DE2556738A1 - Ausfallsicheres entlastungsventil - Google Patents

Ausfallsicheres entlastungsventil

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DE2556738A1
DE2556738A1 DE19752556738 DE2556738A DE2556738A1 DE 2556738 A1 DE2556738 A1 DE 2556738A1 DE 19752556738 DE19752556738 DE 19752556738 DE 2556738 A DE2556738 A DE 2556738A DE 2556738 A1 DE2556738 A1 DE 2556738A1
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Description

PATENTANWÄLTE DR. ANDREJEWSKI
DR.-ING. HONKE DIPL.-ING. GESTHUYSEN
DR. MASCH 43 ESSEN, THEATERPLATZ 3
Essen, den 16. Dezember 1975 (47 245/MS:)
ACF Industries Incorporated York (USA)
Ausfallsicheres Entlastungsventil
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Die Erfindung "bezieht sich auf ein Entlastungsventil, insbesondere auf ein solches, das im Auspuffsystem für Verbrennungsmotoren Anwendung findet. In Bezug auf ein solches ist die Erfindung im folgenden beschrieben, jedoch wird der Fachmann erkennen, daß die Anwendungsliiöglichkeifcen sich auf ein weiter umgrenztes Gebiet erstrecken.
In letzter Zeit sind eine Anzahl Untersuchungen mit dem Ziel unternommen worden, die durch Verbrennungsmotoren der Fahrzeuge verursachte Luftverschmutzung zu vermindern. Ein sichtlich im Vordergrund stehendes Verfahren besteht darin, in das Auspuffsystem des Motors Luft mittels einer Pumpe, die üblicherweise von der Kurbelwelle aus angetrieben ist, einzublasen. Die in das Auspuffgas eingeblasene Luft fördert die weitere Verbrennung der aus den Auspuffventilen austretenden Gase, die vor ihrem Austritt ins Freie diesem zusätzlichen Verbrenmings\axrgaqg unterliegen. Eine weitere Verminderung von aus dein Motor austretenden luftverunreinigenden.Stoffen kann man erreichen, wenn man die Auspuffgase einen Koiivertierungskatalysator durchlaufen läßt.
Solche Anordnungen, bei denen Ltiftpumpen in Verbindung mit einem Konvertierungskatalysator verwendet werden, um vollständigere Verbrennung im Auspuffsystem zu unterstützen, sind mit gewissen Schwierigkeiten verbunden, die bislang technisch noch nicht gelöst worden sind. Z.B. sind die Katalysatoren verhältnismäßig teuer, und durch übermäßig heiße Auspuffgase können sie beschädigt werden. Es müssen daher Vorkehrungen getroffen sein, die den Katalysator betriebssicher schützen, während sie gleichzeitig das Verbrennen der Auspuffgase ermöglichen. Bei Fehlen solcher "Vorkehrungen können Funktionsstörungen an dem einen oder anderen Fahrzeugteil Schäden an sonst damit nicht in Beziehung stehenden Bestandteilen des Auspuffsystems verursachen. Insbesondere ist der Konvertierungskatalysator gegen Überhitzung empfindlich, die ein-
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treten kann, wenn während "bestimmter Perioden des Fahrbetriebs dem Auspuffsystem zu viel Luft zugeführt wird.
Membrangesteuerte Entlastungsventile sind bekannt. Ein derartiges Ventil ist z.B. in der US-PS 3 520 320 beschrieben. Desgleichen gehören ausfallsichere Vorrichtungen zum Stande der Technik.
Im allgemeinen sind die bisher bekannten Ventile dazu bestimmt, mit einer Luftpumpe zusammenzuarbeiten, die gewöhnlich von der Kurbelwelle des Motors aus durch einen Riemen oder ein anderes mechanisches Übertragungsmittel betrieben wird. Das Ventil ist in eine die Pumpe mit dem Auspuffsystem verbindende Leitung eingeschaltet. Druckmeßfühler sind vorgesehen, um den Unterdruck im Verteilerrohr zu messen und die Ilauptluftzufuhr ins Auspuffsystem auf Grund des Druckes zu steuern. Die am meisten für diesen Zweck verwendeten Luftpumpen sind Verdrängerpumpen. Bei dieser Purapenart wächst die Menge der geförderten Luft mit der Motordrehzahl. Diese Steigerung der Fördermenge ist im allgemeinen nicht zur richtigen Verbrennung verbrennbarer Gase im Auspuff erforderlich. Die oben erwähnten bekannten Vorrichtungen enthalten Einrichtungen zur Regelung des Luftzutrittes ins Auspuffsystem, und zwar ist die Bewegung des Verschlußstückes des Ilauptventils auf einen vorbestimmten Weg begrenzt, so daß die Offenstellung des Hauptventils einer bekannten Lufteinlaßmenge entspricht. Überschüssige Luft wird durch ein Überdruckventil ins Freie ausgelassen. Diese bekannten Vorrichtungen arbeiten zwar an sich zweckentsprechend, aber die Konvertierungskatalysatoren können schon durch übermäßige Erhitzung infolge längeren Schnellfahrens des Fahrzeuges Schaden leiden, auch ohne, daß andere Ursachen hinzutreten.
Das erfindungsgemäße Ventil vermeidet Schädigungen an den Katalysatoren atich bei längerdauernder Schnellfahrt, z. B. dadurch, daß Vorsorge getroffen ist, das den Lufteintritt ins Auspuffsystem steuernde Hauptventil zu schlie-
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ßen, sobald das Entlastungsventil in Tätigkeit tritt. Diese Konstruktion setzt auch die Ventilkosten herab, da die Abluft das Schließen des Ilauptventils unterstützt und damit die von der Feder des Ilauptventils aufzubringende Andrückkraft vermindert. Infolge dessen kann auch die beim erfindungsgemäßen Ventil anwendbare kostensparende Federkonstruktion nicht bei Ventilen bekannter Bauart verwendet werden.
Eine der Aufgaben der Erfindung ist es, ein Entlastungsventil für einen Verbrennungsmotor zu schaffen, welches auch bei Druckabfall im Auspuff ausfallsicher ist.
Außerdem ist es Ziel der Erfindung, eine Ventilanordnung anzugeben, bei welcher das membrangesteuerte Verschlußstück des IIauptrentils bei Eintritt vorbestimmter Bedingungen, nämlich bei zu hoher Luftanlieferung, schließt,
1/eiters zielt die Erfindung auf ein Ventil mit zwei Verschlußstücken und zweierlei Vorrichtungen zum Verschließen je eines derselben ab, alles dies bei einer einzigen Ventilspindel.
Weitere Merkmale und Vorzüge der Erfindung ergeben sich für den Fachmann im Lichte der folgenden Beschreibung und der sie veranschaulichenden Zeichnung.
Erfindungsgemäß ist das mit drei Öffnungen nach außen versehene Ventil allgemein ausgedrückt so angelegt, daß der Ilauptdurchgang schließt, wenn vorbestimmte Bedingungen auf das Ventil einwirken. Das Ventil enthält ein membranbetätigtes Haupt-Verschlußstück und ein von diesem unabhängig betätigbares zwangsschliissiges Entlastungs-Verschlußstück. Hierbei ist vorgesehen, daß das naupt-Verschlußstück schließt, sobald das Entlastungs-Verschlußstück in Tätigkeit tritt.
Die beiden Figuren der Zeichnung 1 und 2 zeigen das erfindungsgemäße Ventil im Längsschnitt, und zwar in zwei verschiedenen BetriebsStellungen.
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Wie in Fig. 1 gezeigt, ist das erfindungsgemäße Ventil in einem Ventilgehäuse 2 untergeljracht, das üblicherweise in Druckguß hergestellt ist. Dem Gehäuse 2 ist ein Einlaßstutzen 3 angeformt. Ferner weist es einen Auslaß h auf, in welchen ein Auslaßstutzen 5 mit Preßsitz einsetz-"bar ist. Sowohl Einlaß- wie Auslaßstutzen können einstükkig mit dein Gehäuse hergestellt oder auch getrennt angefertigt und später mit ihm auf irgend eine Weise verbunden sein, sei es durch Anschweißen, Einpassen oder auf andere Weise.
Das Ventilgehäuse 2 weist an seiner Oberseite einen Kragen 6 auf, in dem der EnHastungs-Auslaß 7 angeordnet ist. An dem Kragen 6 ist auch ein Schalldämpfer-Eleuent 8 angebracht. Letzteres kann in beliebiger Bauart ausgeführt sein, wenn es nur die Schallstärke des vom Luftdurchgang durch das Ventil hervorgerufenen Geräusches vermindert. Ein Filz-Schalldämpfer aus streifen- oder faserförmigein Material hat sich als zweckmäßig erwiesen. Der Schalldämpfer 8 ist von einer seitlichen Außenwand 62 und einer Deckwand 9 umschlossen. Letztere weist eine Anzahl erhabener Öffnungen 10 auf, durch welche vom Auslaß 7 kommende Luft austreten kann. Die Seitenwand 62 sitzt mit einer Sicke in einer Ringnut 63 des Ventilgehäuses 2, wodurch der Schalldämpfer mit dem Gehäuse vex-bunden ist.
Wie aus der Zeichnung zu erkennen, verläuft die zylindrische Außenfläche 60 des Kragens 6 im wesenüichen senkrecht, wogegen sich die Innenfläche 6l aus einer, den Auslaß "J umgebenden Ventilsitzfläche 11, einer Federaüflagefläche 12, einer kegeligen Fläche 13 und einer im wesentlichen lotrecht zylindrischen Fläche ±h zusammensetzt (vgl. Fig. 1)(, Die Gestaltung der Innenfläche 6l ist für die Wirkungsweise des Ventils wesentlich. Dies wird weiter-unten erklärt.
Der Einlaßstutzen 3 mündet in eine Ventilkammer 155 welche über eins Auslaßkammer 15a mit dem Auslaß h in Ver-
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bindung steht. Zwischen diesen "beiden Kammern befindet sich das durch das Vcrschlußstück Ui und den Sitz 16 definierte üauptventil. Die Sitzfläche 16 ist an einer inneren Wand 6h des Ventilkörpers 2 ausgebildet.
Der untere Abschnitt 75 des Gehäuses 2 ist durch eine Ringwandung 18 gebildet, welche, zusammen mit noch zu erwähnenden Teilen, die Umgrenzung der Auslaßkammer 15a bildet. Längs des unteren Innenumfangs der Ringwandung 18 ist die Kammer 15a durch einen gewölbten Einsatz 19 verschlossen, der in die Ringwandung hinein- ■ gepreßt oder mit ihr auf andere Weise verbunden ist. Der Einsatz 19 ist, in senkrechter Projektion gesehen, ringförmig. Seine obere Wandung 20 geht in der Mitte in eine Führungshülse 21 über. Diese bildet eine radiale Abstützung für die Ventilspindel 22 einer Meinbrananordnung 25, erlaubt jedoch der Ventilspindel eine axiale Bewegung, welche durch die Durchbiegung der Membran 56 gesteuert wird. Nach außen geht die obere Wandung 20 des Einsatzes 19 in eine zylindrische Seitenwandung 24 über, die den Einsatz mittels Reibungsschlusses an der Ringwandung 18 hält und die in einem nach außen abgebogenen Flansch 25 endet. Außerdem ist in der Seitenwandung mindestens eine Öffnung 26 vorgesehen, die mit einem Ringkanal 27 im unteren Abschnitt 75 des Ventilgehäuses 2 in Verbindung steht. Der Kanal steht seinerseits durch eine (nicht gezeigte) Öffnung im Gehäuse mit der Außenluft in Verbindung. Folglich steht eine durch den Einsatz 19 gebildete obere Teilkammer 65 der Membrankammer 28 unter dem Einfluß des äußeren Luftdruckes. Eine zweite, untere Teilkammer 66 ist durch eine Abdeckhaube 29 abgeschlossen.
Die Abdeckhaube 29 besitzt eine Seitenwandung 30, an die sich ein flanschartiger Membranhalter 31 anschließt, welch letzterer in einen zylindrischen Rand 32 übergeht. Mit diesem Rand 52, der auf das untere Ende der Ringwandung 18 aufgepreßt ist, ist die Abdeckhaube 29 an dem Ventilgehäuse 2 befestigt. Ferner weist die einstückig geformte Abdeckhaube 29 eine Bodenwandung 33 auf, welche einen
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Endanschlag für die Ventilspindel 32 "bildet und welche eine Mittenöffnung 34 aufweist, die als ein aus der Bodenebene nach unten herausragender Rohransatz 35 ausgebildet ist. Dieser Ansatz 35 ist vorzugsweise ebenfalls einstückig mit der Haube 29 gefertigt, er kann aber auch gesondert hergestellt und in die Mittenöffnung 34 der Haube auf beliebige Weise eingesetzt sein. Beide Möglichkeiten sind annehmbar. Der Rohransatz 35 dient dazu, die untere Teilkammer 66 der Membrankammer 28 mit einer (nicht gezeigten) Vakuumquelle zu verbinden.
Die Membrananordnung 23 umfaßt die Ventilspindel 22 und die Membran 36. Letztere ist zwischen einer oberen und einer unteren Stützplatte 37 bzw. 38 angeordnet. Die beiden Stützplatten sind mit der Ventilspindel 22 an deren Ende 39 fest verbunden. An sich ist die Konstruktion der Membrananordnung konventionell und nicht im einzelnen beschrieben. Der Fachmann kennt eine Reihe von Gestaltungsmöglichkeiten dafür. Die untere Platte 38 ist gewöhnlich mit einer abgebogenen Lippe 40 versehen. Diese ist für die Arbeit des Ventils sehr wichtig, wie weiter unten erklärt werden wird. Die Membran 36 ist an ihrer Randzone längs der Unterkante der Ringwandung 18 zwischen dem Flansch 25 des Einsatzes 19 und dem flanschartigen Membranhalter 31 der Abdeckhaube 29 festgeklemmt.
Das Verschlußstück 42 des Hauptventils ist auf beliebige Weise an der Ventilspindel 22 befestigt. Das Ventil kann mindestens eine erste. Stellung und eine zweite Stellung einnehmen, wie in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigt (vgl. auch die ausgezogene und die gestrichelte Darstellung in Fig. 1).
Am oberen Ende 42 der Ventilspindel 22 ist ein Haltering 43 angebracht, der eine Scheibe 44 hält. Der Haltering kann in beliebiger Weise ausgeführt sein, z.B. kann ein üblicher Federring verwendet werden.
Die Scheibe 44 ist in Draufsicht im allgemeinen kreisringförmig. Rings um den ebenen mittleren Bereich weist sie
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eine der Versteifung dienende V/e llung 45 auf, die Außenkante 46 ist abgebogen. Durch die Mittenöffnung dringt die Ventilspindel 22. Unmittelbar innerhalb der Außenkante greift eine Schraubenfeder 47 an, die sich mit ihrem anderen Ende an der oben erwähnten Federauflagefläche 12 des Ventilgehäuses 2 abstützt. Die Feder ist mithin zwischen der Scheibe 'hh und dem Gehäuse 2 eingespannt. Die von der Feder 47 ausgeübte Kraft drückt die Scheibe hh gegen den Haltering 43. Die Feder trachtet sohin, die Ventilspindel 22 in Richtung nach oben zu bewegen.
Zwischen der Scheibe hh und dem Ventilteller 49 des Entlastungsventil^ h9/ll ist eine zweite Feder 48 eingespannt. Sie ist, wie die erstgenannte Feder 47» eine auf Druck beanspruchte Schraubenfeder und so bemessen, daß beide Federn in der weiter unten beschriebenen l/eise zusammenarbeiten.
Der Ventilteller 49 ist in Draufsicht kreisförmig. Er weist eine Federauflagefläche 50 und in der Mitte eine Art Nabe 51 mit einer Durchgangsöffnung für die Ventilspindel 22 auf.
Die Spindel 22 hat überall zylindrischen Querschnitt, jedoch mit vom oberen Ende 42 zum unteren Ende 39 in den drei Bereichen 52, 53 und 54 ansteigenden Durchmessern. Die Ventilteller 41 und 49 und die Scheibe 44 müssen in dieser Reihenfolge auf die Ventilspindel 22 aufgebracht werden, wobei die Mittenöffnungen in den Ventiltellern so bemessen sind, daß letztere sich an den durch die Durchmesserübergänge gebildeten Schulterflächen abstützen. Es können aber auch andere, zusätzliche konstruktive Maßnahmen vorgesehen sein,um ein Verschieben der Ventilteller in lliehtung auf daß untere Ende der Spindel zu verhindern, !fahrend-die Seheibe 44, wie bereits oben ausgeführt, durch Federkraft an den Haltering 43 angedrückt wird, ist der Ventilteller 49 frei, sich unabhängig von der Bewegung der Ventilspindel gegen die Kraft der Feder 48 von seiner Auflagefläche, d.i. die Schulterfläche 53/52$in Richtung auf das Spindelende 42 zu bewegen.
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Die Arbeitsweise des erfincUmgs gemäßen Ventils ist einfach. Das Ventil wird in die luftführende Leitung, die die Luftpumpe und das Auspuffsystem z.B. eines Motors verbindet, eingeschaltet. Der Druckanschluß der Pumpe wird mit dem Einlaßstutzei 3 verbunden, das Auspuffsystem mit dem AuslaPstutzei 5* und der Rohransatz 35 mit einer Vakuumquel-Ie.
Die normale Betriebsstellung ist in Fig. 2 dargestellt. Man erkennt, daß ein von außen wirkender Unterdruck durch den Rohransatz 35 auf die untere Teilkammer 66 der Membrankammer 28 einwirkt. Als Unterdruck- oder Vakuumquelle dient aweckmäßigerweise der Unterdruck, der in der Ansaugleitung herrscht (wenn das Ventil in Verbindung mit einem Verbrennungsmotor verwendet wird). Der. auf die Teilkammer 66 wirkende Unterdruck rtift eine Druckdifferenz beiderseits der Membran 36 hervor. Hierdurch ist der in der oberhalb der Membran liegenden Teilkammer 65 herrschende Außendruck imstande, die von der Druckfeder hl ausgeübte Kraft zu überwinden und die Membrananordnung 23 nach unten zu drücken (s. besonders Fig. 2).
Bei dieser Abwärtsbewegung kommt die untere Stützplatte 38 und besonders deren abgebogene Lippe kO in Be- . rührung mit der als Endanschlag wirkenden Bodenwandung 35. Hierdurch wird der Ausschlag der Membraiianordmmg 23 begrenzt. Die Wegstrecke, die der Ilauptventilteller hi zurücklegen kann, ist gleich der axial gemessenen Höhe der Seitenwandung 30 der Abdeckhaube "29. Abwärtsbewegung der Membraiianordmmg löst den Ventilteller hl von seinem Sitz l6, und gibt den Luftdurchiaß.vom Einlaßstutzen 13 durch die Kammern 15 und 15a zum Auslaßstutzen 5 frei.
Die in Fig. 2 gezeichnete Stellung ist die normale Betriebsstellung des Ventils, die zutrifft, wenn der Motor mit verhältnismäßig niedriger Drehzahl läuft.
Bei hohen Drehzahlen, z.B. bei Fahrtgeschwindigkeiten in der Größenordnung von 80 km/h (50 raph) kann eine (nicht gezeigte) vom Motor getriebene Luftpumpe, die üblicherweise
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eine Verdrängerpumpe ist, dem Ventil ein Übermaß an Luft zuführen, und unkontrollierter Ltif teintritt in das Auspuff system kann einem., in dem System befindlichen Konvertierungskatalysator Schaden zufügen. Eine ähnliche Schädigung kann bei über längere Zeit durchgehaltener hoher Reisegeschwindigkeit eintreten, auch wenn ein Grenzanschlag, ähnlich der Bodenwandung 33, vorgesehen ist, um den Luftzutritt zu begrenzen. Das erfindungsgemäße Ventil ist besonders daraufhin konstruiert, vor solchen Schädigungen Schutz zu gewähren. Da die Membrananordnung 23 in ihrem Axialausschlag durch die Bodenwandung 33 begrenzt ist, kann durch das Hauptventil kljl6 nur eine vorbestimmte Menge Luft hindurch. Infolgedessen kann sich in der Kammer 15 ein Druck aufbauen. Ist dieser hoch genug angestiegen, dann ist er stärker als die Feder 48, sodaß sich der Ventilteller 49 von seinem Sitz 11 abliebt. Daraufhin kann Luft aus dein Hauptventil 41/16 durch den Entlastungs-Durch- " laß 7 und den Schalldämpfer S abfließen. Die Strönmngsrichtung dieses Luftaustrittes verläuft zunächst radial nach außen, längs des Ventiltellers 49 und gegen die kegelige Fläche 13 der Innenfläche 6l. Von dieser kegeligen Fläche l3 wird mindestens ein Teil der Strömung in Richtung nach der Scheibe 44 zurückgeworfen. Die Bewegungsenergie dieser an die Scheibe anströmenden Luftuiassen drückt die Scheibe nach oben und zieht damit den Hauptventilteller 41 in Richtung nach dem Sitz 16. Hierdurch wird die dem Auspuffsystem durch das Ventil 4l/l6 zuströmende Luftmenge vermindert. Ist die Strömungsgewalt der aus dem Ventil 49/11 durchtretenden Luft stark genugy dann kann sie im Zusammenwirken mit der Kraft der Feder 47 das Ventil 4l/l6 schließen. Die von der Luftbewegung ausgeübte Kraftwirkung hält dieses Ventil auch weiterhin geschlossen, bis die Kraft der Feder 48 wieder den Druck in der Kammer 15 überwiegt, worauf das Ventil 49/11 wieder schließt.
Das erfindungsgeiiiäße Ventil weist auch eine Ausfallsicherheit auf, die die Bestandteile des Auspuffsystems für
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den Fall schützt, wenn der Unterdruck ausfällt, z.B. wenn die Valcuumleitung zum Rohransatz 35 gebrochen ist. Wenn •das eintritt, wird der Druck in den beiden Teilkaminern 65 und 66 gleichgroß, die Feder hl drückt die Ventilspindel 22 nach oben, und der Ventilteller 41 legt sich an den Ventilsitz l6 an. Die Membrananordnung 23 ist, solange der Rohransatz 35 nicht einem Unterdruck ausgesetzt ist, nicht fähig, die Kraftwirkung der Feder hl zu überwinden. . Wenn sich in der Kammer 15 wieder ein Druck aufbaut, würde dieser den Ventilteller h9 wieder abheben, sodaß Luft dort, durchströmen und beim Schalldämpfer entweichen kann..
Man erkennt, daß auf diesem Wege ein einfach konstruiertes, ausfallsicheres Ventil geschaffen ist, das alle Aufgaben, die die Erfindung sich gesetzt hat, erfüllt.
Für den Fachmann liegen im Rahmen der Erfindung Variationsmöglichkeiten offen. Z.B. kann das Schnittbild des Ventils anders gestaltet sein. Statt des beschriebenen Gußgehäuses kann ein aus Blech gefertigtes vorgesehen sein. Die Ventilteller können anders ausgebildet sein, und ebenso die Scheibe 44. Ferner können statt der kegeligen Fläche 13 andere Gestaltungsmittel vorgesehen sein, durch die die Luftströmung gegen die Scheibe lh gelenkt wird.
Die Erfindung ist definiert durch die folgenden
Patentansprüche:
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Claims (15)

  1. Patentansprüche
    ±.j Ventilanordnung mit einem Ventilgehäuse mit Hauptventil- und Entlastungs-Durchlässen und einem Verbindungsweg zwischen dem Haupt ventil- und dem Entlastungs-Durchlaß, gekennzeichnet durch eine im Inneren des Ventilgehäuses (2) vorgesehene, den Verbindungsweg teilweise begrenzende innere Wand (64) mit einem Entlastungsventilsitz (ii) und einem Hauptventilsitz (16), durch eine im Ventilgehäuse (2) eingebaute Membrananordnung (36/37/38), die unter dem Einfluß eines auf sie ausgeübten Fluidumdruckes bewegbar ist, und zu der eine Ventilspindel (22) gehört, welche ein unteres (39) und oberes Ende (42) aufweist und zwischen mindestens einer ersten und einer zweiten Stellung bewegbar ist, ferner durch ein Hauptventil-Verschlußstück (41), das mit der Ventilspindel (22) starr verbunden ist und in deren erster Stellung den Hauptventilsitz (i6) schließt, und ein Entlastungsventil-Verschlußstück (49), das auf der Ventilspindel (22) angeordnet, jedoch unabhängig von ihr beweglich ist, durch mit dem Ende der Ventilspindel (22) in Wirkverbindung stehende Mittel, welche die Membrananordnung (36/ 37/38) in die erste Stellung der Ventilspindel (22) drücken, und endlich durch mit dem oberen Ende (42) der Ventilspindel (22) in Wirkverbindung stehende Mittel, welche das Entlastungsventil-Verschlußstück (49) gegen den Entlastungsventilsitz (11) drücken.
  2. 2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel, welche die Membrananordnung (36/ 37/38) in die erste Stellung der Ventilspindel (22) drükken, durch eine Feder (47) gebildet sind, die zwischen einer am oberen Ende (42) der Ventilspindel sitzenden Scheibe (44) und dem Ventilgehäuse (2) eingespannt ist.
  3. 3. Ventilanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (2) in einen Kragen (6) ausläuft, der die Entlastungsventilöffnung (7) umgibt und
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    innen eine kegelige Fläche (13) aufweist, an welcher aus der Ventilöffnung (7) strömende Luft in Richtung auf die Scheibe (44) abgelenkt wird.
  4. 4. Ventilanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Membrankammer-Anordnung in Blechkonstruktion vorgesehen ist, mittels welcher die, die Membrananordnung (36/37/38) enthaltende, aus einer oberen (65) und einer unteren Teilkammer (66) bestehende Membrankammer (28) an das Ventilgehäuse (2) angebaut ist, und daß die die beiden Teilkammern voneinander trennende Membran (36) längs ihres Umfangsbereiehes eingespannt ist.
  5. 5. Ventilanordnung mit einem Ventilgehäuse mit Öffnungen für Ein- und Auslaß und mit Hauptventil- und Entlastungs-Durchlässen, gekennzeichnet durch einen Verbindungsweg zwischen der Einlaßöffnung (3)?dem Hauptventil-Durchlaß (4l/i6), dem Ent las tungs-Durchlaß (7) und der Auslaßöffnung (5)> ferner durch eine am Ventilgehäuse (2) angebaute Membrankammer (28), in welcher eine Membrananordnung (36/37/38) untergebracht ist, zu der eine Ventilspindel (22) mit einem unteren (39) und einem oberen Ende (42)sowie eine am unteren Ende (39) befestigte biegsame Membran (36) gehört, welche sich unter dem Einfluß auf sie wirkender Druckkräfte durchbiegt und dadurch mindestens eine erste und eine zweite Stellung der Spindel (22) festlegt, ferner durch ein Hauptventil-Verschlußstück (41), das mit der Ventilspindel (22) starr verbunden ist und in deren erster Stellung den Hauptventilsitz (16) schließt, und ein Entlastungsventil-Verschlußstücki (49), das auf der Ventilspindel (22) angeordnet, jedoch unabhängig von ihr beweglich ist, durch mit dem Ende der Ventilspindel (22) in Wirkverbindung stehende Mittel, welche die Membrananordnung (36/37/38) in die erste Stellung der Ventilspindel (22) drücken, und endlich durch mit dem oberen Ende (42) der Ventilspindel (22) in Wirkverbindung stehende Mittel, welche das Entlastungsventil-Versfehlußstück (49) gegen den Entlastungsventilsitz (11) drücken.
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  6. 6. Ventilanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Memb rank amine r (28) in eine obere (65) und untere Teilkammer (66) unterteilt ist, zwischen welchen die biegsame Membran (36) längs ihres Umfangs eingeklemmt ist, und daß die Bodenwandung (33) der unteren Teilkammer (66) einen Endanschlag für den Ausschlag der Membran in einer Axialrichtung bildet, wenn die Membrananordnung mit ihrer Durchbiegung die erste und zweite Stellung der Ventilspindel (22) festlegt.
  7. 7.Ventilanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel, welche die Membrananordnung (36/ 37/38) in die erste Stellung der Ventilspindel (22) drücken, durch eine Feder (47) gebildet sind, die zwischen einer am oberen Ende (42) der Ventilspindel sitzenden Scheibe (44) und dem Ventilgehäuse (2) eingespannt ist.
  8. 8. Ventilanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Ventilgehäuse (2) Mittel vorgesehen sind, welche ein durch die Entlastungsventilöffnung (7) ausströmendes Luftquantum gegen die Scheibe (44) ablenken.
  9. 9. Ventilanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel, wodurch auf den Ventilteller (49) des Entlastungsventils eine Vorspannkraft ausgeübt wird, eine zwischen diesen Ventilteller (49) und der Scheibe (44) eingespannte Feder ist.
  10. 10. Ventilanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel, welche die durch die Entlastungsventilöffnung (7) ausströmende Luft gegen die Scheibe (44) ablenken, durch eine die Ventilöffnung umgebende kegelige Wandfläche (13) des Ventilgehäuses (2) gebildet sind.
  11. 11. Ventilanordnung mit einem Ventilgehäuse mit Hauptventil- und Entlastungs-Durchlässen, gekennzeichnet durch eine Membrananordnung (36/37/38) mit einer biegsamen Membran (36), einer Ventilspindel (22) mit einem oberen (42) und unteren Ende (39), mit welch letzterem die Membran (36) in Wirkverbindung steht, wobei die Membrananordnung so in das Ventilgehäuse (2) eingebaut ist, daß sich die Ventilspin-
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    del in Auswirkung von an der Membran angreifenden Druckdifferenzen zwischen zumindest einer ersten und zweiten •Stellung verschieben kann, ferner durch ein Hauptventil-Verschlußstück (41) das mit der Ventilspindel (22) starr verbunden ist und in deren erster Stellung den Hauptventilsitz (l6) schließt, und ein Entlastungsventil-Versehlußstück (49), das auf der Ventilspindel (22) angeordnet, jedoch unabhängig von ihr beweglich ist, weiters durch Mittel, welche auf die Membrananordnung eine Kraft ausüben, um das Hauptventil-Verschlußstück (41) in Richtung auf Schließen des Hauptventil-Durchgangs (4l/l6) zu bewegen, welche Mittel eine am oberen Ende (42) der Ventilspindel (22) angebrachte Scheibe (44) umfassen, gegen welche aus dem Entlastungsventil-Durchgang (7) strömende Luft gerichtet ist, deren Bewegungsenergie die Membrananordnung in Richtung auf die Schließstellung bewegt.
  12. 12. Ventilanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß am Ventil eine Membrankammer (28) mit einer oberen (65) und unteren Teilkammer (66) und einer dazwischen angeordneten biegsamen Membran (36) anmontiert ist, deren untere Teilkammer einen Grenzansehlag enthält, welcher eine Bewegung der Membrananordnung (36/37/38) zum Verschieben der Ventilspindel (22)aus seiner ersten in seine zweite Stellung begrenzt.
  13. 13. Ventilanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (2) eine die Entlastungsventil-Öffnung (7) umgebende Wandung (13) aufweist, welche einen Luftstrom in Richtung auf die Scheibe (44)ablenkt.
  14. 14. Ventilanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um das Entlastungsventil-Verschlußstück (49) an seinen Ventilsitz (11) zu drücken, welche Mittel durch eine zwischen dem Verschlußstück (49) und der Scheibe (44) eingespannte Feder gebildet sind.
  15. 15. Ventilanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilspindel (22) einen zylindrischen,
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    jedoch in drei Durchmesserstufen (52, 53» 54) abgestuften Querschnitt hat, wobei das Entlastungsventil-Verschlußstück (49) zwischen dem ersten (52) und zweiten Abschnitt (53), hingegen das Hauptventil-VerschlußstUck (41) zwischen dem zweiten (53) und dritten Abschnitt (54) angeordnet ist.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4193383A (en) * 1978-07-27 1980-03-18 General Motors Corporation Vacuum operated valve arrangement
US4586320A (en) * 1983-06-09 1986-05-06 Furukawa Mfg. Co., Ltd. Packing apparatus
FR2665743A1 (fr) * 1990-08-09 1992-02-14 Pierburg Gmbh Clapet anti-retour pour un conduit de gaz.
CN104676054A (zh) * 2015-03-18 2015-06-03 温州市隆潮阀门有限公司 自动三通止回数字调节阀

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4280532A (en) * 1978-05-17 1981-07-28 Robertshaw Controls Company Control unit and method of making the same
US4242866A (en) * 1978-11-13 1981-01-06 Acf Industries, Incorporated By-pass valve
JPS61102574U (de) * 1984-12-11 1986-06-30
WO2012103526A2 (en) 2011-01-28 2012-08-02 Carefusion 207, Inc. Pressure relief device and system

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2391551A (en) * 1943-01-08 1945-12-25 United Aircraft Prod By-pass control valve
US3106820A (en) * 1959-01-19 1963-10-15 Thompson Ramo Wooldridge Inc Afterburner control method and apparatus
US3143135A (en) * 1961-10-27 1964-08-04 Wade & Co R M Drain means for irrigation pipe
US3430437A (en) * 1966-10-05 1969-03-04 Holley Carburetor Co Automotive exhaust emission system
US3520320A (en) * 1968-01-16 1970-07-14 Acf Ind Inc By-pass and pressure relief valve
US3479816A (en) * 1968-02-01 1969-11-25 Borg Warner By-pass valve for air injection system
US3616811A (en) * 1968-10-29 1971-11-02 Toyo Kogyo Co Control system for an automatic transmission of an automobile
JPS516375Y2 (de) * 1971-02-17 1976-02-21
JPS495052A (de) * 1972-04-26 1974-01-17
US3919843A (en) * 1972-12-12 1975-11-18 Renault Multifunction control valve
US3964259A (en) * 1973-08-06 1976-06-22 Acf Industries, Incorporated Multi condition relief valve
US3964515A (en) * 1974-12-23 1976-06-22 Acf Industries, Incorporated By-pass valve with pressure relief feature

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4193383A (en) * 1978-07-27 1980-03-18 General Motors Corporation Vacuum operated valve arrangement
US4586320A (en) * 1983-06-09 1986-05-06 Furukawa Mfg. Co., Ltd. Packing apparatus
FR2665743A1 (fr) * 1990-08-09 1992-02-14 Pierburg Gmbh Clapet anti-retour pour un conduit de gaz.
CN104676054A (zh) * 2015-03-18 2015-06-03 温州市隆潮阀门有限公司 自动三通止回数字调节阀
CN104676054B (zh) * 2015-03-18 2018-03-23 温州市隆潮阀门有限公司 自动三通止回数字调节阀

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Publication number Publication date
JPS5187830A (de) 1976-07-31
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CA1023639A (en) 1978-01-03
US4178953A (en) 1979-12-18

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