DE2306231A1

DE2306231A1 - Rueckschlagventil

Info

Publication number: DE2306231A1
Application number: DE2306231A
Authority: DE
Inventors: Edward J Morgan
Original assignee: Brunswick Corp
Current assignee: Brunswick Corp
Priority date: 1972-02-28
Filing date: 1973-02-08
Publication date: 1973-09-13
Also published as: BR7301483D0; SE386715B; JPS4899725A; US3804114A; AR195416A1; JPS5127486B2; FR2173970A1; CA976835A; CH553358A; IT977508B; NL7302537A; FR2173970B1; BE795173A; ES412099A1; GB1397654A; AT325364B; AU5149573A; AU469547B2

Description

Kerne, 8000 München äfe 40,

FreiligrathstraBe 19 Π'μΙΙ DUBh* Eisenacher StraBe 17

Postfach 1« U I ρ I. - I Π g. K. M. B α Π Γ Pat-Anw. Batzier

DIpL-Phyfc Eduard BetZier Fernsprecher:»««: 363011

Fernsprecher: 51013 "¹I¹" ^r"J* _w««.w w^t*..^. ^ aMM* 363012

⁵¹⁰¹⁴ Dip!.-Ing. W. Herrmann-Trentepohl ««β* se 3013

Telegrammanschrift: r 9 r Telegrammanschrift:

Bahrpatente Herne PATENTANWÄLTE Babetzpat München

Telex 08 229 853 Telex 5215360

Bankkonten:

Bayrische Vereinsbank München 952287 Dresdner Bank AG Herne 7-520499 Postscheckkonto Dortmund 55868

Ref.:	M	03 885	B/h.
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Zuschrift bitte	nach:
	München

31. Oktober 1972

Brunswick Corporation, 1939 Pioneer Road, Fond Du Lac, Wisconsin 54935, USA

Rückschlagventil

Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen an schnell ansprechenden Rückschlagventilen mit geringer Trägheit, insbesondere zur Verwendung in Brennstoffsystemen für Brennkraftmaschinen.

Rückschlagventile werden zur Begrenzung der Strömung durch eine Leitung in einer Richtung verwendet. Normalerweise öffnet der Druck des Mediums in Vorwärtsrichtung das Rückschlagventil. Das Ventil kann in einer normalerweise geschlossene Stellung derart vorgespannt werden, daß es, wenn nicht der Vorwärtsdruck ausreichend den Rückdruck überschreitet, geschlossen bleibt und damit eine Rückströmung des Mediums verhindert.

Es hat sich gezeigt, dass im Handel keine geeigneten rasch ansprechenden Rückschlagventile mit geringem Öffnungsdruck und niedrigem Innenvolumen erhältlich sind. Solch ein Ventil wird aber für Brennkraftmaschinen im allgemeinen benötigt. Bekannte Brennkraftmaschinen arbeiten beispielsweise mit 7000 Umdrehungen pro Minute und benötigen deshalb sehr rasch ansprechende Rückschlagventile„

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ORIGINAL INSPECTED

Die Erfindung schafft ein Ventilverschlußglied mit ausgesparten Teile, die eine Umströmung durch das strömende Medium ermöglichen. Eine verwendete dünne Scheibe ist verhältnismäßig leicht und spricht deshalb rasch an. Das Verschlußglied ist in einer flachen zylindrischen' Ausnehmung aufgenommen. Ein Ende dieser Ausnehmung wird vorzugsweise durch die flache Oberfläche eines Einlaßkörpers gebildet. Das andere Ende wird durch die Endfläche eines, Auslaßkörpersjgebildet.

Öffnungen in der Fläche des Auslaßkörpers und die ausgesparten Teile des Verschlußgliedes stellen eine Strömung um das Verschlußglied herum sicher, wenn das Ventil geöffnet ist. Die Fläche des Auslaßkörpers liefert einen Zwangsanschlag zur Sicherstellung, das die Verschlußgliedbewegung exakt auf eine vorbestimmte Grenze beschränkt ist, die sich leicht und genau von einem Ventil zum anderen reproduzieren läßt«, Durch Begrenzung der Strecke, über die sich das Verschlußglied bewegt, wird die zum Rücklauf erforderliche Zeit auf ein Minimum gehalten und somit wird die Rückströmung entweder ganz beseitigt oder wenigstens weitgehendst verringert. Aufgabe der Erfindung ist somit die Schaffung eines Rückschlagventiles mit geringem Öffnungsdruck was ein schnelles Ansprechen auf Druckänderungen zur Folge hat.

Bei manchen Brennkraftmaschinen ist es außerdem erforderlich, daß ein minimales Volumen aufgenommenen Brennstoff-stromab- . wärts vom Verschlußglied vorhanden ist und ein Auslaßkanal mit geringem Durchmesser vorgesehen wird, um den Flüssigkeitsverlust bei geschlossenem Ventil auf ein Minimum herabzusetzen. Es hat sich gezeigt, daß sich wesentliche Einsparungen ergeben, wenn man ein vergleichsweise großes Auslaßkanalloch bohrt, ein Rohr aus normalem rostfreien Stahl mit geringem Durchmesser als Kapilare oder hypodermisches Rohr in ,den Kanal einsetzt und das Auslaßende an seinem Platz mit Silber verlötet. Aufgabe der Erfindung ist es somit, ein billiges Rückschlagventil mit geringem Innenvolumen und einem Auslaßkanal von geringem Durchmesser zu schaffen.

Diese und andere Ziele und Aufgaben der vorliegenden Erfindung ergeben sich näher beim Lesen der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen.

Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 eine vergrößerte Seitenansicht eines Rückschlagventils gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 der Fig. 1; Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 der Fig. 2;

Fig. 4 eine auseinandergezogene Darstellung der Teile des erfindungsgemäßen Rückschlagventils; und in

Fig. 5 eine vergrößerte Teilansicht der Scheibe und des Ausnehmungsbereiches nach Fig. 2 bei entfernter Feder 35.

Das als bevorzugtes Ausführungsbeispiel dargestellte Rückschlagventil 10 gemäß der Erfindung enthält als Hauptbauteil einen Einlaßkörper 11, einen Auslaßkörper 12 und ein Klammerglied 14.

Der Sinlaßkörper 11 v/eist ein erstes Ende 15 mit Flüssigkeitseinlaß auf. Ein Einlaßkanal 16 erstreckt sich vom ersten Ende 15 in Längsrichtung durch das Glied 11 zur Ausnehmung 30 am anderen oder zweiten Ende des Einlaßgliedes 11. Der Einlaßkanal 16 enthält einen vergrößerten Teil 20, der sich vom ersten Ende 15 her erstreckt, und in dem ein Flüssigkeitszuführung sr ohr 22 befestigt ist. Ein Kegelstumpfteil 23 ist an der Außenseite des Einlaßteiles 11 in enger Nachbarschaft zur Endfläche 17 vorgesehen und bildet eine Lagerfläche für das Klammerglied 14.

Das Auslaßglied 12 enthält einen Flüssigkeitsauslaß 24 am einen Ende und eine zweite Endfläche 26 am anderen Ende.

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Ein Auslaßkanal 28 erstreckt sich in Längsrichtung durch das Auslaßglied 12 vom Flüssigkeitsauslaß 24 zur Endfläche 26. Beide Endflächen 17 und 26 sind s© bearbeitet, daß beim gegenseitigen Verklemmen Umfangsabdichtflachen vorhanden sind. Der Auslaßkanal 28 enthält einen vergrößerten Teil 29, der sich von der Endfläche 26 nach innen erstreckt. Sine Anzahl von Schlitzen 27, vorzugsweise vier Schlitze, erstrecken sich radial von der vergrößerten Öffnung 29 des Auslaßkanals 28, In einer der Endflächen 17 oder 26 ist eine ringförmige Ausnehmung 30 vorgesehen. Ein dünnes scheibenartiges Ventil- Verschlußglied 32 ruht frei in der Ausnehmung 30. Zum leichteren Zusammenbau sitzt die Ausnehmung 30 vorzugsweise in der Endfläche 17, so daß beim Zusammenbau eine in dem vergrößerten Teil 29 untergeblachte Feder 35 das Verschlußglied 32 in der . Ausnehmung 30 halten kann. Das Ventilverschlußglied 32 enthält Umfangsführungsflachen 33.zum Einsetzen und Führen des Gliedes 32 innerhalb der'Ausnehmung 30 und ausgesparte Teile 34 zwischen den Führungsflächen 33, so daß Flüssigkeit o. dgl. zwischen der Seitenwandung der Ausnehmung 30 und dem Verschlußglied 32 strömen kann. Am zweckmäßigsten'ist es wenn die Anzahl der ausgesparten Teile 34 sich von der Anzahl der Schlitze 27 um die Zahl eins unterscheidet. Wie man aus der Zeichnung erkennen kann, ist das Verschlußglied 32 beispielsweise dreieckig ausgestaltet^ wobei die drei ausgenommenen Teile 34 durch die drei Seiten gebildet werden, und gekrümmte Ecken 33 vorgesehen sind, die sich der Seitenwandung der Ausnehmung 30 anpassen. Ferner sind vier Schlitze 27 vorhanden. ^v

Die Ausnehmung 30 besitzt einen flachen Boden 36 zur Sicherstellung der Abdichtung durch das Ventilverschlußglied 32.

Eine Feder 35 oder ein ähnliches Vorspannelement kann dazu Verwendung finden, das Ventilverschlußglied 32 gegen den Boden 36 der Ausnehmung 30 zu drücken. Infolgedessen kann sich das Ventilverschlußglied 32, frei aus einer geschlossenen Stellung am Boden 36 der Ausnehmung 30 in eine geöffnete Stellung gegen die zweite Endfläche 26 des Gliedes 12 be-

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wegen.

Das Klammerglied 34 ist mit einem Innengewinde versehen und v/eist an einem Ende einen kegelstumpfförmigen Teil 38 auf. Das Ventil 10 wird zusammengebaut, in dem man das Klammerglied 14 auf den Gewindeteil 39 des Auslaßgliedes 12 aufschraubt, wodurch der Einlaßteil 11 in fluchtende Abdichtung durch das Zusammenwirkung der kegelstumpfförmigen Teile 23 und 38 gezogen wird. Ein zweiter Gewindeteil 40 und ein hexagonaler Mutternteil 42 sind auf dem Auslaßglied 12 zum leichteren Einbau in eine Brennkraftmaschine vorgesehen. Bei manchen Anwendungsgebieten sollte jedoch ein Rohr in dem Körper 12 mit Silber eingelöid; sein, ebenso wie das Rohr 22 zweckmäßig mit Silber in den Teil 11 eingelötet ist.

Es hat sich als relativ schwierig erwiesen, einen kleinen Auslaßkanal 28 von wesentlicher Länge in das Auslaßglied 12 einzubohren. Diese Schwierigkeit wird dadurch überwunden, daß man ein beträchtlich größeres Loch durch das Auslaßkörperglied 12 bohrt und ein Rohr von geringem Innendurchmesser, aber dicker Wandstärke einsetzt, beispielsweise aus rostfreiem Stahl in Form einer hypodermischen oder Kapilarnadel 43. Das Rohr wird dann mit Silber an dem einen Ende des Auslaßgliedes 12 angäötet. Somit wird mit verhältnismäßig geringen Kosten ein sehr kleiner Brennstoffauslaßkanal 28 vorgesehen.

Die radial verlaufenden Eindrückungen oder Schlitze 27 erstrecken sich normalerweise bis zum Rande der Ausnehmung 30, um eine kontinuierliche Strömung sicherzustellen, wenn das Rückschlagventil 10 geöffnet ist.

Im Betrieb wird die Flüssigkeit o. dgl. durch das Einlaß- ' rohr 22 in den Einlaßkanal 16 zugeführt. Wenn der Druck im Einlaßkanal 16 ausreichend größer als derjenige im Auslaßkanal 28 ist, um die Kraft der Feder 35 zu überwinden, bewegt sich das Ventilglied 32 vom Boden 36 weg, wird aber in seiner Bewegung durch die Endfläche 26 begrenzt. Die Flüssigkeit strömt dann über den Umfang des Ventilverschlußgliedes 32

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durch die Öffnungen- 27 in die vergrößerte Öffnung 29 des Auslaßkanals 28 und durch das Rohr 43 und aus dem Flüssigkeitsauslaß 25 in den einen Ende des Auslaßgliedes 12. Da sich das Verschlußglied 22 beim Öffnen gegen den Zwangsanschlag durch die zweite Abschlußfläche 26 nur über ein kleines Stück bewegt und da das Verschlußglied 32 sehr dünn gemacht werden kann, ist nur eine minimale Zeitdauer erforderlich, daß dieses Verschlußglied in seine Verschlußstellung zurückkehrt. Damit ergibt sich ein sehr rasch ansprechendes Rückschlagventil 30.

Vorteilhaft ist die Tiefe der Ausnehmung 30 nicht größer als annähernd die Dicke des Verschlußgliedes 32 plus 1/4 des Durchmessers des Einlaßkanals 16 ₉ da größere Tiefen wenig Einfluß auf die Strömungskapazität des Ventiles haben ₉ die Verschlußzeit des Ventils jedoch unnötigerweise vergrößert wird'. Als Beispiel sei ein Rückschlagventil genannt, bei dem die Dicke des Verschlußgliedes 32 0,2 mm (-0,008"), der Durchmesser des Einlaßkanales 16 1,56 mm (0,0625") und die Tiefe der Ausnehmung 30'0,6 mm (0,024") betrug,» Das Ventil arbeitete als Einspritzventil in einer Druckbrennkraftmaschine mit Geschwindigkeiten von 7000 Umdrehungen pro Minute. Für den Betrieb des Rückschlagventils mit extrem hoher Geschwindigkeit kann es wünschenswert sein, den Durchmesser des.Einlaßkanales 16 zu vergrößern und die Tiefe der Ausnehmung - 30 kleiner als die Tiefe des Ventilverschlußgliedes 32 plus 1/4 des Durchmessers des Einlaßkanales 16 zu machen.

- Patentansprüche:-

Claims

Patentansprüche

Rückschlagventil gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

(a) ein erster Körper mit einem Flüssigkeitseinlaß am ersten Ende, einer Endfläche am zweiten Ende und einem Einlaßkanal dazv/i sehen;

(b) einen zweiten Körper mit einem Flüssigkeitsauslaß an einem Ende, einer zweiten Endfläche am anderen Ende und eine.m Auslaßkanal dazwisehen, wobei die zweite Abschlußfläche in Dichteingriff mit der Abschlußfläche des ersten Körpers steht, die zweite Abschlußfläche sich radial nach außen von Flüssigkeitsauslaßkanal erstreckende Eindrückungen oder Kerben aufweist und eine der Abschlußflächen eine flachbodige Ausnehmung besitzt, die an einen der Kanäle angeschlossen ist;

(c) ein scheibenartiges Ventilverschlußglied, das beweglich in der Ausnehmung derart gehalten ist, daß es sich von einer geschlossenen gegen den ersten Körper anliegenden Stellung in eine offene gegen den zweiten Körper anliegende Stellung bewegen kann; und

(d) eine Klammer zum Festklemmen der End- oder Abschlußflächen in gegenseitigen dichtenden Eingriff.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Ausnehmung kreisförmig ist und mit dorn Einlaßkanal fluchtet.

J. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzei chn e t , daß die Ausnehmung sich in der End- oder Abf.chlußflache den ersten Körpers befindet und an den Einlaß- !'".orifjl e riß cn chi ons en ist.

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4. Ventil nach Anspruch 1,-dadurch. g e k e η η - _ ^l zeichnet , daß das Ventilverschlußglied eine Anzahl von Lageroberflachen mit dazwischen liegenden ausgenommenen Teilen aufweist.

5. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Hauptlänge des Auslaßkanales von einem Rohr gebildet ist, das im zweiten Körper sitzt.

6. Ventil nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η -

zeichnet ;, ^: daß der Auslaßkanal eine ver- . größerte sich nach innen von der zweiten Endfläche er- " streckende Öffnung aufweist und Einrichtungen in der vergrößerten Öffnung vorgesehen sind, die das Ventilverin die geschlossene Stellung drücken.

7. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Tiefe der Ausnehmung kleiiar als annähernd 1/4 des Durchmessers des Einlaßkanals plus der Dicke des Verschlußgliedes ist.

8. Ventil nach Anspruch 1, dadurch g e k e η n— ■ zeichnet >., daß die Eindrückungen aus einer Anzahl radial nach außen verlaufender Schlitze bestehen.

9. Ventil nach Anspruch 8, dadurch g ©kennzeichnet , daß das Verschlußglied mit einer Anzahl ausgesparter Teile versehen ist, deren Anzahl verschieden von der Anzahl der Schlitze ist.

10. Ventil nach.Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet", daß sich die Schlitze im wesentlichen zum Rande der Ausnehmung erstrecken.

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