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Luft-bzw. Spülpumpe mit Ringplattenventilen.
Zur Erzeugung von niedrig verdichteter Press- luft, insbesondere zur Spülung von Zweitaktmotoren und zur Aufladung von Viertaktmotoren, wurden bisher neben Schleudergebläsen Kolben- pumpen verwendet, deren Luftein-und-auslass durch Flachschieber, Rundschieber, Dreh- schieber oder auch durch Ventile gesteuert wird. Sämtliche Schieber haben den Nachteil, dass sie zu ihrem Antrieb besondere
Einrichtungen benötigen, ebenso wie alle nicht selbsttätigen Ventile. Alle selbsttätigen Ventile aber, auch die bisher bekannten leichtesten P1attenventile versagen bei sehr hohen Drehzahlen, da sie zu flattern beginnen.
Ausserdem haben sie den Nachteil, dass diese Ventile nur begrenzte Ein-und Auslassquerschnitte freigeben, wenn diese Ventile nur in einschichtiger Anordnung an der Oberfläche des Pumpenzylinders angebracht werden, oder aber grossräumige Kammern erfordern, die bedeutende schädliche Räume verursachen.
Gegenstand der Erfindung ist es nun, durch besondere Ausführung der Plattenventile dieselben einerseits für alle bei Brennkraftmaschinen praktisch vorkommenden Drehzahlen brauchbar zu machen, ohne dass ein Flattern der Ventile auftritt und anderseits durch den besonderen Aufbau der Ventile ein Übereinanderlegen derselben zu Ventilsätzen wesentlich zu vereinfachen, so dass beliebig grosse Ein-und Auslassquerschnitte bei kleinem Raumbedarf gewonnen werden können, was beliebig kleinen Druckabfall sowohl beim Ansaugen der Luft in den Spülzylinder, als auch beim Auspressen der Luft aus dem Spülzylinder zur Folge hat. Dadurch sinkt der volumetrische Wirkungsgrad nur wenig mit steigender Drehzahl. Erst diese Ausführung der Ventile ermöglicht eine wirtschaftliche Anwendung der Spülpumpe bei schnellaufenden Zweitaktmotoren.
In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel in Fig. 1 im Achsenschnitt durch einen Spülpumpenzylinder dargestellt.
Fig. 2 zeigt den Ventilsitz in Draufsicht.
Wie aus den Fig. I und 2 ersichtlich, sind die Ventilplatten a, die aus dünnen, ebenen, kreisringförmigen Stahlplatten bestehen, in einem besonderen Ventilring b bzw. k (Fig. 1 und 2) eingespannt. Derartige Ventilplatten mit Ventilringen liegen in beliebiger Anzahl übereinander, wobei Zwischenringe c eingelegt werden (Fig. 1).
Die Ventilringe b bzw. k besitzen zwischen
Stegen d (Fig. 2) radiale Nuten g, durch welche die Luft in eine Ringnut e strömt und sodann nach elastischer Aufbiegung der Ventilplatte a zwischen dieser und der ringleistenförmigen
Sitzfläche, u. zw. am ganzen Umfang, austritt. Die Dichtungsfläche f des Ventilringes b liegt etwas höher als seine inneren Stege d, wodurch beim Zusammenbau des ganzen Ventilsatzes in die Ventilplatte eine gewisse Vorspannung kommt welche die Platte zur satten Auflage auf der Dichtungsfläche f bringt. Die Vorspannung der Ventilplatte, die geringe Masse der nur Bruchteile eines Millimeters starken Platte und ihr geringer Hub, der etwa nur 1 mm beträgt, machen dieses elastische Plattenventil für Motordrehzahlen von 4000 bis 5000 Umdrehungen je Minute geeignet. Es tritt dabei kein Flattern auf, das Ventil hält vollkommen dicht und arbeitet lautlos.
Die Luft strömt längs der leicht gebogenen Ventilplatte, wird im Ventil nicht abgelenkt und braucht also keine Kanten zu umfliessen. Ausserdem gibt eine Ventilplatte von 160 mm Durchmesser bei 1 mm Hub schon 5 cm2 Öffnung frei, es haben also zwei Ventilringe mit vier Ventilplatten schon 20 cm2 freien Durchflussquerschnitt. Dabei ist der ganze Ventilsatz nur etwa 18 mm hoch. Der Durchmesser wird vorteilhaft so der Grösse des Spülzylinders angepasst, dass sich der Ventilsatz an beiden Enden des Spülzylinders zwangslos einbauen lässt.
Diese Ventilbauart gestattet ferner auch ein ganz besonders vorteilhaftes Anbringen der Saugventile im Spülpumpenkolben. Die Kolbenstange h wird teilweise hohl ausgeführt und mit Bohrungen i versehen. Der Kolben besteht aus
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samer Satz auf der Kolbenstange befestigt werden. Der mittlere Venturing m trägt die Kolbenringe n. Vorteilhaft werden die Ventilringe des Kolbens nur einseitig mit Ventilplatten versehen, u. zw. so, dass die Massenkräfte beim Hin-und Hergehen des Kolbens das Öffnen bzw.
Schliessen der Ventilplatten begünstigen. Auch diese Bauart gestattet ein Übereinanderlegen der Ventile in beliebiger Anzahl, also die Herstellung eines beliebig grossen Ansaugquerschnittes.
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Bei dieser Anordnung werden die Hubbegrenzungen der Ventilplatten 1 durch die jeweils benachbarten Ventilringe k bzw. durch besondere Scheiben o gebildet. Bei der doppelseitigen Plattenanordnung, wie sie an den Zylinderböden dargestellt sind, bilden die Ventilringränder selbst gegenseitig die Hubbegrenzung.
Die geringe Masse der Platten sichert eine lange Lebensdauer dieser Ventile, weil die Schläge der Platten auf den Ventilring keine schädigende Wirkung ausüben können. Ein weiterer Vorteil dieser Erfindung besteht darin, dass auch bei Anordnung vieler Ventilplatten nur sehr kleine schädliche Räume in der Luftpumpe entstehen. Die Ventilplatten sind aus Stahlblech gestanzt und sind daher sehr billig, die aus Gusseisen oder Leichtmetall gegossenen oder aus Stahl gepressten Ventilringe sind ebenfalls einfach herstellbar, so dass das ganze elastische Plattenventil sehr billig zu bauen ist.
Die beschriebene Ventilanordnung kann ausser bei Luft-bzw. Spülpumpen natürlich auch für alle anderen Zwecke, für die sie geeignet ist, verwendet werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Luft-bzw. Spülpumpe mit Ringplattenventilen, dadurch gekennzeichnet, dass jede Ventil- platte (a bzw. l) auf einem plattenförmigen Ventilträger (b bzw. k) aufliegt, in dem radiale
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Aussenumfang des Ventiles ohne Durchbrechungen im Ventilträger gestatten, so dass der Luftdurchtritt durch die Ventile ausschliesslich in radialer Richtung erfolgt.