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Ventil zur wahlweisen Verbindung eines Auslasses von einem zu betätigenden Teil zur Atmosphäre oder zu einer Zuführöffnung in Abhängigkeit von der Temperaturänderung eines temperaturansprechenden
Elementes
Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil zur wahlweisen Verbindung eines Auslasses von einem zu betätigenden Teil zur Atmosphäre oder zu einer Zufuhröffnung in Abhängigkeit von der Temperaturänderung eines temperaturansprechenden Elementes, welches ein Regelventil über einen
Schubstift betätigt und bei dem eine Ventilstange mit einem kugelförmigen Abschlussorgan zusammenwirkt.
Bekannt ist es, temperaturgesteuerte Ventile vorzusehen, die auf Temperaturver- änderungen, beispielsweise im Wassermantel der Motoren von Fahrzeugen ansprechen, besonders zur Steuerung der Öffnungs- und Schliessbewegung von Jalousien für die Automobilkühler. Diese auf Druck ansprechenden Ventile funktionieren so, dass der jalousiebetätigende Mechanismus von der Druckquelle abgeschaltet und der Bedienungsmechanismus zur Atmosphäre entlüftet oder im umgekehrten Fall die Druckquelle mit dem Betätigungsmechanismus verbunden wird. Die bisher für diesen oder einen ähnlichen Zweck bekanntgewordenen Ventile bestanden im wesentlichen aus einem Kugelventil, das mittels eines einzelnen Sitzes den Auslass öffnet bzw. schliesst.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Ventil der eingangs erwähnten Gattung so einfach und wirtschaftlich zu erstellen, dass bei der Ausbildung der einzelnen Teile keine hohen Genauigkeiten eingehalten werden müssen und trotzdem ein einwandfreies Funktionieren bei genau vorbestimmten Temperaturen gewährleistet wird. Das Ventil soll dabei so ausgebildet sein, dass Schraubenmaschinenteile unter Verwendung von stranggepressten Materialien und Norm-Stangenmaterial verwendet werden können. Darüber hinaus soll das Ventil bei einer genau vorherbestimmten Temperatur schnell in Aktion treten, um zunächst einen Zufuhrdruck von einer Zuführleitung abzustellen und anschliessend dann den Auslass zur Atmosphäre öffnen, u. zw. unabhängig davon, ob der Zufuhrdruck unter oder über dem Normaldruck liegt.
Zusätzlich soll das Ventil hiebei so gestaltet werden, dass die einzelnen Ventilteile vor Staub geschützt werden.
Zu diesem Zweck wird das erfindungsgemässe Ventil gekennzeichnet durch ein Gehäuse mit einer Ausnehmung zur Aufnahme eines Filters, eine in diesem Gehäuse zwischen der Ausnehmung für den Filter und dem äusseren Ende gebildeten Ventilkammer mit einem Ventilstangendurchlass, der von dieser Filterkammer zur Ausnehmung für den Filter verläuft, einen im äusseren Ende der Ventilkammer angeordneten Ventilkörper mit einem nach aussen weisenden Ventilsitz, ein mit dem inneren Ende des Gehäuses verschraubtes Passstück, das ebenfalls eine axiale Bohrung zur Aufnahme des Filters aufweist, wobei das temperaturansprechende Element mit dem Schubstift axial verstellbar ist, eine vom Schubstift betätigte und durch die Ventilstangenbohrung verlaufende Ventilstange, an deren äusserem Ende eine Axialbohrung mit einem zweiten, nach aussen weisenden Ventilsitz versehen ist,
eine Radialbohrung in der Ventilstange zwischen der Axialbohrung in der Ventilstange und der Ausnehmung für die Aufnahme des verhältnismässig starren, zylindrischen Filters der die Ventilstange radial mit seitlichem Abstand umgibt, eine Druckfeder, die zwischen dem Ende des Filters und einem an der Ventilstange anliegendem Druckring angeordnet ist, u.
zw. zur Verschiebung der Ventilstange nach innen
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in bezug auf das Gehäuse und um den Filter in bezug auf das Gehäuse nach aussen gegen das äussere Ende des Filters, eine Ventilkugel, die den Ventilsitz schliesst und dem andern Ventilsitz gegenüberliegt, eine am äusseren Ende des Gehäuses lösbar befestigte Entlüftungskappe, die axial über das Gehäuse vorragt, eine zweite auf der äusseren Seite der Ventilkugel wirkende Druckfeder, die zwischen der Entlüftungskappe und einer Druckplatte angeordnet ist, eine zweite ringförmige Abdichtung, die zwischen der Aussenseite des Filters und einem Gegenlager im Inneren der Ausnehmung liegt, wobei die Ventilstange eine Radialbohrung aufweist,
die über eine anschliessende Axialbohrung mit der Ventilkammer in Verbindung steht und der Raum zwischen dem Äusseren des Filters und der Ausnehmung oberhalb der ersten Abdichtung mit einer Zufuhröffnung in Verbindung steht.
Dabei kann es von Vorteil sein, dass zwischen der Entlüftungskappe und dem äusseren Ende des Gehäuses ein zweiter Filter angeordnet ist, der um die Ventilkugel liegt. Dieser zweite Filter kann eine becherförmige Ausbildung besitzen, die die zweite Druckfeder gegenüber der Ventilkugel abstützt.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung wird darin gesehen, dass die Ventilstange rohrförmig ausgebildet ist und in einem Ventilkörper aus härterem Material als das der Ventilstange geführt ist, u. zw. zwischen der Ausnehmung für den Filter und dem äusseren Bereich des Gehäuses, wobei in diesem Ventilkörper die Ventilkammer, der Ventilstangendurchlass sowie der Kanal für die Druckmittelleitungen angeordnet sind. Weiterhin ist es möglich, dass ein am äusseren Ende der Ausnehmung für den Filter angeordneter Ringführungsteil für die Montage mit einem inneren Konus zur Führung der Ventilstange und einem äusseren Konus zur Führung des äusseren Endes des zylindrischen Filters vorgesehen ist.
Auch ist es vorteilhaft, dass die erste Abdichtung ein kreisrunder, verformbarer Ring ist, der im Ventilkörper um den Ventilstangendurchlass liegt. Weiterhin ist es möglich, dass das Passstück an einem nach innen neigenden Hals des Gehäuses anliegt und dass als Drucklager für die Druckfeder ein innerer, innerhalb des Passstückes liegender Druckring dient. Weiterhin kann sich eine verformbare, kreisrunde Abdichtung zwischen den gegenüberliegenden Flächen des Gehäuses und des Passstückes befinden.
Ebenfalls ist es möglich, dass das Passstück aus Sechskantmaterial mit einer Innengewindevertiefung zur Aufnahme eines äusseren Schraubenhalses am inneren Ende des Gehäuses vorgesehen ist, wobei das äussere Ende des Passstückes am Gehäuse anliegt. Es kann sich ausserdem am äusseren Ende des Gehäuses eine zentrische Ausnehmung befinden und der zweite, becherförmige Filter wenigstens teilweise innerhalb dieser zentrischen Ausnehmung liegen. Das Gehäuse kann im Strangpressverfahren hergestellt sein und der Ventilkörper einen einstückigen, mittleren Abschnitt des Gehäuses darstellen. Ausserdem
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung an Hand der Zeichnungen hervor, die zwei Beispiele der erfindungsgemässen Ventilkonstruktion darstellen. Es zeigen : Fig. l einen Längsquerschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Ventilkonstruktion längs der Linie 1-1 der Fig. 2, Fig. 2 eine äussere Endansicht der in Fig. 1 dargestellten Ventilkonstruktion und Fig. 3 einen Teillängsschnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform des Ventils.
Das Gehäuse des erfindungsgemässen Ventils ist allgemein mit-l-bezeichnet und besitzt
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Kanten. Das Gehäuse wird zweckmässig laufend im Strangpressverfahren aus Aluminium hergestellt. Am inneren oder linken Ende des Gehäuses ist, wie in Fig. 1 dargestellt, dieses abgedreht, so dass ein Hals
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mit--10-- durch einen Schrägabsatz--12--verbunden ist.
Die Ausnehmung --11-- endet in einem flachen Absatz --13-- und mündest in eine Ausnehmung-14-, die sich zum inneren Ende der zentrischen Ausnehmung--7--hin erstreckt.
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--15-- besitztVentilkugel --18-- bildet. Innerhalb der Ventilkammer --16-- bildet der Ventilkörper-15- einen zentrischen Ventilstangendurchlass --9-- für die radial reduzierte Spitze --20-- einer Ventilstange-21--. Eine vergrösserte Vertiefung --22-- am inneren Ende des Ventilstangendurchlasses--19--nimmt als Abdichtung einen elastischen Ring --23-- auf,
der
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Ventilstange-21-undDurchlassöffnung-26-mit Innengewinde in Verbindung steht und eine Scheibe --27-- aus porösem Filtermaterial besitzt, die in sein inneres Ende eingepresst ist.
An der entgegengesetzten Seite des Gehuses --1-- und in bezug auf die Durchlassöffnung --26-- axial nach innen verschoben befindet sich eine Zufuhröffnung-28-mit Innengewinde, welche in die Ausnehmung --10-- des Gehäuses mündet. In der Ausnehmung --10-- befindet sich ein zylindrischer Filter --29-- aus porösem keramischem Material, der einen Abstand von der Wand der Ausnehmung--10--hat, worin der Filter --29-- durch eine ringförmige verformbare Abdichtung --30-- zentriert wird, die an dem Absatz --9-- anliegt, und durch einen doppelt konischen Ringführungsteil --31-- aus plastischem Material, das gegen den Absatz--13--und das innere Ende des Ventilkörpers --15-- anliegt.
Der Filter --29-- wird beim Zusammenbau geführt durch den sich nach innen verjüngenden äusseren Konus des Ringführungsteiles--31--. Das reduzierte innere Ende der Ventilstange --21-- wird bei der Montage von dem nach innen zusammenlaufenden inneren Konus des Ringführungsteiles --31-- geführt.
Am äusseren oder rechten Ende des Gehäuses ist die zentrische Ausnehmung --7 -- mit einem nach innen zeigenden, zylindrischen, becherförmigen Filter --32-- aus porösem keramischem Material versehen, der an seinem inneren Ende einen Flansch besitzt, welcher an der Innenwandung der Ausnehmung --7-- gegen eine Dichtung --33-- abdichtet. Der becherförmige Filter --32-- wird durch eine Entlüftungskappe --34-- mit einem zylindrischen Abschnitt --35-- fixiert, indem sie die Seiten des Filters --32-- in einem seitlichen Abstand umgibt und ein Ringflansch --36-- am äusseren Ende des Gehäuses-l-mittels Schrauben-37-befestigt ist.
Das äussere Ende dieser entlüftungskappe --34-- besitzt einen nach innen verlaufenden Vorsprung--38--, der den becherförmigen Filter --32-- in Position drückt und auch mit Entlüftungslöchern --39-- versehen ist, welche die zentrische Ausnehmung --7-- zur Atmosphäre hin entlüftet. Innerhalb des becherförmigen Filters-32-befindet sich eine Druckfeder-40-, die zwischen dem Boden des becherförmigen Filters --32-- und einer Druckplatte --41-- mit einer Mittelbohrung-42sitzt, welche die Oberfläche der Ventilkugel--18--berührt, um diese in dem Ventilsitz --17-- zu halten.
Die bisher beschriebene Ventilkonstruktion wird mittels eines Passstückes--43--, das zweckmässig als Schraubenmaschinenteil aus Sechskantmaterial gefertigt ist, in der Wandung einer Flüssigkeits-Kammer wie z. B. dem Zylinderblock eines Motors befestigt. Das Passstück-43-besitzt an seinem äusseren Ende ein Innengewinde, das mit dem Aussengewinde --5-- des Halses --4-verschraubt ist und gegen den Absatz --6-- anläuft. Eine verformbare, kreisrunde Abdichtung - dichtet das Passstück-43-mit dem Gehäuse --1-- ab, so dass längs der Schraubverbindung zwischen dem Passstück-43-und dem Gehäuse --1-- kein Druckverlust entsteht.
Innen oder links vom sechseckigen Teil des Passstückes-43-ist dieses mit einem sich verjüngenden Schraubhals-45-versehen, der in eine geeignete Gewindebohrung im Zylinderblock oder der Kühlkammer passt. Im Inneren des Passstückes-43-befindet sich eine konische Vertiefung --46--, die in die Ausnehmung --8-- im Gehäuse --1-- mündet und eine konische Druckfeder - aufnimmt, die zwischen einem Druckring --48-- am inneren Ende des Filters-29und einem Druckring--49--liegt, der in einer kreisrunden Nut der Ventilstange --21-- eingepasst ist und gegen das innere Ende der konischen Vertiefung --46-- aufsitzt, um die Innenbewegung der
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eines temperaturansprechenden Elementes --53-- oder Knopfes besitzt.
Dieses Element --53-- ist ein allbekannter, handelsüblicher Gegenstand, der einen wärmedehnbaren halbfesten Stoff enthält, der einen Schubstift --54-- vom Element --53-- ausschiebt, wenn die Temperatur im Element - 53-- erhöht wird. Der Schubstift--54--berührt das innere Ende der Ventilstange --21--- und schiebt diese nach aussen entgegen der Kraft der Druckfeder --47--, wenn die Temperatur des
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Elementes-53-erhöht wird. Eine Gegenmutter --55-- am Gewindeansatz --52-- legt das temperaturansprechende Element --53-- und seinen Schubstift --54-- in der erwünschten, kalibrierten Position durch Verklemmung gegen das innere Ende des Passstücks-43-fest.
Die Spitze --20-- der Ventilstange --21-- besitzt einen Ventilsitz --56-- an ihrem äusseren Ende, der mit der Axialbohrung-57-, die teilweise durch die Ventilstange --21-- zu einer Radialbohrung --58-- innerhalb des Filters-29-verläuft, in Verbindung steht.
Mit der Ventilkonstruktion in der dargestellten Position, die einem kalten Zustand des temperaturansprechenden Elementes --53-- entspricht, wirkt die Zufuhröffnung --28-- dahin, in der Ausnehmung --10-- entweder einen subnormalen oder supernormalen Druck zu erzeugen, so dass Luft durch den Filter-29--, die Radialbohrung --58--, Axialbohrung --57-- und den offenen Ventilsitz --56-- zur Ventilkammer --16-- strömt, von wo der Luftzufluss druckabhängig entweder nach innen oder aussen durch den Kanal--24--, Durchlass-25-und Durchlassöffnung - dem zu steuernden Teil zugeleitet wird.
Die Druckfeder --40-- und die Druckplatte - halten die Ventilkugel --18-- gegen den Sitz am äusseren Ende der Ventilkammer geschlossen.
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--53-- erhöht- bewegt und gegen die Oberfläche derselben abschliesst. Die Temperatur, bei welcher dies erfolgt, wird durch die eingestellte Position des Gewindeansatzes --52-- im Innengewinde --51-des Passstückes --43-- bestimmt oder kalibriert. Die Ventilkonstruktion wirkt auf diese Weise dahin, die Zufuhr eines Steuerdrucks von der Zufuhröffnung --28-- zur Durchlassöffnung --26-abzuschneiden.
Fast unmittelbar nach Unterbrechung der Zufuhr hebt der nächste Bewegungsabschnitt der Ventilstange --21-- die Ventilkugel --18-- von ihrem Sitz am Ende der Ventilkammer - ab, die Durchlassöffnung-26-und die Ventilkammer -16-- werden um die Ventilkugel --18-- herum in den Filter --32-- entlüftet und die Luft strömt durch diesen zu den Entlüftungsöffnungen --39-- zur Atmosphäre, um den atmosphärischen Druck in dem Steuerteil wieder herzustellen. Wenn das System mit supernormalem Druck arbeitet, strömt die Luft von der
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wogegen bei subnormalem Betriebsdruck oder teilweisem Vakuum des Systems die Luft nach innen durch die Entlüftungsöffnungen-39--, den Filter --32-- und die Durchlassöffnung-26-zum betätigten Teil strömt.
Es reicht bereits eine sehr kleine Bewegung des Schubstiftes-54-und der Ventilstange - -21-- in dem kritischen Gebiet, für welches das Ventil eingestellt ist, um letzteres entweder in seine geöffnete oder geschlossene Position zu bringen. Wenn das Kugelventil durch die Ventilkugel--18- geschlossen ist, sitzt die Ventilkugel zuerst am Ende der Ventilkammer --16-- auf, bevor der Betriebsdruck zur Vntilkammer --16-- und zum betätigten Teil eingelassen wird, so dass keinerlei Möglichkeit für einen Verlust an Betriebsdruck über die Entlüftungsöffnungen --39-- gegeben ist.
Fig. 3 stellt eine abgeänderte Form der Ventilkonstruktion dar, in der das Gehäuse-1A-mit der gleichen äusseren Ausnehmung --7A-- und dem Auslassfilter --32A-- sowie der gleichen Durchlassöffnung --26A-- und der Zufuhröffnung --28A-- wie in der ersten Ausführungsform des Ventils versehen ist. Die Ausnehmung --10A-- jedoch endet in einem nach innen zeigenden Absatz --13A-- mit einer Vertiefung --22A-- an seinem äusseren Ende. Der Ventilstangendurchlass - 19A--sowie die Ventilkammer --16A-- sind direkt im Gehäuse-1A-ohne Verwendung eines weiteren, inneren Ventilkörpers-15-- (Fig. l) ausgebildet.
Der Filter --29A-- sitzt gegen eine Führungsscheibe --31A-- auf, deren Funktion während des Zusammenbaus der des Ringführungsteiles --31-- entspricht. Die Ventilstange --21-- und die Ventilkugel --18-- sind die gleichen wie bei der ersten Form des Ventils. Auch funktioniert die Ventilkonstruktion in der gleichen Weise wie die erste Ausführungsform. Der innere Durchlass-25A-von der
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Die Filter --29 und 32--können aus porösem keramischem Material, aus Sintermetall, poröser Bronze, Aluminium oder irgendein ähnliches Material poröser Natur und Filtereigenschaft mit genügender Festigkeit zur Aufnahme der darauf wirkenden Druckkräfte bestehen.
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