DE2410263C2 - Ventil zum Anlassen einer Brennkraftmaschine mittels Druckluft - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil zum Anlassen einer Brennkraftmaschine mittels Druckluft mit einem am Ventilschaft befestigten, in Schließrichtung des Ventils federbelasteten ; iufenkolben, der einen Abschnitt mit großem Durchmesser und einen / bschnitt mit kleinem Durchmesser aufweist und in einem den beiden Abschnitten entsprechend abgestuften, zylindrischen Gehäuse verschiebbar geführt ist und mit seinem den großen Abschnitt aufweisenden Ende eine Druckkammer für die Steuerluft zum öffnen des Ventils und mit seinem den kleinen Abschnitt aufweisenden Ende eine Ringkammer begrenzt.

Solche Steuerventile werden als indirekte Anlaßventile über einen Verteiler mit Steuerluft versorgt und geben beim Öffnen den Weg für die Anlaßluft zum Motor frei.

Wesentlich für die Güte eines Anlaßventils ist das schnelle öffnen und Schließen, um die motorbedingten maximalen Steuerzeiten voll für das Starten auszunutzen. Dies verringert den Anlaßluftverbrauch und erhöht die Startdrehzahl.

Bei bekannten, einfach wirkenden, indirekten Anlaßventilen wurde dieses Ergebnis nur unzureichend erreicht. Verbesserungen durch einen Stufenkolben brachten schnellere Öffnungszeiten, führten jedoch zu höherem Bauaufwand durch doppelte Dichtungen und konnten das Schließverhalten nicht wesentlich beeinflussen.

Ein einfach wirkendes Anlaßventil der gattungsgemäßen Art geht z. B. aus der DE-AS 21 43 194 hervor. Bei diesem Ventil ist in der Wand der Druckkammer eine Überströmöffnung angeordnet, die in der geschlossenen Stellung des Ventils durch den Abschnitt des Kolbens mit großem Durchmesser abgedeckt ist. Bei einer Hubbewegung des Kolbens wird die Öffnung freigelegt, so daß ein Teil der Steuerluft ausströmen kann, um so den Kolben in einer Gleichgewichtslage zu halten. Der Rest der Steuerluft entweicht durch den Spalt zwischen dem Kolben und der Druckkammerwand.

Bei Wegfall der Steuerluft wird infolge der Überströmöffnung ein Druckabbau erreicht, der zu einer Beschleunigung der Schließbewegung zumindest in der Anfangsphase führen soll.

Es wird jedoch bezweifelt, ob die erwähnte Wirkung tatsächlich in nützlichem Umfang eintritt Die Überströmöffnung muß relativ klein sein, da sonst ein zu großer Steuerluftverlust eintritt Sobald sich der Kolben um einige Millimeter in Schließrichtung des Anlaßventils verschiebt wird die Öffnung wieder abgedeckt, und der gewünschte Effekt fällt aus. Infolge der Überströmöffnung und des nicht abgedichteten Kolbens muß mit einem großen Verbrauch an Steuerluft gerechnet werden, die keine Arbeit leistet

is Die Erfindung stellt sich zur Aufgabe, ein Anlaß ventil der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei weichem der Verbrauch an Steuerluft sehr gering ist und bei weilchem ein Teil der Steuerluft gespeichert wird, um den Schließvorgang über den ganzen Hubweg des Kolbens zu beschleunigen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß so, daß die Ringkammer über den gesamten Hubweg des Ventils geschlossen ist und die Umfangsfläche des großen Abschnittes des Stufenkolbens um den Umfang verlaufende Rillen aufweist, die als Labyrinthdichtung mit einer gewissen Durchlässigkeit wirken und die Druckkammer für die Steuerluft zum öffnen des Ventils mit der Ringkammer verbinden, und daß die Umfangsfläche des kleinen Abschnittes des Stufenkolbens eine Dichtung aufweist

Während der Öffnungszeit des Steuerventils baut sich in der Ringkamrner unter dem Einfluß der Steuerluft ein Druck auf, der auf die untere Ringfläche des großen Abschnittes des Stufenkolbens einwirkt Dadurch wird der Schließvorgang, der durch das Abschalten der Steuerluftzufuhr eingeleitet wird, stark beschleunigt Durch die gleichzeitige Wirkung der Federkraft, des Druckes in der Ringkammer und des Druckes im Zylinderraum auf die untere Ventiltellerfläche werden Schließgeschwindigkeiten erreicht, wie sie sonst nur durch aufwendige, doppelt gesteuerte Ventile erhalten werden.

Nachfolgend wird anhand der Zeichnung, die einen Längsschnitt durch ein Steuerventil in geschlossenem Zustand zeigt, ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben.

Das in der Zeichnung dargestellte Steuerventil besteht aus einem zylindrischen Ventilgehäuse 1, einem Gehäusedeckel 2, einem Ventilsitzeinsatz 3 mit einem Führungsstern 4, einer Ventilfeder 5 und einer Baugruppe, gebildet aus einem Stufenkolben 6, einer Halteschraube 7, einem konischen Haltering 8 und einem Ventilschaft 9 mit Ventilteller 10.

Das Steuerventil ist als fertig montierte Einheit in einen Zylinderkopf 11 eingesetzt und mittels O-Ringen 12 abgedichtet.

Der obere erweiterte Teil 13 des Stufenkolbens 6 gleitet in einem ersten Bohrungsabschnitt 14 des Ventilgehäuses 1. Der Teil 13 ist an seiner Umfangsfläehe 15 mit Rillen 34 versehen, die als Labyrinthdichtung gegen die Innenwand des Bohrungsabschnittes 14 wirken.

Der untere, im Durchmesser kleinere Teil 16 des Stufenkolbens 6 ist mit einer Nut 17 und einer Dichtung 18 versehen und gleitet dichtend in einem zweiten, engeren Bohrungsabschnitt 19 des Ventilgehäuses 1. Bei der Dichtung !8 handelt es sich um eine unter dem Markennamen »Glyd-Ring« bekannte Dichtung, welche

einen Kunststoff-Rechteckring und einen O-Ring aufweist. Die Dichtungsfunktion wird dabei vom Rechteckring übernommen, wobei der O-Ring als Vorspannelement dient

Durch die beiden Bohrungsabschnitte 14 und 19 und die beiden Teile 13 und 16 des Stufenkolbens 6 wird eine Ringkammer C gebildet die über die Labyrinthdichtung mit der Steuerluft 5 in Verbindung steht Diese Ringkammer C ist über den gesamten Hubweg des Ventils geschlossen. Die Labyrinthdichtung weist eine gewisse Durchlässigkeit auf, damit die Steuerluft in die Ringkammer Ceindringen kann.

Der Stufenkolben 6 weist oben eine Gewindebohrung 20 zur Aufnahme der Halteschraube 7 auf. Eine untere Bohrung 21 mit einer konischen Erweiterung 2?. mündet in die Gewindebohrung 20.

Die untere Bohrung 21 dient zur Aufnahme des freien Endes 23 des Ventilschaftes 9 und des konischen Halteringes 8_: der in der konischen Erweiterung 22 sitzt und mit einer Sicherungsnut 24 am freien Ende 23 des Ventilschaftes zusammenwirkt Die Stirnseite des freien Endes 23 liegt auf der unteren Stirnseite 25 der Halteschraube 7 auf.

Im zusammengebauten Zustand bilden das Ventilgehäuse 1, der Stufenkolben 6, die Halteschraube 7, der Haltering 8 und der Ventilschaft 9 r nt dem Ventilteller 10 eine form- und kraftschlüssige Baugruppe.

Das untere Ende 26 des Ventilgehäuses 1 trägt den Ventilsitzeinsatz 3 mit einer Durchgangsbohrung 35, in die der Führungsstern 4 eingepreßt ist Der Führungsstern 4 weist eine Führungsbohrung 27 auf, in welcher der Ventilschaft 9 gleitend geführt wird.

Die Ventilfeder 5 stützt sich in bekannter Weise am Gehäuse ab und drückt den Stufenkolben 6 nach oben, um das Steuerventil bei geschlossener Steuerluftzufuhr verschlossen zu halten.

Beim Anlassen wird die von einem nicht dargestellten Verteiler kommende Steuerluft S dem Steuerventil durch den Gehäusedeckel 2 zugeleitet. Die Steuerluft beaufschlagt die obere Ringfläche 28 des oberen Teils 13 des Stufenkolbens 6 und die obere Stirnfläche 29 der Halteschraube 7. Der Stufenkolben wird dadurch gegen die Federkraft der Ventilfeder 5 und gegen den auf die untere Ventiltellerfläche 30 wirkenden Verdichtungsdruck des Motors nach unten getrieben. Dadurch wird das Steuerventil geöffnet und die Anlaßluft A kann in den Zylinderraum des Motors gelangen.

Das Steuerventil ist so gebaut, daß die Anlaßluft A sowohl auf die obere Ventiltellerfläche 31 wie auch auf eine untere Ringfläche 33 des unteren Teils 16 des Stufenkolbens 6 einwirken kann. Diese beiden Flächen 31,33 sind gleich groß, so daß der Anlaßluftdruck beim öffnen ohne Einfluß ist

Während der Öffnungszeit des Steuerventils baut sich in der Ringkammer Cunter dem EinfluD der Steuerluft S ein Druck auf, der auf eine untere Ringfläche 32 des oberen Teils 13 des Stufenkolbens 6 einwirkt Dadurch wird der Schließvorgang, der durch ar Abschalten der Steuerluftzufuhr eingeleitet wird, stark beschleunigt Durch die gleichzeitige Wirkung der Federkraft, des Druckes in der Ringkammer C und des Druckes im Zylinderraum auf die untere Ventiltellerfläche 30 werden Schließgeschwindigkeiten erreicht wie sie sonst nur durch aufwendige, doppelt gesteuerte Ventile erhalten werden.

Durch die konstruktive Auslegung des Steuerventils mit getrenntem Führungsstern 4 und einfacher Stufenkolbenabdichtung 18 und 34 wird der Herstellungsaufwand niedrig gehalten. Zweckmäßig können handelsübliche Teile, wie zum Beispiel Ventilschaft 9 mit Tellerventil 10 und Haltering 8, verwendet werden. Auch ist das Steuerventil geeignet, um aus standardisierbaren Teilen hergestellt zu werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Ventil zum Anlassen einer Brennkraftmaschine mittels Druckluft mit einem am Ventilschaft befestigten, in SchlieBrichtung des Ventils federbelasteten Stufenkolben, der einen Abschnitt mit großem Durchmesser und einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser aufweist und in einem den beiden Abschnitten entsprechend abgestuften, zylindrischen Gehäuse verschiebbar geführt ist und mit seinem den großen Abschnitt aufweisenden Ende eine Druckkammer für die Steuerluft zum Offnen des Ventils und mit seinem den kleinen Abschnitt aufweisenden Ende eine Ringkammer begrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringkammer (C) über den gesamten Hubweg des Ventils geschlossen ist und die Umfangsfläche (15) des großen Abschnittes (13) des Stufenkolbens (6) um den Umfang verlaufende Rillen (34) aufweist, die als Labyrinthdichtung mit einer gewissen Durchlässigkeit wirken und die Druckkammer für die Steuerluft (S) zum öffnen des Ventils mit der Ringkammer (C) verbinden, und daß die Umfangsfiäche des kleinen Abschnittes (16) des Stufenkolbens (6) eine Dichtung (18) aufweist