DE2410263A1

DE2410263A1 - Steuerventil mit stufenkolben

Info

Publication number: DE2410263A1
Application number: DE2410263A
Authority: DE
Inventors: Joseph Rueedi
Original assignee: Nova Werke AG
Current assignee: Nova Werke AG
Priority date: 1974-03-04
Filing date: 1974-03-04
Publication date: 1975-09-11
Also published as: DE2410263C2; JPS50125313A

Description

DR.-ING. EUGEN MASEFt

DFL-ING. EC&UUID WOLF _o , _Λ _{n 0} _c ₀

PATENTANWÄLTE ^ ^ I U /C D O

7 STÜTTGAHT1

STR ia tel. 242761-2

_Λ Ii 5j{j 14. Februar 1974 RS/ju

NOVA-WERKE AG, Vogelsangstrasse, Θ307 Effretikon / Illnau

Schweiz

Steuerventil mit Stufenkolben

Die Erfindung betrifft ein Steuerventil mit Stufenkolben, insbesondere für die Druckluftanlassung von Dieselmotoren.

Solcher Steuerventile werden als indirekte Anlassventile über einen Verteiler mit Steuerluft versorgt und geben beim Oeffnen den Weg für die Anlassluft zum Motor frei.

Wesentlich für die Güte eines Anlassventils ist das schnelle Oeffnen und Schliessen der Ventile, um die motorbedingten maximalen Steuerzeiten voll für das Starten auszunutzen. Dies verringert den Anlassluftverbrauch und erhöht die Startdrehzahl.

Bei den bisher bekannten, einfach wirkenden, indirekten Anlassventilen wurde dieses Ergebnis nur unzureichend erreicht. Verbesserungen durch einen Stufenkolben brachten schnellere Oeffnungs· zeiten, führten jedoch zu höherem Bauaufwand durch doppelte Dichtungen und konnten das Schliessverhalten nicht beeinflussen.

609837/0106

Gute Ergebnisse wurden mit doppelt gesteuerten Anlassventilen erreicht, wobei jedoch bei dieser Lösung das gesamte Anlasssystem durch doppelten Verteiler und zweifache Rohrleitungen so kompli ziert wird, dass der erforderliche Aufwand nur bei sehr grossen Motoren vertretbar ist.

Ein weiteres Merkmal bekannter Anlassventile ist die komplizierte Form des Ventils durch die Befestigung des Steuerkolbens und die Führung des Ventils im Gehäuse. Ventile dieser Bauart werden aus vollem Material gedreht und fordern einen hohen Material- und Arbeitsaufwand (hochlegierter Ventilstahl).

Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines einfach wirkenden Steuerventils mit Stufenkolben mit einfacher Kolbenabdichtung, das aus standardisierbaren, und teilweise handelsüblichen Teilen aufgebaut ist.

Weiter bezweckt die Erfindung ein besseres Schliessverhalten als bei den bisher bekannten Steuerventilen mit Stufenkolben.

Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass der Stufenkolben kraftschlüssig mit einem, in einer Führungsbohrung gleitenden Führungsstern mit Ventilschaft und Ventilteller verbunden ist, wobei der Stufenkolben mit einer gerillten, als Labyrinthdichtung wirkenden Umfangsflache eines oberen, im Durchmesser erweiterten Teils gleitend in einem ersten Bohrungsabschnitt eines Ventilgehäuses angeordnet ist und mit einem unteren, verjüngten und eine Dichtung tragenden Teil dichtend in einem zweiten Bohrungsabschnitt des Ventilgehäuses gleitet, dass ferner eine Kammer, die über die als Labyrinthdichtung ausgebildeten Rillen mit Steuerluft in Verbindung steht, zwischen den beiden Teilen und den beiden Abschnitten angeordnet ist, derart, dass während der Oeffnungszeit des Steuerventils ein Druck in der Kammer aufgebaut wird, der beim Schliessen des Steuerventils den Schliessvorgang beschleunigt.

509837/0106

Zweckmässig wird der Führungsstern auf den Ventilschaft ge- .. presst, wobei die Führungsbohrung in einem Ventilsitzeinsatz angeordnet sein kann, der sich seinerseits am unteren Ende des Ventilgehäuses befinden kann.

Im folgenden wird anhand der Zeichnung, die einen Längsschnitt durch ein Steuerventil in geschlossenem Zustand darstellt, ein Ausführungsbeispiel näher beschrieben.

Das in der Zeichnung dargestellte Steuerventil besteht aus einem zylindrischen Ventilgehäuse 1, einem Gehäusedeckel 2, einem Ventilsitzeinsatz 3, einer Ventilfeder 5 und einer Baugruppe gebildet aus einem Stufenkolben B, einer Halteschraube 7, einem konischen Haltering Θ, einem Ventilschaft 9 mit Ventilteller und einem Führungsstern 4.

Das Steuerventil ist als fertig montierte Einheit in einen Zylinderkopf 11 eingesetzt und mittels O-Ringen 12 abgedichtet .

Der obere erweiterte Teil 13 des Stufenkolbens B gleitet in einem ersten Bohrungsabschnitt 14 des Ventilgehäuses 1. Der Teil 13 ist an seiner Umfangsflache 15 mit Rillen 34 versehen, die als Labyrinthdichtung gegen die Innenwand des Bohrungsabschnittes wirken.

Der untere, im Durchmesser kleinere Teil 16 des Stufenkolbens

mit O-Ring ist mit einer Nute 17 und einer als Glyd-RingVausgebildeten Dichtung 1B versehen und gleitet dichtend in einem zweiten, engeren Bohrungsabschnitt 19 des Ventilgehäuses 1.

509837/0106

Durch die beiden Bohrungsabschnitte 14 und 19 und die beiden Teile 13 und 16 des Stufenkolbens B wird eine Kammer C gebildet, die über die Labyrinthdichtung mit der Steuerluft S in Verbindung steht.

Der Stufenkolben 6 weist oben eine Gewindebohrung 20 auf zur Aufnahme der Halteschraube 7. Eine untere Bohrung 21 mit einer konischen Erweiterung 22 mündet in die Gewindebohrung 20.

Die untere Bohrung 21 dient zur Aufnahme des freien Endes 23 des Ventilschaftes 9 und des konischen Halteringes 8, der in der konischen Erweiterung 22 sitzt und mit einer Sicherungsnut 24 am freien Ende 23 des Ventilschaftes zusammenwirkt. Die Stirnseite des freien Endes 23 liegt auf der unteren Stirnseite 25 der Halteschraube 7 auf.

Im zusammengebauten Zustand bilden Stufenkolben 6, Halteschraube 7, Haltering Θ, Ventilschaft 9 mit Ventilteller 10 und Führungsstern 4 eine form- und kraftschlüssige Baugruppe.

Das untere Ende 26 des Ventilgehäuses 1 trägt den Ventilsitzeinsatz 3 mit der Führungsbohrung 35. Der Führungsstern 4 ist durch eine Pressitzbohrung (27) mit dem Ventilschaft 9 verbunden.

Die Ventilfeder 5 stützt sich in bekannter Weise am Gehäuse ab und drückt den Stufenkolben 6 nach oben,um das Steuerventil bei geschlossener Steuerluftzufuhr verschlossen zu halten.

Beim Anlassen wird die von einem nicht dargestellten Verteiler kommende Steuerluft S dem Steuerventil durch den Gehäusedeckel 2 zugeleitet. Die Steuerluft beaufschlagt die obere Ringfläche 28 des oberen Teils 13 des Stufenkolbens 6 und die obere Stirnfläche 29 der Halteschraube 7. Der Stufenkolben wird dadurch gegen die

509837/010 6

Federkraft der Ventilfeder 5 und gegen den, auf die untere Ventil· tellerfläche 30 wirkenden Verdichtungsdruck des Motors nach unten getrieben. Dadurch wird das Steuerventil geöffnet und die Anlassluft A kann in den Zylinderraum des Motors gelangen.

Das Steuerventil ist so gebaut, dass die Anlassluft A sowohl auf die obere Ventiltellerfläche 31 wie auch auf eine untere Ringfläche 33 des unteren Teils 16 des Stufenkolbens 6 einwirken kann.

Während der Oeffnungszeit des Steuerventils baut sich in der Kammer C, unter dem Einfluss der Steuerluft S ein Druck auf, der auf eine untere Ringfläche 32 des oberen Teils 13 des Stufenkolbens 6 einwirkt. Dadurch wird der Schliessvorgang, der durch den Unterbruch der Steuerluftzufuhr eingeleitet wird, stark beschleunigt. Durch die gleichzeitige Wirkung der Federkraft, des Druckes in der Kammer C und des Druckes im Zylinderraum auf die untere Ventiltellerfläche 30 werden Schliessgeschwindigkeiten erreicht, wie sie sonst nur durch aufwendige, doppelt gesteuerte Ventile erhalten werden.

Durch die konstruktive Auslegung des Steuerventils mit separatem Führungsstern 4 und einfacher Stufenkolbenabdichtung 18 und 34 wird der Herstellungsaufwand"niedrig gehalten. Zweckmässig können handelsübliche Teile wie zum Beispiel Ventilschaft 9 mit Tellerventil 10 und Haltering 8 verwendet werden. Auch ist das Steuerventil geeignet, um aus standardisierbaren Teilen hergestellt zu werden.

- 5 509837/0106

Claims

Ansprüche

(1. j Steuerventil mit Stufenkolben, insbesondere für die Druckluftanlassung von Dieselmotoren, dadurch gekennzeichnet, dass der Stufenkolben (6) kraftschlüssig mit einem in einer Führungsbohrung (35) gleitenden Führungsstern (4) mit Ventilschaft (9) und Ventilteller C10) verbunden ist, wobei der Stufenkolben (6) mit einer gerillten, als Labyrinthdichtung wirkenden Umfangsflache (15) eines oberen, im Durchmesser erweiterten Teils (13) gleitend in einem ersten Bohrungsabschnitt (14) eines Ventilgehäuses (1) angeordnet ist und mit einem unteren, verjüngten und eine Dichtung (18) tragenden Teil (16) dichtend in einem zweiten Bohrungsabschnitt (19) des Ventilgehäuses (1) gleitet, dass ferner eine Kammer (C), die über die als Labyrinthdichtung ausgebildeten Rillen (34) mit Steuerluft (S) in Verbindung steht, zwischen den beiden Teilen (13, 16) und den beiden Abschnitten (14, 19) angeordnet ist, derart dass während der Oeffnungszeit des Steuerventils ein Druck in der Kammer (C) aufgebaut wird, der beim Schliessen des Steuerventils den Schliessvorgang beschleunigt.
2. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsstern (4) auf den Ventilschaft (9) gepresst ist, und dass die Führungsbohrung (35) in einem Einsatz (3) angeordnet ist, der sich am unteren Ende (26) des Ventilgehäuses (1) befindet.

-B-

509837/0106
3. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stufenkolben (6) mit einer Gewindebohrung (20) zur Aufnahme einer Halteschraube (7) versehen ist, und dass er eine untere, engere Bohrung (21) mit einer konischen Erweiterung (22) aufweist zur Aufnahme des freien Endes (23) des Ventilschaftes (9) und eines konischen Halteringes (8), wobei das freie Ende (23) eine mit dem Haltering (8) zusammenwirkende Sicherungsnut(24) aufweist und mit seiner Stirnfläche auf der unteren Stirnfläche (25) der Halteschraube (7) aufliegt, dass ferner die Dichtung (18) ein Glyd-Ring mit O-Ring ist.

— "7 —

509837/0106

Leerseite