Druckpolster-Überlastsicherung

Abstract

 Es gibt eine Vorrichtung zum raschen Auslaufen einer Druckpolster-Überlastsicherung, bei der ein Kolben (10) vom Druckpolster-Druck nach aussen gedrückt ist und bei Überlast-Druck sich geringfügig nach innen verschiebt und bei dem ein Auslaufventil (11) vorgesehen ist. Dabei ist es erwünscht, wenn die Vorrichtung mit einfachen Mitteln schneller arbeitet. Dies ist erreicht, indem das Auslaufventil (11) im Kolben (10) angeordnet ist. Es ist eine erhebliche Verkürzung der Reaktionszeit der Überlastsicherung gegeben.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum raschen Auslaufen einer Druckpolster-Überlastsicherung, bei der ein Kolben bei Wirkstellung vom Druckpolster-Druck in einem Zylinder nach außen gedrückt ist und bei Überlast-Druck sich geringfügig nach innen verschiebt und bei dem zwischen Druckpolster und Außenseite ein Auslaufventil vorgesehen ist, dessen Ventilkörper innen vom Druckpolster beaufschlagt und außen abgestützt ist, wobei es bei Wirkstellung in den Ventilsitz gedrückt ist.

[0002] Bei einer bekannten (DE-AS 21 50 726) Vorrichtung dieser Art ist das Ventil an einer vom Druckpolster wegführenden Leitung vorgesehen und ist der Ventilkörper über eine Feder an einem ortsfesten Teil abgestützt. Der Ventilkörper weist eine kegelige Innenfläche auf, von der nur der Spitzenbereich ständig vom Druckpolster beaufschlagt ist. Bei Überlast wird der Ventilkörper etwas zurückgedrückt, sodaß die gesamte Innenfläche des Ventilkörpers beaufschlagt ist, was den Ventilkörper schlagartig in Offenstellung bringt. Diese Vorrichtung arbeitet zeitraubend, da zunächst der zur Überlast gehörende Druck aufgebaut werden muß, dann durch Zurückdrücken des spitzen Bereiches ein Sicherheitsventil betätigt wird und dann das eigentliche Ablaufventil betätigt wird.

[0003] Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die mit einfachen Mitteln schneller arbeitet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist, diese Aufgabe lösend, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaufventil im Kolben angeordnet ist.

[0004] Das Druckpolster drückt den Ventilkörper des Auslaufventiles ständig gegen die Abstützung und zwar auch bei Überlast. Da das Druckpolster den Kolben nach außen drückt, wird auch der Ventilsitz dichtend gegen den abgestützten Ventilkörper gedrückt. Wenn der Überlast-Druck auftritt, so bewegt sich der Kolben etwas nach innen, wodurch der Ventilsitz vom Ventilkörper abhebt, d.h. das Auslaufventil öffnet, sodaß das Druckpolster auslaufen kann. Da die anfängliche Verschiebung des Kolbens mit dem Aufbau des Überlast-Druckes erfolgt und gleichzeitig damit das Öffnen des Auslaufventiles, ist eine erhebliche Verkürzung der Reaktionszeit der Überlastsicherung erreicht. Bei geeigneter Gestaltung des Auslaufventiles ist dessen Auslaufquerschnitt für eine befriedigend rasche Entleerung ausreichend groß.

[0005] Es ist möglich, das Druckpolster mit einem praktisch inkompressiblen Fluidum zu bilden und ein Sicherheitsventil vorzusehen, um die erwünschte anfängliche Verschiebung des Kolbens zu erreichen. In diesem Fall kann der Ventilkörper auf dem Ventilsitz aufliegen und öffnet schon aufgrund einer sehr geringen Änderung des Volumens des Druckpolsters.

[0006] Andererseits ist es auch zweckmäßig und vorteilhaft, wenn das Fluidum des Druckpolsters aufgrund des Uberlast-Druckes merklich kompressibel ist und der Ventilkörper in einen Buchsenbereich des Ventilsitzes eintaucht. Es wird aufgrund einer etwas stärkeren Volumenänderung des Druckpolsters der Buchsenbereich vom Ventilkörper abgezogen, um das Auslaufventil zu öffnen.

[0007] Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es sodann, wenn der Ventilkörper in einer Ausnehmung des Kolbens angeordnet ist, deren Querschnitt nach oben hin merklich größer als der des Ventilkörpers ist. Der Ventilkörper ist geschützt angeordnet und ausweichende Abflußmöglichkeit ist gewährleistet.

[0008] Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es noch, wenn der Ventilkörper und Kolben mittels Feder gegeneinandergedrückt sind. Der Überlast-Druck überwindet die Kraft dieser Zugfeder und die Zugfeder schließt das Auslaufventil nach Abbau des Überlast-Druckes wieder.

[0009] Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es weiterhin, wenn der Kolben mit einer Reihe verteilter Auslaufventile bestückt ist. Ohne das einzelne Auslaufventil allzu groß dimensionieren zu müssen, ist durch die Verteilung mehrerer Auslaufventile über den Kolben, der Abfluß des das Druckpolster bildenden Druckfluidums beschleunigt.

[0010] Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich in verschiedenster Weise einsetzen. Z.B. kann damit gemäß DE-PS 16 27 940 der Zuganker einer Spindelschlagpresse gesichert werden. Es ist aber auch möglich, mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung einen Drehmomentwandler zu sichern. Die Auslaufventile können zwischen Ventilkörper und Ventilsitz Dichtringe aufweisen.

[0011] In der Zeichnung sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dargestellt und zeigt

Fig. 1 einen vertikalen Schnitt einer Druckpolster-Überlastsicherung an der Pleuelbefestigung einer Presse,

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Teil der Darstellung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 einen vertikalen Schnitt einer Druckpolster-Überlastsicherung einer Wellenkupplung und

Fig. 4 einen vertikalen Schnitt einer Druckpolster-Überlastsicherung einer Schubkupplung.

[0012] Gemäß Fig. 1 und 2 ist ein Stößel 1 vorgesehen, an dem ein Pleuelansatz 2 festgelegt ist, der eine Kugelpfanne 3 trägt, die eine Pleuelzapfenkugel 4 aufnimmt, die mittels eines Kugelpfannendeckels 5 durch Schrauben 6 festgelegt ist. In dem Stößel 1 ist ein kammerartiger Zylinder 7 gebildet, der oben mittels eines Anschlagringes 8 abgedeckt ist, der angeschraubt ist. Der Pleuelansatz 2 durchdringt wie eine Kolbenstange den Anschlagring 8 und ist gegeüber diesem mittels Dichtung 9 abgedichtet. Im Zylinder 7 ist am Pleuelansatz 2 mittels Schrauben 6 ein Kolben 10 befestigt, der im Zylinder 7 auf und ab verschiebbar ist und gegenüber diesem mittels Dichtungen 9 abgedichtet ist. Der Kolben 10 ist gemäß Fig. 1 gegen den Anschlagring 8 gefahren.

[0013] Der Kolben 10 ist in dem dem Pleuelansatz seitlich überragenden Bereich entlang einem Kreisring mit einer Kette von Auslaufventilen 12 versehen, die jeweils mit einem scheibenartigen bzw. plattenartigen Ventilkörper 12 ausgerüstet sind, der eine reifenartige Umfangsfläche aufweist. Der Ventilkörper 12 ist in eine Ausnehmung 13 gesetzt, die sich von unten nach oben konisch erweitert und den Ventilkörper 12 der Tiefe nach soweit aufnimmt, daß er vom Anschlagring an der Außenseite beaufschlagt ist und nach unten gedrückt ist. Die Ausnehmung 13 bildet dann über eine Stufe einen ringartigen Ventilsitz und setzt sich mit verengtem Querschnitt topfartig nach unten fort. Von der Unterseite des Kolbens ist koaxial zur Ausnehmung 13 eine Bohrung 14 vorgesehen, in die ein Ventilstößel 15 des Ventilkörpers ragt, auf dem eine komprimierte Feder 16 sitzt, die an einem Querstück 17 am Ende des Ventilstößels abgestützt ist. Die Feder 16 drängt den Ventilkörper 12 auf den Ventilsitz.

[0014] Von dem topfartigen Fortsatz der Ausnehmung 13 geht jeweils ein Kanal 18 schräg zur Unterseite des Kolbens 10. In dem Zylinder 7 unter dem Kolben 10 wird über einen Zulauf 19 Druckfluidum eingeführt, das von einer Pumpe über ein erstes Überlat- oder Sicherheitsventil, ein Rückschlagventil und ein zweites Überlast- oder Sicherheitsventil zugeführt wird. Dies ist an sich bekannt und nicht näher gezeigt. Das Druckfluidum, das an der Oberseite des Kolbens 10 austritt, wird über einen Ablauf 20 abgeführt. Die Ablaufventile 11 sind außen mit einer in sich geschlossenen Rinne 21 an der Oberseite des Kolbens umschlossen, die ein unerwünschtes Verweilen von Fluidum auf dem Kolben 10 vermeiden soll.

[0015] Zunächst strömt Fluidum langsam in den Zylinder 7, wodurch sich der Kolben 10 hebt, bis er den Anschlagring 8 erreicht. Das Druckfluidum, das z.B. eine Flüssigkeit ist, baut jetzt einen durch das Überlastventil de-finierten Druck auf und drückt die Ventilkörper 12 gegen den Anschlagring. Bei einer Überlastung senkt sich der Kolben 10, wobei die Ventilkörper 12 angehoben werden oder bleiben und vom Druckfluidum weiterhin gegen den Anschlagring 8 gedrückt werden. Die Anzahl der Auslaufventile und deren Strömungsquerschnitt bestimmen die Geschwindigkeit, mit der das Fluidum von der Kolbenunterseite auf die Kolbenoberseite wandert. Bei erneuter Einrichtung der Überlastsicherung wird beim Beaufschlagen des Kolbens mit Fluidum das sich oberhalb des Kolbens befindende Fluidum durch den AbfLuß 20 gedrängt.

[0016] Bei der Druckpolster-Überlastsicherung gemäß Fig. 4 sitzt der Zylinder 7 als eigenständiges Stück in einem Gehäuse 21 und ragt aus diesem mit einer Muffe 22 heraus, die eine erste Welle 23 aufnimmt. In dem Zylinder 7 sind mehrere gleiche Überlastkolben 10 im Kreis angeordnet, die an der Zylinderwand und einem Mittelstück 24 geführt sind. Jeder Überlastkolben 10 ist mit Auslaufventilen 11 bestückt, wie es in Fig. 1 und 2 gezeigt ist. Der Zulauf 19 ist mittig entlang der ersten Welle 23 geführt und tritt über eine Verzweigung 25 in die den einzelnen Überlastkolben zugeordneten Teilbereiche des Zylinders.

[0017] Der Zylinder 7 ist mit dem plattenartigen Anschlagring 8 abgeschlossen und jeder Überlastkolben 10 ragt mit einem Ansatz 2 durch den Anschlagring, wobei er in nicht gezeigter Weise abgedichtet ist. Der Anschlagring 8 weist pro Überlastventil 11 zwei Bohrungen 26 auf, die zum Auslauf 20 führen, der zwischen einer Deckplatte 27 und dem Anschlagring 8 gebildet ist. An den freien Enden der Ansätze 2 ist jeweils eine kugelschalenförmige Mulde gebildet, in die ein Kugelsegment 28 passend eingreift, das an einer Kupplungsscheibe 29 sitzt. Bis zur Kupplungsscheibe 29 sitzen alle Teile im Gehäuse 21. Eine an der Kupplungsscheibe befestigte Muffe 30 ragt aus dem Gehäuse und nimmt eine zweite Welle 31 auf. Es ist denkbar, zwischen jedem Überlastkolben 10 und dem Zylinder-boden eine Druckfeder anzuordnen, um den Überlastkolben in Wirkstellung zu bringen und die Auslaufventile zu schliessen.

[0018] Zunächst ist der Zylinder 7 über den Zulauf 19 mit Druckfluidum gefüllt, befinden sich die Überlastkolben 10 in Wirkstellung und sind die Auslaufventile 11 geschlossen. Wenn die Drehlast zwischen den beiden Wellen 23, 31 zu groß wird, werden die Uberlastkolben 10 unter Kompression des Druckpolsters, d.h. des Fluidums im Zylinder in Fig. 3 etwas nach links verschoben, wodurch die Auslaufventile 11 öffnen und das Druckpolster schlagartig soweit auslaufen kann, daß die Kupplung zwischen den beiden Wellen sich löst.

[0019] Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 ist der mit dem Zulauf 19 versehene Zylinder 7 selbständig ausgebildet und über ein Gestänge 32 mit einem ersten Schiebestück 33 fest verbunden, demgegenüber ein zweites Schiebestück 34 festlegtbar und verschiebbar ist. Der Kolben D ragt mit dem Ansatz 2 durch den Anschlagring 8, der mit der Deckplatte 27 den Auslauf 20 begrenzt. Der Kolben 10 istmlt Auslaufventilen 11 bestückt und der Anschlagring 8 weist Bohrungen 26 auf. Der Ansatz 2 ragt mit einem sich verjüngenden Endstück in eine angepaßte Ausnehmung eines Kupplungsblockes 35, der am zweiten Schiebestück 34 befestigt ist. Wenn der Kolben 10 weit genug in dem Zylinder, in Fig. 4 nach links, zurückgefahren ist, ist die Kupplung zwischen Ansatz 2 und Kupplungsblock 35 gelöst.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum raschen Auslaufen einer Druckpolster-Überlastsicherung, bei der ein Kolben bei Wirkstellung vom Druckpolster-Druck in einem Zylinder nach außen gedrückt ist und bei Überlast-Druck sich geringfügig nach innen verschiebt und bei dem zwischen Druckpolster und Außenseite ein Auslaufventil vorgesehen ist, dessen Ventilkörper innen vom Druckpolster beaufschlagt und außen abgestützt ist, wobei es bei Wirkstellung in den Ventilsitz gedrückt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaufventil (11) im Kolben (10) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf den Überlast-Druck ansprechendes Sicherheitsventil vorgesehen ist, das Fluidum des Druckpolsters praktisch inkompressibel ist und der Ventilkörper (12) auf dem Ventilsitz aufliegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluidum des Druckpolsters aufgrund des Überlast-Druckes merklich kompressibel ist und der Ventilkörper (12) in einen Buchsenbereich des Ventilsitzes eintaucht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (12) in einer Ausnehmung (13) des Kolbens (10) angeordnet ist, deren Querschnitt nach oben hin merklich größer als der des Ventilkörpers ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (12) und der Kolben (10) mittels Feder (16) gegeneinandergedrückt sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (10) mit mehreren verteilten Auslaufventilen (11) bestückt ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (7) oberhalb des Kolbens (10) dicht (8, 9) abgeschlossen ist und den Auslaufventilen (11) am oberen Ende des Zylinders ein Ausfluß (20) aus dem Zylinder heraus zugeordnet ist.

Zeichnung