DE2635166A1

DE2635166A1 - Koaxiales einlass- und auslassventil

Info

Publication number: DE2635166A1
Application number: DE19762635166
Authority: DE
Inventors: Ramon Pareja
Original assignee: Lear Siegler Inc
Current assignee: Lear Siegler Inc
Priority date: 1975-09-25
Filing date: 1976-08-05
Publication date: 1977-03-31
Also published as: SE7607579L; US4032263A; DE2635166C3; DE2635166B2; CH594135A5; JPS5240802A; JPS5444121B2; GB1503108A

Description

Beschreibung zum Patentgesuch

der Fa. Lear Siegler, Inc., 3171 South Bundy Drive Santa Monica, Californien / USA

betreffend:

"Koaxiales Einlaß- und Auslaßventil"

Die Erfindung bezieht sich auf ein koaxiales, als Einheit ausgebildetes Einlaß- und Auslaßventil zum Steuern eines Fluiddurchflusses zu und von einer Pumpkammer mit abwechselnden Ansaug- und Druckhüben, und bezieht sich insbesondere auf ein als Einheit ausgebildetes Einlaß- und Auslaßventil, welches kompakt ist, zuverlässig arbeitet, leicht zusammengebaut und gewartet werden kann.

Viele Jahre lang sind die verschiedensten Ventilanordnungen mit als Einheit ausgebildeten Einlaß- und Auslaßventilen verwendet worden. Häufig wiesen jedoch aufgrund ihrer Ausführung diese Ventile entweder einen verhältnismäßig großen Durchmesser oder eine verhältnismäßig große Länge auf, und es waren normalerweise Bereiche oder Zonen erforderlich, welche ausschließlich ent-

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weder als Einlaß oder als Auslaß arbeiten.

Der erfindungsgemäße Aufbau schafft Zonen oder Bereiche mit einer Doppelfunktion, um dadurch die Gesamtgröße zu verkleinern, und es wird ferner die Öffnungsbewegung eines Tellerventils, welche nach innen in entgegengesetzten Richtungen verläuft, dazu benutzt , um die Gesamtlänge des Aufbaus zu verringern. Um den Zusammenbau bzw. die Montage zu verbessern und um die Verwendbarkeit zu erhöhten, werden Sprengringe als Auflageteile für die Druckfedern sowohl an den Einlaß- als auch den Auslaßtellerventilen verwendet.

Gemäß der Erfindung weist das koaxiale, als Einheit ausgebildete Einlaß- und Auslaßventil ein meist zylindrisches Hülsen- oder Buchsenteil mit einem an einem Ende angeordneten Einlaß und einerDurchflußkammer an dem gegenüberliegenden Ende auf. Am Ende der Durchflußkammer erstreckt sich von dem Hülsen- oder Buchsenteil radial nach außen ein ringförmiger Flansch, in welchem durchgehende Bohrungen ausgebildet sind, welche mit der Durchflußkammer des Ventils in Verbindung stehen. Die Fläche des radial nach außen verlaufenden Flansches schafft einen Sitz für das ringförmige Tellerventil, und es wird, wie bereits angeführt, ein Sprengring als äußerste Auflage für die Druckfeder verwendet, welche benutzt ist, um das ringförmige Tellerventil in üblicher Weise vorzubelasten. Das Einlaßtellerventil sitzt auf einer schrägen, geneigten Schulter, welche sich von dem Ende einer Senkbohrung nach innen erstreckt, und ein Sprengring ist als Unter- bzw. Auflage vorgesehen und verwendet, auf welcher die Druckfeder des Einlaßtellerventils aufsitzen kann. Natürlac h sind auch entsprechende Kreuzarmeinrichtungen u.a. vorgesehen und verwendet, um die Druckfeder des Einlaßtellerventils in einer entsprechenden Anordnung genau zu halten.

Infolgedessen schafft somit die Erfindung ein verbessertes,

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als Einheit ausgebildetes Einlaß- und Auslaßventil zum Steuern des Fluiddurchflusses zu und von einer Pumpkammer mit abwechselnden Ansaug- und Druckhüben bzw. -perioden, wobei das Ventil koaxial angeordnete Einlaß- und Auslaßteller ventile aufweist, wobei Sprengringe vorgesehen sind, um eine Auflage für die Druckfedern zu schaffen, mittels welcher die Tellerventile gewöhnlich in einer bestimmten Lage vorbelastet werden, und wobei die Einlaß- und Auslaßtellerventile koaxial angeordnet und aus ihrer normalen Lage in entgegengesetzten, nach innen verlaufenden Richtungen betätigt werden.

Darüber hinaus ist durch die Erfindung ein Einlaß- und Auslaßventil zum Steuern des Fluiddurchflusses zu und aus einer eine bestimmte Verdrängung schaffenden Kolbenpumpe mit abwechselnden Ansaug- und Druckhüben geschaffen, wobei das Ventil sowohl im Hinblick auf seinen Durchmesser als auch auf seine axiale Länge kompakt ausgebildet ist.

Die Erfindung schafft somit eine als Einheit ausgebildete Einlaß- und Auslaßventilanordnung zur Steuerung der Durchflußströmung mit einem einheitlichen Teil in Form einer hohlen Hülse oder Buchse mit koaxial angeordneten Einlaß- und Auslaßventilen. Das Hülsen- oder Buchsengehäuse weist an einem Ende einen Ein laß und an seinem gegenüberliegenden Ende eine Durchflußkammer mit einem ringförmigen Flansch auf, der sich an der Durchflußkammer -von der Hülse oder Buchse nach außen erstreckt. Durch die durch die Hülse oder Buchse verlaufende Mittenbohrung ist ein Gehäuse und ein Sitz für das Einlaßtellerventil geschaffen, und ein ringförmiger, durch eine Feder vorbelasteter Ring steuert den Fluiddurchfluß durch Bohrungen, welche in dem Flansch ausgebildet und zwischen dem Flansch und der Durchflußkammer eine Verbindung herstellen. Die einzelnen, gesondert angeordneten Ventile bewegen sich beim Öffnen nach innen in entgegengesetzten Richtungen, wodurch die Gesamtlänge des Ventilkörpers kürzer wird.

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Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen näher erläutert. Es zeigen:

Fig.l teilweise aufgebrochen eine Seitenansicht einer herkömmlichen Kolbenpumpe, bei welcher die als Einheit ausgebildete Einlaß- und Auslaßventilanordnung gemäß der Erfindung verwendet ist, und das Kurbelgehäuse sowie ein Zylinder zum Teil weggelassen sind, um die Einzelheiten der zusammengebauten Anordnung zeigen zu können}

Fig.2 eine vertikale Schnittansicht entlang der Linie und in Richtung der Pfeile 2-2 der Fig.l, in welcher die als Einheit ausgebildete Einlaß- und Auslaßventilanordnung in dem Pumpenaufbau in Arbeitsstellung dargestellt ist;

Fig.3 in einem etwas größeren Maßstab eine genauere perspektivische Ansicht der als Einheit ausgebildeten Einlaß- und Auslaßventileinrichtung gemäß der Erfindung; und

Fig.4 eine vertikale Schnittansicht entlang des Durchmessers der in Fig.3 dargestellten Einlaß- und Auslaßventileinrichtung in demselben Maßstab wie in Fig.3.

Bezüglich der Offenbarung der Erfindung wird wegen deren Klarheit und Anschaulichkeit ausdrücklich auf die Zeichnung, ins·« besondere die Fig.3 und 4 bezug genommen. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und insbesondere in den Fig.3 und k weist die in ihrer Gesamtheit mit IO bezeichnete, als Einheit ausgebildete Einlaß- und Auslaßventileinrichtung ein Hülsenteil 11 mit einem Einlaß 12 an einem Ende, einem im allgemeinen zwischen den Enden des Teils 11 angeordneten Auslaß 13 und in Gegenüberlage zu dem Einlaß 12 eine DurchSußkammer

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l4 auf. Wie aus Fig.4 zu ersehen, weist das Hülsenteil 11 eine Bohrung auf, welche den Einlaß 12 bildet, wobei eine Senkbohrung 15 von dem Durchflußkanunerende des Ventils aus sich erstreckt und in einer unter einem Winkel angeordneten Schulter endet.

Am Einlaßteil der Einrichtung ist ein Tellerventil 20 mit einer Sitz- oder Auflagefläche 21 vorgesehen, welche auf der Fläche der unter einem Winkel angeordnete! Schulter 16 sitzt. An der inneren Fläche 22 des Tellerventils 20 liegt eine Druckfeder 23 an, welche die Druckkraft schafft, die notwendig ist, um das Tellerventil 20 (in geschlossener Stellung) wie üblich an seiner Sitz- oder Auflagefläche entlang der unter einem Winkel angeordneten Schulter 16 zu halten. Die Feder 23 sitzt auf der Innenfläche eines becherförmigen Kreuzarmteils 24 auf, das an der Stelle 25 einen sich in axialer Richtung erstreckenden Flansch hat, um die Feder 23 in radialer Richtung in die richtige Lage zu bringen. Ein Sprengring 26 ist in einer inneren, ringförmigen Nut so angeordnet, daß der innere Rand des Sprengringes 26 nach innen in die Senkbohrung 15 vorsteht, um dadurch ein ringförmiges Auflagepolster bzw. -teil zu schaffen. Wie aus Fig.4 zu ersehen ist, weist das becherförmige Kreuzarmteil 24 radial verlaufende Arme, wie beispieleweise einen Arm 29 auf, und trägt zusätzlich genau radial ausgerichtet die Feder 23; hierzu ist ein Ansatz 30 vorgesehen, mit dessen Rand 3I eine innere Führung für die Druckfeder 23 geschaffen ist.

Der Auslaß des Ventils 10 ist im Aufbau ähnlich einfach ausgeführt. Ein ringförmiger Flansch 32 erstreckt sich von dem Hülsenteil 11 nach außen und weist folglich eine ringsherum verlaufende Sitz- oder Auflagefläche 33 auf. In dea Flansch sind durchgehende Bohrungen, wie die Bohrung 34 vorgesehen, welche eine Verbindung zwischen dem Inneren des Ventils 10 und der Durchflußkammer 14 schaffen. Ein ringförmiges Teller-

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ventil 35 ist so angeordnet, daß es auf der Sitz- oder Auflagefläche 33 aufsitzt, wobei eine Druckfeder 36 verwendet ist, um das Tellerventil 35 auf der Sitz- oder Auflagefläche 33 normalerweise in einer vorgegebenen Lage und an einer bestimmten Stelle zu halten. Bin mit Flansch versehenes Halteteil 37 ist zur radialen Anordnung und Ausrichtung der Feder 36 verwendet, während ein Sprengring 38 als ringförmiger Grundteil oder Auflagepolster für das Halteteil 37 vorgesehen ist. Der Sprengring 38 weist einen ringförmigen Teil auf, welcher sich von dem Hülsenteil 11 radial nach außen erstreckt, um so das ringförmige Auflagepolster zu bilden. Infolgedessen ist der Tellerventilring 35 koaxial um den Außenumfang des Hülsenteils 11 angeordnet und sitzt auf der oberen Fläche des Flansches 32.

Nachfolgend wird eine Anwendung der in Fig.l und 2 dargestellten Einrichtung beschrieben. Eine in ihrer Gesamtheit mit 40 bezeichnete Pumpenanordnung weist ein Kurbelgehäuse kl mit einem Zylinderkopf k2 auf. Der Zylinderkopf k2 weist im Inneren Kammern, nämlich die Einlaßkammer k"} und die Auslaßkammer kk auf. Das Kurbelgehäuse kl ist geschlossen, wodurch ein die Schmierung aufrechterhaltender Bereich bzw. eine Zone k5 geschaffen ist, wobei das Schmiermittel über einen mit Gewinde versehenen Ablaßpfropfen abgelassen wird. An dem Antriebsteil der Pumpe kO ist eine Kurbelwelle 48, die einen Keil k9 aufweist, in einem geschlossenen Hauptlager 50 und einem offenen Hauptlager 5I gelagert. Ferner sind Drucklager 52 und 53 vorgesehen. Entlang der Kurbelwelle 48 sind in axialer Richtung im Abstand voneinander angeordnete Exzenter, wie beispielsweise der Exzenter 55 vorgesehen, wobei ein in radialer Richtung versetztes Exzenterteil jeweils für zwei Zylinder vorgesehen ist. Hierbei sind die Nasen oder Nocken um 120° gegeneinander versetzt angeordnet. Jede der Nasen oder Nocken, wie beispielsweise die Nasen oder Nocken 55A und 55B sind mit einem Nocken- bzw. Exzenterlager 56 versehen, wobei das La-

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ger 56 eine Verbindungsstange 57 trägt. Ferner sind Halteteile 58 vorgesehen, um die Nockenlager und die ihnen zugeordneten Verbindungsstangen in einer genauen axialen Ausrichtung zu halten, wobei die Halteteile 58 in Nuten sitzen, die entlang der Kurbelwelle kü bei jeder der einzelnen Nocken oder Nasen ausgebildet sind.

Ferner sind entsprechende Dichtungen für den Antriebsmechanismus und das zugeordnete Kurbelgehäuse vorgesehen, wie beispielsweise an der Stelle 60, wo eine O-Ringdichtung vorgesehen ist. An der Stelle 6l ist auch eine innere Dichtung vorgesehen. Die Kurbelwelle ist mittels ausbaubarer Halteringe 63 an der vorgesehenen Stelle entsprechend gehaltert, welche in Nuten 6k der Kurbelwelle kl passen.

Ferner ist eine in ihrer Gesamtheit mit 65 bezeichnete Kolbenanordnung dargestellt, welche ein langgestrecktes Kolbenteil 66 aufweist, das in einer Rollen- oder Walzenführung oder einem ölabdichtenden Teil 67 aufgenommen ist. Der untere Teil 68 der Kolbenanordnung 65 sitzt an der Stelle 69 in dem mit einer Nut versehenen Bereich des zugeordneten, ringförmigen Verbindungsteils, wobei der untere Teil 68, wie in Fig.1 dargestellt, nach innen konisch zuläuft. Die Kolbenanordnung 65 endet im oberen Teil in einem mit Gewinde versehenen Ansatz 70, der mit einem Plungerkolben 71 in Verbindung steht.

Eine becherförmige Kappe 75 in Form eines umgekehrten U's ist an der Kolbenanordnung 65, wie dargestellt, an einer vorgegebenen Stelle gehalten und mit einem Flanschteil 76 versehen, an welchem eine Rückholfeder 77 angreift. Die Feder 77 ist zwischen einer Fläche 78 des Zylinderkopfes k2 und der oberen Fläche des Flansches 76 unter Druck gehalten, um dadurch die Kraft zu schaffen, die erforderlich ist, um die Fläche 78 während des Laufs ständig in Anlage an der Antriebsfläche 69 des ringförmigen Verbindungsteils 57 zu halten. Der Zylinderkopf

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k2 ist ferner aufgefcohrt, um an der Stelle 80 einen Flansch zum Aufnehmen und zum Halten der Abdicht- und Führungsanordnung zu schaffen. Die Abdicht- und Führungsanordnung weist einen becherförmigen Halteteil 81 auf, welcher an der Schulter der flanschförmig ausgebildeten Fläche 80 anliegt und trägt das in Form eines U's ausgebildete , becherförmige Teil 82, an welchem der Plungerkolben 71 dicht anliegt.Erforderlichenfalls kann ein O-Ring in dem U-förmigen Teil 82 und zusätzlich kann ein O-Ring 83 zwischen dem Führungsteil 8k und dem becherförmigen Halteteil 8l vorgesehen sein. Bin üblicherweise aus Graphit gebildete Kolbenführung ist an der Stelle 85 vorgesehen.

Im oberen Teil der in Fig.1 und 2 dargestellten Anordnung ist das als Einheit ausgebildete Einlaß- und Auslaßventil 10 an einer vorgegebenen Stelle untergebracht und gehaltert« die Grundfläche 90 (siehe Fig.4) des Ventils 10 sitzt auf der oberen Fläche des Führungsteils 84 auf, wobei ein O-Ring verwendet ist, um eine entsprechende Abdichtung zu schaffen. Die obere Fläche des Plungerkolbens 71 dringt bei einer Hin- und Herbewegung mit seinem,oberen, äußersten Ende in den unteren Teil des Ventils 10, d.h. in die Durchflußkammer Ik ein. In dem Zylinderkopf k2 sind entsprechende Bohrungen sowie Dichtungen, wie an der Stelle 91 angedeutet, vorgesehen, um das Ventil 10 an der vorgesehenen Stelle anzubringen und zu sichern.

Durch die Erfindung ist somit eine als Einheit ausgebildete Einlaß- und Auslaßventileinrichtung geschaffen, welche kompakt ist, gerade ausgerichtet und sehr haltbar ist. Die Ventileinrichtung kann bei jeder sich hin- und herbewegenden Pumpe verwendet werden, die einen Plungerkolben u.a. aufweist. Anderen Anwendungen, wo Einlaß- und Auslaßventile gefordert werden, kann ebenfalls mit dem erfindungsgemäßen Aufbau genügt werden.

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Wie bei Anordnungen dieser Art üblich, können übliche Einrichtungen verwendet werden, um den Zylinderkopf k2 an dem Kurbelgehäuse kl beispielsweise mittels Kopfschrauben 95 zu halten. Zugang zu der Einlaßkammer kj kann über mit Gewinde versehene Pfropfen oder Stöpsel 96 und 97 geschaffen werden.

Der Ventilaufbau gemäß der Erfindung kann natürlich für eine große Vielzahl von Pumpen mit einer Pumpenkammer und mit abwechselnden Ansaug- und Druckperioden verwendet werden. Hierbei ist die erfindungsgemäße Ausführungsform in einem Pumpenaufbau dargestellt, welcher dem ähnlich ist, der in den US-PS·en 3 666 382 und 3 7^7 ^78 beschrieben ist, wobei die Anwendung und Anbringung des Ventils bei diesen Einrichtungen in entsprechender Weise erfolgt.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

1. Koaxiales, als Einheit ausgebildetes Einlaß- und Auslaßventil zum Steuern eines Fluiddurchflusses zu und von einer Pumpkammer mit abwechselnden Ansaug- und Druckhüben, dadurch gekennz eichn et, daß

(a) ein Gehäuse einen weitgehend zylindrischen Hülsen- oder Buchsenteil (ll) mit einem Einlaß (12) an einem Ende, mit einer Durchflußkammer (14) an dem gegenüberlxegenden Ende und mit einem ringförmigen Flansch (32) _f welcher sich von dem Hülsenteil (ll) an der Durchflußkammer (Ik) nach außen erstreckt, eine in dem Hülsenteil (ll) ausgebildete und sich in axialer Richtung erstreckende Bohrung (15) und eine Senkbohrung aufweist, die in dem Hülsenteil (ll) ausgebildet und in einer ringförmigen Schulter (l6) endet;

(b) eine erste ringförmige Nut entlang des Umfangs der Senkbohrung ausgebildet ist und einen ersten^üblicherweise elastisch federnden Sprengring (26) aufweist, der in der Nut aufgenommen ist und dessen innerer Rand nach innen von der Senkbohrung (l6) vorsteht, um einen ersten ringförmigen Auflagewulst (27) zu bilden;

(c) ein Tellerventil (20) an der ringförmigen Schulter (l6) sitzt, eine becherförmige Kreuzarmeinrichtung (24) radial nach außen verlaufende Arme (29) aufweist, die auf der Oberseite des ersten Sprengrings (26) sitzen und eine erste Ventilfeder (23) in der Senkbohrung angeordnet ist, wobei ein Ende der ersten Ventilfeder (23) auf der Kreuzarmanordnung (24) und das gegenüberliegende Ende an der inneren Fläche des Tellerventils (20) sitzt;

(d) der ringförmige Flansch (32) eine Anzahl durchgehender Bohrungen (3^) aufweist, die entlang des unteren Endes des ersten Sprengrings (26) mit der Durchflußkammer (Ik) in Verbindung stehen, und ein Ventilring (35) koaxial entlang des

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Außenumfangs des Hülsenteils (ll) angeordnet und auf der oberen Fläche des Flansches (32) sitzt, um die Flanschbohrungen (3^) abzudichten; und

(e) eine zweite ringförmige Nut entlang des Außenumfangs des Hülsenteils (ll) ausgebildet ist, ein zweiter Sprengring (38) in der zweiten ringförmigen Nut angeordnet und einen Teil aufweist, der von dem Hülsenteil (ll) radial nach außen vorsteht, um einen zweiten ringförmigen Auflagewulst zu bilden, und eine zweite Ventilfeder (36) zwischen dem zweiten ringförmigen Auflagewulst und dem Ventilring (35) angeordnet und zusammengedrückt ist.

2. Einlaß- und Auslaßventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein ringförmiges, mit einem Flansch versehenes Halteteil (37) zwischen der zweiten Ventilfeder (36) und dem zweiten ringförmigen Auflagewulst (38) angeordnet ist.

3· Einlaß- und Auslaßventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußkanuner (l4) vorgesehen ist, um einen Teil eines sich hin- und herbewegenden Pumpenteils aufzunehmen.

4. Einlaß- und Auslaßventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreuzarmeinrichtung (2k) mittig mit einem Ansatz (30) zur Führung der ersten Ventilfeder (23) versehen ist.

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