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Ventil
Die Erfindung bezieht sich auf nockengesteuerte Ventile und betrifft im besonderen ein Ventil, dessen Gehäuse eine gegebenenfalls mit einer Hülsenauskleidung versehene Ventilbohrung aufweist, in welcher ein mittels einer mechanischen Betätigungsvorrichtung verstellbarer, in Form einer Ventilspule ausgebildeter Steuerschieber angeordnet ist. Die Erfindung befasst sich mit der Aufgabe, ein Ventil der angegebenen Art so auszubilden, dass trotz teilweise zwangsläufiger Verstellung des Ventilkörpers keine Beschädigungen beweglicher Bestandteile auftreten können. Durch die teilweise zwangsläufige Verstellung des Ventilkörpers soll hiebei gewährleistet werden, dass das Ventil auf die Verstellbewegungen der Betätigungseinrichtung in vorbestimmter Weise zuverlässig anspricht.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, bei einem Ventil der eingangs erläuterten Art zwischen dem verschiebbaren Ventilkörper und der Betätigungsvorrichtung eine Feder anzuordnen, die sich bei zu gro- ssem Betätigungsdruck verformt, um eine Beschädigung bewegter-Teile zu verhüten. Bei in dieser Art ausgebildeten bekannten Ventilen können zwar Brüche vermieden werden, doch kann eine einwandfreie Funktion des Ventils nicht sichergestellt werden, weil infolge der Nachgiebigkeit der Feder die tatsächliche Verstellung des Ventilkörpers beim Verstellen des Betätigungsorgans nicht mehr gewährleistet wird, wenn die Beweglichkeit des Ventilkörpers, etwa durch stärkere Reibung, in unkontrollierbarem Ausmass beeinträchtigt wird.
Gemäss der Erfindung werden diese Nachteile dadurch vermieden, dass bei einem Ventil der eingangs beschriebenen Art zwischen einem Antriebsteil der Betätigungsvorrichtung zum Verstellen des Steuerschiebers und diesem Steuerschieber eine in axialer Richtung verschiebbare Hohlkappe, ein in dieser Hohlkappe geführter Tauchkolben und eine zwischen der Hohlkappe und dem Tauchkolben eingesetzte erste Feder angeordnet sind und dass der Steuerschieber in Rückführrichtung durch eine zweite Druckfeder belastet ist, die den Steuerschieber gegen den Tauchkolben gedrückt hält und stärker ist als die erste Feder, so dass die Hohlkappe durch den Antriebsteil zunächst unter Zusammendrückung der schwächeren Feder relativ zum Tauchkolben bis zur formschlüssigen Berührung mit diesem verschiebbar ist,
wonach bei der weiteren Verschiebung der Hohlkappe der Steuerschieber durch den Tauchkolben gegen die Wirkung der stärkeren Feder in seine Arbeitslage verstellbar ist.
Infolge des durch diese Ausbildung am Beginn der Verstellbewegung der Betätigungseinrichtung ermöglichten Leerlaufweges kann der Nocken zur Betätigung des Antriebsteiles vorher zunächst eine relativ grosse Bewegung ausführen, wodurch die Verstellbewegung des Ventilkörpers leicht und zuverlässig eingeleitet wird, wobei aber der Ventilkörper anschliessend zwangsläufig, also auch gegen einen stärkeren Reibungswiderstand tatsächlich richtig verstellt wird. Die Rückstellung des Ventilkörpers erfolgt durch die starke Gegenfeder, die ebenfalls zur Vermeidung eines Bruches bewegter Teile beiträgt.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemässen Ventils ist der Ventilkörper in einer entfernbaren Auskleidung angeordnet, die n einem Ende von einem Pfropfen und am andern Ende, wo der Tauchkolben das Ende des Ventilkörpers berührt, von einer Hülse in der richtigen Lage gehalten wird, wobei zweckmässig diese Hülse eine Rückstellfeder enthält, welche sich an der Unterseite der Hohlkappe abstützt. Nach einem andern Merkmal der Erfindung sind die Hohlkappe und der Tauchkolben durch eine in axialer Richtung mit einem vorbestimmten Bewegungsspiel behaftete Kupplung verbunden.
Ein besonders wichtiger Vorteil des erfindungsgemässen Ventils besteht darin, dass infolge der Mög-
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lichkeit einer beschränkten anfänglichen Leerlaufbewegung der Betätigungseinrichtung beim Herstellen und Montieren der Nocken und der Betätigungshebel keine übermässig hohe Genauigkeit eingehalten zu werden braucht. Es ist daher ohne Schwierigkeiten möglich, mehrere erfindungsgemässe Ventile mit gleichen äusseren Abmessungen zu Ventilbänken mit gemeinsamem Antrieb für die Betätigungsorgane zusammenzubauen, wobei die Ventilgehäuse durch Vorsehung auswählbarer Druckkanalöffnungen und/oder auswählbarer, gegebenenfalls regelbarer Auslassöffnungen im Ventilgehäuse vielseitig verwendbar gestaltet werden können.
Bei der praktischen Ausführung des erfindungsgemässen Ventils besteht zweckmässig das Betätigungsorgan, welches die Hohlkappe in die Ventilbohrung drückt, aus einem nockengesteuerten Hebel, der auf einer Seite der Bohrung an das Ventilgehäuse angelenkt ist, sich über die Bohrung und das Ende der Hohlkappe erstreckt und einen Teil aufweist, der an der Hohlkappe anliegt, wobei der nockengesteuerte Hebel mit Hilfe eines Bolzens an einer das Ende der Ventilbohrung umschliessenden Abdeckplatte des Ventilgehäuses angelenkt ist, wobei der Hebel Schlitze aufweist, durch welche die Befestigungsmittel für die Abdeckplatte zugänglich sind.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll nun unter Bezugnahme auf die Zeichnung genauer erläutert werden, in der Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch ein erfindungsgemässes Ventil zeigt, das auch die relativen Lagen seiner Einzelteile erkennen lässt. Fig. 2 stellt einen Satz von erfindungsgemässen Ventilen auf einer Ventilbank montiert dar. Fig. 3 ist ein Teilquerschnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 1. Fig. 4 ist ein der Darstellung nach Fig. 1 ähnlicher Vertikalschnitt mit abgeänderten Ventilkanälen. Fig. 5 zeigt schliesslich ein erfindungsgemässes Ventil in Einzelmontage.
Das Ventilgehäuse 10 der Ventilausführung nach Fig. l ist ein im wesentlichen parallelepipedischer Block, der in der Horizontalebene in einer Richtung verhältnismässig geringe Breite hat. An einer der Schmalseiten dieses Blockes befinden sich im vertikalen Abstand voneinander zwei Öffnungen 12 und 14.
Jede dieser Öffnungen steht mit einem L-förmigen Kanal 16 bzw. 18 in Verbindung, von dem jeder einen Schenkel 20 bzw. 22 aufweist, der sich nach innen erstreckt und eine im Ventilgehäuse von oben nach unten verlaufende zentrale Bohrung 24 umschliesst.
Die zentrale Bohrung 24 des Ventils wird ferner von den nach innen gerichteten Schenkeln 30 bzw.
32 von Auslasskanälen 26 bzw. 28 umschlossen. Diese Schenkel 30 und 32 liegen mit Abstand axial ausserhalb der beiden bereits erwähnten Kanalschenkel 20 und 22. In der Mitte zwischen den Kanalschenkeln 20 und 22 befindet sich ein Druckkanal 34, der ebenfalls einen die Bohrung 24 umschliessenden Schenkel 36 aufweist. Innerhalb der Bohrung 24 befindet sich eine Hülse 38 mit sechs ringförmigen Aussennuten, in die
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38 hat ferner Querdurchlässe 40, welche die Aussenseite der Hülse zwischen den verschiedenen Sätzen von O-Ringen mit der Innenbohrung der Hülse verbinden.
Die Hülse 38 wird in der Bohrung 24 von unten her mittels eines Propfens 42 abgestützt, der seinerseits durch einen Querstift 44 fixiert ist, welcher in eine ringförmige Aussennut 46 des Pfropfens eingreift.
Der Pfropfen 42 hat eine zentrale Ausnehmung, die als Sitz für eine Feder 50 dient. Diese Ausbildung ermöglicht die Verwendung einer langen Feder. Am oberen Ende der Bohrung 24 befindet sich eine Hülse 52 mit einem nach innen abgeflanschten Endteil 54, der eine zentrale Öffnung freilässt.
Die Hülse 52 stösst stumpf gegen das obere Ende der Hülse 38 und wird in der richtigen Lage mit Hilfe einer Abdeckplatte 56 gehalten, die mittels Bolzen 58 am Ventilgehäuse 10 befestigt ist. In der Hülse 38 gleitet zwischen dem Pfropfen 42 und der Hülse 52 ein Ventilkörper (Ventilspule) 60 mit drei Ringstegen. Dieser Ventilkörper 60 hat oben einen Zapfen 62, der die Öffnung im Hülsenflansch 54 durchsetzt. Die in den Pfropfen 42 eingesetzte Feder 50 drückt gegen das untere Ende des Ventilkörpers 60 und dient als Rückstellfeder für diesen.
Der Betätigungsmechanismus für das Ventil befindet sich an der Oberseite, nämlich an der Abdeckplatte 56, die eine Öffnung 64 aufweist, in welcher eine zylindrische Hohlkappe 66 verschiebbar geführt ist, die unter der Platte mit einem Anschlagbund 68 versehen ist. Zwischen dem Hülsenflansch 54 und dem Bund 68 der Hohlkappe 66 ist eine Feder 69 angeordnet, die als Rückstellfeder für die Hohlkappe 66 dient.
In der Hohlkappe 66 befindet sich ein Tauchkolben 70, von dem sich ein Ende gegen den Zapfen 62 des Ventilkörpers 60 abstützt. Das andere Ende des Tauchkolbens 70 hat einen Ansatz 72, der als Führung für eine Feder 74 dient, welche sich gegen das obere Ende der Ausnehmung in der Hohlkappe 66 abstützt und den Tauchkolben 70 nach unten drückt. Die Hohlkappe 66 ist mit diametral gegenüberliegenden Langlöchern 76 (Fig. 3) versehen, in denen die Enden eines den Tauchkolben 70 gegen Drehung fixierenden Querstiftes 78 gleiten können ; dieser Querstift 78 liegt innerhalb der Öffnung 64 in der Abdeckplatte 56.
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An einem Ende der Abdeckplatte 56 befindet sich ein Lagerauge 80 für einen Gelenkbolzen 86, an dem der gegabelte Endteil 82 eines Hebels 84 schwenkbar gelagert ist. Der Hebel 84 trägt an seinem freien Ende eine Rolle 88, die mit einem Steuernocken zusammenwirkt, und zwischen seinen beiden Enden befindet sich ein kleiner Vorsprung 90, der gleitend am Oberteil der Hohlkappe 66 aufliegt und den Druckpunkt für den Hebel bildet. Der Hebel 84 hat ferner Schlitze 92 und 94, durch welche die Bolzen 58 zugänglich sind, so dass die Abdeckplatte 56 ohne Demontage des Hebels leicht abgenommen werden kann.
Es ist erkennbar, dass in einem Satz nebeneinandergereihter Ventile jeder der Kanäle 26,28 und 34 an den Seitenwänden eines jeden Ventils über Queröffnungen 100,102 bzw. 104 zu homologen Kanälen der benachbarten Kanäle durchverbunden werden kann. Das Ventil hat ferner auch Querlöcher zur Aufnahme von Bolzen 106, mit welchen die Ventile gemäss Fig. 2 in Bankanordnung zusammengehalten werden können. An den beiden Enden der Ventilbank können mit Hilfe der Bolzen 106 abschliessende Endplatten 108 montiert werden.
Im Betrieb des Ventils steht bei der in Fig. l dargestellten Relativlage der Einzelteile die Öffnung 12 mit dem Auslasskanal 28 und die Öffnung 14 mit dem Druckkanal 34 in Verbindung. Nach einer Verschiebung des Ventilkörpers nach unten liegen die umgekehrten Verhältnisse vor, d. h. es ist nunmehr die Öffnung 12 mit dem Druckkanal 34 und die Öffnung 14 mit dem Auslasskanal 26 verbunden.
Wenn durch Druck auf die Nockenrolle 88 der Betätigungshebel 84 verschwenkt wird, so drückt er zunächst die Hohlkappe 66 unter Zusammendrücken der Federn 69 und 74 ohne Verschiebung des Tauchkolbens 7 und des Ventilkörpers 60 in das Ventilgehäuse hinein bis der Boden des Hohlkörpers mit dem Ansatz 72 des Tauchkolbens 70 in Berührung kommt oder die oberen Enden der Langschlitze 76 in der Hohlkappe 66 auf den Querstift 78 des Tauchkolbens 70 drücken, wodurch in beiden Fällen beim weiteren Verschwenken des Hebels 84 der Tauchkolben 70 und der Ventilkörper 60 unter Zusammendrücken der starken unteren Feder 50 in die untere Arbeitslage verstellt werden, aus welcher diese Teile nach Aufhören des Nockendruckes unter Entspannung der Federn 50,69 und 74 in ihre Anfangslage zurückverschoben werden.
In Fig. 4 ist eine abgeänderte Ausführung des Ventilgehäuses dargestellt, bei welcher keine Verbindungsöffnungen für den Zusammenschluss mehrerer Ventile vorgesehen sind. Dieses Ventil kann auch gemäss Fig. 5 mittels Bolzen 112 und Querbolzen 114 an geeigneten Trägern 110 montiert werden. An Stelle der Verbindungsöffnungen hat der Kanal 26 eine Öffnung 120 mit Innengewinde ; der Kanal 28 hat eine enge glatte Öffnung 122, während der Druckkanal 34 ebenfalls eine Öffnung 124 mit Innengewinde aufweist. In den Kanal 28 ist eine Ventilnadel 126 eingeschraubt, die mit einer Sitzöffnung 128 zusammenwirkt und eine Regelung des Auslasses bei individueller Einstellung eines jeden Ventils ermöglicht.
Durch diese geringfügige Abänderung kann ein für eine Ventilbank bestimmtes Gehäuse in ein Gehäuse für ein individuell steuerbares Ventil umgewandelt werden, das eine individuelle Steuerung der Ein-und/oder Auslassöffnung ermöglicht.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Ventil, dessen Gehäuse eine gegebenenfalls mit einer Hülsenauskleidung versehene Ventilbohrung aufweist, in welcher ein mittels einer mechanischen Betätigungsvorrichtung verstellbarer, in Form einer Ventilspule ausgebildeter Steuerschieber angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Antriebsteil (84) der Betätigungsvorrichtung zum Verstellen des Steuerschiebers (60) und diesem Steuerschieber eine in axialer Richtungverschiebbare Hohlkappe (66), ein in dieser Hohlkappe geführter Tauchkolben (70) und eine zwischen der Hohlkappe und dem Tauchkolbeneingesetzte erste Feder (74) angeordnet sind und dass derSteuerschieber inRückführrichtung durch eine zweite Druckfeder (50) belastet ist, die den Steuerschieber (60) gegen den Tauchkolben (70)
gedrückt hält und stärker ist als die erste Feder (74), so dass die Hohlkappe (66) durch den Antriebsteil (84) zunächst unter Zusammendrückung der schwächeren Feder (74) relativ zum Tauchkolben (70) bis zur formschlüssigen Berührung mit diesem verschiebbar ist, wonach bei der weiteren Verschiebung der Hohlkappe der Steuerschieber (60) durch den Tauchkolben (70) gegen die Wirkung der stärkeren Feder (50) in seine Arbeitslage verstellbar ist.