanordnung sind aus den Fig. 7a - 7c sowie 8a - 8c ersichtlich.

Fig. 7a zeigt das Explosionsschutzventil in seiner neutralen Offenstellung. Ein Federpaar 20 enthält bezogen auf die Symmetrie- ebene S ein innenseitig angeordnetes erstes Federelement 5 sowie ein aussenseitig angeordnetes Federelement 6. Die Federelemente 5, 6, 5' (sowie 6') sind im hohlzylindrischen bzw. ringförmigen Spaltraum zwischen FührungsStange 3 und Trägerrohr 10 angeordnet (wie beim vorgängigen Ausführungsbeispiel) . Verschiebt sich nun der Schliesskörper 4 in x-Richtung, so wird innerhalb eines Federwegs a nur ein Federelement, das erste Federelement 5 beaufschlagt (in Gegenrichtung wäre dies das erste Federelement 5' ) . Über ein erstes Mitnehmerelement 7, beispielsweise in Form eines mit dem Trägerrohr 10 verbundenen Sicherungsrings, wird das erste Federelement 5 zusammengedrückt. Das zweite Federelement 6 sowie die übrigen Federelemente bleiben dabei unbeaufschlagt . Fig. 7b zeigt das Explosionsschutzventil mit einem um eine Strecke a in x-Richtung verschobenen Schliesskörper 4. In dieser Stellung ist das erste Federelement 5 um den Federweg a über das Mitnehmerelement 7 zusammengedrückt. Zugleich hat sich ebenfalls das zweite Mitnehmerelement 8 für das zweite Federelement 6 um die Strecke a in x-Richtung verschoben. Ersichtlicherweise kann nun bei einer weiteren Verschiebung in x-Richtung auch das zweite Federelement über den zweiten Mitnehmer 8 zusammengedrückt werden. Eine solche Stellung ist aus Fig. 7c erkennbar. Hier ist der Schliesskörper 4 um eine Strecke b, welche grösser als a ist, in x-Richtung verschoben. Wie Fig. 7c zeigt, ist das zweite Federelement 6 um einen Federweg (b - a) über das Mitnehmerelement 8 zusammengedrückt worden. Das erste Federelement 5 ist um den Federweg b zusammengedrückt.

Die Fig. 8a - 8c zeigen vergrösserte Ausschnitte der vorhergehenden Figuren 7a - 7c (Fig. 8a/b/c entspricht dabei Fig. 7a/b/c) . Wie aus den Fig. 8a - 8c ersichtlich ist, sind die ersten Mitnehmerelemente 7 und 7' als ringförmige Elemente ausges-

taltet. Diese Ringe sind verschiebbar auf der FührungsStange 3 gelagert und jeweils in einer Schulter 18 bzw. 18' des Trägerrohrs 10 positioniert. Auf diese Weise können die Mitnehmerelemente 7 ihre Mitnahmefunktion zur Herstellung einer Wirkverbindung zwischen Schliesskörper 4 und Federelement 5 bzw. 5' erfüllen. Selbstverständlich könnte man aber auch als erste Mitnehmerelemente 7 bzw. 7' mit dem Trägerrohr 10 fest verbundene Sicherungsringe vorsehen. Das erste Federelement 5 ist nach aussen hin durch ein Begrenzungselement 17 gesichert. Dieses Begrenzungselement 17 (bzw. 17') kann als Sicherungsring ausgestaltet sein, welcher mit der FührungsStange 3 fest verbunden ist. An das Begrenzungselement 17 schliesst ein Gleitlager 14 für die Führungsstange 3 an. Das zweite Federelement 6 ist durch das Begrenzungsmittel 9 in -x-Richtung gesichert. Somit kann das zweite Federelement 6 (sowie analog das zweite Federelement 6' für die Gegenrichtung) in vorgespannter Stellung zwischen dem Haltestück 24 und dem Begrenzungsmittel 9 in vorgespannter Stellung gehalten werden. Selbstverständlich ist es denkbar, dass auch das erste Federelement 5 (bzw. 5') vorgespannt sein kann. Wie aus den Fig. 8a - 8c ersichtlich ist, sind die Sicherungsringe für die Mitnehmerelemente 8 (bzw. 8') sowie für die Begrenzungsmittel 9 (bzw. 9' und 17 bzw. 17') derart auszugestalten, dass keine gegenseitige Behinderung möglich ist. Dies geht insbesondere aus den Fig. 8a und 8b hervor: In Offenstellung liegen der Sicherungsring für das Begrenzungselement 17 und der Sicherungsring für das zweite Mitnehmerelement 8 übereinander (Fig. 8a) ; nach Verschiebung um die vorbestimmte Strecke bzw. Federweg a in x-Richtung liegen die Sicherungsringe für das Begrenzungsmittel 9 und für das zweite Mitnehmerelement 8 übereinander (Fig. 8b) .

Wie die Fig. 9a - 9c zeigen, sind auch andere konstruktive Ausgestaltungen denkbar, ohne dass dabei der Erfindungsgedanke verlassen wird. Hier weist die Federanordnung des Explosionsschutz-

ventils bezogen auf eine Bewegungsrichtung jeweils zwei Federelemente unterschiedlicher Länge auf, welche übereinander liegen. In der Offenstellung gemäss Fig. 9a ist das erste Federelement 5 um eine Strecke a (vgl. Fig. 9d) länger als das zweite Federelement 6. Die Differenz der Längen der beiden Federn entspricht dem vorbestimmten Federweg a. Wie aus dem Kraft-Weg- Diagramm gemäss Fig. 9d hervorgeht, ist das zweite Federelement vorgespannt. Dazu kann beispielsweise ein Mitnehmerelement 8 vorgesehen werden, das begrenzt bezogen auf eine Führungsnut 13 auf dem Trägerrohr 3 gelagert ist. Hierbei werden bevorzugt Schraubendruckfedern mit unterschiedlichen Durchmessern gewählt, die bezogen auf das Trägerrohr im Querschnitt konzentrisch zueinander angeordnet sind. In Fig. 9b ist das erste Federelement 5 um eine Strecke/einen Federweg a in X-Richtung verschoben worden. In dieser Stellung schlägt das erste Mitnehmerelement 7 an das zweite Mitnehmerelement 8 an. Wie Fig. 9c zeigt, kann bei einer weiteren Verschiebung in X-Richtung nun auch das zweite Federelement 6 zusammengedrückt werden.




 
Previous Patent: MULTIPART DOMESTIC APPLIANCE

Next Patent: ELECTRIC MACHINE TOOL