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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rückschlagventil mit zungenförmigen,
elastischen Verschlußstücken für Verbrennungskraftmäschinen, insbesondere Ansaugventil
für hochtourige Zweitaktmotoren, bestehend aus einem einen V-förmigen Querschnitt
aufweisenden Ventilgehäuse, dessen Ventilsitzoberflächen mit mehreren Öffnungen
versehen sind.
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Es ist bereits bekannt (französische Patentschrift 1112 923), bei
Kompressoren, Pumpen, Motoren und anderen Maschinen Rückschlagventile vorzusehen,
bei welchen das Ventilgehäuse einen V-förmigen Querschnitt aufweist und bei welchen
die an dem Ventilgehäuse befindlichen Durchlaßöffnungen mit zungenförmigen, elastischen
Verschlußstücken abgedeckt sind. Obwohl derartige Rückschlagventile bei niedertourigen
Verbrennung skraftmaschinen im allgemeinen zufriedenstellend arbeiten, so hat sich
doch herausgestellt, daß bei hochtourigen Verbrennungskraftmaschinen - beispielsweise
bei hochtourigen Zweitaktmotoren - die Verschlußstücke derartiger Ventile sehr leicht
zum Flattern gelangen, wodurch die Ventilfunktion eines derartigen Ventils beeinträchtigt
wird. Da beim Flattern derartiger Ventile die elastischen Verschlußstücke in relativ
hochfrequente Schwingungen versetzt werden, ergibt sich ferner, daß dieselben eine
geringere Lebensdauer aufweisen und häufig bereits nach einigen Betriebsstunden
abbrechen.
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Es ist daher bereits bekannt (französische Patentschrift
1123 177), bei Druck- und Saugventilen von Kompressoren und Pumpen zur Schlagdämpfung
und damit zur Verminderung des Flatterns der Ventilverschlußstücke den Ventilsitz
mit einem elastischen Material - beispielsweise Gummi - zu
polstern. Obwohl
derartige, mit schlagabsorbierenden Elementen versehene Ventile bei luftansaugenden
Kompressoren und Pumpen zufriedenstellend arbeiten, so erweist es sich dennoch,
daß beim Ansaugen von Brennstoffgasgemischen eine unerwünschte Quellung des mit
einem gummiartigen Material gepolsterten Ventilsitzes eintritt. Beim Bau von Rückschlagventilen
als Ansaugventile für hochtourige Zweitaktmotoren treten somit Schwierigkeiten auf,
da sich die zungenförmigen, elastischen Verschlußstücke auf Grund dieser Quellung
nicht mehr gleichmäßig auf den Ventilsitz auflegen können, was zur Folge hätte,
daß einerseits ein vollkommener Verschluß derartiger Ventile nicht mehr gewährleistet
ist, andererseits auf Grund der ungleichmäßigen Belastung der elastischen Verschlußstücke
eine baldige Ermüdung des Materials und damit ein. Bruch desselben eintritt.
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Rückschlagventil für Verbrennungskraftmaschinen,
insbesondere für hochtourige Zweitaktmotoren zu schaffen, die ohne Tendenz zum Flattern
und ohne große Geräuschbildung über lange Zeiträume hinweg einen sicheren Verschluß
gewährleistet.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Ventilsitz aus
einem gummiartigen Material besteht und daß die Ventilverschlußstücke entsprechend
dem Quellbetrag des gummiartigen Ventilsitzes versetzt gegenüber demselben an dem
Ventilgehäuse befestigt sind.
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Um eine einfache Fertigung eines derartigen Rückschlagventils zu ermöglichen,
scheint es zweckmäßig, wenn die Ventilsitzoberfläche mit dem Befestigungsbereich
des Ventilkörpers fluchtet und wenn. zwischeu dem Ventilgehäuse und den elastischen
Verschlußstücken eine eine Dicke entsprechend dem Quellbetrag des gummiartigen Ventilsitzes
aufweisende Unterlegscheibe angeordnet ist.
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Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert
und beschrieben, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen ist. Es zeigt
F i g.1 einen Längsschnitt einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rückschlagventils,
F i g. 2 bis 4 Seitenansichten und einen Längsschnitt verschiedener Teile des in
F i g.1 gezeigten Rückschlagventils, F i g. 5 einen Längsschnitt einer zweiten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Rückschlagventils, F i g. 6 einen schematischen Schnitt eines
mit dem Rückschlagventil gemäß F i g.1 versehenen hochtourigen Zweitaktmotors, und
F i g. 7 ein Diagramm der Leistungsmerkmale des in F i g. 6 dargestellten Zweitaktmotors.
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Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die in der Zeichnung
gezeigten Ausführungsformen näher beschrieben.
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1 ist ein Ventilsitz aus gummiartigem Material, der an einem V-förmigen
Ventilgehäuse 2 angebracht ist. Seine Ventilsitzoberfläche 3 ist so ausgebildet,
das sie in einer Ebene mit der Oberfläche des Ventilgehäuses 2 liegt. 4 ist ein
federndes, zungenförmiges Ventilverschlußstück aus dünnem rostfreiem Stahlblech,
Berylliumbronze od. dgl., die in der Nähe eines an dem Ventilgehäuse 2 befestigten
Bereiches 2' schmaler ausgebildet ist, um eine größere Frequenz bei Hochgeschwindigkeitsbetrieb
zu erreichen. 5 ist eine Bremsfläche aus sehr widerstandsfähigem Aluminiumblech
od. dgl., die in der Form dem Verschlußstück 4 angepaßt ist. 6 ist eine Unterlegscheibe,
deren Stärke dem Quellbetrag des Ventilsitzes 1 infolge von Treibstoff od. dgl.
entspricht. Die Befestigungsbereiche der Unterlegscheibe 6, des Verschlußstückes
4 und der Bremsfläche 5 sind übereinander angeordnet und an dem Befestigungsbereich
2' des Ventilgehäuses 2 so befestigt, daß das Verschlußstück 4 dem Ventilsitz 3
gegenüberliegt. 8 ist eine Durchlaßöffnung.
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Wenn das oben beschriebene Rückschlagventil in einem Saugkanal
b eines Zweitaktmotors a eingebaut wird, um es, wie in F i g. 6 gezeigt,
als Ansaugventil zu verwenden, dient das Verschlußstück zum Öffnen und Schließen
der Öffnung 8 infolge des Druckunterschiedes, der vor und hinter dem Ventil herrscht.
In diesem Falle fließt der größte Teil des durch die Öffnung 8 angesaugten Gases
entlang der Ventilsitzoberfläche 3. Da das Ventilgehäuse 2 im Schnitt V-förmig ist,
ist die Ausrichtung des geöffneten Verschlußstückes 4 im wesentlichen parallel zur
Flußrichtung des angesaugten Gases, wodurch der wirksame Ventilquerschnitt im Strömungsbereich
weiter wird und die Ansaugleistung des Motors und dessen Leistungsabgabe vergrößert
wird. Dieses Verhältnis ist leicht aus dem in F i g. 7 gezeigten Leistungsdiagramm
des Motors ersichtlich. In dieser Figur bezieht sich die ausgezogene Linie A auf
die Erfindung und die gestrichelte Linie B auf die üblichen Ventile.
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Da der Ventilsitz 3 aus gummiartigem Material besteht, wird die Aufschlagkraft,
die von dem Sitz auf das Verschlußstück 4 übertragen wird, erheblich gedämpft, wodurch
die Entstehung von Rissen im Verschlußstück verhindert und dessen Lebensdauer
wesentlich
erhöht wird. Daher kann das Verschlußstück 4 genügend dünn sein, so daß das Rückschlagventil
die bei hohen Drehzahlen erforderliche Frequenz leicht erreicht.
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Obwohl der Ventilsitz innerhalb weniger Betriebsstunden des Motors
infolge des Einflusses von Treibstoff und Schmieröl in dem angesaugten Gas aufquillt,
kann der Ventilbetrieb infolge des Vorhandenseins der Unterlegscheibe 6 in normalen
Grenzen gehalten werden, ohne daß nachteilige Einflüsse auftreten, da das Verschlußstück
4 im Verhältnis zur Ventilsitzoberfläche erhöht ist und da das Ausmaß der Ventilöffnung
veränderlich ist.
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Obwohl in den oben angeführten Ausführungsformen das Spiel zwischen
Ventilsitzoberfläche 3 und dem Verschlußstück 4 durch die Unterlegscheibe 6 erreicht
wird, kann es ebenfalls durch Erhöhen der Befestigungsebene 2' des Ventilgehäuses
2 anstatt der Verwendung einer solchen Unterlegscheibe 6 und durch direkte Befestigung
des Verschlußstückes daran erreicht werden, wie in F i g. 5 gezeigt.