DE2311978C3 - Ventil zur vorübergehenden Beaufschlagung einer Druckmeßeinrichtung - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einem bekannten Ventil der vorgenannten Art kann wohl nach Belieben eine Verbindung zwischen dem Ein- und dem Auslaß hergestellt werden, und es besteht auch eine Entlüftungsmöglichkeit. Der Ventilsitz kann jedoch nicht von Unreinigkeiten des Druckmittels, insbesondere von Verbrennungsrückständen, gereinigt werden. Es ist auch kein Durchspülen des Ventils zum Beseitigen von im Ventil verbliebenen Unreinigkeiten möglich (DE-Gbm 69 17 958).

Bei einem anderen bekannten Ventil mit einer Einlaßöffnung, einer Auslaßöffnung und einer Entlüftungsöffnung ist das unter der Kraft einer Feder stehende Ventilglied allein vom Druckmittel von seinem Sitz abhebbar. Eine Betätigung des Ventilgliedes von Hand ist hier nicht vorgesehen. Die Feder umgibt den Schaft des Ventilgliedes, der im Gehäuse in einer darin eingeschraubten hohlen Schraube geführt ist (US-PS 72 218).

Wieder ein anderes bekanntes Ventil erlaubt das Drehen oder Schleifen des Ventilgliedes auf seinem Ventilsitz. Hierzu ist zwischen der in das Gehäuse eingeschraubten Ventilspindel und dem Ventilteller eine Kupplung vorgesehen, die bei auf dem Ventilteller aufsitzender Ventilspindel unwirksam wird, da dann eine unmittelbare Verbindung zwischen der Ventilspindel und dem Ventilteller besteht. Die Kupplung hat eine Feder, die den Gewichten des Ventiltellers und des die Kupplung umschließenden Kupplungsgehäuses entge- μ genwirkt. Wird das Ventilglied auf den unteren Ventilsitz gesenkt, so wird zunächst die Feder bis auf das Gewicht der von ihr zu tragenden Teile entlastet. Wenn die Unterseite des Ventilgliedes auf dem unteren Ventilsitz aufzusitzen beginnt so wächst die auf dem unteren Ventilsitz ruhende Kraft höchstens bis zur Größe des Gewichtes des Ventilgliedes und der Kupplungshaube an, solange die Ventilspindel noch nicht auf dem Ventilglied aufsitzt 1st die Feder hierbei noch teilweise gespannt, so verringert sich diese Kraft um die Größe der Spannkraft der Feder. Der Schleifdruck zwischen dem Ventilglied und dem Ventilsitz ist daher nicht größer als die Summe der Eigengewichte des Ventiltellers und des Kupplungsgehäuses. Zum Schließen des Ventils wird die Ventilspindel auf das Ventilglied aufgesetzt wobei wegen der großen Reibung zwischen dem Ventilglied und dem Ventilsitz die Drehverbindung zwischen dem Ventilglied und der Ventilspindel sofort gelöst wird. Bei der Anlage des Ventilgliedes am oberen Ventilsitz tritt eine Schleifwirkung nur auf, wean die Federkraft größer als die Summe der Gewichte des plattenförmigen Ventilgliedes und der die Kupplung umgebenden Kupplungshaube ist Solange diese Haube nicht auf dem Kupplungsglied aufsitzt, ist die Anlagekraft des Ventilgliedes höchstens gleich der Differenz aus der Federkraft und der Summe der vorgenannten Gewichte. Die Anordnung einer Kupplung zwischen dem Ventilschaft und dem Ventilteller führt zu einem großen Raumaufwand, der den Durchmesser des Ventilsitzes nach unten begrenzt oder bei Anbringung des Ventilsitzes aur der Oberseite des Kupplungsgehäuses anstatt seitlich davon zu einer großen Bauhöhe des Ventils führt (US-PS 17 11 593).

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei raumsparender Ausgestaltung des Ventils das Ventilglied unter dem Druck der Ventilfeder an seinem Ventilsitz anzulegen. Diese Aufgabe wird entsprechend den Merkmalen im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 erfindungsgemäß gelöst. Die Ventilfeder wirkt während des öffnungs- und Schließvorganges auf das Ventilglied und ist nur dann ausgeschaltet, wenn sich das Führungsglied unmittelbar an das Ventilgehäuse oder den mit dem Gehäuse verbundenen Ventildekkel anlegt Dadurch tritt beim öffnen und Schließen ein wirksamer Schleifvorgang auf. Durch das unter Druck satt am Ventilsitz anliegende Ventilglied können daher Verbrennungsrückstände sicher entfernt werden. Das mit der Ventilspindel fest verbundene Ventilglied hat einen geringen Raumaufwand und seine Abmessungen sind in großen Grenzen frei wählbar.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Bei Verwendung eines Ventils gemäß der Erfindung mit einer Druckmeßeinrichtung können jederzeit äußerst zuverlässige Anzeige- und Aufzeichnungswerte erhalten werden, da die Messung frei von einer Beeinflussung durch im Ventil zurückgebliebene Gasreste und dem durch diese ausgeübten Druck ist Das Ventil ist auch gegen ein Lockern oder eine freie leichte Bewegung der Ventilspindel sowie gegen Leckverluste geschützt. Es ist daher auch bei sich stark ändernden thermischen Bedingungen oder auch bei starken Vibrationen und Schwingungen ohne Risiko verwendbar. Durch das Anpassen oder Einschleifen der Ventilspindel am Ventilsitz und aufgrund des Durchspülen!» des Ventils ist sichergestellt, daß sich am Ventil keine Verbrennungsrückstände absetzen und daher auch keine Leckverlust auftreten. Das Ventil kann genauso gut bei Gasen verwendet werden, die beträchtliche Verbrennungsrückstände und/oder feste

Staubpartikeln wie Schmutz od. dgl enthalten, so daß das Ventil auch in einem solchen Fall einwandfrei arbeitet

Pie Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, die einen Längsschnitt durch ein Ventil zur vorübergehenden Beaufschlagung einer nicht dargestellten Druckmeßeinrichtung zeigt

Das Ventil hat ein Ventilgehäuse 1 mit einer Ventilkammer 2 und mit einer Fluideinlaßöffnung 3, die sich vom unteren Teil des in eine Kopfabdeckplatte einer Dieselmaschine eingesetzten Ventilgehäuses 1 durch die zur Aufnahme des zu messenden Verbrennungsgases vorgesehene Ventilkammer 2 erstreckt Am oberen Ende der Fluid-Einlaßöffnung 3 ist ein Hauptventilsitz 4 vorgesehen. Ferner weist das Ventil eine Fluid-Auslaßöffnung 5, die zum Ableiten des Fluids von einer Seite der Ventilkammer 2 an eine Druckmeßbzw, -anzeigeeinrichtung ankuppelbar ist, sowie eine Ventilspindel 6 auf.

An der Ventilspindel 6 ist unten ein Ventf'glied 7 ausgebildet, das zum öffnen und Verschließen der Fluid-Einlaßöffnung in satte Anlage und außer Anlage mit dem Ventilsitz 4 kommen kann, indem es durch Drehen eines am oberen Ende der Spindel angebrachten Griffes 11 von Hand auf- und abwärts verschoben wird. Über dem Ventilkopf ist an der Spindel ein Führungsteil 8 ausgebildet, der in axialer Richtung entlang der Innenwandung 9 der zylindrischen Mittenbohrung des Ventilgehäuses 1 auf- und abwärts verschiebbar ist; der obere Teil der Spindel ist als eine in axialer Richtung verlaufende Schraube 10 ausgebildet.

Der obere Teil das Ventilgehäuses 1 ist mit einem becherförmig ausgebildeten Ventildeckel 12 verschraubt, in den ein Führungsglied 13 eingesetzt ist, das mit seiner schraubenförmig ausgebildeten Innenwandung den ebenfalls als Schaube ausgebildeten Teil der Spindel hält und auf die die Federkraft einer Druckschraubenfeder 15 wirkt, die zwischen einer Schulter 14 am unteren Teil des Führungsgliedes 13 und der oberen Abdeckung des Ventildeckels 12 eingesetzt ist. Das Führungsglied 13 kann in axialer Richtung zu dem höchsten Punkt, wo seine obere, in seinem mittleren Teil ausgebildete Schulter von innen an der Oberseite des Ventildeckels 12 anliegt, und zu dem untersten Punkt verschoben werden, wo die Unterseite der Schulter 14 mit einer entsprechenden Fläche des Ventilgehäuses 1 in Anlage kommt.

Ferner ist oben in der Ventilkammer 2 entlang der Unterseite der in axialer Richtung verlautenden, zylindrischen Innenwand 9 des mittleren Teils des Ventilgehäuses 1 ein zusätzlicher Ventilsitz 16 ausgebildet, dessen Innendurchmesser kleiner als der Außendurchmesser des Ventilgliedes 7 an dessen oberem Rand ist; die obere Schulter des Ventilgliedes 7 kann in Anlage und außer Anlage mit dem zusätzlichen Ventilsitz 16 kommen.

Bei einem zwischen dem Ventilkopf 7 und dem Führungsteil 8 liegenden Teil 17 ist der Außendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser des zusätzlichen Ventilsitzes 16. Genau über dem zusätzlichen to Ventilsitz 16 befindet sich eine Strömungskammer 18, die über eine in dem Gehäuse 1 ausgebildete Entlüftungsöffnung 19 nach außen, d. h. zur Umgebung hin, offen ist.

Der Ventildeckel 12 weist seitlich eine Ventilations- <v> öffnung 20 auf, über die der Innenraum des Ventildekkels 12 mit der äußeren Umgebungsluft in Verbindung steht.

Im folgenden wird die Arbeitsweise des Ventils gemäß der Erfindung beschrieben, an das eine Druckanzeige- oder -meßeinrichtung anschließbar ist In der Zeichnung ist das Ventil im geschlossenen Zustand dargestellt; hierbei ist das Ventilglied 7 an den Hauptventilsitz 4 angedrückt, wodurch die Fluid-Einlaßöffnung 3 verschlossen ist und verhindert ist, daß Verbrennungsgas in die Ventilkammer 2 strömt Mit der Druckmeßeinrichtung, die über die Fluid-Auslaßöffnung 5 mit der Ventilkammer 2 verbunden ist kann daher keine Messung durchgeführt werden.

Da das Ventilglied 7 nicht an dem zusätzlichen Ventilsitz 16 anliegt steht die Ventilkammer 2 über die Strömungskammer 18 mit der Entlüftungsöffnung 19 in Verbindung, so daß das in der Druckanzeige- und -meßeinrichtung übriggebliebene Verbrennungsgas aus dem Ventil über die Fluid-Auslaßöffnung 5, die Ventilkammer 2, die Strömungskammer 18 und die Entlüftungsöffnung 19 abgeleitet wird, so daß der Innendruck der Meßeinrichtung gleich dem atmosphärischen Außendruck ist Hierdurch ist sichergestellt daß die Druckmeßeinrichtung jederzeit genaue Meßwerte und Aufzeichnungen angibt, die vollkommen frei von irgendeiner möglichen Beeinflussung durch zurückgebliebene Restgase und den durch sie ausgeübten Druck sind, so daß die geforderten Meßdaten mit einer ausreichenden Zuverlässigkeit und Genauigkeit erhalten werden.

Bsi der dargestellten Lage des geschlossenen Ventils ist das Führungsglied 13 in der höchsten Lage wiedergegeben, in der seine Schultern von innen an der Oberseite des Ventildeckels 12 anliegen und die Ventilfeder 15 zusammengepreßt ist; hierbei wird das Ventilglied 7 durch die Federwirkung der zusammengedrückten Feder 15 fest genug gegen den Hauptventilsitz 4 gedrückt

In dieser Lage kann durch sorgfältiges, wohl dosiertes Verdrehen des Ventilgriffes 11 eine bestimmte Berührungskraft zwischen dem Ventilglied 7 und dem Ventilsitz 4 unter der Wirkung der Kraft der Feder 15 erhalten werden, so daß ein Lockern der Spindel 6 und irgendein Verlust an Fluid verhindert ist, selbst wenn das Ventil einer thermischen Belastung oder Vibrationskräften ausgesetzt ist.

Um das Ventil zu öffnen, muß der Griff 11 entgegen dem Uhrzeigerdrehsinn verdreht werden, wodurch das in axialer Richtung wirksame Gewinde der Schraube 10 zurückgedreht wird, das Führungsglied 13 zuerst von der höchsten Lage nach unten in die tiefste Lage gedrückt wird und in Anlage mit der in dem Ventilgehäuse ausgebildeten Anschlagfläche kommt; das Führungsglied 13 wird dann durch die Kraft der Feder 15 gegen die Oberseite des Ventilgehäuses 1 gedrückt. Zu diesem Zeitpunkt beginnt sich die Ventilspindel 6 nach oben abzuheben, ihr Ventilglied 7 trennt sich von dem Hauptventilsitz 4 und berührt den oberen Ventilstitz 16.

In dem geöffneten Zustand des Ventils steht die Ventilkammer 2 mit der Fluid-Einlaßöffnung 3 in Verbindung, während die Verbindung zu der Entlüftungsöffnung 19 unterbrochen ist. Das Verbrennungsgas strömt dann durch die Fluid-Auslaßöffnung 5 in die Druckmeßeinrichtung, in der der Innendruck der zu messepHen Dieselmaschine gemessen wird, ohne daß über die Entlüftungsöffnung 19 Gas in die Umgebungsluft entwichen ist. Wie oben bereits ausgeführt, werden jedesmal, da in der Druckmeßeinrichtung keinerlei Gase zurückgeblieben sind, die genauen Druckwerte ange-

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zeigt bzw. aufgezeichnet.

Um das Ventil zu schließen, nachdem die erforderliche Messung vollständig durchgeführt ist, muß der Griff 11 in Uhrzeigerdrehrichtung gedreht werden, wodurch wiederum die Schraube 10 gedreht wird und das Ventilglied 7 von dem zusätzlichen Ventilsitz 16 aus nach unten gedrückt wird, bis das Ventilglied 7 in Anlage mit dem Hauptventilsitz 4 kommt. Bei weiterem kräftigem Drehen des Handgriffs It in derselben Richtung wird die Ventilspindel 6 zusammen mit ihrem Ventilglied 8 gedreht und reibt an dem Hauptventilsitz 4; gleichzeitig dreht sich die Schraube 10 und drückt das Führungsglied 13, das aufgrund der Federkraft der Druckfeder 15 satt an der Oberseite des Ventilgehäuses 1 angelegen hat, von seiner untersten Grenzlage in die oberste Grenziage, wobei die Federkraft der Druckfeder 15 überwunden wird. Das Ventil kehrt dann wieder in die geschlossene Lage zurück, die in der Zeichnung dargestellt ist.

Wenn das Ventil geschlossen ist, wird das Ventilglied 7 gedreht, während es durch die Federkraft der Druckfeder 15 entsprechend stark gegen den Hauptventilsitz 4 gedruckt wird. Durch diese Schleifbewegung können irgendwelche Verbrennungsrückstände, wie beispielsweise in dem Verbrennungsgas enthaltener Kohlenstoff, der an der Oberfläche des Hauptventilsitzes 4 anhaften kann, abgeschliffen und entfernt werden; durch eine ausreichende Andrückkraft kann auch ein Lecken oder Ausströmen verhindert werden, das sonst aufgrund der Ablagerung von Verbrennungsrückständen zwischen dem Ventilglied 7 und dem Hauptventilsitz 4 stattfinden könnte.

Um einer weiteren Erscheinung entgenzuwirken, daß nämlich verschiedene Arten von Schwefelsäurenebel, der durch Verbrennung des im allgemeinen schweflige Substanzen enthaltenden Dieselkraftstoffs erzeugt wird, die Ventilkammer 2 ausfüllen und sogar ins Innere des Ventildeckels 12 eindringen, indem sie sich an dem Führungsteil 8 der Ventilspindel 6 durcharbeiten,

ίο wodurch auch die Druckfeder 15 schnell korrodiert, weist das Ventil gemäß der Erfindung eine Ventilationsöffnung 20 auf, über die derartige Schwefelsäurenebel, die sonst das Innere des Ventildeckels 12 ausfüllen würden, in die Umgebungsluft entweichen können, so daß hierdurch die Druckfeder 15 keiner Korrosion ausgesetzt ist.

Während die Ventilspindel, wie oben ausgeführt ist, sich auf- oder abwärts bewegt, steht die Ventilkammer 2 zu einem bestimmten Zeitpunkt gleichzeitig sowohl mit der Fluid-Einlaßöffnung 3 als auch mit der Entlüftungsöffnung 19 in Verbindung, wobei dann das Verbrennungsgas über die Fluid-Einlaßöffnung 3, die Ventilkammer 2, die Strömungskammer 18 und die Entlüftungsöffnung 19 in die Umgebungsluft abgeleitet wird, wodurch eine Art Ausspülen dieser Teile erfolgt. Durch dieser »Spüleffekt« ist insbesondere verhindert, daß sich Verbrennungsrückstände an den beiden Ventilsitzen 4 und 16 absetzen oder sich verschiedene Öffnungen Kanäle, Schlitze, usw. verstopfen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 Patentansprüche:

1. Ventil zur vorübergehenden Beaufschlagung einer Druckmeßeinrichtung mit einem mit dieser Druckmeßeinrichtung verbindbaren und zwei Ventilsitze aufweisenden Ventilgehäuse, das eine Einlaßöffnung, eine Auslaßöffnung und eine Entlüftungsöffnung hat mit einem im Ventilgehäuse geführten, axial bewegbaren und mindestens teilweise einen radialen Abstand zum Ventilgehäuse aufweisenden ίο Ventilglied, das zwischen der Einlaßöffnung und der Auslaßöffnung wirksam ist, und mit einer zwischen einem Gehäusedeckel einerseits und mindestens zeitweise dem Ventilglied andererseits eingespannten Ventilfeder, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem mit einem Gewinde (10) fest verbundenen Ventilglied (7) und der Ventilfeder (15) ein mit dem Gewinde verschraubtes Führungsglisd (13) eingeschaltet ist, das an seinen beiden Enden je einen seinen Verschiebeweg begrenzenden Anschlagteil (14) aufweist

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (8, 9) des Ventilgliedes (7) im Ventilgehäuse (1) außerhalb des zwischen seinen beiden Schließteilen liegenden Bereiches angeordnet ist.

3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß auf der vom Ventilglied (7) abgewandten Seite des Führungsteils (8) im Bereich des Führungsgliedes (13) eine Ventilationsöffnung (20) im Ventildeckel (12) vorgesehen ist.