DE19508637A1

DE19508637A1 - Druckregelventil

Info

Publication number: DE19508637A1
Application number: DE1995108637
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Ing Bueser; Assodollah Dipl Ing Awarzamani; Lorenz Dipl Ing Drutu
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1995-03-10
Filing date: 1995-03-10
Publication date: 1996-09-12

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Druckregelventil nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon ein Druckregelventil bekannt (US-PS 4,300,510), bei dem der Ventilschließkörper starr mit der im Ventilgehäuse ausgespannten Membran verbunden ist und durch eine Druckfeder beaufschlagt wird, wobei jedoch nachteilig ist, daß durch eine schiefe Druckfeder oder eine nicht exakt koaxial zur Ventillängsachse Einspannung des Ventilschließkörpers der Ventilschließkörper bei seiner Öffnungs- bzw. Schließbewegung pendelt und dabei in eine Schrägstellung zum Ventilsitz gelangt, was eine ungenaue Druckregelung zur Folge hat.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Druckregelventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß auf einfache Art und Weise ein Druckregelventil mit einfacher Fertigung und Montage erzielt wird, bei dem eine exakte koaxiale Führung des Ventilschließkörpers zum Ventilsitz gewährleistet ist, wodurch gegenüber bekannten Druckregelventilen die Regelgenauigkeit verbessert wird.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Druckregelventiles möglich.

Vorteilhaft ist es, den Zentrierkörper mit dem Ventilschließkörper direkt zu verbinden und gleitbar in einem zur Ventillängsachse koaxialen Zentrierkanal des Ventilsitzkörpers zu lagern, wodurch sichergestellt ist, daß der Ventilschließkörper immer konzentrisch zum Ventilsitz eine Öffnungs- bzw. Schließbewegung ausführt und damit exakt schließt.

Vorteilhaft ist es ebenfalls, den in der Federkammer des Druckregelventiles angeordneten und an der Membran angreifenden topfförmigen Federteller mit einem Zentriermantel zu versehen, dessen Umfangswandung wenigstens einen an der Innenwandung der Federkammer gleitenden Gleitbereich hat, so daß ebenfalls eine koaxiale Führung des Ventilschließkörpers zur Ventillängsachse und damit zum Ventilsitz gewährleistet ist. Zusätzlich vorteilhaft ist es dabei, den Außendurchmesser der Druckfeder so groß zu wählen, daß ihre Federwindungen durch die Innenwandung des Zentriermantels radial geführt werden.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 bis 3 je ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgestalteten Druckregelventiles.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In der Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Druckregelventiles 1 dargestellt, das insbesondere in Brennstoffversorgungsanlagen von gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschinen Verwendung findet. Das Druckregelventil weist ein sich entlang einer Ventillängsachse 2 erstreckendes Ventilgehäuse auf, das aus einem topfförmigen Bodenteil 3 und einem topfförmigen Deckel 4 gebildet wird. Einander zugewandt weist das Bodenteil 3 einen Kragen 6 und der Deckel 4 einen Kragen 7 auf, zwischen denen eine nachgiebige Ventilmembran 8 an ihrem Umfang mittels einer Bördelung 9 eingespannt ist. Die Ventilmembran 8 kann aus einer einzigen Membran oder aus mehreren Membranen unterschiedlicher Materialzusammensetzung bestehen und erstreckt sich quer durch das Ventilgehäuse derart, daß sie eine Brennstoffkammer 11 im Bodenteil 3 von einer Federkammer 12 im Deckel 4 trennt.

Der Deckel 4 weist einen Luftanschlußstutzen 13 auf, über den mittels einer nicht dargestellten Schlauchverbindung die Federkammer 12 mit dem Luftansaugrohr der Brennkraftmaschine stromabwärts einer Drosselklappe verbindbar ist. Das Bodenteil 3 weist einen umlaufenden Halterand 14 auf, der in die Brennstoffkammer 11 ragt und einen Ventilsitzkörper 15 teilweise umschließt, mit dem er dicht verbunden ist. Der Ventilsitzkörper 15 ragt zum Teil in die Brennstoffkammer 11 hinein und zum Teil aus dem Bodenteil 3 heraus und hat an seinem herausragenden Teil eine Ringnut 17, in die ein Dichtring 18 eingelegt ist. An dem in die Brennstoffkammer 11 ragenden Ende des Ventilsitzkörpers 15 ist ein Ventilsitz 19 ausgebildet, der beispielsweise kegelförmig sich verjüngend zur Ventillängsachse hin verläuft oder kugelförmig gewölbt ist. Ausgehend vom Ventilsitz 19 erstreckt sich durch den Ventilsitzkörper 15 ein Längskanal 20. Der Ventilsitz 19 ist koaxial zur Ventillängsachse 2 ausgebildet. Das Bodenteil 3 und der Deckel 4 sind vorzugsweise als Blechteile gestaltet und durch Tiefziehen hergestellt. An dem Kragen 6 anliegend ist auf das Bodenteil 3 ein Begrenzungsring 22 aufgeschoben, zwischen dem und einem Winkelring 23 am Umfang des Bodenteils 3 ein axialer Abstand zur Aufnahme eines weiteren Dichtringes 24 gebildet wird. Der Winkelring 23 ist zwischen einer Ringnase 25 des Ventilsitzkörpers 15 und dem Bodenteil 3 eingespannt. Das Druckregelventil ist in einen Stufenkanal 26 eines in Fig. 1 nur teilweise rechts der Ventillängsachse 2 dargestellten Aufnahmekörpers 27, beispielsweise eine Brennstoffverteilerleitung der Brennstoffversorgungsanlage, derart eingesetzt, daß eine in dem Aufnahmekörper 27 vorgesehene Brennstoffleitung 29 über einen in dem Winkelring 23 und dem Bodenteil 3 ausgebildeten Verbindungskanal 30 mit der Brennstoffkammer 11 in Verbindung gelangt.

Koaxial zur Ventillängsachse 2 ist an der Ventilmembran 8 ein hutförmiger Membranhalter 31 angeordnet, der mit einem sich radial erstreckenden Rand 32 dem Ventilsitz 19 zugewandt an der Ventilmembran anliegt und mit einem Hülsenteil 33 durch eine zur Ventillängsachse 2 koaxiale Membranöffnung 35 hindurchgreift und in die Federkammer 12 ragt. In der Federkammer 12 angeordnet liegt ein topfförmiger Federteller 36 an der Ventilmembran 8 an und umschließt mit einem umlaufenden hülsenförmigen Einspannrand 37 das Hülsenteil 33 des Membranhalters 31. Der Außendurchmesser des Hülsenteils 33 und der Innendurchmesser des Einspannrandes 37 können dabei so gewählt sein, daß sie in Form einer Preßpassung fest ineinander gepreßt werden und dabei die Ventilmembran dicht und fest zwischen sich einspannen. Eine andere oder eine zusätzliche Verbindungsmöglichkeit von Hülsenteil 33 und Einspannrand 37 besteht darin, daß sie durch eine umlaufende dichte Schweißnaht oder Lötnaht miteinander verbunden werden, beispielsweise an ihren in die Federkammer 12 gerichteten Stirnseiten. Der Federteller 36 besitzt einen rohrförmigen Zentriermantel 38, dessen Umfangswandung wenigstens einen an einer Innenwandung 39 des Deckels 4 anliegenden Gleitbereich 40 hat. Der Gleitbereich 40 des Zentriermantels 38 kann beispielsweise als ein umlaufender Ringrand ausgebildet sein, wobei in der Fig. 1 zwei umlaufende Ringränder 40 dargestellt sind, die über den angrenzenden Umfangsbereich des Zentriermantels 38 herausragen und koaxial zur Ventillängsachse 2 verlaufen. Es ist nicht erforderlich, daß die Gleitbereiche 40 vollständig über den Umfang des Zentriermantels 38 verlaufen. So kann ein Gleitbereich 40 auch aus wenigstens drei etwa mit gleichem Abstand zueinander am Umfang verteilten Gleitbereichen 40 bestehen, die als erhabene Noppen oder Nasen ausgebildet sind. Mittels der Gleitbereiche 40 wird ein Verkanten der Ventilmembran 8 bei einer Öffnungs- bzw. Schließbewegung des Druckregelventiles vermieden, da die Gleitbereiche 40 koaxial zur Ventillängsachse entlang der Innenwandung 39 des Deckels 4 gleiten und damit die Ventilmembran immer koaxial entlang der Ventillängsachse fuhren. An dem Rand 32 des Membranhalters 31 liegt ein beim Ausführungsbeispiel kugelförmig ausgebildeter Ventilschließkörper 42 an und ist koaxial auf den Ventilsitz 19 ausgerichtet. Der Ventilschließkörper 42 hat bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 einen Schaft 43, der in einen Längskanal 44 des Membranhalters 31 dicht eingepreßt ist. Der Schaft 43 kann in dem Längskanal 44 zusätzlich oder statt dessen mittels einer Schweiß- oder Lötnaht befestigt sein. In nicht dargestellter Weise kann der Ventilschließkörper 42 auch als Kugel, beispielsweise Halbkugel, mit einer ebenen Abflachung ausgebildet und mit der Abflachung koaxial zur Ventillängsachse 2 an dem Membranhalter 31 anliegend mit diesem beispielsweise durch Reibschweißung verbunden sein. An dem Boden des Deckels 4 stützt sich eine Druckfeder 45 ab, die mit ihrem gegenüberliegenden Ende an dem Federteller 36 anliegt. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Druckfeder 45 einen so großen Außendurchmesser hat, daß ihre Federwindungen durch eine Innenwandung 46 des Zentriermantels 38 radial geführt werden, wodurch ein Ausknicken oder Schiefstellen der Druckfeder verhindert wird. Die koaxiale Führung der Ventilmembran 8 mittels der Gleitbereiche 40 am Federteller 36 ermöglicht auf einfache Art und Weise eine immer exakte koaxiale Führung des Ventilschließkörpers 42 zum Ventilsitz 19, wodurch die Regelgenauigkeit verbessert wird.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind die gleichen und gleichwirkenden Teile mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet wie in Fig. 1. Abweichend von Fig. 1 ist bei dem zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 der Ventilschließkörper 42 vollständig als Kugel ausgebildet und mittels einer umlaufenden Schweiß- oder Lötnaht 48 dicht mit dem Membranhalter 31 verbunden. Dabei ragt der als Kugel ausgebildete Ventilschließkörper 42 zum Teil in den Längskanal 44.

Bei dem dritten Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 sind die gegenüber den vorhergehenden Ausführungsbeispielen gleichbleibenden und gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Abweichend gegenüber den bisherigen Ausführungsbeispielen ist bei dem dritten Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 der Zentriermantel 38 mit einem derartigen Durchmesser versehen, daß er über seine gesamte axiale Länge einen radialen Abstand zur Innenwandung 39 des Deckels 4 hat, also nicht an der Innenwandung 39 gleitet. Um eine exakte koaxiale Führung des Ventilschließkörpers 42 zum Ventilsitz 19 zu erreichen, ist bei dem dritten Ausführungsbeispiel mit dem Ventilschließkörper 42 ein als Hülse ausgebildeter Zentrierkörper 49 direkt verbunden, und zwar derart, daß er durch Schweißen oder Löten an dem Ventilschließkörper 42 befestigt ist und in den Längskanal 20 des Ventilsitzkörpers 15 ragt. Dabei kann der Zentrierkörper 49 eine oder mehrere Erhebungen 50 haben, die als Wulst oder als Noppen ausgebildet sind und an der Wandung eines als Teilbereich des Längskanals 20 vorgesehenen Zentrierkanals 51 anliegen. Bei einer Öffnungs- oder Schließbewegung des Ventilschließkörpers 42 gleitet der Zentrierkörper 49 koaxial zum Ventilsitz 19 in dem Zentrierkanal 51 und führt somit den Ventilschließkörper 42 ebenfalls koaxial zum Ventilsitz 19. Bei vom Ventilsitz 19 abgehobenem Ventilschließkörper 42 strömt Brennstoff über den Ventilsitz 19 entweder am Umfang des Zentrierkörpers 49 vorbei oder über Löcher 52 bzw. einen Längsschlitz 53 des hülsenförmigen Zentrierkörpers 49 zum Längskanal 20, wodurch der in der Brennstoffkammer 11 herrschende Brennstoffdruck verringerbar ist. Zusätzlich zu dem Zentrierkörper 49 kann am Federteller 36 in der gestrichelt dargestellten Weise noch ein Gleitbereich 40 vorgesehen sein.

Claims

1. Druckregelventil, insbesondere für Brennstoffversorgungsanlagen von Brennkraftmaschinen, mit einem sich entlang einer Ventillängsachse erstreckenden Ventilgehäuse, mit einer quer zur Ventillängsachse in dem Ventilgehäuse eingespannten Ventilmembran, die im Ventilgehäuse eine Federkammer von einer Brennstoffkammer trennt, mit einem in der Brennstoffkammer angeordneten und einen zur Ventillängsachse koaxialen Ventilsitz aufweisenden Ventilsitzkörper, mit einer in der Federkammer angeordneten und auf die Ventilmembran in Richtung zum Ventilsitz hin wirkenden Druckfeder und mit einem mit dem Ventilsitz zusammenwirkenden und mit der Ventilmembran starr verbundenen Ventilschließkörper, dadurch gekennzeichnet, daß mittels wenigstens einem Zentrierkörper (36, 49) der Ventilschließkörper (42) bei seiner Öffnungs- oder Schließbewegung koaxial zum Ventilsitz (19) geführt wird.

2. Druckregelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrierkörper (49) mit dem Ventilschließkörper (42) direkt verbunden und gleitbar in einem zum Ventilsitz (19) koaxialen Zentrierkanal (51) des Ventilsitzkörpers (15) gelagert ist.

3. Druckregelventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrierkörper (49) als Hülse ausgebildet ist.

4. Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschließkörper (42) mit einem hutförmigen Membranhalter (31) direkt verbunden ist, der einen sich radial nach außen erstreckenden Rand (32) sowie ein sich axial erstreckendes Hülsenteil (33) hat, wobei der Rand (32) in der Brennstoffkammer (11) an der Ventilmembran (8) anliegt und das Hülsenteil (33) durch die Ventilmembran (8) in die Federkammer (12) ragt und mit einem an der Ventilmembran (8) in der Federkammer (12) anliegenden topfförmigen Federteller (36) verbunden ist, der einen zur Ventillängsachse (2) axialen rohrförmigen Zentriermantel (38) hat, dessen Umfangswandung wenigstens einen an der Innenwandung (39) der Federkammer (12) gleitenden Gleitbereich (40) hat.

5. Druckregelventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Gleitbereich (40) am Zentriermantel (38) nasenförmig ausgebildet ist.

6. Druckregelventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitbereich (40) am Zentriermantel (38) ringförmig ausgebildet ist.

7. Druckregelventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (45) einen so großen Außendurchmesser hat, daß ihre Federwindungen durch eine Innenwandung (46) des Zentriermantels (38) radial geführt werden.

8. Druckregelventil nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschließkörper (42) kugelförmig ausgebildet ist.

9. Druckregelventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschließkörper (42) kugelförmig ausgebildet ist und einen zylindrischen Schaft (43) hat, der in das Hülsenteil (33) des Membranhalters (31) ragt und mit diesem verbunden ist.

10. Druckregelventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschließkörper (42) kugelförmig ausgebildet ist und eine ebene Abflachung hat, mit der er an dem Membranhalter (31) anliegt und durch Schweißen verbunden ist.