DE1184571B

DE1184571B - Valve, in particular multi-way fuel cock for motor vehicles

Info

Publication number: DE1184571B
Application number: DEV20123A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hans Beuse
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1961-02-09
Filing date: 1961-02-09
Publication date: 1964-12-31

Description

Ventil, insbesondere Kraftstoffmehrwegehahn für Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil, insbesondere Mehrwegeventil für die Kraftstoffzufuhr bei Kraftfahrzeugen, mit einer im Ventilgehäuse eingespannten, den vom Fördermedium durchflossenen Gehäuseraum von dem die Betätigungseinrichtung enthaltenden Gehäuseraum trennenden Membran als Ventilverschlußstück mit wenigstens zwei der Membran zugewandten, in einer gemeinsamen ebenen Ventilsitzfläche mündenden Anschlußleitungen sowie mit auf der anderen Membranseite je einer Mündung gegenüberliegend angeordneten Stößeln zum Anpressen der Membran gegen jeweils eine Mündung.Valve, in particular multi-way fuel valve for motor vehicles The invention relates to a valve, in particular a multi-way valve for the fuel supply in motor vehicles, with one clamped in the valve housing, the one from the pumped medium through which the housing space flows from the housing space containing the actuating device separating membrane as a valve closure piece with at least two of the membrane facing, connecting lines opening into a common flat valve seat surface as well as with on the other side of the diaphragm each one of the mouths is arranged opposite one another to press the membrane against each mouth.

Ein bekanntes für Preßluft vorgesehenes Ventil dieser Art ist als Benzinhahn für Kraftfahrzeuge nicht brauchbar, da der lediglich unter dem Druck des eigenen Gewichtes ausfließende Kraftstoff nicht die erforderlichen Rückstellkräfte aufbringt, um das insbesondere nach längeren Standzeiten mechanisch stark beanspruchte und deformierte Material der Membran wieder in die Ausgangslage zurückzubringen und einen ausreichenden Durchflußquerschnitt freizugeben.A known valve of this type provided for compressed air is as Fuel tap for motor vehicles not usable because it is only under pressure The fuel flowing out of its own weight does not have the necessary restoring forces applies to the mechanically heavily stressed, especially after long periods of use and to bring deformed material of the membrane back into the starting position and to release a sufficient flow area.

Ein anderes ähnlich aufgebautes Mehrwegeventil besitzt für die Stößel auf der Membran aufgesetzte Hütchen, durch deren Formgebung und auch durch die Art ihres Werkstoffes die nötigen Rückstellkräfte bzw. der Ausgleich für die mangelnde oder durch Temperatur-, Kraftstoff- oder mechanische Einwirkung herabgesetzte Elastizität der Membran erreicht werden sollen. Auch durch diese Maßnahmen läßt sich eine ausreichende Funktionssicherheit über längere Zeiträume nicht erzielen.Another similarly constructed multi-way valve has for the tappets small caps placed on the membrane, due to their shape and also due to the type of their material the necessary restoring forces or the compensation for the lack of or elasticity reduced by temperature, fuel or mechanical effects the membrane should be achieved. These measures also allow a sufficient Failure to achieve functional reliability over long periods of time.

Die eigentliche Ursache dieses unerwünschten Verhaltens der Membran bei den bekannten Konstruktionen liegt darin, daß die Membran mehrere Aufgaben auf einmal erfüllen muß. Sie wird als Dichtung zum Schließen der Benzinkanäle verwendet und muß zur Erreichung der Rückstellkräfte straff gespannt sein. Gleichzeitig dient sie zur Abdichtung des Ventils nach außen und ist dazu an ihrem Rand ringsum fest eingepreßt. Durch ihre Hubbewegung bei öffnen und Schließen der Kanäle wird sie infolgedessen stark beansprucht, so daß auf die Dauer bleibende elastische Verformungen eintreten.The root cause of this undesirable membrane behavior in the known constructions is that the membrane has several tasks must meet once. It is used as a seal to close the gasoline channels and must be stretched taut to achieve the restoring forces. Serves at the same time it is used to seal the valve to the outside and is fixed around its edge for this purpose pressed in. Due to its stroke movement when the channels are opened and closed, it becomes as a result, heavily used, so that permanent elastic deformations in the long run enter.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bei Benutzung eines handelsüblichen Membranwerkstoffes auftretenden Schwierigkeiten zu vermeiden und unter Verwendung von Konstruktionselementen der bekannten Hähne ein betriebssicheres Ventil zu schaffen, das einfach und billig herstellbar ist, eine einwandfreie Abdichtung gewährleistet und bei dem der Durchflußquerschnitt nicht durch eine nach langer Standzeit deformierte Membran gedrosselt, sondern ganz freigegeben wird.The invention is therefore based on the object that when used a commercially available membrane material to avoid difficulties and an operationally reliable one using construction elements of the known taps To create a valve that is easy and cheap to manufacture, a perfect seal guaranteed and in which the flow cross-section is not through a long The service life of the deformed membrane is throttled, but is completely released.

Erfindungsgemäß besteht die Lösung dieser Aufgabe darin, daß die Membran ohne Vorspannung im Gehäuse befestigt ist, zwei AnschluBleitungen in je eine von zwei ebenen dachartig schräg zueinander verlaufenden Ventilsitzflächen münden, deren gemeinsame Kante der Membran am nächsten und deren Mitte gegenüberliegt, daß die Membran im Bereich der beiden Ventilsitze ein an sich bekanntes elastisches Abdichtungskissen aus einem Material möglichst großer Härte trägt und daß an dem vom Fördermedium durchflossenen Gehäuseraum eine weitere Leitung außerhalb des Bereiches der Ventilsitze angeschlossen ist.According to the invention, this object is achieved in that the membrane is fastened in the housing without pre-tensioning, two connection lines in each of the open two flat roof-like sloping valve seat surfaces, whose common edge of the membrane closest and its center opposite that the Membrane in the area of the two valve seats an elastic sealing cushion known per se from a material that is as hard as possible and that of the pumped medium through the housing space another line outside the area of the valve seats connected.

Durch die Erfindung sind die beiden voneinander völlig unabhängigen Funktionen der bekannten Membranen, nämlich der hermetische Abschluß des mit Kraftstoff gefüllten Membranventils nach außen und die Übertragung eines Hubes einerseits und das wechselseitige Abdichten der Kraftstoffleitungen andererseits, durch zwei getrennte Teile; nämlich die eigentliche Membran und das aufgelegte ausschließlich der Dichtung dienende und -die Rückstellkräfte erzeugende Kissen (Dichtungsmembran), vorgenommen.As a result of the invention, the two are completely independent of one another Functions of the known membranes, namely the hermetic sealing of the fuel filled diaphragm valve to the outside and the transmission of a stroke on the one hand and the mutual sealing of the fuel lines on the other hand, by two separate ones Parts; namely the actual membrane and the applied seal exclusively serving and the restoring forces generating cushion (sealing membrane) made.

Das die Kraftstoffleitungen abdichtende Kissen kann dadurch im Gegensatz zu der zwar nicht gespannten und keine Rückstellkraft besitzenden, aber an ihrem Rand festgeklemmten Membran frei beweglich gehalten werden, so daß keine die Arbeitsweise beeinträchtigenden plastischen Verformungen auftreten können.The cushion sealing the fuel lines can thereby in contrast to the one that is not tensioned and has no restoring force, but on hers Edge clamped membrane can be kept free to move, so that no operation impairing plastic deformations can occur.

Vorteilhaft schließen die Ventilsitzflächen mit der Membranfläche einen Winkel von 15 bis 30° ein. Die Membran wird zweckmäßig, wie an sich bekannt, mit konzentrischen Sicken versehen. In weiterer Ausbildung der Erfindung dienen als Stößel in bekannter Weise Kugeln oder kugelförmige Körper, die in anderweitig bekannter Weise durch eine Nockenwelle od. dgl. betätigt werden. Die Kugeln sind zweckmäßig von den benachbarten Kanten der Mündungen der Anschlußleitungen aus im Bereich der Ventilsitzflächen nach außen versetzt angeordnet.The valve seat surfaces advantageously close with the membrane surface an angle of 15 to 30 °. The membrane is expedient, as is known per se, provided with concentric beads. In a further development of the invention balls or spherical bodies, which are used in other ways, serve as plungers in a known manner known manner od by a camshaft. Like. Are actuated. The bullets are expediently from the adjacent edges of the mouths of the connecting lines in Area of the valve seat surfaces arranged offset to the outside.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung als Kraftstoffventil für Kraftfahrzeuge, das drei Stellungen »Auf«, »Zu« und »Reserve« hat, im Schnitt veranschaulicht.In the drawing is an embodiment of the invention as a fuel valve for motor vehicles that have three positions "open", "closed" and "reserve", on average illustrated.

Der Raum 1 des Gehäuses 2 hat zwei Anschlußieitungen 3 und 4, von denen die nach oben längere, 3, eine Kraftstoffentnahme aus dem (nicht gezeichneten) Kraftstoffbehälter bis zu einer bestimmten Normalniveauhöhe gestattet, während die kürzere, fast bis zum Grund des Kraftstoffbehälters reichende, 4, auch ein Ausfließen der als Reserve gedachten restlichen Menge zuläßt, sowie eine weitere als Abfluß dienende Leitung 5, die zum (ebenfalls nicht gezeichneten) Motor führt. Der unten offene Gehäuseraum 1 ist nach außen durch eine Membran 6 aus verhältnismäßig dünnem, gummiertem Leinenstoff, wie er beispielsweise auch für die Membran von Kraftstoffpumpen Verwendung findet, abgeschlossen. Gegenüber bzw. unterhalb der schräg unter 18° ausgeführten und mit Ventilsitzflächen 3 a, 4 a versehenen Mündungen der Anschlußleitungen 3,4 befindet sich auf die Membran 6 nur lose aufgelegt ein kreisrundes Abdichtungskissen 7 aus hochelastischem und möglichst hartem Material. Durch eine mittels eines Ringes 8, beispielsweise eines Sprengringes, oder (nicht dargestellt) durch einfaches Umbördeln der Gehäusewand im Gehäuse 2 gehaltene Buchse 9, in deren ; Querwand 9c sich Bohrungen 9a und 9b zur Aufnahme und seitlichen Führung von Kugeln 10a,10b befinden, ist die gegebenenfalls mit konzentrischen Sicken versehene Membran 6 im Gehäuse 2 locker und schlaff, also nicht vorgespannt und ohne Rückstellwirkung, jedoch den Gehäuseraum 1 nach außen abdichtend an ihrem Rand festgehalten. Im zylindrischen Teil der Buchse 9 ist zur Betätigung der Kugeln 10a, 10b eine mit um 180° versetzten Ausnehmungen 11 a, 11 b versehene Exzenterwelle 11 gelagert, die mittels eines Hebels 12 in die gewünschte Ventilstellung »Auf«, »Zu« oder »Reserve« gedreht werden kann. Eine in die Buchse 9 eingesetzte, ebenfalls vom Sprengring 8 gehaltene Abschlußwand 13 schützt die Exzenterwelle 11 und die Kugeln 10 a, 10 b gegen Korrosion und Verschmutzung. Gegebenenfalls werden die Kugeln 10a, 10b oder entsprechende kugelförmige Körper mit der Membran 6 und/oder dem Kissen 7 aus einem Stück hergestellt, es ergibt sich dann der Vorteil, daß die Körper nicht noch besonders - in der Querwand oder in einem sonstigen Teil der Buchse - geführt zu werden brauchen.The space 1 of the housing 2 has two connecting lines 3 and 4, of which the upwardly longer, 3, allows fuel to be withdrawn from the fuel tank (not shown) up to a certain normal level, while the shorter, reaching almost to the bottom of the fuel tank, 4, also allows the remaining amount, which is intended as a reserve, to flow out, as well as another line 5 serving as a drain, which leads to the engine (also not shown). The housing space 1, which is open at the bottom, is closed off from the outside by a membrane 6 made of relatively thin, rubberized linen material, as is also used, for example, for the membrane of fuel pumps. Opposite or below the openings of the connecting lines 3, 4 , which are designed at an angle of 18 ° and provided with valve seat surfaces 3 a, 4 a, a circular sealing cushion 7 made of highly elastic and as hard as possible material is loosely placed on the membrane 6. By means of a ring 8, for example a snap ring, or (not shown) by simply flanging the housing wall in the housing 2 socket 9, in the; Transverse wall 9c there are bores 9a and 9b for receiving and lateral guidance of balls 10a, 10b, the membrane 6 in the housing 2, optionally provided with concentric beads, is loose and slack, i.e. not pretensioned and without restoring effect, but sealing the housing space 1 from the outside held at its edge. In the cylindrical part of the socket 9, an eccentric shaft 11 provided with recesses 11 a, 11 b offset by 180 ° is mounted to actuate the balls 10 a, 10 b "Reserve" can be rotated. An end wall 13 inserted into the socket 9 , likewise held by the snap ring 8 , protects the eccentric shaft 11 and the balls 10 a, 10 b against corrosion and contamination. If necessary, the balls 10a, 10b or corresponding spherical bodies with the membrane 6 and / or the cushion 7 are made in one piece, there is then the advantage that the bodies are not particularly - in the transverse wall or in another part of the socket - need to be guided.

In der gezeichneten Stellung »Auf« ist die Kugel 10b unterhalb der Reserveleitung 4 durch die Exzenterwelle 11 so weit gehoben, daß sie das auf der Membran aufgesetzte Kissen gegen die Ventilsitzfläche 4 a der Reserveleitung 4 drückt und diese abschließt, während die Mündung der Zuleitung 3 geöffnet ist und Kraftstoff über Raum 1 und Leitung 5 zum Motor strömen kann.In the "open" position shown, the ball 10b below the reserve line 4 is lifted by the eccentric shaft 11 so far that it presses the cushion placed on the membrane against the valve seat surface 4a of the reserve line 4 and closes it, while the mouth of the supply line 3 is open and fuel can flow to the engine via chamber 1 and line 5.

Bei Drehen der Exzenterwelle 11 in Stellung »Reserve« geht die rechte Kugel 10b zurück, das kippbewegliche Abdichtungskissen 7 federt durch seine Eigenelastizität von der Ventilsitzfläche 4a weg in die Offenlage und gibt die Mündung der Anschlußleitung 4 sowie den darunter befindlichen Durchflußquerschnitt frei, während die Mündung der Leitung 3 mit der Ventilsitzfläche 3a durch die Kugel 10a geschlossen wird. Die vom Kissen 7 getrennte und am Dichtungsring unbeteiligte Membran 6 erfährt auch bei längerem, selbst monatelangem Belassen des Hahnes in der gleichen Stellung keine die Funktion störenden Veränderungen. Ein Klebenbleiben der Membran 6 an den Ventilsitzflächen 3 a, 4 a oder ein nicht ausreichendes Entfernen, wie es bei Ausführungen ohne Kissen vorkommt und zu Störungen Anlaß gibt, ist damit unterbunden. Ein leichteres und besseres Abheben ist zudem dadurch erreicht, daß der Gehäuseraum 1 an der Stelle der Ventilsitzflächen 3 a, 4 a eine schwach konische Form hat bzw. daß die Ventilsitzflächen 3a, 4a unter 18° angeschrägt und die Absperrkugeln 10a, 10b dementsprechend von den benachbarten Kanten der Mündungen der Anschlußleitungen 3, 4 aus im Bereich der Ventilsitzflächen 3 a, 4 a nach außen versetzt angeordnet sind. Das Abdichtungskissen 7 aus hartem Material wird dann wie ein zweiarmiger Hebel um den zwischen den Ventilsitzflächen 3a, 4a befindlichen Steg je nach seiner Ausbildung als Drehpunkt oder als Schneide durch die von der Exzenterwelle 11 betätigte Kugel 10 a oder 10 b nach oben in die Schließlage und auf der Seite der zurückgehenden Kugel die betreffende Mündung an der Ventilsitzfläche 3 a oder 4 a freigebend nach unten geschwenkt. In den Zwischenstellungen »Zu« der Exzenterwelle liegt das Kissen 7 wie ein gebogenes Federblatt gleichzeitig gegen die Ventilsitzflächen 3a, 3 b der Mündungen beider Anschlußleitungen 3, 4 an und schließt sie ab.When the eccentric shaft 11 is turned into the "reserve" position, the right ball 10b goes back, the tilting sealing cushion 7 springs away from the valve seat surface 4a into the open position due to its inherent elasticity and releases the opening of the connecting line 4 and the flow cross-section below, while the opening the line 3 is closed with the valve seat surface 3a by the ball 10a . The membrane 6 , which is separated from the cushion 7 and not involved in the sealing ring, does not experience any changes which would interfere with the function even if the tap is left in the same position for a long time, even for months. A sticking of the membrane 6 to the valve seat surfaces 3 a, 4 a or insufficient removal, as occurs in designs without a cushion and gives rise to disturbances, is thus prevented. Easier and better lifting is also achieved in that the housing space 1 at the point of the valve seat surfaces 3 a, 4 a has a slightly conical shape or that the valve seat surfaces 3a, 4a beveled at 18 ° and the shut-off balls 10a, 10b accordingly from the adjacent edges of the mouths of the connecting lines 3, 4 are arranged offset outward in the area of the valve seat surfaces 3 a, 4 a. The sealing pad 7 made of a hard material is then like a two-armed lever to the between the valve seat faces 3a, 4a web located, depending on its formation as a pivot point or as a cutting edge by operated by the eccentric shaft 11 ball 10 a or 10 b upwardly to the closed position and on the side of the receding ball, the mouth in question on the valve seat surface 3 a or 4 a is pivoted downward to release. In the intermediate positions "closed" of the eccentric shaft, the cushion 7 rests like a curved spring leaf against the valve seat surfaces 3a, 3b of the mouths of the two connecting lines 3, 4 and closes them off.

Im gezeichneten Beispiel sind Tiefe und Anordnungen der um 180° versetzten Ausnehmungen 11a, 11 b auf der Exzenterwelle 11 so gehalten, daß stets eine oder beide Kugeln 10a, 10b das Kissen 7 gegen die Ventilsitzflächen 3a, 4 a drücken. Das nur lose (schwimmend) aufgelegte Kissen 7 ist dadurch stets festgeklemmt und behält seine Lage auf der Membran 6. Es ist aber ohne weiteres auch möglich, das Kissen 7 auf der Membran 6 ganz oder teilweise je nach Art des verwendeten Werkstoffs anzukleben, aufzuvulkanisieren, anzunieten oder in sonstiger Weise zu befestigen oder aber die Lage des Kissens 7 zu den Ventilsitzflächen 3a, 4a auf andere Art mit geeigneten Mitteln, beispielsweise durch entsprechende Formgebung des Gehäuseraums 1 oder durch lockeres gelenkartiges Anhieten des Kissens im Drehpunkt am Steg zwischen deri Ventilsitzflächen 3a, 4a, zu sichern.In the example shown, the depth and arrangements of the recesses 11 a, 11 b offset by 180 ° on the eccentric shaft 11 are kept so that one or both balls 10 a, 10 b always press the cushion 7 against the valve seat surfaces 3 a, 4 a. The only loosely (floating) applied cushion 7 is thereby always clamped and retains its position on the membrane 6. However, it is also easily possible to glue or vulcanize the cushion 7 on the membrane 6 in whole or in part, depending on the type of material used, to rivet or fasten in any other way or the position of the cushion 7 to the valve seat surfaces 3a, 4a in another way with suitable means, for example by corresponding shaping of the housing space 1 or by loosely riveting the cushion at the pivot point on the web between the valve seat surfaces 3a, 4a to secure.

Claims

Claims: 1. Valve, in particular multi-way valve for the fuel supply in motor vehicles, with a membrane clamped in the valve housing, the housing space through which the conveying medium flows from the housing space containing the actuating device, as a valve closure piece with at least two connection lines facing the membrane and opening into a common flat valve seat surface as well as with on the other side of the membrane, each of a mouth opposite to each other arranged plungers for pressing the membrane against each mouth, characterized in that the membrane (6) is fixed in the housing (2) without pretension, two connecting lines (3, 4) in each one of two flat roof-like sloping valve seat surfaces (3a, 4a) open, the common edge of which is closest to the membrane and opposite the center, so that the membrane in the area of the two valve seats has a known elastic sealing cushion (7) made of a material if possible g of great hardness, and that a further line (5) outside the area of the valve seats is connected to the housing space (1) through which the pumped medium flows.

2. Valve according to claim 1, characterized in that the valve seat surfaces (3 a, 4a) enclose an angle of 15 to 18 ° with the membrane surface.

3. Valve according to one of the preceding claims, characterized in that the membrane (6) is provided in a known manner with concentric beads.

4. Valve according to one of the preceding claims, characterized in that balls (10a, 10b) or spherical bodies are used as the tappet in a known manner, which are actuated in an otherwise known manner by a camshaft (11) or the like.

5. Valve according to claim 4, characterized in that the balls (10 a, 10 6) from the adjacent edges of the mouths of the connecting lines (3, 4) in the region of the valve seat surfaces (3 a, 4 a) are arranged offset to the outside . Considered publications: German Patent Specifications No. 658144, 1015 290; Swiss Patent No. 278 097; French Patent No. 1074903; British Patent No. 594011; U.S. Patent Nos. 1988 907, 2,591,292.