DE2836916A1

DE2836916A1 - Zeitverzoegerungsventil

Info

Publication number: DE2836916A1
Application number: DE19782836916
Authority: DE
Inventors: Benjamin C Benjamin
Original assignee: Schmelzer Corp
Current assignee: Schmelzer Corp
Priority date: 1977-08-25
Filing date: 1978-08-23
Publication date: 1979-03-01
Also published as: JPS5436626A; CA1097181A; FR2401375A1; JPS6032066B2; FR2401375B1; US4177831A

Description

Dipl.-Ing. H. MITSCHERLICH D-8000 MÜNCHEN 22

Dipl.-Ing. K. GUNSCHMANN Steinsdorfstraße 10

Dr.rer.nat. W. KÖRBER ^ <⁰⁸⁹> * ^{29 66 84}

Dipl.-Ing. J. SCHMIDT-EVERS - 3 -

PATENTANWÄLTE

SCHMELZER CORPORATION

Vinewood

Dar and, Michigan 4-8429, V. St. A.

Zeitverzögerungaventil

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf flexible Steuer- bzw. Regelventile und betrifft insbesondere Zeitverzögerungsventile, die das Strömen eines Fluides in einer Richtung begrenzen, jedoch ein relativ ungehindertes Strömen des Fluides in der entgegengesetzten Richtung zulassen.

Es sind bereits verschiedene Konstruktionen von flexiblen Rückschlagventilen vorgeschlagen worden, die in Fällen verwendet werden, in denen es insbesondere dann schwierig ist, den Einbau durchzuführen, wenn es sich um Ventile von kleinen Abmessungen handelt. Bei manchen mit Unterdruck arbeitenden Servomotoren, die dazu dienen, bestimmte Funktionen eines Vergasers zu steuern, ist es üblich, Zeitverzögerungsventile zu verwenden, doch sind die mit Unterdruck arbeitenden Servomotoren so klein, daß das eigentliche Ventil in vielen Fällen nur einen Durchmesser hat, der im Bereich von etwa 1 - 2 cm liegt. Nach seinem Einbau ragt ein solches Ventil durch eine Öffnung in einer Wand. Um die Anwendung eines gebräuchlichen Einbauverfahrens zu ermöglichen, wird das Ventil mit einem langgestreckten Schaft

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versehen, so daß man den Schaft von einer Seite der Wand aus durch die Öffnung führen kann, woraufhin man ein Werkzeug benutzt, um das Ventil von der anderen Seite der Wand aus in die gewünschte Lage zu ziehen. Danach kann das überschüssige Material des Ventilschaftes entfernt werden. Hierbei wird natürlich Material in einer erheblichen Menge vergeudet, und außerdem müssen beide Seiten der mit der Öffnung versehenen Wand zugänglich sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rückschlagventil der vorstehend genannten allgemeinen Art zu schaffen, das sich in eine Öffnung einer Wand einbauen läßt, wenn die Wand nur von einer Seite her zugänglich ist. Ferner soll ein Rückschlagventil geschaffen werden, das in eine Öffnung einer Wand eingebaut werden kann, und bei dem der innerhalb der Viand angeordnete Teil des Ventils eine Aussparung bildet, die es ermöglicht, ein Rohr einzuführen, und die geeignet ist, zeitweilig Teile des Ventils aufzunehmen, die einer Verformung ausgesetzt sind, während sie durch die Öffnung der Wand hindurchbewegt werden.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch die Schaffung eines Ventils zum Steuern einer sich durch eine Öffnung in einer Wand erstreckenden Strömungsverbindung gelöst, bei dem ein Bauteil aus einem elastischen Material vorhanden ist, das einen Kopfabschnitt aufweist, der auf einer Seite einer Wand angeordnet ist und einen größeren Durchmesser hat als die Öffnung, so daß der Kopfabschnitt die Öffnung verschließt, wenn er an der Wand anliegt. Um das Ventil in seiner Einbaulage zu halten, ist ein zentraler Schaftabschnitt vorhanden, der durch die Öffnung ragt, jedoch so bemessen ist, daß die Öffnung von einem Fluid durchströmt werden kann. Der zentrale Schaftabschnitt ist mit einem Anschlagabschnitt versehen, dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser der Öffnung, undder mit der von dem Kopfabschnitt abgewandten Seite der Wand zusammenarbeitet. Der Schaftabschnitt ist mit einer

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Aussparung versehen, die im Inneren des Schaftabschnitts eine ebene Bodenfläche aufweist, auf die man eine Kraft aufbringen kann, um einen Teil des Ventils durch die Öffnung der Wand hindurchzudrücken. Gleichzeitig bildet die Aussparung einen Raum, der zeitweilig Teile des Materials des Bauteils aufnehmen kann, wenn das Bauteil verformt wird, wie es erforderlich ist, wenn der genannte Teil des Ventils durch die Öffnung der Wand hindurchbewegt werden soll. Der Kopfabschnitt des Bauteils ist flexibel, so daß er sich bei Veränderungen der auf beiden Seiten der Wand herrschenden Drücke an die Wand anlegen bzw. sich von ihr abheben kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Stirnansicht eines erfindungsgemäßen Ventils, das in eine Öffnung einer Wand eingebaut ist;

Fig. 2 den vergrößerten Schnitt 2-2 in Fig. 1; und

Fig. 3 einen Axialschnitt eines Unterdruck-Servomotors, der die Verwendung des erfindungsgemäßen Ventils veranschaulicht.

Das erfindungsgemäße Ventil 10 ist geeignet, bei einem Unterdruck-Servomotor 12 verwendet zu werden, zu dem gemäß Fig. ein Gehäuse 14 gehört, in dem eine Membrananordnung 16 so unterstützt ist, daß sie ein Kraftabgabeglied 18 betätigen kann. Ein Ende des Gehäuses 14 weist eine innere Wand 20 auf, in die das Ventil 10 eingebaut ist. Der Raum auf der einen Seite der Wand 20 steht in Verbindung mit einem Einlaßrohr 22, das an eine Unterdruckquelle, z.B. die Ansaugleitung eines Kraftfahrzeugmotors, angeschlossen ist. Die andere Seite der Wand 20 begrenzt eine Kammer 24, deren anderes Ende durch die Membrananordnung 16 gebildet wird und über

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das Ventil 10 in Verbindung mit dem Einlaßrohr 22 steht.

Während des Betriebs des Unterdruck-Servomotors 12 sind die verschiedenen Kammern oder Hohlräume in dem Gehäuse 14 dem Druck der Atmosphäre ausgesetzt. Sobald der Motor des Kraftfahrzeugs in Betrieb gesetzt wird, steht an dem Einlaßrohr 22 der in der Ansaugleitung herrschende Unterdruck zur Verfügung, und das Ventil 10 hat die Aufgabe, den Unterdruck mit einer begrenzten Geschwindigkeit in der Kammer 24 zur Wirkung zu bringen, so daß während einer Zeitspanne von einigen Sekunden gemäß Fig. 3 in der Kammer 24 auf der linken Seite der Membrananordnung 16 ein Unterdruck herrscht. Auf die andere Seite der Membrananordnung 16 wirkt in einer Kammer 26 weiterhin der Druck der Atmosphäre, so daß die Membrananordnung entgegen der Kraft einer Feder 28 bewegt wird, um eine entsprechende Bewegung des Kraftabgabegliedes 18 herbeizuführen.

Sobald die Wirkung des Unterdrucks in dem Einlaßrohr 22 aufhört, z.B. wenn der Motor außer Betrieb gesetzt wird, kommt in dem Einlaßrohr wieder der Atmosphärendruck zur Wirkung. Da in der Kammer 24 ein Unterdruck vorhanden ist, besteht jetzt ein Druckunterschied, der das Ventil 10 veranlaßt, sich vollständig zu öffnen, um einen Druckausgleich auf beiden Seiten der Wand 20 herbeizuführen, so daß sich die Membrananordnung 16 in Richtung auf die Wand 20 bewegt, um das Kraftabgabeglied 18 zurückzuziehen.

Das Ventil 10 ist in eine Öffnung 29 der Wand 20 eingebaut und wird durch einen Körper 30 gebildet, der aus einem elastischen gummiähnlichen Material besteht und gewöhnlich als einstückiges zusammenhängendes Formteil ausgebildet ist. Der Körper bzw. das Bauteil 30 hat eine allgemein kreisrunde Form und weist einen Kopfabschnitt 32 auf, der an seinem äußeren Rand mit einem Abdichtungswulst 34 versehen ist,

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zu dem eine ringförmige Dichtungsfläche 36 gehört, die mit einer dazu passenden ringförmigen Dichtungsfläche 38 der Wand 20 zusammenarbeitet.

An den Kopfabschnitt 32 schließt sich ein zentraler Schaftabschnitt 40 an, der sich in axialer Richtung erstreckt und an seinem freien Ende einen scheibenförmigen Anschlagabschnitt 42 aufweist. Der Schaftabschnitt 40 und der Kopfabschnitt begrenzen eine Aussparung 44 derart, daß der Teil des Schaftabschnitts 40, der gegenüber der Unterseite des Kopfabschnitts 32 vorspringt, zusammen mit dem Anschlagabschnitt 42 ein Rohr bildet.

Im eingebauten Zustand steht das Bauteil 30 in Eingriff mit der Öffnung 29 der Wand 20. Die Öffnung 29 ähnelt einem Schlüsselloch, d.h. sie weist einen allgemein kreisrunden Mittelabschnitt auf, der durch zwei einander diametral gegenüberliegende kreisbogenförmige Abschnitte 46abgegrenzt ist, zwischen denen zwei einander diametral gegenüberliegende läng-liche Abschnitte 48 angeordnet sind. Ist das Bauteil in die Wand 20 eingebaut, füllt der Schaftabschnitt 40 die runde Öffnung zwischen den kreisbogenförmigen Begrenzungen 46 aus, und die länglichen Abschnitte 48 bilden Strömungswege, die sich von der einen Seite der Wand 20 zur anderen erstrecken.

Gemäß Fig. 2 wird das Bauteil 30 durch den Anschlagabschnitt 42 in seiner Lage gehalten, und die Dicke der Wand 20 ist vorzugsweise gleich dem Abstand zwischen dem Anschlagabschnitt 42 und der Unterseite des Kopfabschnitts 32 oder kleiner als dieser Abstand.

Wird das Ventil bei einem Unterdruck-Servomotor verwendet, bei dem ein ungehindertes Strömen in einer Richtung möglich sein soll, wenn eine hohe Druckdifferenz vorhanden ist, und bei dem die Strömung in der entgegengesetzten Richtung ge-

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drosselt werden soll, ist die Wand 20 mit einer Dosiernut 50 versehen, die sich gemäß Fig. 2 unter der ringförmigen Dichtungsfläche 36 des Kopfabschnitts 32 hindurch in radialer Richtung erstreckt. Diese Anordnung ermöglicht es dem Bauteil 30, seine aus Fig. 2 ersichtliche Lage beizubehalten, bei der die ringförmige Dichtungsfläche 36 an der Dichtungsfläche 38 der Wand 20 anliegt, so daß eine Strömungsverbindung zwischen den Kammern 26 und 24 nur durch die Dosiernut 50 und die länglichen Abschnitte 48 der Öffnung 29 gebildet wird. Sobald in dem Einlaßrohr 22 ein hoher Druck zur Wirkung kommt, während in der Kammer 24 ein niedriger Druck herrscht, kann die Dosiernut 50 den Fluidstrom nicht mehr vollständig aufnehmen, so daß sich der ringförmige äußere Randabschnitt 34 des Bauteils 30 gegenüber seiner aus Fig. ersichtlichen Lage nach oben durchbiegt, so daß sich die ringförmige Dichtungsfläche 36 von der Dichtungsfläche 38 der Wand 20 abhebt, um ein relativ ungehindertes Strömen des

Fluides aus der Kammer 24 zu dem Einlaßrohr 22 zu ermöglichen. Sobald in der Kammer 24 und dem Einlaßrohr 22 annähernd gleich hohe Drücke herrschen, kommt die ringförmige Dichtungsfläche 36 wieder zur Anlage an der Dichtungsfläche 38, so daß das Fluid nur noch durch die Dosiernut 50 strömen kann.

Zwar ist das erfindungsgemäße Ventil 10 dazu bestimmt, als Zeitverzögerungs- oder Dosierventil verwendet zu werden, doch könnte man das Ventil auch als Rückschlagventil benutzen, wenn man die Dosiernut 50 fortläßt. In diesem Fall verhindert das Ventil ein Strömen des Fluides aus der Kammer 24 zu dem Einlaßrohr 22, wenn in der Kammer 24 ein hoher Druck herrscht, doch kann das Fluid in der entgegengesetzten Richtung strömen, sobald der Druck in dem Einlaßrohr 22 höher ist als in der Kammer 24.

Da das Ventil 10 einstückig ausgebildet ist, ist es beim Ein-

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bauen des Ventils in die Öffnung 29 der Wand 20 erforderlich, verschiedene Abschnitte des Ventils zeitweilig zu verlagern bzw. zusammenzudrücken. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann man in die Aussparung 44 gemäß Fig. 2 ein mit gestrichelten Linien angedeutetes Werkzeug 56 einführen und das Bauteil 30 auf die Öffnung 29 ausrichten, woraufhin man mit Hilfe des Werkzeugs 56 eine Kraft auf die ebene Bodenfläche 58 der Aussparung 44 aufbringen kann, um das Bauteil teilweise durch die Öffnung 29 hindurchzudrücken. Die Aussparung 44 ermöglicht es den betreffenden Abschnitten des Bauteils 30, sich so in die Aussparung hinein zu bewegen, daß sich das Bauteil relativ leicht in die Öffnung 29 der Wand 20 einbauen läßt.

Durch die Erfindung ist somit ein Ventil geschaffen worden, das durch ein einstückiges Bauteil 30 gebildet ist, welches aus einem elastischen gummiähnlichen Material besteht und sich in eine einem Schlüsselloch ähnelnde Öffnung einer Wand zwischen zwei Druckkammern dadurch einbauen läßt, daß man einen Abschnitt des Bauteils durch die Öffnung hindurchdrückt. Das Bauteil weist eine Aussparung auf, in die ein Werkzeug eingeführt werden kann, mittels dessen sich eine Kraft derart aufbringen läßt, daß sich der betreffende Abschnitt des relativ flexiblen Bauteils durch die Öffnung hindurchdrücken läßt, um den Einbau durchzuführen. Nach dem Einbau bewirkt das Ventil, daß ein Fluidstrom in der einen Strömungsrichtung gedrosselt wird, während das Fluid in der entgegengesetzten Richtung relativ ungehindert strömen kann.

Der Patentanwalt:

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"40-

Leerseite

Claims

ANSPRÜCHE

1« Ventil zum Steuern einer 8trömungsverbindung durch eine in einer Wand ausgebildete Öffnung und zum Herstellen einer solchen Verbindung zwischen einer Seite der Wand und der anderen Seite derart, daß das Strömen eines Fluides in der entgegengesetzten Richtung gedrosselt wird, dadurch gekennzeichnet , daß ein Bauteil (30) aus einem elastischen Material vorhanden ist, das einen Kopfabschnitt (32) aufweist, welcher geeignet ist, auf einer Seite der Wand (20) angeordnet zu werden, dessen Abmessungen größer sind als die Abmessungen der Öffnung (29), und der an der Wand anliegt, um die Öffnung geschlossen zu halten, daß das Bauteil einen zentralen Schaftabschnitt (40) aufweist, der durch die Öffnung hindurchragt und es einem Fluid ermöglicht, durch die Öffnung zu strömen, daß der Schaftabschnitt einen Anschlagabschnitt (42) aufweist, zu dem Teile gehören, deren Abmessungen größer sind als die Abmessungen von Teilen der Öffnung, so daß es erforderlich ist, bestimmte Teile des Bauteils zu verformen, wenn das Bauteil in die Öffnung der Wand eingebaut werden soll, daß der Schaftabschnitt hohl ausgebildet und am einen Ende durch den Anschlagabschnitt abgeschlossen ist, daß sich das Ventil dadurch in die Öffnung der Wand einbauen läßt, daß eine Kraft auf eine Innenfläche des .Schaftabschnitts aufgebracht wird, um den Schaftabschnitt mit dem Anschlagabschnitt durch die Öffnung hindurchzudrücken, daß eine durch den hohlen Schaftabschnitt gebildete Aussparung (44) geeignet ist, ver-

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lagertes Material des Bauteils aufzunehmen, während das Bauteil in die Wand eingebaut wird, daß der Kopfabschnitt flexibel und von der benachbarten Fläche der Wand abhebbar ist, um es einem Fluid zu ermöglichen, durch die Öffnung zu strömen, und daß sich der Kopfabschnitt zur Anlage an der Wand bringen läßt, um die Menge des in der entgegengesetzten Richtung durch die Öffnung strömenden Fluides zu begrenzen.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfabschnitt (32) des Bauteils (30) an seinem äußeren Rand einen ringförmigen Wulst (34) aufweist, der eine Dichtungfläche (36) bildet, die sich zur Anlage an einer dazu passenden Dichtungsfläche (38) der Wand (20) bringen läßt, um die Menge des von der einen Seite der Wand zur anderen Seite strömenden Fluides zu begrenzen.
3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Dichtungsflächen (36, 38) mit einer Dosiernut (50) versehen ist.
4. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (20) eine sich gegenüber dem ringförmigen Wulst (34) in radialer Richtung erstreckende Dosiernut (50) aufweist.
5. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagabschnitt (42) auf der Innenseite des Schaftabschnitts (40) eine ebene Fläche (58) bildet, die geeignet ist, eine mit Hilfe eines Werkzeugs (56) aufgebrachte Kraft aufzunehmen, wenn der Schaftabschnitt (40) in Eingriff mit der Öffnung (29) der Wand (20) gebracht werden soll.
6. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (29) der Wand (20) einander diametral gegenüberliegende Abschnitte (46) aufweist, mit denen die äußere Umfangsfläche des Schaftabschnitts (40) zusammenarbeitet, sowie einander diametral gegenüberliegende erweiterte Abschnitte (48),die jeweils in einem Abstand von dem Schaftabschnitt angeordnet sind. 909809/1055