DE3335895C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventilanordnung mit mindestens zwei Membranventilen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer bekannten Ventilanordnung dieser Art (US-PS 39 52 760) hängen alle Membranen mit ihren Ringwülsten aneinander, so daß sich ein etwa kreisförmiges, zusam­ menhängendes Gebilde ergibt. Die Ringwülste greifen in entsprechenden Nuten am angrenzenden Bauteil ein, so daß die einzelnen Membranen festgelegt sind. Der Zusammenbau ist mühsam und läßt sich praktisch nur von Hand bewerkstelligen. Erfolgt das Zusammenspannen, obwohl nicht alle Ringwülste in den entsprechenden Nuten pla­ ziert sind, ergeben sich Beschädigungen.

Es sind ferner Membranventile bekannt (US-PS 39 70 100, US-PS 35 26 360, DE-AS 11 05 678), bei denen die als Verschlußstück dienende Membran einen flachen Klemmrand besitzt, der zwischen zwei ebenen Gehäuseflächen einge­ spannt ist. Bei einer Steuerungsmembran für ein Pilot­ ventil (US-PS 35 26 360, Fig. 3 und 4) ist der Klemmrand verdickt; er wird zwischen einer Gehäusestufe und einem eingepreßten Klemmring festgehalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ventil­ anordnung der gattungsgemäßen Art anzugeben, die leichter montierbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeich­ nete Ventilanordnung gelöst.

Durch Verwendung des Umfangsrandes kann man die Ventil­ scheibe, die sich zu diesem Zweck weit über die Membranen und deren Ringwülste hinaus erstreckt, festlegen. Demzu­ folge haben auch die Membranen eine definierte Lage, ohne daß es notwendig wäre, die Ringwülste in Nuten einzuführen. Die nach beiden Seiten vorstehenden Wülste werden beim Zusammenspannen an die angrenzende Oberfläche der Gehäuseteile gedrückt, so daß die Klemmwülste eine Dichtung bilden, die die von der Membran begrenzten Räume in der Scheibenebene abdichten. All dies führt zu einer sehr einfachen Montage. Die Ventilscheibe braucht lediglich in die Fläche innerhalb des Umfangs­ randes eingelegt zu werden. Alsdann können die beiden Gehäuseteile gegeneinandergespannt werden. Dies läßt eine sehr einfache Handmontage zu, denen die drei Teile haben eine für die Handhabung ausreichende Größe. Auch können die Vorgänge ohne weiteres automatisiert werden.

Die Schwingungsdämpfungskammer nach Anspruch 2 erfordert einen nur geringfügigen zusätzlichen Aufwand, da die zur Bildung der Kammer benötigten Teile bereits vorhanden sind.

Bei der Weiterbildung nach Anspruch 3 ergibt sich eine große Freizügigkeit in der Auslegung des Kanalsystems, insbesondere im Sinne einer platzsparenden Ausnutzung der vorhandenen Bauteile. Innerhalb der Ventilscheibe steht außerhalb der Membranabschnitte in der Regel aus­ reichend Platz für derartige Durchbrüche zur Verfügung.

Die Verstärkung nach Anspruch 4 erleichtert es, die Membranabschnitte unmittelbar als Verschlußstücke zu verwenden. Im einfachsten Fall kann die Verstärkung durch einen Bereich größerer Materialdicke als der übrige Membranabschnitt gebildet sein.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 5 erlaubt es, die Be­ lastungsvorrichtung mit dem geringstmöglichen Aufwand unterzubringen und nach dem Zusammenbau von außen zu verstellen.

Das Ausführungsbeispiel des Anspruchs 6 führt zu einer sehr kompakten Bauform einer Zahnradpumpe und der zuge­ hörigen Ventilanordnung.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 7 sind die Ventilscheibe und das erste Gehäuseteil gut geschützt untergebracht. Der zwischen dem Pumpengehäuse und der Umfangswand be­ findliche Raum kann zu Unterbringung eines Siebes dienen und Saugdruck führen, so daß es auch keine Schwierig­ keiten macht, die außerhalb der Klemmstellen befindlichen Teile der Ventilscheibe unter Saugdruck zu halten.

Die Erfindung wird nachtstehend anhand eines in der Zeich­ nung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Schaltbild einer Heizölpumpe mit einer erfindungsgemäß ausgestaltbaren Ventilanord­ nung,

Fig. 2 eine Ansicht von links auf die Konstruktion der Fig. 3 in verkleinertem Maßstab,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Konstruktion der Fig. 2 im vergrößerten Maßstab mit vereinfacht dargestellter Ventilscheibe,

Fig. 4 eine Ansicht der der Ventilscheibe abgewandten Seite des ersten gemeinsamen Bauteils,

Fig. 5 eine Ansicht der der Ventilscheibe zugewandten Seite des Bauteils der Fig. 4,

Fig. 6 eine Ansicht der dem Bauteil der Fig. 4 zuge­ wandten Seite einer Ventilscheibe,

Fig. 7 eine Ansicht der gegenüberliegenden Seite der Ventilscheibe der Fig. 6,

Fig. 8 einen Schnitt im Bereich des Membranabschnitts eines Druckregelventils im Querpfad,

Fig. 9 einen Schnitt im Bereich des Membranabschnitts eines Druckregelventils im Längspfad und

Fig. 10 einen Schnitt im Bereich eines Durchbruches.

In Fig. 1 ist eine Ölpumpeneinheit 1 veranschaulicht. Diese weist eine Zahnradpumpe 2, drei als Membranven­ til ausgebildete Druckregelventile 4, 5 und 6 sowie zwei als Schaltventile ausgebildete Magnetventile 7 und 8 auf. Die Zahnradpumpe 2 vermag Öl über einen Saugleitungsanschluß 9 über ein Filter 10 anzusaugen und in die Druckleitung 11 eines Kanalsystems 12 zu fördern. Das Öl gelangt, wenn das Magnetventil 8 geöff­ net worden ist und der Öldruck den Öffnungsdruck des Druckregelventils 6 übersteigt, zum Düsenanschluß 13. Das Druckregelventil 4 ist auf einen höheren Druck eingestellt als das Druckregelventil 5. Das Magnetven­ til 7 ist in seiner Ruhestellung geöffnet. Infolgedes­ sen wird der Druck in der Druckleitung 11 vom Druckre­ gelventil 5 auf dem eingestellten geringeren Druck gehalten. Entsprechend groß ist die über die Düsenlei­ tung 13 abgegebene Ölmenge. Wenn dagegen das Magnet­ ventil 7 geschlossen wird, steigt der Druck in der Druckleitung 11 auf den durch ds Druckregelventil vorgegebenen Druck. Entsprechend größer ist die von der Düse abgegebene Ölmenge. Das überschüssige Öl gelangt zur Rücklaufleitung 14, von wo es bei einer Zwei-Strang-Anlage über den Rücklaufanschluß 15 zum Behälter zurückfließen oder bei einer Ein-Strang-Anlage über ein Rückschlagventil 16 wieder zur Saugseite der Zahnradpumpe 2 gelangen kann. So lange der Pumpen­ druck zu klein ist, um eines der Druckregelventile 4, 5 oder 6 öffnen zu lassen, kann er sich über eine Drossel 17 zur Rücklaufseite hin abbauen. An einer Anschlußöffnung 18 kann der Saugdruck, an einer An­ schlußöffnung 19 der Pumpendruck und an einer Anschluß­ öffnung 20 der Düsendruck abgegriffen werden. Die Anschlußöffnung 19 kann auch zum Entlüften benutzt werden.

In Fig. 2 ist die Ansicht der Stirnseite 21 der Pumpen­ einheit 1 gezeigt. Sie besitzt einen Deckel 22, an dessen Umfangsfläche 23 der Sauganschluß 9, der Düsen­ anschluß 13, der Rücklaufanschluß 15 und der Pumpen­ druckanschluß 19 angeordnet sind, während an der Stirn­ seite 21 der Saugdruckanschluß 18 und der Düsendruck­ anschluß 20 vorgesehen sind. In der Stirnseite sieht man ferner eine Einstellschraube 24 für die Belastungs­ feder 25 des Druckregelventils 4 höheren Drucks und eine Einstellschraube 26 für die Belastungsfeder 27 des Druckregelventils 5 kleineren Drucks. Außerdem sind die Köpfe zweier Spannschrauben 28 und 29 zu sehen. Die Magnetventile 7 und 8 weisen je einen Auf­ satz 30 bzw. 31 auf, der in eine weitere Anschlußöff­ nung 32 bzw. 33 der Umfangsfläche 23 des Deckels 22 eingesetzt ist. Jeder Aufsatz trägt ein Verschlußstück 34, das mit einem im Deckel 22 vorgesehenen Ventilsitz 35 zusammenwirkt.

Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch die Pumpenein­ heit 1. Die Zahnradpumpe 2 weist ein außenverzahntes Zahnrad 36 auf, das von einer Welle 37 angetrieben wird. Es kämmt mit einem innenverzahnten Zahnring 38, der in einem Führungsring 39 umlaufen kann. Das Pumpen­ gehäuse 40 wird durch diesen Führungsring, den Flansch 41 eines Lagergehäuses 42 und eine Stirnplatte 43 gebildet, welche durch Schrauben 44 miteinander ver­ bunden sind. Das Ventilgehäuse 40 wird durch einen ringförmigen Einsatz 45 umgeben, welcher das Filter 10 trägt. Im Ventilgehäuse ist ferner das Rückschlag­ ventil 16 untergebracht.

Außerhalb der Stirnplatte 43 befindet sich eine Blend­ platte 46 und eine Dichtplatte 47. Es folgt ein plat­ tenförmiges erstes gemeinsames Bauteil 48, eine ge­ meinsame Ventilscheibe 49 und der Deckel 22, wobei alles durch die Schrauben 28 zusammengehalten ist. Der Deckel 22 besitzt einen plattenförmigen Teil, der als zweites gemeinsames Bauteil 50 dient, und eine Umfangswand 51, die das Ventilgehäuse 40 über­ greift und mittels eines Dichtringes 52 demgegenüber abgedichtet ist. Der so gebildete Innenraum 53 steht mit der Saugseite der Pumpe 2 in Verbindung. Aus der Zeichnung ist der Rücklaufanschluß 15 und der Saug­ druckanschluß 18 zu erkennen, die, sofern sie nicht benutzt sind, durch Schraubstopfen 54 bzw. 55 abgedichtet verschlos­ sen sind.

Aus den Fig. 4 und 5 ersieht man, daß das plattenför­ mige erste gemeinsame Bauteil 48 auf der der Ventil­ scheibe zugewandten Seite einen Ventilsitz 56 für das Druckregelventil 4, einen Ventilsitz 57 für das Druckregelventil 5 und einen Ventilsitz 58 für das Druckregelventil 6 besitzt. Alle Ventilsitze sind je von einem ringnutförmigen Ventilraum 59, 60 bzw. 61 umgeben. Inmitten der Ventilsitze befinden sich Axial­ kanäle 62, 63 und 64, im Bereich der Ventilräume be­ finden sich Axialkanäle 65 bzw. 66, 67 und 68. Ferner ist zur Bildung einer Schalldämpfungskammer 69 eine Vertiefung 70 mit einem Axialkanal 71 vorgesehen. Außerdem gibt es mehrere Axialkanäle 72, 73, 74, 75 und 76. Alle Axialkanäle stehen mit Nuten 77, 78, 79, 80, 81 und 82 auf der der Ventilscheibe 49 gegen­ überliegenden Seite in Verbindung, die ihrerseits durch die Dichtscheibe 47 verschlossen sind. Ein Rand 83 dient zur Festlegung der Ventilscheibe 49.

Wie die Fig. 6 und 7 veranschaulichen, besitzt die Ventilscheibe 49, die durchgehend aus demselben ela­ stischen Material hergestellt ist, vier einstückig damit ausgebildete Membranabschnitte, nämlich den Membranabschnitt 84 für das Druckregelventil 4, den Membranabschnitt 85 für das Druckregelventil 5, den Membranabschnitt 86 für das Druckregleventil 6 und den Membranabschnitt 87 für den Schwingungsdämpfer 69. Im Bereich der Membranabschnitte 84 und 85 sind zur Verstärkung Stützelemente 88 und 89 aus Metall aufvulkanisiert, wie es die Fig. 7 und 8 zeigen. Im Bereich des Membranabschnitts 86 ist zur Verstärkung ein Bereich 90 größerer Wanddicke vorgesehen. Außerdem weist die Ventilscheibe 49 Durchbrüche 91, 92, 93, 94 und 95 auf, welche mit den Axialkanälen 72 bis 76 und entsprechenden Kanälen im zweiten gemeinsamen Bauteil 50 korrespondieren, wie es für den Kanal 96 in Fig. 3 veranschaulicht ist. Die Durchbrüche 91 bis 95 der Ventilscheibe 49 entsprechen den Stellen D, die in Fig. 1 eingezeichnet sind.

Um alle Membranabschnitte 84 bis 87 und um alle Durch­ brüche 91 bis 95 sind auf beiden Seiten der Ventil­ scheibe 49 Klemmwülste angeordnet. Beispielsweise zeigt Fig. 8 die beidseitig angebrachten Klemmwüste 97 und 98 für den Membranbereich 84, Fig. 9 die beid­ seitig angebrachten Klemmwülste 99 und 100 für den Membranbereich 86 und Fig. 10 die beidseitig angebrach­ ten Klemmwülste 101 und 102 im Bereich des Durchbruchs 91. Die übrigen Durchbrüche im ersten gemeinsamen Bauteil 48 und in der Ventilscheibe 49 dienen für den Durchgriff der Schrauben 28 bzw. zum Erreichen der Schrauben 44.

Wie Fig. 3 veranschaulicht, wirkt auf das Stützelement 88 die Belastungsfeder 25 des Druckregelventils 4, die sich durch die Einstellschraube 24 verstellen läßt. Entsprechend ist die einstellbare Belastung des Druckregelventils 5 ausgebildet. Das Druckregel­ ventil 6 ist durch eine Feder 103 mit fester Vorspan­ nung belastet, die über ein napfförmiges Element 104 auf den Membranbereich 86 wirkt.

Die Montage der Pumpeneinheit 1 ist sehr einfach. Nachdem die Pumpe 2 in ihrem Gehäuse 40 zusammengebaut ist, braucht lediglich der Einsatz 45 darübergescho­ ben, die Blendplatte 46, die Dichtplatte 47, das plat­ tenförmige erste gemeinsame Bauteil 48 und die Ventil­ platte 49 davor gesetzt und der Deckel 22 darüberge­ schoben zu werden, worauf alles durch die Schrauben 28 zusammengespannt wird. Hierbei ergeben sich im Bereich der Klemmwülste 97 bis 102 automatisch Klemm­ flächen bei der Anlage an den beiden benachbarten gemeinsamen Bauteilen 48 und 50, wie es durch die gestrichelten Bereiche 105, 106, 107 und 108 in Fig. 5 angedeutet ist.

Die beschriebene Ventilanordnung eignet sich auch für andere Schaltungen als diejenige der Fig. 1. Bei­ spielsweise können das Druckregelventil 5 und das Magnetventil 7 miteinander vertauscht werden. Dies ist manchmal von Interesse, wenn zwischen diesen bei­ den Ventilen ein Druck abgegriffen werden soll. Das geschilderte Prinzip eignet sich auch für andere An­ wendungszwecke, beispielsweise für hydraulische Steue­ rungen, für Kälteanlagen o. dgl. Die Ringwülste können auch fortfallen, wie es in Fig. 3 veranschaulicht ist, oder nur auf einer Seite der Ventilscheibe 48 angeordnet sein.

Claims (7)

1. Ventilanordnung mit mindestens zwei Membranventilen, die an ein gemeinsames Kanalsystem angeschlossen sind, wobei die von Ringwülsten umgebenen Membranen einstückig miteinander verbunden und zwischen zwei gegeneinander spannbaren Gehäuseteilen angeordnet sind, von denen das eine Ventilräume mit Ventilsitzen und das andere Belastungsräume, die je­ weils von einer Membran überdeckt sind, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das erste oder zweite Gehäuseteil (48) einen hochstehenden Umfangsrand (83) aufweist, daß die Membranen (84-87) Teil einer sich bis an den Umfangsrand erstreckenden elastischen Ventilscheibe (49) sind, und daß die Ringwülste beidseitig der Ven­ tilscheibe vorstehende Klemmwülste (97-100) sind, die mit den angrenzenden Oberflächen der Gehäuseteile (48, 50) die Ventil- bzw. Belastungsräume umgebenden Klemmflächen (105-108) bilden.

2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Ventilscheibe (41) wenigstens einen weite­ ren mit zwei Klemmwülsten umgebenen Membranabschnitt (87) aufweist, der zusammen mit einer Vertiefung (70) in dem ersten Gehäuseteil (48) eine Schwin­ gungsdämpfungskammer (69) bildet.

3. Ventilanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ventilscheiben (49) zur Verbindung von zu ihren beiden Seiten verlaufenden Abschnitten des Kanalsystems (12) Durchbrüche (91-95) aufweist, die beidseitig von ringförmigen Klemmwüsten (101, 102) umgeben sind, welche durch Anlage an den Oberflä­ chen der Gehäuseteile (48, 50) Durchbrüche abdichten.

4. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (84) durch ein an der Ventilscheibe (49) befestigtes Stützelement (88, 89) verstärkt ist.

5. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Belastungsraum des zweiten Gehäuseteils (50) durch eine Axialbohrung gebildet ist, die von einer zur Ventilscheibe (49) parallelen Stirnfläche ausgeht und eine Belastungsvor­ richtung (25) sowie eine zugehörige Einstellvorrichtung (24) aufweist.

6. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an die Stirnseite einer Zahnradpumpe (2) das erste Gehäuseteil (48), die Ventilscheibe (49) und das zweite Gehäu­ seteil (50) mit freiliegender Stirnfläche (21) an­ schließen.

7. Ventilanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß an das zweite Gehäuseteil (50) eine Umfangswand (51) anschließt, die das Gehäuse (40) der Zahnradpumpe (2), das erste Gehäuse­ teil (48) und die Ventilscheibe (49) übergreift.