DD153179A1

DD153179A1 - Steuerventil fuer stroemungsmittel

Info

Publication number: DD153179A1
Application number: DD22406880A
Authority: DD
Inventors: Rainer Keck
Original assignee: Rainer Keck
Priority date: 1980-09-23
Filing date: 1980-09-23
Publication date: 1981-12-23
Also published as: HU184885B; CS237977B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Steuerventil fuer Stroemungsmittel mit zwei Sitzventilen in einem Gehaeuse, welches drei Stroemungsmittelanschluesse aufweist, wobei in Abhaengigkeit von einer aeusseren Betaetigungseinrichtung in den beiden Endlagen der Sitzventile jeweils zwei Stroemungsmittelanschluesse miteinander in Verbindung stehen, waehrend der dritte Anschluss abgeschlossen ist. Aufgabe der Erfindung ist es, ein solches Zweiwege-Steuerventil zu schaffen, das bei einfachstem Aufbau sehr kurze Umsteuerzeiten aufweist und einen voellig leckoelfreien Betrieb gestattet. Dies laesst sich dadurch erreichen, dass gegenueberliegend zwei gleichartige Sitzventile m. vorgelagertem Dichtbund und geschlitzten Schaft, die in Fuehrungsbuchsen gleiten, mit ihren Ventilruecken aneinanderliegen und von einem aeusseren Schaltelement gegen die Kraft einer Feder in der Art eines ODER-Gliedes betaetigt werden. Das Steuerventil eignet sich besonders gut fuer Messung und Kontrolle des Einspritzvolumina an Kraftstoffeinspritzanlagen.

Description

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Titel der Erfindung: Steuerventil für Strömungsmittel

Anwendungsgebiet der Erfindung:

Die Erfindung betrifft ein Steuerventil für Strömungsmittel, welches ein Gehäuse mit drei Anschlüssen für Strömungsmittelleitungen aufweist sowie ein auf einer Seite von außen auf das Steuerventil einwirkendes Betätigungsglied, das ein Organ des Steuerventils -axial über eine Mittel- in eine Endstellung verschiebt, wobei in der Mittelstellung des Organes alle drei Anschlüsse voneinander abgeschlossen und in den beiden Endstellungen jeweils zwei Anschlüsse miteinander verbunden sind, während der dritte Anschluß abgeschlossen ist«, Derartige Steuerventile finden beispielsweise Anwendung zur Messung der Kraftstoffeinspritzmenge an Kraftstoffeinspritzanlagen im stationären oder ortsveränderlichen Betrieb*

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:

Aus der DE-OS 2 144 979 ist ein Zweiwege-Strömungsmittelsteuerventil bekanntj das aus einem axial verstellbaren hülsenartigen Steuerschieber mit Innenkammer besteht, welcher in einem Gehäuse gleitet* Der. Steuerschieber weist dabei drei radiale Bohrungen und Ringnuten auf, die mit den im Gehäuse befindlichen Anschlußbohrungen korrespondieren* In der Innenkammer, die ständig mit. einem

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Störungsmittelanschluß in Verbindung steht, sind zwei federbelastete Kegelventile angeordnet, die einen Stößel besitzen, welche bis außerhalb des Steuerschiebers reichen* .Bei Bewegung des Steuerschiebers im Gehäuse schlägt der Stößel an einem Gehäusedeckel an_s öffnet das Kegelventil und stellt so die Verbindung der Innenkammer mit jeweils einem anderen Strömungsmittelansohluß her, wobei eine positive Überschneidung der Verbindungswege gegeben ist» Der Nachteil dieser Lösung ist in der großen translatorischen Masse des Steuerschiebers zu sehen, die, in Verbin- ' . dung mit einer Vielzahl benötigter Reibkräfte erzeugender Dichtringe, den Anwendungsbereich als schnell schaltendes Steuerventil stark einengen bzw« ganz ausschließen* Darüber hinaus ist der fertigungstechnische Aufwand erheblich und der Strömungsmittelwiderstand, bedingt durch die im Strömungsweg angeordneten Federn, nicht vernachlässigbar klein*

Ziel der Erfindung:

Die Erfindung zielt darauf ab, den herstellungstechnischen Aufwand für Steuerventile der eingangs genannten Art durch weitestgehende Verwendung von Serienteilen erheblich zu . senken und einen breiten Anwendungsbereich zu erschließen«

Darlegung des Wesens der Erfindungί

Es ist Aufgabe der Erfindung, durch Reduzierung der translatorischen Massen und insbesondere der Eeibkräfte sowie unter Verringerung des Strömungsmittelwiderstandes ein Zweiwege-Steuerventil für Strömungsmittel zu schaffen, das sehr kurze Umsteuerzeiten besitztj in der Lage ist, Strömungsmitte lkleinstmengen zu verarbeiten, einen völlig leckölfreien Betrieb gestattet und dennoch von einfachster Bauart ist· ' ·

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß axial im Gehäuse gegenüberliegend zwei gleichartige

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Führungsbuchsen mit Bund angeordnet sind, in denen je ein Sitzventil mit direkt.vorgelagertem Dichtbund und axial geschlitzten Schaft gleitet und die Ventilrücken der beiden Sitzventile unter Vorspannung einer Peder in an sich bekannter Weise verbindungslos aneinanderliegen» Vorteilhafterweise wird zwischen, den beiden Führungsbüchsen ein Innenraum eingeschlossen, in dem die aus den Föihrungsbuchcen ragenden Teile der Sitzventile angeordnet sind und der Innenraum mit einem Strömungsmittelanschluß verbunden ist»

Zur äußeren Einflußnahme auf den Schaltvorgang ist in weiterer Vervollkommnung der Erfindung die Feder einstellbar. Sie greift am Schaft des einen Sitzventiles an und ist in einer axialen Bohrung geführt. Diese Bohrung ist zugleich ein weiterer Strömungsmittelanschluß. Auf das andere, zweite Sitzventil wirkt im Betätigungsfall ein Druckstift von außen gegen die Kraft der einstellbaren Feder ein«

Ausführungsbeispielί

Die Erfindung .wird nachstehend anhand der zugehörigen Schnittzeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Aufbau des Steuerventils?

In einem Gehäuse 1 mit einer abgestuften zentrischen Bohrung 2 ist auf jeder Seite eine Führungsbuchse 3; 4-mit Bund 5» .6 befestigt* Zwischen dem Bund 5; 6 und einem Ansatz, im Gehäuse 1 ist. jeweils ein Dichtungsring 7? 8 angeordnete In jeder Führungsbuchse 3>. 4· gleitet ein Sitzventil 9j 10 mit vorgelagertem Dichtbund 11; 12 und axial geschlitzten Schaft 13j 14·»

Die kegelartig gestalteten Sitzventile 9? 10 ragen beide in einen von den Führungsbüchsen 3l 4- gebildeten Innenraum 15 und' liegen mit ihren Ventilrücken 16; 17 verbindungslos aneinander«

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An den beiden Stirnseiten des Gehäuses 1 ist jeweils ein abgestufter und mit Bohrungen 18; 19 versehener Deckel 20;21 über Dichtungsringe 22; 23 befestigte In der Bohrung 19 des • Deckels 21 ist eine hohl.gebohrte Stellschraube 24 angeordnety mit der die Vorspannung einer auswechselbaren Feder 25, welche sich am Schaftende des Sitzventiles 10 abstützt, eingestellt werden.kann»

Durch die Bohrung 18 des gegenüberliegenden Deckels 20 ist ein Druckstift 26 geführt, welcher auf das Schaftende des Sitzventiles 9 einwirkt. Dieser Druckstift 26 wird von einem schnell ansprechenden, elektrischen, pneumatischen oder anderen Schaltelement 27 für den Prüfvorgang zeitweise in eine axiale Bewegung versetzt«. Er ist dabei mit einem Rund- oder Wellendichtring 28 gegen den Deckel 20 abgedichtet.

Das Gehäuse 1 ist mit zwei Strömungsmittelanschlüssen 29;30 versehenj während ein dritter Strömungsmittelanschluß 31 stirnseitig im Deckel 21 angeordnet ist und eine- Verlängerung 'der Bohrung 19 nach außen darstellt· Der Strömungsmitte lanschluß 29 mündet in dem Innenraum 15» während der Strömungsmittelanschluß 30 in einen kleinen Ringraum 32 im Deckel 20 führt, welcher mit der Bohrung der Führungsbuchse 3 korrespondiert.

Wirkungsweise des Steuerventils;

Zur Messung des Volumens eines Strömungsmittels in einer vorgegebenen Zeiteinheit, beispielsweise der Kraftstoff- . einspritzmenge von Kraftstoffeinspritzanlagen pro 200 Hübej wird die zu prüfende Einspritzeinheit an den Strömungsmittelanschluß 29 angeschlossen. In der Ausgangs- bzw. Ruhestellung des Steuerventils drückt die durch die Stellschraube 24 vorgespannte. Feder 25 die beiden Sitzventile. 9; 10 in eine definierte Lage. Dabei kommt der Kegel des Sitzventiles 9 an einer Sitzfläche 33 zur Anlage und der vorgelagerte Dichtbund 11 befindet sich in der Führungsbuchse 3» wie es in der Zeichnung dargestellt ist. Das Sitzventil 10 mit vorgelagertem Dichtbund 12 befindet sich

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nur noch, rait seinem geschlitzten Schaft 14 in der Führungsbuchse 4·, so daß in dieser Lage ein Strömungsweg vom Strömungsmittelanschluß 29 über den Innenraum 15, dem geschlitzten Schaft 14-, der Bohrung der Stellschraube 24- zum Ströriiungsmitte lanschluß 31 besteht. An letzterem kann ein Schlauch angeschlossen werden, der zu einem Sammelbehälter führt·

Soll nun für eine vorbestimmte Zeit die durchfließende Strömungsmenge gemessen werden, so ist innerhalb dieser Zeitspanne der Strömungsmittelanschluß 29 mit dem Strömungsmitte lanschluß 30 zu verbinden und der andere, vorher geöffnete Strömungsmittelanschluß 31 abzuschließen. Dies geschieht durch Betätigen des Druckstiftes 26 von dem Schaltelement 2? aus, indem der Druckstift 26 axial gegen' die Kraft der Jeder 25, die beiden Sitzventile 9» 10 nach links verschiebte Dabei taucht erst der Dichtbund 12 in die Pührungsbuchse 4 ein, während sich gleichzeitig das Sitzventil 9 von der Sitzfläche 33 abhebt. In diesem Übergangszeitpunkt sind alle drei Strömungsmitte!anschlüsse 29; 30? 31 voneinander getrennt. Im weiteren Ablauf setzt nunmehr der Kegel des Sitzventiles 10 auf und dichtet den Strömungsmitteianschluß 31 sicher ab. Am anderen Sitzventil 9 ist gleichzeitig der Dichtbund 11 soweit aus der Pührungsbuchse 3 herausgeschoben, daß eine Strömungsverbindung vom Innenraum 15 über den geschlitzten Schaft 13> dem Ringraum 32 zum Strömungsmittelanschluß 30 besteht* Das Strömungsmittel kann von da aus einer geeigneten Meßeinrichtung zugeführt werden«

Jtfach Ablauf der Meßzeit wird das Schaltelement 27 außer Tätigkeit gesetzt, so daß die Feder 25 beide Sitzventile 9; 10 wieder in die Ausgangslage, zurückführt, wobei die beschriebenen Vorgänge in umgekehrter·Seihenfolge ablaufen.

Das erfindungsgemäße Steuerventil ist außerordentlich ein-r fach im Aufbau, besitzt eine geringe translatorische Masse und kommt mit geringen Betätigungskräften aus, da nur ein einziges Dichtelerocnt im Betätigungszweig erforderlich 'ist.

Auch der Strömungsmittelwiderstand ist sehr gering, weil sich keine behindernden Bauelemente im Meßzweig befinden« Infolge dieser Verbesserungen lassen- sich sehr kurze Umsteuerzeiten in der Größenordnung von 1ms erzielen, die es ermöglichen, z» B« Messungen in höheren Drehzahlbereichen von Einspritzeinrichtnngen vorzunehmen und den-, noch einen völlig leckölfreien Betrieb gewährleisten, der auch bei relativ hohen Arbeitsdrücken des Strömungsmittels erhalten bleibt«

Mittels der veränderlichen Federvorspannung kann, in Abhängigkeit von den eingesetzten Bauelementen, auf die Umsteuerzeit Einfluß genommen werden_s so daß das Steuerventil bedingt auch an äußere Gegebenheiten anpaßbar ist«

Claims

η _ Erfindungsanspruch: . ' ·

1, Steuerventil für Strömungsmittel,'welches ein Gehäuse mit drei Anschlüssen -für Strömungsmittelleitungen aufweist sowie ein auf· einer Seite von außen auf das Steuerventil einwirkendes Betätigungsglied, das ein Organ des Steuerventils axial über eine Mittel- in eine Endstellung verschiebtj wobei in der Mittelstellung des Organes alle drei Anschlüsse voneinander abgeschlossen und in den beiden Endstellungen jeweils zv/ei Anschlüsse miteinander verbunden sind, während der dritte Anschluß abgeschlossen ist, gekennzeichnet dadurch,

daß axial im Gehäuse (1) gegenüberliegend zwei gleich-• artige Führungsbuchsen (3; 4-) mit Bund (5; 6) angeordnet sind, in denen Oe ein Sitzventil (9; 10) mit direkt vorgelagertem Dichtbund (11; 12) und axial geschlitzten Schaft (13; 14) gleitet und die Ventilrücken (16; 17) der beiden Sitzventile (9; 10) unter Vorspannung einer Peder (25) in an sich bekannter Weise verbindungslos- aneinan'derliegen*

2, Steuerventil nach Punkt 1,
gekennzeichnet dadurch, · · daß zwischen clen beiden Führungsbuchsen (3; 4-) ein Innenraum (15) eingeschlossen ist, in dem die aus den Führung s buchse η (3; 4-) ragenden Teile der Sitzventile (9; 10) angeordnet sind und der Innenraum (15) mit einem Strömungsmittelanschluß (29) verbunden ist«

3, Steuerventil nach Punkt 1,
gekennzeichnet dadurch,

daß die Federkraft der .Feder (25) einstellbar ist und am Schaft (14) des Sitzventiles (10) eingreift sowie in einer axialen Bohrung (19) geführt ist, an der sich ein weiterer Strömimgsmittelanschluß (31) anschließt,, während auf das andere Sitzventil (9) ein Druckstift (26) von außen einwirkt,.

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