DE3321938A1

DE3321938A1 - Stroemungssteuerventil

Info

Publication number: DE3321938A1
Application number: DE19833321938
Authority: DE
Inventors: Jack E. 48840 Haslett Mich. Cheney; LeRoy B. 48872 Perry Mich. Johnson
Original assignee: Schmelzer Corp
Current assignee: Schmelzer Corp
Priority date: 1982-06-16
Filing date: 1983-06-16
Publication date: 1984-01-12
Also published as: FR2528931A1

Description

Beschreibung Strömungs steuerventil

Die Erfindung bezieht sich auf Ventilkonstruktionen und insbesondere auf Fluidströmungs-Steuerventile, die Absperrventile und Zeitverzögerungsventile enthalten.

Fluidströmungs-Ventile, wie Absperrventile und Zeitverzögerungs-Ventile werden in einer Vielzahl von Fluidbehandlungssystemen, wie in Luftsteuersystemen verwendet, die Brennkraftmaschinen von Motorfahrzeugen zugehörig sind. Bei derartigen Systemen ist es wünschenswert, Absperrventile oder Zeitverzögerungsventile in verschiedenen Steuerleitungen installieren zu können. So werden beispielsweise durch Unterdruck betätigte, vom Motor gesteuerte Unterdruckbremsen dazu benutzt, Drosselventile bzw. Drosselklappen von Vergasern in eine geöffnete Stellung auf die Inbetriebsetzung des Motors hin zu bewegen, jedoch üblicherweise mit einer Verzögerungsrate. Zuweilen wird es wünschenswert, die Verzögerung zu vergroßem; in diesem Falle ist es wünschenswert, über ein leicht installiertes Zeitverzögerungsventil zu verfügen.

Fluidströmungsventile, wie Absperrventile und Zeit-Verzögerungsventile, weisen eine Vielzahl von Anwendungsfällen auf, insbesondere in Automobil-Anlagen; es ist wünschenswert, daß derartige Ventile im Aufbau einfach sind und wirtschaftlich herzustellen und

zu installieren sind.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ein Strömungssteuerventil zu schaffen, welches entweder als Absperrventil oder als Zeitverzögerungsventil verwendet werden kann und welches eine minimale Anzahl von Einzelteilen verwendet.

Darüber hinaus soll ein Strömungssteuerventilaufbau geschaffen werden, der ein Filter verkörpert bzw. einbezieht, welches als Vorspannungseinrichtung wirkt, um das Ventil in seinem normalerweise geschlossenen Zustand zu halten.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe gemäß der Erfindung durch eine Ventilanordnung, die ein langgestrecktes rohrförmiges Gehäuse aufweist, welches an seinem einen Ende so ausgebildet ist, daß es einen ringförmigen Ventilsitz bereitstellt, der normalerweise durch ein kugelförmiges Ventilschließelement verschlossen oder teilweise verschlossen ist. Das Ventil-Verschlußelement wird in seine geschlossene Anlageposition durch ein kombiniertes Filter und eine Feder in Form eines Kunststoffkörpers aus elastischem Schaum gedrückt. Ein Ende des betreffenden Schaumkörpers sitzt an einem ringförmigen Sitz und drückt federnd das Ventil-Verschlußelement in dessen Amlageposition, wobei es zur gleichen Zeit hinreichend porös ist, um den Durchtritt von Luft zu ermöglichen, jedoch Schmutzpartikeln aufzufangen, die durch die Luft mitgeführt sein können. Die Ventilanordnung weist einen rohrförmigen Aufbau auf und ist an gegenüberliegenden Enden mit nahezu derselben Durchmessergröße versehen, was die Möglichkeit mit sich bringt, ein Rohr zu zerschneiden und die gegenüberliegenden Enden des Gehäuses in die Enden des Rohres einzuführen. Dies führt zu einer leichten bzw.

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einfachen Installation an Zwischenpunkten flexibler Schläuche.

Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend an bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht einer die Erfindung

verkörpernden Strömungssteuerventilkonstruktion. Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht, die einen Schnitt im wesentlichen längs der in Fig. 1 eingetragenen Linie Z-Z zeigt.

Fig. 3 zeigt in einer Schnittansicht eine weitere

Ausführungsform der Erfindung. Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht im wesentlichen längs

der in Fig. 3 eingetragenen Linie 4-4.

Die die Erfindung verkörpernde Strömungssteuerventilanordnung ist generell mit 10 bezeichnet; sie enthält ein rohrförmiges Metallgehäuse 12, welches eine Hohlraumkammer 14 bildet. Der Hohlraum 14 ist langgestreckt und im wesentlichen zylindrisch ausgebildet. Ein Ende des betreffenden Hohlraums ist durch Anstauchen des Endes bei 16 teilweise verschlossen, um eine öffnung oder einen Anschluß bzw. Durchgang 18 zu bilden. Die Einengung an dem Ende 16 bildet außerdem einen konisehen Ventilsitz 20 für die Anlage mit einem Ventil-Verschlußelement in Form einer Stahlkugel 22. Der Hohlraum 14 enthält ferner ein Filterelement 24, welches aus einem elastische Bläschen aufweisenden Schaum besteht. Eine Vielzahl derartiger Schaummaterialien kann verwendet werdenj die betreffenden Materialien sollten hinreichend porös sein, um den Durchtritt von Luft zu ermöglichen und um gleichzeitig Schmutzpartikel aufzufangen, die in der Luft mitgeführt sind. Ein derartiges Material ist von der Firma Scott Industries erhältlich und ist als Kunststoff schaum gekennzeichnet, der einhundert Poren in einer Linie von 25,4 mm aufweist.

Ein End© des Filterelements 24 liegt an der Kugel 22 an, um diese in ihrer Anlageposition an dem konischen Sitz 20 federnd vorzuspannen. Das andere Ende des FlI-terelements 24 liegt an einem ringförmigen Sitz 26 an, der dadurch gebildet ist, daß das rohrförmige Gehäu-> se 12 bei 28 verformt ist. Der ringförmige Sitz 26 stellt einen Anschluß 30 für die Luftströmung dar.

Das Ende 32 des rohrfSrmigeä Gehäuses 12 ist in derselben Weise wie das Ende 16 angestaucht*_;um eine öffnung 34 für 4en Luftdurchtritt zu sefÄfen. Sofer-n erwünscht, -kam* der Sitz 26 - weggelassen^: sein, und (Sag Filtere leate&t 24 feanss in einer solchen Ilaglichen Größe ausgebildet sein, daß das eine Ende an dem En·* de 32 des Gehäuses 12 anliegt und daß dass andere Bade an der Kugel 22 anliegt. Die Verformung ©β der Stelle! 28 ermöglicht es jedoch, die Längslage des Gehäuses 12 für die Aufnahme von Füllstoffen unterschiedlicher Länge zu variieren. :

Das Filter 24 wirkt nicht xmr als Luftfilter, spad^ä. auch als ein elastisches Element oder a]Ls^; Feder» tan di® Stahlkugel 22 in ihre Anlagepositlo© '■<$&._

Wsnn Luft von lii^s nach reefrfcs durch den Anschluß 30 und das Filter 24 strömt·,., führt &ei* ._. Luftdruck dazu, daß die Stahlkugel 22 dessert an££e$t.»-_: daß die betreffende Konstruktion als AbegeiJPaPVentJJ. ■■! ' ■wirkt. Auf das Auftreten einer LuftströipiSg : in der /erttgegsngesetzten Richtung, d»,h. von recÄt'e'-äÄcfe'-Xiiäcö.,- ■ bei Betrachtung .der Anordnung gemäß Fi,g^;t; wird 'die''^r" Stahlkugel von dem Sitz 20 durch die Itit&timg des drucks abgehoben, und zwar entgegen der o wirkung des elastischen Filters 24, um eiföen uneingeschränkten Luftdurchtritt durch den Anschluß 18, das Filter 24, den Anschluß 30 und die öffnung 34 hervorzurufen.

Die bisher beschriebene Ventilkonstruktion 10 kann als Absperrventil verwendet werden. Sofern erwünscht, kann an der Stelle 36 in dem Sitz 20 Jedoch eine Nut 36 gebildet sein für einen begrenzten Luftdurchtritt von links nach rechts, und zwar dann, wenn das Ventil-Verschlußelement einer Kugel 22 sich in seiner Anlageposition in bzw. an dem Ventilsitz 26 befindet. Die Ventilkonstruktion wirkt dann als ein Verzögerungsventil, welches die Luftströmung von links nach rechts einschränkt, jedoch eine nahezu uneingeschränkte Strömung in dem Fall gewährt, daß die Kugel 22 von dem Sitz 20 auf eine Luftströmung von rechts nach links hin abgehoben hat.

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Das Ventil/kann, ob es in Form eines Absperrventils oder in Form eines Zeitverzögerungsventils vorliegt, ohne weiteres an einer in Frage kommenden Stelle, beispielsweise in einem Unterdruckschlauch 38, installiert werden, üblicherweise bestehen derartige Schläuche aus Gummi, und der Einbau erfordert lediglich das Zerschneiden des Schlauches 38 und das Einsetzen der gegenüberliegenden Enden des rohrförmigen Gehäuses 12, wie dies in Fig. 1 veranschaulicht ist. Sofern erwünscht, können die Ventile in der Stellung durch den Zusatz von Kiemmitteln gesichert werden, wie dies schematisch mit 40 angedeutet ist.

Eine zweite Ausführungsform der Erfindung ist in Fig.2 dargestellt. Gemäß dieser Ausführungsform weist ein Ventil 50 ein Gehäuse auf, welches durch ein Gehäuserohr 52 gebildet ist, dessen gegenüberliegenden Enden Rohre 54 und 56 aufnehmen, die Anschlüsse 58 bzw. 60 bilden. Die Rohre 54 und 56 sind in dem Gehäuserohr in einer Dichtungsbeziehung befestigt, und die Enden der Rohre 54 und 56 innerhalb des Gehäuserohres 52 sind in Abstand voneinander vorgesehen, um einen Hohlraum und eine Kammer 62 zu bilden. Der Hohleraum 62

enthält ein Ventil-Verschlußelement in Form einer Stahlkugel 64j die an dem inneren Ende des Rohres 54 anzuliegen vermag, welches so wirkt, daß ein Ventilsitz 60 gebildet ist. Die Stahlkugel 64 wird in ihre geschlossene Position an dem Sitz 66 durch ein kombiniertes Filter»» - und Federelement 68 gedrückt, welches entsprechend dem Filter- und Federelement 24 aus einem elastischen Kunststoff-Schaummaterial besteht, welches hinreichend porös ist, um den Luftdurchtritt zu ermöglichen, jedoch in der Luft mitgeführte Schmutzpartikel aufzufangen. Außerdem wirkt das Filter-Feder-Element 68 so, daß die Kugel 64 in ihre geschlossene Stellung in dem Sitz 66 federnd gedrückt wird.

Die soweit beschriebene Ventilanordnung 50 ist für die Verwendung als Absperrventil geeignet· Wenn die Merk.-? male bzw. Eigenschaften eines Zeitverzögerungsventils gefordert sind, kann der Ventilsitz 66 mit einer mit 70 bezeichneten Nut versehen sein. In diesem Falle ist ein beschränkter Luftdurchtritt von rechts nach links durch das Filter 68 und die Nut 70 ermöglicht. Wenn di© Luftströmung in der entgegengesetzten Richtung auftritt, d.h. von links nach rechts bei Betrachtung der Anordnung gemäß Fig. 3, wird die Kugel 64 aus dem Sitz 66 abgehoben, wodurch ein relativ freier Luftdurehtritt durch das Filter-Feder-Glied 68 und aus dem Anschluß 60 geschaffen ist.

Das Ventil 60 kann in dem ünterdruckschlauch 38 in derselben Art und Weise installiert sein wie die Ventilanordnung 10.

Obwohl die in Fig. 2 dargestellte Ventilanordnung aus Metall hergestellt sein kann, können für einige Anwendungsfälle das Gehäuserohr 52 sowie die Rohre 54 und 56 aus Kunststoff hergestellt sein, einschließlich halbflexibler transparenter Kunststoffrohre.

-ΙΟΙ Die Zeitverzögerung bei den beiden in Fig. 1 und 2 bzw. in Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsformen gemäß der Erfindung kann dadurch geändert werden, daß die Größe der Nut 36 oder der Nut 70 geändert wird. Je größer die Querschnittsgröße der Nut ist, umso geringer ist die Verzögerung beim Durchtreten eines Fluids, wenn die Kugeln 22 und 64 in ihren entsprechenden ringförmigen Ventilsitzen 20 und 66 sind.

Es ist eine Ventilanordnung geschaffen worden, die entweder als Einweg-Absperrventil oder als Zeitverzögerungsventil verwendet werden kann und die ein langgestrecktes rohrförmiges Gehäuse aufweist, welches ein bewegbares Ventil-Verschlußelement in Form einer Kugel trägt, die normalerweise an einem ringförmigen Sitz in einer geschlossenen Position anliegt, und zwar durch die Vorspannungswirkung eines Körpers aus einem federnden Kunststoff-Schaummaterial. Das Schaummaterial wirkt sowohl als Feder als auch als Luftfilter, um mit der Luft mitgeführte Schmutzpartikeln einzufangen. Bei einer Ausführungsform der Erfindung besteht das Ventilgehäuse aus Metall, und bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das Ventilgehäuse rohrförmige Bereiche entweder aus Metall oder Kunststoff aufweisen. Bei beiden Ausführungsformen der Erfindung sind die gegenüberliegenden Enden des Gehäuses von derselben Größe, so daß sie in angrenzende Enden eines Fluid-Förderrohres eingesetzt werden können, nachdem das betreffende Rohr getrennt worden ist, wodurch eine leichte Installation vornehmbar ist.

Der Patentanwalt

/. UMa

Claims

Patentansprüche Strömungssteuerventil mit einem einen Hohlraum bildenden Gehäuse und mit zwei durch das Gehäuse gebildeten Anschlüssen, die mit dem betreffenden Hohlraum verbunden sind,

dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventilsitz (20) vorgesehen ist, der durch den einen Anschluß der beiden Anschlüsse innerhalb des Hohlraums gebildet ist,

daß ein Ventil-Verschlußelement (22) in Anlage bzw. außer Anlage mit dem betreffenden Ventilsitz (20) auf eine Fluidströmung durch die betreffenden Anschlüsse in entgegengesetzte Richtungen bringbar ist und daß in dem betreffenden Hohlraum ein Fluidfilter (24) aus einem elastischen Schaummaterial untergebracht ist, wobei dieses Filter (24) an dem Ventil-Verschlußelement (22) derart in Anlage bringbar ist, daß das betreffende Ventil-Verschlußelement (22) federnd in Anlage an den Ventilsitz (20) gedrückt ist.

2. Strömungssteuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) ein langgestrecktes rohrförmiges

Teil ist und daß der Hohlraum im wesentlichen

zylindrisch ist, wobei die beiden Anschlüsse auf gegenüberliegenden Seiten des betreffenden Hohlraums gebildet sind.
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3Φ Strömungssteuerventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein ringförmiger Sitz (26) an einem Ende des zylindrischen Hohlraums gebildet ist und daß das Filterelement (24) mit gegenüberliegenden Flächen an dem ringförmigen Sitz bzw. an dem Ventil-Verschlußelement anliegt.

4. Strömungssteuerventil nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz einen Ausnehmungsbereich (36) aufweist, der einen beschränkten Durchtritt aus dem Hohlraum in dem Fall ermöglicht, daß das betreffende Ventil-Verschlußelement (22) sich in der geschlossenen Stellung befindet, und das Durchströmen des Fluids verzögert.

5. Strömungssteuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilverschlußelement ein kugelförmiges Element (22) ist.

6. Strömungssteuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse durch ein rohrförmiges Teil (12) gebildet ist, welches an einem Ende unter Bildung des Ventilsitzes (20) angestaucht ist und welches eine ringförmige Einschnürung (28) aufweist, die in Abstand von dem betreffenden Sitz (20) vorgesehen ist und die einen Sitz für das Filterelement (24) bildet.

7. Strömungssteuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse durch ein Gehäuserohr (52) gebildet ist,

daß zwei Anschlüsse durch zwei Rohrelemente (54,56) gebildet sind, die in gegenüberliegenden Enden des Gehäuserohres (52) in Abstandsbeziehung zueinander unter Bildung des betreffenden Hohlraums dichtend eingepaßt sind,

daß das eine Ende des einen Rohres (54) den Ventilsitz für die Anlage an dem Ventil-Verschlußelement (64) bildet

und daß das eine Ende des anderen Rohres (56) einen Sitz bildet, der das Filterelement für eine Anlage an dem Ventil-Verschlußelement (64) festhält.

8„ Strömungssteuerventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das den Ventilsitz bildende Rohr (54) an ihrem Ende eine Nut (70) aufweist, die einen Ausfluß-Durchgang in dem Fall bereitstellt, daß das Ventil-Verschlußelement (64) in Anlage an dem betreffenden Rohrende ist.

9. Strömungssteuerventil nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (54,56) denselben Außendurchmesser für die Aufnahme von bena Jibarten Enden eines flexiblen Rohres (38) aufweisen.