DE2365565A1 - Stroemungsmittel-steuervorrichtung - Google Patents
Stroemungsmittel-steuervorrichtungInfo
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- B60—VEHICLES IN GENERAL
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- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/00485—Valves for air-conditioning devices, e.g. thermostatic valves
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K5/00—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary
- F16K5/04—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary with plugs having cylindrical surfaces; Packings therefor
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- F16K5/14—Special arrangements for separating the sealing faces or for pressing them together
- F16K5/18—Special arrangements for separating the sealing faces or for pressing them together for plugs with cylindrical surfaces
- F16K5/184—Special arrangements for separating the sealing faces or for pressing them together for plugs with cylindrical surfaces with the plugs or parts of the plugs mechanically pressing the seals against the housing
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Description
Strömungsmittel-Steuervorrichtung .'·
Die Erfindung bezieht sich auf eine Strömungsmittel-Steuervorrichtung
und insbesondere ein Ventil mit Servobetätigung, das vor allem, jedoch nicht ausschließlich für Kraftfahrzeug-Heizanlagen
verwendbar ist.
Bekannte Ventile dieser Art sind in unterschiedlichem Ausmaß einzelnen oder mehreren der nachfolgenden Schwierigkeiten ausgesetzt:
Strömungsmittelleckagen, die insbesondere bei niedrigen Drücken ein vollständiges Absperren des Strömungsmittels
in der Schließlage des Ventils verhindern und deren Ursache häufig Abrieb- und Verschmutzungsstoffe im Strömungsmittel sind;
ein Festsetzen und Verklemmen in der Stellvorrichtung und dem Betätigungsgestänge des Ventils, wodurch eine ruckfreie und
zuverlässige Betätigung des Ventils unterbunden wirdj eine komplizierte Fertigung und Montage; ein verhältnismäßig hohes
Gewicht, das häufig eine starre Befestigung am Kraftfahrzeug
509824/054
-2-
• .mit Hilfe eines eigenen Eragteile erforderlich macht? das
Fehlen einer gleichmäßig zuverlässigen Arbeitsweise über den
Bereich der auftretenden Temperaturgrenzwerte; eine ungenügende -.;·.-' * Abdichtung der Membran der Servoeinrichtung bezüglich des Be-'
tätigungsarms der Servoeinrichtung; und eine geringe Pestigkeit des Gehäuses der Servoeinrichtung bei dessen Fertigung aus
• kostengünstigen Materialien·
•i · Zur Lösung dieser Schwierigkeiten schafft die Erfindung insge-»
".:· - samt eine Strömungsmittel-Steuervorrichtung mit einem Strömungs-.
mittelventil, das sich insbesondere zur Regulierung des Kühl« . ; mittelstroms in einer Kraftfahrzeug-Heizanlage eignet, und
einer unterdruckge steuert en Servoeinrichtung zur Betätigung des
Ventils. Das Ventil verfügt über verbesserte Abdichtungen, und die Servoeinrichtung enthält eine verbesserte, zwischen Membran '
und Betätigungselement der Servoeinrichtung wirksame Dichtung und ein verbessertes, zweiteiliges Servogehäuse. Eine zwischen
' der Servoeinrichtung und dem Ventil wirksame Stellvorrichtung .. verfügt über ein vermindertes mechanisches Spiel und eine ver-
; r ringerte Klemmneigung· ι
Mit der erfindungsgemäßen Strömungsmittel-Steuervorrichtung werden die oben genannten Schwierigkeiten weitgehend ausgeschaltet:
Das Ventil ist so leicht gebaut, daß es unmittelbar an einer Heizschlauchleitung aufgehängt werden kann; das Ventil
verfügt über eine verbesserte Dichtanordnung, bei der der Ventil-
■ . .. 509 82 4/0.5 40 . . ,' · ■ -3-
körper mit Hilfe von Pedergliedern ständig in dichtende An- , ..."
lage an den Ventilsitz gedrückt wird, der Eingangsdruek in ' .
■Richtung einer Verstärkung der Abdichtung wirkt, selbst bei '. //
niedrigen Strömungsmitteldrücken ein zuverlässiges Schließen .. ·', '
des Ventils sichergestellt wird.und das Ventil in hohem Maße. .Λ
unempfindlich gegen Schmutzstoffe und Temperaturschwankungen ist; das Ventil ist verhältnismäßig billig herzustellen und
eignet sich hervorragend für die Massenfertigung; die beiden G-ehäusehalbteile eines Ünterdruck-Servogehäuses sind mit Vorteil
derart miteinander verbunden, daß sowohl das Servogehäuse ■; "·;
verstärkt als auch die Membran der Servoeinrichtung an ihrem . '..;
Außenumfang abgedichtet wird; eine unterdrucksichere Dichtung /·' für die Membran verhindert eine Strömungsmittelleckage an der
Verbindungsstelle der Membran mit dem Betätigungsarm der Servo-/, einrichtung; ferner isb eine vereinfachte Koppelung zwischen
der Servoeinrichtung und dem Betätigungshebel des Ventils vorgesehen, die keinerlei eigene Befestigungsmittel erfordert, das .
mechanische Spiel und die Gefahr eines Pestsetzens oder Ver- .:;
klemmens weitgehend ausschaltet, leicht zusammenzubauen ist und sich nach dem Zusammenbau nicht während des Betriebs lösen
kann. · .
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich
aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung,in Verbindung
mit den Zeichnungen. Es zeigt: . ·
509824/0540·
Pig· 1 die Ansicht eines bevorzugten Ausftthrungs-■
. ■_. - "beispiels einer erfindungsgemäßen Strömungs-
;. mittel-Steuervorrichtung;
Pig· 2 einen vergrößerten Schnitt längs der Linie 2-2 der Pig. 1; '. .
• '/Pig. 3 einen senkrechten Schnitt längs der Linie 3-3
der Pig» 1;
Pig. 4 ' einen Teilschnitt längs der Linie 4-4 der Pig. 3»
Pig. 5 einen Teilschnitt längs der Linie 5-5 der Pig. 2; Pig. 6 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts 6
Pig. 7 die Aufsicht der Ventilfeder; ·
.Pig. 8 . die Aufsieht des Ventil-Dichtelements;
■ Pig. 9 eine vergrößerte Ansicht des Ausschnitts 9 der
, · Pig. 3» und
Pig. 10 einen Teilschnitt längs der Linie 10-10 der
509824/0540
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¥Ie die Tign. 1 und 3 zeigen, enthält die öervobetätigte
Strömungsmlttel-Steuerrorrichtung 10 ein Yfasserventil 12 und ... /; eine Unterdruck-Servoeinrichtung 14· Das Yentil 12 und die
Servoeinrichtung 14 sind auf einem rechtwinkligen "Metallträger 16 montiert. Wie weiter unten im einzelnen beschrieben ·.''. wird, bildet der horizontale Arm" des Irägers 16 einen Deckel '
16a für das Yentil 12 und der vertikale Arm des Trägers 16
einen Befestigungsflansch 16b zur Befestigung der Servoein- ·'·,"'· richtung 14·
Strömungsmlttel-Steuerrorrichtung 10 ein Yfasserventil 12 und ... /; eine Unterdruck-Servoeinrichtung 14· Das Yentil 12 und die
Servoeinrichtung 14 sind auf einem rechtwinkligen "Metallträger 16 montiert. Wie weiter unten im einzelnen beschrieben ·.''. wird, bildet der horizontale Arm" des Irägers 16 einen Deckel '
16a für das Yentil 12 und der vertikale Arm des Trägers 16
einen Befestigungsflansch 16b zur Befestigung der Servoein- ·'·,"'· richtung 14·
Die Einzelheiten des Yentils 12 sind am besten aus den Fign. 2, .; ■
4 und 5 ersichtlich. V7ie insbesondere Fig. 2 zeigt, enthält das '.
Yentil 12 ein einstückiges Plastikgehäuse 18 mit einer im wesentlichen zylindrischen Seitenwand 20, die an ihrem unteren Ende : '
durch einen Boden 22 verschlossen ist. Das obere Axialende der . .'
Seitenwand 20 ist im Durchmesser erweitert und bildet eine ' λ
■ Schulter 24, die durchgehend unterhalb der kreisförmigen oberen >
Stirnfläche 26 der Seitenwand 20 um die Außenseite der Seitenwand 20 verläuft. Die Seitenwand 20 bildet eine im wesentlichen
zylindrische Bohrung 28, die vom Boden 22 zu einer Innenschulter'·; 30 verläuft, die durch eine Senkbohrung 32 im oberen Ende der [■ ' Seitenwand 20 gebildet wird. Die Abdeckung 16a verschließt das
obere Ende der Seitenwand 20, wobei von der Abdeckung 16a vier . . Schenkel 34 (Pig. 3) zur Befestigung des Ventilgehäuses 18 nach.-'' unten abgebogen sind. Die Schenkel 34 sind in Umfangsrichtung
um 90° zueinander an der Abdeckung 16a versetzt und erstrecken
zylindrische Bohrung 28, die vom Boden 22 zu einer Innenschulter'·; 30 verläuft, die durch eine Senkbohrung 32 im oberen Ende der [■ ' Seitenwand 20 gebildet wird. Die Abdeckung 16a verschließt das
obere Ende der Seitenwand 20, wobei von der Abdeckung 16a vier . . Schenkel 34 (Pig. 3) zur Befestigung des Ventilgehäuses 18 nach.-'' unten abgebogen sind. Die Schenkel 34 sind in Umfangsrichtung
um 90° zueinander an der Abdeckung 16a versetzt und erstrecken
■ . '. 509 8 2 A /0 540 . ·.· . ... -6-
sich in Axialrichtung über die im Durchmesser erweiterte ■ ..·
Schulter 24 der Seitenwand 20 nach unten, wobei sie um die Schulter 24 radial nach innen abgebogen sind. Zwei kleine, .
kreisförmige Stifte 36 an diametral sich gegenüberliegenden
Stellen der Stirnfläche 26 erstrecken sich durch entsprechende löcher 38 in der Abdeckung 16a· Die Stifte 36 dienen während
• des Zusammenbaus zur ordnungsgemäßen Einstellung der Abdeckung 16a am G-ehäuse 18 und verhindern gleichzeitig, daß sich die
Abdeckung 16a während des Betriebs relativ zum Ventilgehäuse 18 verdreht· Das Ventilgehäuse 18 enthält ferner zwei mitein-.
ander fluchtende, im wesentlichen rohrförmige Anschlußstutzen 40 und 42, die in Radialrichtung von der Seitenwand 20 an sich
diametral gegenüberliegenden Stellen nach außen verlaufen. Die .. Anschlußstutzen 40 und 42 sind mit im wesentlichen kreisförmi-
: gen Bohrungen 44 bzw. 46 versehen, die die Bohrung 28 durchsetzen
und Öffnungen 48 bzw« 50 bilden. Wie Pig. 4 zeigt, be- :
j trägt der Öffnungswinkel der Öffnungen 48 und 50 gegenüber der
Achse der Bohrung 28 etwas weniger als 60°.
Aus den weiter unten "beschriebenen Gründen verläuft die Haupt-.
flugrichtung durch das Ventil in Richtung des Pfeiles 52. Infolgedessen
werden die Anschlußstutzen 40 und 42 als Ein- bzw. Auslaßanschlußstutzen und die Öffnungen 48 und 50 als :Eln-
bzw. Auslaßöffnungen bezeichnet· Die Steuervorrichtung läßt sich in das Heizsystem eines Kraftfahrzeuges dadurch einbauen,
'.[ daß Was e er schläuche, wie sie "beispielsweise in Pig. ι 2 bei 54
• ' 50 9 82 4 /.0540 . -7-
und 56 in gebrochenen Linien dargestellt sind, über die
aufgebördelten Enden der Anschlußstutzen 40 bzw. 42 aufgeschoben und mit diesen durch Schlauchklemmen 58 und 60 verbunden
werden. Infolge der Leichtbauweise kann die gesamte Steuervorrichtung gewünschtenfalls allein durch die Schläuche '
abgestützt werden. . ■ .
Das Gehäuse 18 enthält ferner einen hochstehenden, im wesent-"
liehen zylindrischenipfosten 62, der koaxial zur Bohrung 28
und zur Senkbohrung 52 angeordnet ist, sich jedoch nicht über·
die gesamte Länge der Bohrung 28 erstreckt. Am unteren Ende des Pfostens 62 1st im Boden 22 eine ringförmige Ausnehmung
6$ mit einem Durchmesser ausgebildet, der kleiner als der
Durchmesser der Bohrung 28 is ty so daß am unteren iEnde der
Bohrung 28 eine innere radiale Kante 66 entsteht. "Wie ledig-.,
lieh Pig. 4 zeigt, ist das Gehäuse 18 ferner mit vier Axial- ,
rippen 68,70,72 und 74 versehen, die in Umfangsrichtung an der Seitenwand 20 der Bohrung 28 auf Abstand gehalten sind.
Die Rippen 68 und 70 sind beidseitig, jedoch mit geringem Abstand in Umfangsrichtung zur Einlaßöffnung 48 angeordnet,
während die Rippen 72 und 74 beidseitig der Auslaßöffnung 50, jedoch ebenfalls wieder mit geringem Umfangsabstand angeordnet
sind. Alle vier Rippen verlaufen von der Kante 66 bis zu einer Stelle nach oben, die in Vertikalrichtung gering- "
fügig oberhalb der Oberkante der öffnungen 48 und 5.0 liegt.
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Das obere Ende der Rippen ist zwar aus den Zeichnungen nicht ersichtlich, jedoch ergibt sich seine Lage ohne weiteres aus
der Beschreibung des inneren Ventilaufbaus. · . ..
Wie bereits erwähnt, ist das Gehäuse 18 ein einstückiges
Bauteil. Bei der Herstellung des Gehäuses 18 sind daher zum Ausformen bestimmter Einzelheiten häufig bestimmte Neigungswinkel
erforderlich· So wurden zwar einige Abschnitte des Gehäuses als zylindrisch (Seitenwand 20 und Pfosten 62) oder
rohrförmig (beispielsweise Anschlußstutzen 40,42) bezeichnet,
jedoch können diese Abschnitte eine aus Herstellungsgründen erforderliche Abschrägung aufweisen, und daher werden auch
solche Bauteile als zylindrisch oder rohrförmig bezeichnet, die die normalerweise benötigten Abweichungen von einer genauen
Zylinder- oder Rohrform haben.
Der Innenmechanismus des Ventils enthält einen im wesent- .
liehen zylindrischen, hohlen Kunststoff -Ventilkörper 76, der
innerhalb der Bohrung 28 angeordnet ist und eine im wesentlichen zylindrische Seitenwand 77 aufweist, wobei der Ventilkörper
76 an seiner unteren kreisförmigen Stirnfläche 78 an der Kante 66 anliegt. In Axialrichtung ist der Ventilkörper
76 geringfügig kurzer als die Rippen 68 bis 74, wie jedoch :
Pig. 2 zeigt, reicht die obere kreisförmige Stirnfläche 80 des Ventilkörpors 76 ebenfalls bis zu einem Punkt, der geringfügig
oberhalb der Oberkante der öffnungen 48 und 50 liegt.
509824/0540 -9-
• -9 - ; -2355565
Vie Fig· 4 zeigt, ist der Durchmesser des. durch die radialen
Innenflächen der Rippen 68 bis 74 gebildeten Zylinders größer als der Durchmesser des Ventilkörpers 76, so daß der Ventilkörper
76 in Radialrichtung in der Bohrung 28 "begrenzt verschiebbar ist. An diametral entgegengesetzten Abschnitten
der Seitenwand 77 sind zwei miteinander ausgerichtete, im wesentlichen kreisförmige Öffnungen 82 und 84 ausgebildet.
Die Öffnungen 82 und 84 haben im wesentlichen die gleiche Größe wie die öffnungen 48 und 50. Wenn sich das Ventil 12
in der in den Figuren gezeigten, voll geöffneten Stellung befindet, sind die Öffnungen 82 und 84 mit den öffnungen 48 und
50 ausgerichtet, so daß zwischen den Anschlußstutzen 40 und
42 ein Strömungsmitteldurchlaß durch das Ventil entsteht. Der Öffnungswinkel der öffnungen 82 und 84 ist geringfügig
kleiner als 60°, und infolgedessen erstrecken eich die entsprechenden,
den Öffnungen 82 und 84 benachbarten, festen Abschnitte 86 und 88 der Seitenwand 77 jeweils über etwas
mehr als 120°. Zur Vorstellung des Ventils 12 in die volle Schließlage wird der Ventilkörper 76 um 90° im Uhrzeigersinn
gemäß Fig. 4 (und entgegen dem Uhrzeigersinn gemäß Fig. 1) gedreht, so daß der Wandabschnitt 86 die öffnung 48 und der
Wandabschnitt 88 die Öffnung 50 überdeckt und ein Strömungsmittelstrom
durch das Ventil gesperrt wird. Wie weiter unten im einzelnen beschrieben wird, verstellt die Servoeinrichtung
14 das Ventil 12 zwischen seiner voll geöffneten und voll geschlossenen Schaltstellung.
509824/0840 ■... \ ■ · ~1°""
Ton besonderer Bedeutung ist die Abdichtung des Ventils, · ■ ·
die in der Ventil-Schließstellung eine Strömungsmittelleckage durch das Ventil verhindert. Diese Abdichtung enthält vorzugsweise ein verformbares, nachgiebiges Dichtelement
90, das um die Auslaßöffnung 50 zwischen den Rippen und 74 an der V/and der Bohrung 28 befestigt ist. Im Dichtelement
90 ist eine Mittelöffnung 92 ausgebildet, die fluchtend mit der Öffnung 50 ausgerichtet ist. Im unbelasteten
Zustand (Pig. 8) ist das Dichtelement 90 ein einfaches flaches quadratisches Bauteil aus elastischem Material gleich-
■ förmiger Wandstärke mit glatten Flächen und einem mittleren
Durchbruch. Das Dichtelement 90, das aus einem elastomeren
Material, beispielsweise Buna-N-Gummi, hergestellt sein kann,
ist derart bemessen, daß es nach dem Zusammenbau mit der Wand der Bohrung 28 engsitzend zwischen den Rippen 72 und 74 angeordnet
ist, wobei seine Innenfläche radial innerhalb der Rippen 72 und 74 liegt, so daß sie in dichtender Berührung
mit der Seitenwand 77 des Ventilkörpers 76 steht.
ι Diese_ dichtende Berührung wird in sämtlichen Stellungen des
.. Ventils durch ein Federelement 94 aufrechterhalten, das diametral gegenüber dem Dichtelement 90 zwischen dem Ventilkörper
76 und der Yfand der Bohrung 28 angeordnet ist. Das
Federelement 94» das vorzugsweise entweder aus Phosphor-'■■
Bronze oder rostfreiem Stahl gefertigt ist, ist im unbe-' lasteten Zustand in Fig. 7 gezeigt. Das Federelement 94 ist
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ein flaches, rechteckiges Bauteil mit einer mittleren, rechteckigen
öffnung 96. An sich gegenüberliegenden Kanten ist das Federelement 94 mit Flanschen 98 und 100 versehen, so
daß zv/ei Seitenstreifen 102 und 104 gebildet werden, die
durch flache Blattfederstreifen 106 und 108 miteinander verbunden sind. 'Venn das Federelement 94 in das Ventil 12 eingebaut'
ist, verlaufen die Seitenstreifen 102 und 104 in Axialrichtung der Bohrung 28 und der untere Rand des BIa ttfederstreifens
108 liegt auf der Kante 66. Die Flansche 98 und 100 werden durch die Rippen 70 bzw. 68 in Umfangsrichtung
gesichert, und das Federelement ist insgesamt so bemessen, daß die Öffnung 96 die öffnungen 48 und 82 nicht einschnürt«
\I±e Fig. J- am deutlichsten zeigt, werden die Blattfederstreifen
106 und 108 durch die Wand der Bohrung 28 und die Seitenwand des Ventilkörpers 76 federnd abgebogen, so
daß sie den Ventilkörper in dichtende Anlage an das Dichtelement 90 drücken. Lediglich ein schmaler Abschnitt in der
Mitte jedes Blattfederstreifens 106,108 liegt an der Seitenwand
77 des Ventilkörpers 76 an, wobei der Blattfederstreifen 106 oberhalb der öffnung 82 und der Blattfederstreifen
108 unterhalb der Öffnung 82 mit der Seitenwand 77 zusammenwirkt. Da das Federelement 94 in Umfangsrichtung duröh die
Rippen 68 und 70 gehaltert und bezüglich der Öffnung 48 im wesentlichen zentriert wird, wirken die von den Blattfederstreifen
106 und 108 ausgeübten Vorspannkräfte im wesentlichen in Radialrichtung der Bohrung 28 und unmittelbar in
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Richtung des Dichtelements 90. Da der Außendurchmesser des Ventilkörpers 76 geringer als der Durchmesser sämtlicher "benachbarten
Abschnitte der Bohrung 28 einschließlich der Axialrippen ist, kann sich der Ventilkörper 76 in Radialrichtung
in der Bohrung 28 schwimmend verschieben.
Die öffnung 48 ist vorzugsweise die Einlaßöffnung, so daß
der Einlaßdruck das Federelement 94 dabei unterstützt, den Ventilkörper 76 auf die Öffnung 50 zu und -in dichtende Anlage
an das Dichteleinent 90 zu drücken» Somit wird das Dichtelement
90 ständig zwischen dem Ventilkörper .76 und der V/and der Bohrung 28 zusammengepreßt, wobei die schwimmende Lagorung
des Ventilkörpers ständig eine optimale Abdichtung mit dem Dichtelement 90 gewährleistet. Wenn somit das Ventil 12 geschlossen
und die Öffnung 50 durch den Wandabschnitt 88 des
Ventilkörpers überdeckt ist, steht das Dichtelement 90 an seinen Außenflächen in durchgehender dichtender Berührung
mit und zwischen dem Wandabschnitt 88 und der Wand der Bohrung 28 im Bereich der öffnung 50, wodurch verhindert wird,
daß Strömungsmittel vom Einlaßstutzen 40 zum Auslaßstutzen 42 durch das Ventil leckt. Ytegen der ständigen Vorspannung
des Pederelements 94 bleibt die hervorragende Dichtwirkung des Ventils während langer Einsatzzeiten über einem Bereich
von Temperaturgrenzwerten erhalten, denen das Ventil bei Verwendung lh einem Kraftfahrzeug normalerweise ausgesetzt ist,
und in einem solchen Anwendungsfall ist dio Abdichtung in
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Maße unempfindlich gegen Verschnutzungsstoffe, "beispielsweise
Gefrierschutzmittel, Gußeisenpartikel, Kernlochstaub, öl, Host, Dichtungsmittel und dgl..
Der Ventilkörper· 76 ist an der oberen Innenfläche der Seitenwand
77 mit mehreren axial verlaufenden Zähnen 107 (Pig· 2) versehen. Die Zähne 107 verlaufen von der oberen Stirnfläche
80 nach unten zu einer ringförmigen Zwischenwand 109» die unmittelbar oberhalb der öffnungen 82 und 84 an der
Innenfläche der Seitenwand ^77 ausgebildet ist. Wie weiter
unten beschrieben wird, dienen die Zähne 107 zur antriebsschlüssigen
Verbindung des Ventilkörpers 76 mit einer Stell-
r
vorrichtung.
vorrichtung.
Der Ventilkörper 76 und das Federeleiaent 94 werden in der
Bohrung 28 in Axialrichtung durch ein becherförmiges Kunststoff-Abstandstück 110 gehaltert, dessen Boden 112 auf den
.oberen Enden der Hippen 68 bis 74 aufliegt und die obere Stirnfläche 80 des Ventilkörpers 76 sowie die Oberkante des
Blattfederstreifens 106 überdeckt. Das Abstandsstück 110 ist engsitzend in die Bohrung.28 eingepaßt, und seine obere kreisförmige
Stirnfläche 114 ist im wesentlichen fluchtend zur . Schulter 30 ausgerichtet· Eine verformbare, elastische Dichtscheibe
116 überdeckt das Abstandsstück 110, wobei der Außenrand
der Dichtscheibe sowohl die Stirnfläche 114 des Abstandsstückes 110 als auch die Schulter 30 übergreift· Der Außen-
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durchmesser der Dichtscheibe 116 ist geringfügig kleiner
als der Durchmesser der Senkbohrung 32, und die Dicht scheibe 116 wird durch eine darüberliegende Metallscheibe 118 gehaltert.
Die Metallscheibe 118 ist engsitzend an die Senkbohrung 32 angepaßt und enthält einen kurzen, nach unten abgebogenen
TJmfangs flansch 120, der die Außenkante der Dichtscheibe
116 in Umfangsrichtung umgreift. Die Wandstärke der
Dichtscheibe 116 ist am Außenrand so groß und die Axiallänge des Flansches 120 ist bezüglich des Axialabstandes zwischen
der Stirnfläche 26 und der Schulter 30 so klein, daß bei Befestigung
der Abdeckung ί 6a am Ventilkörper der Außenrand der Dichtscheibe 116 in eine durchgehend flächige Berührung mit
und um die Schulter 30 verformt und das Abstandsstück 1.10 nach unten gegen die oberen Enden der Rippen 68 bis 74 gedrückt
wird. Somit werden der Ventilkörper 76 und das Fedcrelement
94 in Axialrichtung durch das Abstandsstück 110 gesichert. Die Axiallänge des Ventilkörpers 76 ist jedoch ge-.
ringfügig kleiner alte die Axiallänge der Rippen 68 bis 74, so daß de/Ventilkörper 76 in Axialrichtung begrenzt beweglich
ist, um ein Pestklemmen zu unterbinden und die zur Abdichtung erforderliche freie Verschieblichkeit sicherzustellen.
Die Blechscheibe 118 deckt die Öffnungen 122 vollständig ab, die nach dem Abbiegen der Schenkel 34 in der Abdeckung 16a
verbleiben, so daß ein Ausdrücken von Dichtmaterial durch die öffnungen 122 verhindert wird.
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Die Stellvorrichtung für den Ventilkörper 76 ist am deutlichsten aus den Pign. 2 und 5 ersichtlich· Wie Pig· 2
zeigt, ist eine Welle 126 mittels einer an ihrem unteren Ende ausgebildeten! Zylindrischen Axialbohrung 134- drehbar
in der Bohrung 28 gelagert·. Die Bohrung 154 lagert die
Welle 128 auf dem oberen Ende des Pfostens 62, daa einen im
wesentlichen kreisförmigen Querschnitt hat, um eine geeignete lagerfläche zu bilden. Am anderen Ende ist die Welle
126 mit einem im Durchmesser geringfügig verkleinerten, kreisförmigen
Abschnitt 138 versehen, durch den die Welle in einer
Kreisbohrung 136 der Abdeckung 16a gelagert wird. Die Welle 126 erstreckt sich mit Spiel durch eine Öffnung HO in der
Hetallscheibe 118 und ist unterhalb der Metallscheibe 118
mit einem zylindrischen Wandabschnitt 172 versehen. Der Innenumfang 146 der Dichtscheibe 116 wirkt über eine axial
verlaufende, kreisförmige Dichtlippe 144 dichtend mit dem Wandabschnitt 142 zusammen, wobei der Innenumfang 146 der
.Dichtlippe im unbelasteten Zustand vorzugsweise einen geringfügig
kleineren Durchmesser als der Wandabschnitt 142 hat. Die Lippe 144 wird mittels einer Ringbandfeder 148, die über
dem Außenumfang der Lippe 144 angeordnet ist, in ständiger Berührung an der Welle 126 gehalten. Hierdurch wird in samtliehen
Betriebsstellungen der Welle eine sichere Abdichtung an der Welle 126 gewährleistet. Die Welle 126 hat an ihrem
unteren Abschnitt 150, der im wesentlichen gleich lang wie die Bohrung 134 iöt, einen polygonalen Querschnitt. Durch
509824/0540 ' -16-
diesen im Querschnitt polygonalen Abschnitt 150 wird die Welle 126 formschlüssig mit einem haubenförmigen Kupplungs-■stück
152 verbunden. Der Abschnitt 150 erstreckt sich durch eine entsprechend polygonal ausgebildete Öffnung 154 in der
oberen Stirnwand des Kupplungsstücks 152, so daß das Kupplungsstück:..
152 drehschlüssig, jedoch über eine axiale Totgang-verbindung
mit der Welle 126 gekoppelt ist und sich daher das KupplungsstUck 152 in Axialrichtung der Welle 126
verschieben kanne Das Kupplungsstück 152 verläuft durch eine
Öffnung 156 im Boden 112 des Abstandsstücks 110 und liegt auf der Zwischenwand 109 des Ventilkörpers 76. Ein am unteren
Ende des KupplungsStücks 152 ausgebildeter, nach außen abgebogener
Radialflansch ist nit mehreren RadialzShnen 158 versehen» die mit den Zähnen 107 des Ventilkö'rpers 76 kommen.
Diese antriebsschlüssige Verbindung ist im einzelnen in Pig.
gezeigt und gestattet eine begrenzte Verschiebung zwischen dem Ventilkörper und der Welle. Wie Pig. 2 zeigt, ist die
Axialverschieblichkeit des Kupplungsstücks 152 nach oben durch
eine Schulter 130 der Welle 126 begrenzt, und die Zähne 107 sind so lang ausgebildet, daß sie über den normalen Bereich
relativer Axialverschiebungen zwischen dem Kupplungsstück
und dem Ventilkörper 76 in kämmendem Eingriff mit den Zähnen 158 verbleiben. Infolge der Totgangverbindung zwischen der
Welle 126 und dem Ventilkörper 76 werden radiale und axiale Belastungen vom Ventilkörper ferngehalten und die für die Abdichtung
vorteilhafte, schwimmende Verschieblichkeit ermöglicht·
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Infolge der doppelten Lagerung der Welle 126 wird eine Taumelbewegung
der V/elle unterbunden oder zumindest sehr klein
gehalten und die Gefahr weitgehend ausgeschaltet, daß sich die Welle bei Betätigung des Ventils festsetzt oder verbiegt.
Ein Hebel 160 zur Drehung der Welle 126 ist durch eine Schraube
128 am äußeren Ende der Welle 126 befestigt. Der radial
äußere Abschnitt des Hebels 160 ist durch eine mittlere Stufe 162 mit einem gewissen Abstand oberhalb der Abdeckung 16a angeordnet,
und nahe dem radial äußeren Ende des Hebels ist eine Kreisbohrung 164 ausgebildet, durch die der Hebel mit der
Servoeinrichtung 14 gekoppelt wird· Wenn der Hebel 160 im Sinne der Fig. 1 entgegen dem Uhrzeigersinn aus seiner in durchgehenden
Linien dargestellten Lage in seine in gestrichelten Linien gezeigte Lage verstellt wird, wird der Ventilkörper 76
um 90° im Uhrzeigersinn gemäß Pig. 4 aus seiner voll geöffneten Stellung in seine (nicht-gezeigte) volle Schließstellung
gedreht· Die Drehung des Hebels 160 entgegen den Uhrzeigersinn
gemäß Pig. 1 wird durch einen Anschlag 166 begrenzt, der von der Abdeckung 16a nach oben hochgeschlagen ist.
V/ie die 3?ign· 1 und 3 zeigen, enthält die Servoeinrichtung 14
ein zweiteiliges, im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 168,
das ein schalenförmiges Kunststoffteil 170 und ein schalenförmiges
Ketallteil 172 aufweist. Die Servoeinrichtung 14 ist am
Bügel 16 befestigt, wobei die Stirnwand 174 des Gehäuseteilo
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am Plansch 16b angebracht ist· Drei Haltelaschen 177 sind
Ton der Stirnwand 174 am Rand einer Öffnung 176 in der Stirnwand
hochgeschlagen, um die Servoeinrichtung 14 am Bügel 16
zu befestigen· Der Innenaufbau der Servoeinrichtung 14 ist am deutlichsten aus Pig. 3 ersichtlich. Eine bewegliche kreisförmige
Membran 178 ist an ihrem Außenumfang fest und dichtend sswischen den Gehäuse teilen 170 und 172 eingespannt und unterteilt das Gehäuse 168 in eine Atmosphärendruckkanmer 180 und j
eine Unterdruckkammer 182. Die Kammer 180 steht mit der At- :
mosphäre über die Öffnung 176 in Verbindung, während die Kam- ·
mer 182 über einen einstückig am'Gehäuseteil 170. ausgebildeten,
rohrförmigen Anschlußstutgen 185 an eine .Unterdruckquelle angeschlossen
ist. Der Anschlußstutzen 185 ist durch eine Abdeckung 185s. geschützt, die den Anschlußstutzen teilweise umgreift.
Wie weiter unten in einzelnen beschrieben wird, ist die Membran
178 in Axialrichtung des Gehäuses 168 infolge eines der
Kammer 182 zugeführten, unterhalb des Atmosphärendrucks liegenden Unterdrucks bewegbar. Die Membran 178 enthält einen in
Umfangsrichtung endlosen, verformbaren, elastischen Außenrandwulst
184, der im unbelasteten Zustand (Fig. 9) einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt hat. Eine vorstehende,
in Umfangsrichtung durchgehende Lippe 186 verläuft unmittelbar unterhalb des oberen Endes des Gehäuseteils 170 um die
Außenseite der Seitenwand 188 des Gehäueeteils 170. Die Lippe
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186 ist mit einer radial verlauf enden, oberen Stirnfläche
igo versehen, die mit Abstand radial außerhalb und axial
unter der oberen Stirnfläche 192 der Seitenwand 188 angeordnet ist. Zwischen der radialen Außenkante der Fläche 192
und der radialen Innenkante der Fläche 190 verläuft eine geneigte Fläche 194 um das Gehäuseteil. Die Lippe 186 ist ferner
mit einer axial verlaufenden Seitenfläche 196 versehen, die sich von der radialen Außenkante der Stirnfläche 190 nach
unten erstreckt. Von der Unterkante der Seitenfläche 196 ver-.
läuft eine konvexe Fläche 198 nach innen zur radialen Außenkante eine konkaven Fläche 200. Die konkave Fläche 200 geht
an ihrer radialen Innenkante in die Seitenwand 188 über. Das Metallgehäuse teil 172 enthält einen in Umf angerichtung durchgehenden
Radialflansch 202, dessen Radiallänge im wesentlichen gleich groß wie .die der Flächen 192 und 194 sowie des radial
inneren Abschnitts der Fläche 190 ist. Die radiale Außenkante des Flansches 202 ist über einen in Umfangsrichtung durchgehend
gebogenen Abschnitt 204 mit einem in Umfangsrichtung durchgehenden Axialflansch 206 verbunden· Der Innendurchmesser
des Gehäuseteils 172 am Flansch 206 ist geringfügig größer als der Durchmesser der Lippe 186 an der Seitenfläche
196. Der Flansch 206 erstreckt sich in Axialrichtung vollständig über die Lippe 186, und ein in Umfangsrichtung durchgehender,
umgebördelter Flansch 208 am unteren Rand des Flansches 206 ist nach innen um die konvexe Fläche 198 der
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Lippe umgebogen, um die Gehäuse teile miteinander zu verriegeln·
Der gebogene Abschnitt 204 und die daran anschließenden Abschnitte der Plansche 202 und 206 bilden gemeinsam mit
den Flächen 190 und 194 der Lippe 186 eine durchgehende Umfangsausnehmung 210 am Gehäuse 168 zwischen den beiden Gehäuseteilen.
Der Wulst 184 v/ir3 verformbar in der Ausnehmung
210 gehaltert, um die Membran 178 an ihrem Außenumfang dichtend mit dem Gehäuseteil 170 zu verbinden.
Tor dem Zusammenbau der beiden Gehäuseteile bildet der Flansch
208 im wesentlichen eine Verlängerung -des Flansches 206. Die Gehäuse teile werden miteinander verbunden, indem zunächst das
offene Ende des Gehäuseteils 172 über das offene Ende des Gehäuseteils 170 geschoben wird, bis der Außenrand der Memran
178, der unmittelbar an den Wulst 184 anschließt, zwischen dem Flansch 202 und der Stirnfläche 192 zusammengepreßt wird,
wobei der Wulst 184 in der Ausnehmung 210 verformt und gehaltert
wird. Anschließend wird der Flansch 208 über die Lippe 186 gerollt und um die konvexe Fläche 198 gebogen. Nach dem
Zusammenbau der Gehäuseteile ist der Wulst 184 durch die Lippe
186 aus seiner ursprünglich kreisförmigen, teilweise durch die gestrichelte Linie 212 dargestellten Form herausgedrückt,
im einzelnen verdrängt die Lippenfläche 194 den Abschnitt 215
des Wulstes 184» so daß der Wulst 184 in die gezeigte Form gelangt. Die Ausnehmung 210 hat eine größere Querschnittsfläche als der Wulst 184» so daß unter Berücksichtigung nor-
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maler Fertigungstoleranzen in der Ausnehmung 210 ausreichend
Platz zur Aufnahme des sich verformenden Wulstes 184 zur Verfügung steht. Infolgedessen steht der verformte V/ulst
in in Umfangsrichtung durchgehender dichtender Berührung mit dem'
und am offenen Ende des G-ehäuseteils 170, so daß eine strömungssichere
Außeriabdichtung zwischen der Membran 178 und ,, dem Gehäuseteil 170 gebildet wird. Der V/ulst 184 ist so bemessen,
daß diese Abdichtung auch für den Pail einer Rückfederung des Flansches'208 aufrechterhalten wird, die dazu
führen kann, daß sich der verformte Wulst 184 geringfügig entspannt und sich die Gehäuseteile in Axialrichtung geringfügig
auseinanderbewegen. Da außerdem das Metallgehäuseteil
172 über das Kunststoff-Gehäuseteil 170 gebördelt ist, wird
das Kunststoff-Gehäuseteil durch das Metall-Gehäuseteil verstärkt und somit die Gefahr einer Verformung der Servoeinrichtung
unter der Einwirkung hoher Druckunterschiede und hoher Temperaturen äußerst gering gehalten. j
Der mittlere Bereich der Membran 178 ist durch ein nietar- !
tiges Verbindungsstück 218 zwischen einer Membranblechscheibe i 214 und einer Membranmetallschale 216 eingespannt, wie dies ;.
am deutlichsten aus Fig. 6 ersichtlich ist. Die Blechscheibe 214 ist im wesentlichen eben ausgebildet und in der Mitte mit
einer kleinen Kreisbohrung 220 versehen, und die im wesentlichen flache Stirnwand 222 der Metallschale 216 hat im wesentlichen
den gleichen Durchmesser wie die Scheibe 214· In der
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Mitte der Stirnwand 222 ist eine kreisförmige Vertiefung ausgebildet, die von einer kleinen kreisförmigen Bohrung
durchsetzt ist. Die Membran 178 ist an ihrem kreisförmigen Innenumfang 230 fluchtend mit den Bohrungen 220 und 228 ausgerichtet,
und der Schaft 232 des nietartigen Verbindungsstückes 218 verläuft durch die drei öffnungen 220, 228 und
230. Die Membran 178, die Blechscheibe 214 und die Metallschale 216 werden durch eine Schulter 238 und einen umgebördelten,
erweiterten Endabschnitt 239 des Verbindungsstückes 218 zusammengehalten. Ein verformbarer, nachgiebiger Wulst
234 erstreckt sich durchgehend - um den--Innenrand der Membran
178. Die Vertiefung 226 bildet gemeinsam mit dem darüberliegenden Abschnitt der Bleehscheibe 214 eine das Verbindungsstück
218 umgreifende, ringförmige Ausnehmung 236. Die Membran 178 wird durch das Verbindungsstück 218 sandwichartig zwischen
, der Scheibe 214 und der Metallschale 216 gehaltert, wobei
der Wulst 234 verformbar in der Ausnehmung 236 eingeschlossen
ι ist und dadurch die Membran 178 an ihrem Innenrand dichtend
; mit dem Verbindungsstück 218 zusammenwirkt. Wie Fig. 6 zeigt,
: verformt dabei die Vertiefung 226 den Wulst 234 aus seiner ' teilweise durch die gestrichelte Linie 237 dargestellten, unbelasteten
Querschnittsform. Insbesondere wird der durch das Bezugszeichen 235 dargestellte Abschnitt des Wulstes 234 verdrängt,
und infolge dieser Verdrängung wird WuIstmaterial radial
nach innen um den Schaft 232 des Verbindungsstückes
gedrückt. Di© Ausnehmung 236 hat eine größere Querschnitts-
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fläche als der Wulst 234, so daß - ebenso wie beim Wulst 184 - in der Ausnehmung 236 ausreichend Platz für die Verformung
des Wulstes in das gezeigte Profil zur Verfügung steht. Beim Zusammenbau der Membran mit der Scheibe 214 und
der Schale 216 wird daher die Membran 178 an ihrem Innenrand · 230 nicht ausgebeult oder auf andere Weise unerwünscht zusammengepreßt,
sondern verformt sich zu einer in Umfangsrichtung durchgehenden Abdichtung mit dem Schaft 232 des Verbindungsstückes
218, wodurch eine strö'raungsmittelsichere, innere Umfangsdichtung für die Membran 178 entsteht.
Eine Betätigungsstange 240 dient zur Verbindung der Membran .
178 mit dem Hebel 160. Am einen Ende i3t die Betätigungs- ■ stange 240 mit einem rechtwinklig abgebogenen Plansch 242 ■ . ":-·
versehen, der über das Verbindungsstück 218 an der Membran 178 angebracht ist. Eine Kreisbohrung 244 im Plansch 242 um- · .';
greift das Verbindungsstück 218 und wird durch den Kopf 246 festgehalten. Die Verbindung ist so lose, daß die Betätigungs- ·.*··';
stange 240 sich auf dem Verbindungsstück 218 verdrehen kann, · --,...
wie dies für eine ordnungsgemäße Ausrichtung der Betätigungs- ;V stange 240 bei deren Verbindung mit dem Ventil 12 erf order- .,·;/
lieh ist. Am anderen Ende ist die Betätigungsstange 240 mit dem Hebel 1 60 durch eine nach unten abgebogene Lasche 248 gekoppelt.
Die Lasche 248 enthält einen mittleren Laschenabschnitt 250, der in der Öffnung 164 des Hebels 160 angeordnet
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ist. Der Laschenabschnitt 250 ist im Querschnitt rechteckig ■ ausgebildet, wie dies aus Fig. 10 zu ersehen ist. Im Querschnitt
ist die Länge des, Laschenabschnitts 250 erheblich größer als seine Breite. Der laschenabschnitt 250 ist so bemessen, daß er engsitzend an die öffnung 164 angepaßt ist,
wobei die vier Kanten 252,254,256,258 des Laschenabschnitts 250 gerade innerhalb des Randes der öffnung 164 sitzen und
die Längsebene des Laschenabschnitts 250 im wesentlichen parallel zur Längsachse der Betätigungsstange 240 liegt. Da
sich die Betätigungsstange 240 während des Betriebs der Servoeinrichtung
14 im wesentlichen in Längsrichtung verstellt, liegt die Längsebene des Laschenabschnitts 250 im wesentlichen
fluchtend zur .Bewegungsrichtung der Betätigungsstange 240. Bei einer bestimmten Abmessung des Laschenabschnitts
und einem bestimmten Durchmesser der öffnung 164 werden infolge dieser Ausrichtung, des Laschenabschnitts 250 bezüglich
der Bewegungsrichtung der Betätigungsstange 240 das freie Spiel und ein Pestsetzen zwischen der Betätigungsstange 240
und dem Hebel 160 über den Drehbereich des Hebels weitgehend ausgeschaltet.
Die Lasche 248 endet unterhalb des Hebels 160 in einem freien Endabschnitt 260, der die Betätigungsstange 240 mit dem Hebel
160 derart koppelt, daß ein eigenes Befestigungselement, beispielsweise ein Niet, nicht erforderlich ist. Der Abschnitt
260 enthält eine vorstehende Nase 262, die bei Verbindung der
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Betätigungsstange 240 mit dem Hebel 160 radial nach außen · ■
über den Rand der öffnung 164 vorsteht, und ist bei 264 derart
ausgebildet, daß die Hase 262 mit ausreichendem Spiel . ·.;
in die Öffnung 164 eingeführt und anschließend die Betäti- : ■·
gungsstange so verschwenkt werden kann, daß der mittlere Laschenabschnitt 250 in die öffnung 164 gelangt. Bevor diese
Verbindung jedoch hergestellt v/erden kann, muß der Hebel 160 ·' ·.
in die in Pig. 1 in gestrichelten Linien gezeigte Stellung gebracht werden· Die Servoeinrichtung 14 wird dann ι so ausge- * ',
richtet, daß die Betätigungsstange 240 durch eine Öffnung 270 im Plansch 16b unter einem schräg zum Ventil 12 nach unten .';.·.'.
geneigten Yiinkel eingeführt werden kann. Infolge dieser Schräglage kann die Nase 262 durch die öffnung 164 und unter den
Hebel 160 geschoben werden. Dann wird die'Servoeinrichtung 14 ·:'.
tun die Lasche 248 nach unten verkippt, wobei die durch die '.
TJnterkante 264 der Lasche gebildete Abschrägung ein Einführen des Laschenendabschnitts 260 durch die öffnung 164 gestattet,
bis der mittlere Laschenabschnitt 250 in der öffnung liegt. ' '.'■'■
Dann kann die Servoeinrichtung 14 am Bügel 16 befestigt werden. ,"·'·
Wenn die Servoeinrichtung 14 mit dem Ventil 12 gekoppelt ist
und sowohl die Servoeinrichtung als auch das Ventil am Bügel 16 befestigt sind, wird das Ventil 12 durch eine in der Servo- ;·■■
einrichtung 14 angeordnete Druckfeder 272 in die Öffnungslage ·..':'
gedruckt. Die Peder 272 liegt mit ihrem einen Ende in der ;\t
Metallschale 216 und mit ihrem anderen Ende an einem Feder- " {■'
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. sitz 274$ der im Boden des G-ehäuseteils 170 ausgebildet ist. "** "■>
Die Feder 272 drückt die' Membran 178 gegen die Stirnwand 174» " '
wobei die axiale Ausfahrbewegung der Membran durch die An- . I lage der Scheibe 214 an der Stirnwand 174 begrenzt wird. Wenn ·'■!'
die Kammer 182 über den Anschluß stutz en 185 mit Unterdruck ■ ;.
beaufschlagt wird, wird die Membran 178 infolge des höheren
Drucks in der mit der Atmosphäre verbundenen Kammer 180 nach unten in das Gehäuse 168 eingeschoben, wodurch die Feder 272
zusammengedrückt und der Hebel 160 durch die Betätigungsstange1
240 gedreht wird, bis das Ventil in die Tolle Schließlage ge- ' langt ist. In dieser Stellung überdeckt die Membran 178 zwar
vollständig den Sitz 274 an der Xnnenschulter 275 zwischen : der Seitenwand 188 und dem Sitz 274, jedoch wird die Verbindung
der Unterdruckkammer 182 mit dem Anschluß stutz en 185 '
über einen in der Schulter 275 ausgebildeten Kanal aufrecht-.
erhalten. Hierdurch wird verhindert, daß sich die Membran selbsttätig in der Abschaltlage abdichtet. . ·
Die Vorteile der servobetätigten Vorrichtung 10 ergeben sich
insbesondere in Verbindung mit einer Kraftfahrzeug-Heizanlage, wo der Kühlmittelstrom durch das Ventil 12 mit Hilfe eines
der Servoeinrichtung 14 zugeführten Unterdruck-Steuersignals . reguliert wird. Infolge der Leichtbauweise der Vorrichtung ist '
' es möglich, auf die üblichen Befestigung3träger zu verzichten
. und die Vorrichtung lediglich an Schläuchen 54 und 56 abzu-
- stützen. Aufgrund der hervorragenden Abdichtung der Unterdruck- ,·
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kammer 182 entwickelt die Servoeinrichtung 14 für eine "be- ...., ··■
■ trachtete Stärke des Unterdrucksignals eine maximale Druck- .. ;
kraft entgegen der Feder 272. Die zuverlässige Innenabdichtung des Ventils stellt nicht nur sicher, daß eine Strömungsmittelleckage
durch das Ventil in dessen Schließlage unter- . ■ bunden wird, wobei die Vorspannung des Federelements 94 das
■ Dichtelement 90 zwischen den Ventilkörper 76 und die Wand ··■
der Bohrung anpreßt, sondern "behindert auch nicht die Ver-
·· stellung des Ventilkörpers zwischen der öffnungs- und Schließ- '. lage. Die schwimmende lagerung des Ventilkörpers 76 und die ■
■ Vorspannung des Federelements 94 gewährleisten eine "beständige,
' strömungsmittelsichere Dichtänlage des Dichtelements'90 zwi-
■ sehen dem Ventilkörper und dem Ventilgehäuse, selbst wenn die
■ Bauteile verschleißen. Das Ventil hat somit selbst unter ungünstigen
Betriebsbedingungen eine hohe störungsfreie lebensdauer. Außerdem verfügt das bevorzugte Ausführungsbeispiel
über eine wirtschaftliche Bauweise und eignet sich hervor- . "·
■ ragend für eine Massenfertigung. : .
50 98 2 4/0-540' -· ' ' · -": ·. ■·■ -28-
Claims (1)
- Patentanspr ü.c h e1.) Strömungsmittel-Steuervorrichtung mit einem Ventil, das ein Gehäuse mit einer .darin ausgebildeten Ventilkammer, mit der Ventilkainmer verbundene Ein- und Auslaßkanäle und einen in der Ventilkammer angeordneten Ventilkörper aufweist, der zwischen einer Schließlage, in der ein Strömungsmittelstrom vom Ein- zum Auslaßkanal gesperrt ist, und einer Öffnungslage bewegbar ist, in der der Strömungsmittelstrom freigegeben ist, gekennzeichnet durch ein nachgiebiges, am Rand eines der Kanäle (46, 50) angeordnetes Dichtelement (90) und eine Federeinrichtung (94), die den Ventilkörper (76) in sämtlichen Schaltlagen gegen das nachgiebige Dichtelement (90) drückt.2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das nachgiebige Dichtelement (90) ara Rand des ι Auslaßkanals (46,50) angeordnet ist.509824/0540 _29_3* Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das nachgiebige Dichtelement (90) zwischen dem Ventilkörper (76) und der Wand (20,68, 70,72,74) der Yentilkammer (28) angeordnet ist.4. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (76) drehbar in der Ventilkammer (28) angeordnet ist.5· Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (76) mit einem Durchgangskanal (82,84) versehen ist, der die Ein- und Auslaßkanäle (44,48J 46,50) in der Öffnungslage des Ventils (12) miteinander verbindet.6. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung (94) ein im wesentlichen flaches Federelement aufweist.7· Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (94) im wesentlichen rechteckig ausgebildet und in dear !•litte mit einer im wesentlichen rechteckigen Öffnung (96) versehen ist.-30-.50982 4/054 08, Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (96) abgesehen vom Strömungsmitteldruck und der Schwerkraft im wesentlichen lediglich mit der Vorspannkraft der Federeinrichtung (94) und der Gegenkraft des nachgiebigen Dichtelements (90) beaufschlagt ist·9. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine vom Ventilgehäuse (18) nach außen verlaufende Stellvorrichtung (126,160, 240) und ICupplungsglieder (107,152,1*8), die den Ventilkörper (76) mit der Stellvorrichtung verbinden und eine begrenzte RelatiwerSchiebung zwischen der Stellvorrichtung und dem Ventilkörper (76) in sämtlichen Eichtungen mit Ausnahme der Drehrichtung ermöglichen.10· Steuervorrichtung nach Anspruch S, gekennzeichnet durch einen am Ventilgehäuse (18) befestigten, durch den Ventilkörper (76) verlaufenden, starren Zapfen (62) mit einem lagerabschnitt zur drehbaren Lagerung der Stellvorrichtung (126,160,240).,11. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- und Aus-laßkanäle (44,48; 46,50) im wesentlichen axial fluchtend zueinander angeordnet und mit entgegengesetzten Seiten5098 24/0540 -31-der Ventilkammer (28) verbunden sind, daß der Ventilkörper (76) kleiner als die Ventilkammer (28) ausgebildet und somit zwischen ihnen ein Spalt vorhanden ist, und daß das Dichtelement (90) in diesem Spalt am Rand des Auslaßkanals (46,-50) angeordnet ist.12. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (94) im wesentlichen ringförmig ausgebildet und um die an der Verbindungsstelle des Einlaßkanals (44) mit der Ventilkammer (28) gebildete Zulauföffnung (48) angeordnet ist.13· Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Pederelement (94) im wesentlichen quadratisch ausgebildet und mit einer im wesentlichen quadratischen öffnung (96) versehen ist.14. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch erste Anschläge (66,68,70,110), durch die die Federeinrichtung (94) bezüglich des Ventilgehäuses (18) unverschiebbar gehaltert ist, und zweite Anschläge (66,72,74,110), durch die das Dichtelement (90) bezüglich des Ventilgehäuses (18) unverschiebbar gehalten ist.-32- ·509824/054015· Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (76) und die Ventilkammer (28) einen in einer senkrecht zur Drehachse des Ventilkörpers (76) verlaufenden Ebene im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt haben und das Federelement (94) geringfügig breiter als eine die Ventilkammer (28) tangential zum Ventilkörper (76) durchsetzende Sehne ist und somit das Federelement (94) durch den Ventilkörper (76) abgebogen und im gespannten Zu-• stand gehalten ist·16. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden An- . sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (76) in Querrichtung über einen der Kanäle (44,48; 46, 50) bewegbar ist.17. Strömungsmittelvorrichtung, insbesondere nach !Anspruch I1, mit einem Gehäuse, gekennzeichnet durch ein erstes, aus einem ersten Material gefertigtes Gehäuseteil (172), ein zweites Gehäuseteil (170), das aus einem zweiten Material geringerer Festigkeit als das erste Material gefertigt ist, wobei beide Gehäuseteile (170,172) an ihren offenen Enden im wesentlichen die gleiche Gesamtgröße und -form aufweisen, und das Ende jedes Gehäuse-■ teils (170,172) im wesentlichen injeiner senkrecht zur Mittelachse des Gehäuses (168) verlaufenden Ebene ange--33-509824/0540ordnet ist, einen axial Terlaufenden Ringflansch (186) am Außenumfang des offenen Endes des zweiten Gehäuseteils (170), dessen freier Hand (198) vom offenen Ende des zweiten Gehäuseteil (170) fortgerichtet ist, und einen am offenen Ende des ersten Gehäuseteils (172) ausgebildeten, umgerollten Plansch (206,208), der zumindest teilweise um den freien Rand (198) des Ringflansches (186) des zweiten Gehäuseteils (170) umgebogen ist, wodurch eine Relatiwerschiebung der beiden Gehäuseteile (170,172) in Axial- und Radialrichtung verhindert ist.18. Vorrichtung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch einenachgiebige, sich über das Innere des Gehäuses (168) erstreckende Membran (178), die an ihrem Außenumfang zwischen den Gehäuseteilen (170,172) zusammengepreßt ist.19· Vorrichtung nach Anspruch18f gekennzeichnet durch eine von der einen Seite der Membran (178) nach außen verlauf ende und daran befestigte Stellvorrichtung (214, . 216,238,240) und eine Strömungsmittelverbindung (185), die die auf der anderen Seite der Membran (178) gelegene Kammer (182) des Gehäuses (168) mit einer Arbeitsmittelquelle verbindet.20. Vorrichtung nach Anspruch 17, 18 oder 19» dadurch gegekennzeichnet, daß das erste Gehäuseteil (172) aus Metall und das zweite Gehäuseteil (170) aus Kunststoff besteht. 509824/0540-34-21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem ersten Gehäuseteil (172) eine erste Ringfläche (202) und auf dem zweiten Gehäuseteil (170) eine zweite Ringfläche (192) ausgebildet ist, die am Rand der offenen Enden der Gehäuseteile (170,172) sich gegenüberliegend und miteinander fluchtend angeordnet sind, und daß zwischen den Ringflächen (202,192) elastische Einlagen (178,184) zusammengepreßt sind.22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 "bis 21, gekennzeichnet durch eine ringförmige, zwischen den Gchäu3eteilen (170,172) im Bereich der Außenränder ihrer offenen Enden ausgebildete Ausnehmung (210) und eine in der Ausnehmung (210) angeordnete elastische Dichtung 4184).23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, " daß die Dichtung (184) einstückig an einer sich über den Innenraum des Gehäuses (168) erstreckenden Membran (178) ausgebildet ist.24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Gehäuseteil (170) eine Kunststoffschale und das erste Gehäuseteil (172) ein das offene Ende der Kunststoffschale (170) abdecken-509824/0540 ~35~der Metalldeckel ist·25. Strömungsmittelsteuervorrichtung, insbesondere nach Anspruch 1 oder 17» mit einer druck- und/oder unterdruckbetätigten Servoeinrichtung, gekennzeichnet durch ein im wesentlichen kreisförmiges Servogehäuse (168), eine im Gehäuse (168) angeordnete, axial: bewegbare Membran (T78),/"Üle das Gehäuse (168) in zwei Kammern (180,182) unterteilt, eine Dichtanordnung (184,198, 206,208,210), die Membran (178) an ihrem Außenrand zum Gehäuse (168) abdichtet, eine in der Mitte der Membran (178) ausgebildete Öffnung (230), eine vom Gehäuse nach außen verlaufende Stellvorrichtung (160,240), Verbindungsglieder (214,216,218), die die Stellvorrichtung (160,240) mit der Membran (178) koppeln, einschließlich eines in der Membranöffnung (230) angeordneten Verbindungsstückes (218), einen um den Rand der Membranöffnung (230) verlaufenden, einstückig an der Membran (178) ausgebildeten, nachgiebig verformbaren V/ulst (234) und eine Haltevorrichtung (226,232,238,239), die den Wulst (234) in dichtender Anlage an das Verbindungsstück (218) drückt. ,26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der V/ulst (234) dichtend in einer ringförmigen, teilweise durch das Verbindungsstück (218) begrenzten Auo-509824/0540 ~56~nehiaung (236) angeordnet ist.27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (236) einen größeren Querschnitt als der Wulst (234) aufweist.28. Vorrichtung nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig der Membran (178) an der Membranöffnung(230) jeweils ein ringförmiges Bauteil (214,216) angeordnet und die Ausnehmung (236) zum Teil auch durch die inneren Randabschnitte der ringförmigen Bauteile (214,216) begrenzt ist.29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche eines der Randabschnitte der ringförmigen Bauteile (214,216) im wesentlichen eben ausgebildet ist.30. Vorrichtung nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche eines der Randabschnitte (226) der ringförmigen Bauteile (214,216) im wesentlichen konisch ausgebildet ist.31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28, 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Bauteile-37-509824/0540ί ·(214,216) verhältnismäßig steif ausgebildet und die Stellvorrichtung (240,160), die ringförmigen Bauteile (214,216) und die Membran (178) durch das Verbindungsstück (218) zusammengeklemmt sind.32· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 3.1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsstück (218) im wesentlichen zylindrisch ausgebildet 1st.33· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 32, dadurch gekennzeichnet,'daß. eine der Gehäusekammern (180) mit der Atmosphäre in Verbindung steht und die andere Gehäusekammer (182) über eine Strömungsmittel verbindung (185) mit einer Unterdruckquelle verbindbar i3t.34·· Vorrichtung nach Anspruch 34* dadurch gekennzeichnet, daß der Drehveg dco Hebels (160) in wesentlichen 90° betrügt.35. Vorrichtung nach Anspruch 34 in Verbindung mit einem der Ansprüche 25 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (160) über ein Antriebsglied (240) und das Verbindungsstück (218) mit der Membran (178) verbunden ist.36. Vorrichtung nach Anspruch 34 oder 35 in Verbindung mit einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet,daß der Hebel. (160) mit dem Ventilkörper (76) gekoppelt , . 509824/0540
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