DE4026490A1

DE4026490A1 - Coiled valve spring with axial coils - has at least three corners with angle twice at least thickness of spring material

Info

Publication number: DE4026490A1
Application number: DE19904026490
Authority: DE
Inventors: Reinhard Ing Grad Kappel
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1989-08-31
Filing date: 1990-08-22
Publication date: 1991-03-07

Abstract

The coiled valve spring has axially successive coils twisted towards each other (d) or in the opposite direction. The coils have at least three corners (6,7,8). The size of the twist angle (d) is double the thickness of the sprung material. The sprung material is coiled over a rectangular core with rounded narrow sides.

Description

Die Erfindung betrifft eine gewickelte Ventilfeder, die zur Abstützung eines vorzugsweise kugelförmigen Ventilkörpers in einem Ventilgehäuse dient. Derartige Ventilanordnungen finden in großem Maße Einsatz beispielsweise als Rückschlagventile oder Druckbegrenzungsventile.The invention relates to a wound valve spring which for Support of a preferably spherical valve body in serves a valve housing. Find such valve assemblies widely used, for example, as check valves or pressure relief valves.

Bei derartigen Ventilkonstruktionen muß für eine Zentrierung des Ventilkörpers bezüglich des gehäusefesten Ventilsitzes gesorgt werden, da andernfalls die Gefahr des Auftretens von Schwingungen im System besteht. Auch muß die Ventilfeder in der ihr zugeordneten Bohrung im Ventilgehäuse zentriert werden; die dabei auftretende Reibung zwischen Ventilfeder und Gehäusewand muß vernachlässigbar klein sein.With such valve constructions must be centered of the valve body with respect to the valve seat fixed to the housing be taken care of, otherwise the risk of occurrence of There is vibration in the system. The valve spring must also be in the bore in the valve housing assigned to it are centered; the resulting friction between the valve spring and the housing wall must be negligibly small.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gewickelte Ventil feder zu schaffen, bei der die beschriebenen Forderungen der reibungsarmen Zentrierung sowohl der Ventilfeder in der ihr zugeordneten Gehäusebohrung als auch des Ventilkörpers durch einfache Maßnahmen ohne zusätzliche Bauteile erfüllt werden.The invention has for its object a wound valve to create a spring in which the described requirements of low-friction centering of both the valve spring in your assigned housing bore and the valve body simple measures can be fulfilled without additional components.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kenn zeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs, vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.The inventive solution to this problem consists in the characterizing features of the main claim, advantageous Aus and further developments of the invention describe the subclaims.

Durch Formgebung der Ventilfeder in der Weise, daß ihre Wendeln - in Richtung der Achse der Ventilfeder betrachtet - nicht, wie üblich, im wesentlichen kreisförmig, sondern mit zumindest drei Ecken ausgebildet sind, definiert die Ventilfeder in der Gesamtheit ihrer Wendeln eine äußere Hüllfläche (durch die Ecken der Wendeln) und eine innere Hüllfläche (durch die vorzugs weise linearen Verbindungsstege zwischen einander benachbarten Ecken). Während die äußere Hüllfläche zur Abstützung und Zen trierung der Ventilfeder in der sie aufnehmenden Gehäusebohrung dient, wird durch die innere Hüllfläche im Bereich der dem Ventilkörper benachbarten letzten Wendel der Feder der Ventil körper bezüglich seines Ventilsitzes zentriert.By shaping the valve spring in such a way that its coils - viewed in the direction of the axis of the valve spring - not, as usual, essentially circular, but with at least three corners are formed, defines the valve spring in the Entire of their coils an outer envelope surface (through which Corners of the spirals) and an inner envelope surface (due to the preferred wise linear connecting webs between adjacent Corners). While the outer envelope surface for support and zen valve spring in the housing bore is served by the inner envelope surface in the area of the Valve body adjacent last coil of the spring of the valve body centered with respect to its valve seat.

Sieht man gemäß Anspruch 3 oder 4 einen Versatz dieser Wendel formen in Umfangsrichtung, also gleichsam einen Drall in der Ventilfeder, vor, so wird dadurch einem Verschluß des Ventils durch Aufblockgehen der Feder bei einem Volumenstoß in dem Fluidsystem entgegengewirkt.If you see an offset of this helix according to claim 3 or 4 form in the circumferential direction, so to speak a twist in the Valve spring, before, this will cause the valve to close by blocking the spring in the event of a volume surge in the Fluid system counteracted.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß sie die erwähnten vorteilhaften Eigenschaften ausübt, ohne daß Nachteile, beispielsweise in Gestalt einer Erhöhung des Strömungswiderstands, in Kauf genommen werden müssen, zumal keine zusätzlichen Teile erforderlich sind.A particular advantage of the invention is that it exercises the advantageous properties mentioned without that disadvantages, for example in the form of an increase in Flow resistance that have to be accepted, especially since no additional parts are required.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtIn the following, the invention will be described with reference to the drawing explained. It shows

Fig. 1 im Längsschnitt und Fig. 1 in longitudinal section and

Fig. 2 in dem in Fig. 1 bei II-II angedeuteten Querschnitt ein Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Ventilfeder im Einbau zustand und Fig. 2 in the cross section indicated in Fig. 1 at II-II an embodiment of the valve spring according to the invention in the installed state and

Fig. 3 schematisch ein Ausführungsbeispiel für ein Herstellverfahren. Fig. 3 shows schematically an embodiment for a manufacturing process.

Betrachtet man zunächst die Fig. 1 und 2, so erkennt man bei 1 das mit der Bohrung 2 zur Aufnahme des Ventilkörpers 3 und der gewickelten Ventilkörper 4 versehene Ventilgehäuse, in das ferner der buchsenartige Einsatz 5 zur Bildung des Ventil sitzes eingepreßt ist. Dabei kann das Ventilgehäuse 1 auch durch eine Welle, beispielsweise in einem Getriebe eines Kraft fahrzeug-Antriebsaggregats, gebildet sein. Looking first at FIGS. 1 and 2, one can see at 1 the valve housing provided with the bore 2 for receiving the valve body 3 and the wound valve body 4 , into which the socket-like insert 5 for forming the valve seat is also pressed. The valve housing 1 can also be formed by a shaft, for example in a gearbox of a motor vehicle drive unit.

Aus Fig. 2 geht die Form der Ventilfeder 4, und zwar ihrer beiden dem Ventilkörper 3 benachbarten Wendeln, hervor: In diesem Ausführungsbeispiel besitzt jede Wendel etwa Dreiecksform mit den bei der dem Ventilkörper 3 unmittelbar benachbarten Wendel mit 6, 7 und 8 bezeichneten drei Ecken, die zwischen sich geradlinige Stränge 9, 10 und 11 einschließen. Die bezüglich Fig. 2 unter dieser obersten Wendel liegende nächste Wendel besitzt ebenfalls drei Ecken, von denen nur die mit 12 bezeichnete in Fig. 2 wiedergegeben ist. Wie ersichtlich, besitzt die Ventilfeder 4 insofern einen Drall, als die Ecken einander benachbarter Wendeln, wie für die Ecken 8 und 12 in Fig. 2 bei d angedeutet, in Umfangsrichtung gegeneinander etwas versetzt sind. Dieser Versatz beträgt vorzugsweise das doppelte des Durchmessers des Federmaterials (Federdrahts).From Fig. 2, the form is of the valve spring 4, namely of its two the valve body 3 adjacent coils out: In this embodiment, each coil has approximately triangular shape with the in the valve body 3 immediately adjacent spiral with 6, indicated 7 and 8, three corners which include straight strands 9 , 10 and 11 between them. The next coil lying below this uppermost coil with respect to FIG. 2 also has three corners, of which only the one labeled 12 is shown in FIG. 2. As can be seen, the valve spring 4 has a twist insofar as the corners of mutually adjacent coils, as indicated for the corners 8 and 12 in FIG. 2 at d, are somewhat offset from one another in the circumferential direction. This offset is preferably twice the diameter of the spring material (spring wire).

Wie ebenfalls insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich, schließen die linearen Wendelbereiche 9, 10 und 11 unter Bildung eines inneren Hüllkreises 13 einen Bereich des Ventilkörpers 3 zwecks seitlicher Abstützung des Ventilkörpers ein, während die Ecken 6, 7 und 8 gleichsam einen äußeren Hüllkreis 14 bilden und auf der Innenwand der Bohrung 2 abstützend aufliegen. Grob gesprochen kann man also sagen, daß die linearen Bereiche aller Wendeln der Ventilfeder 4 den in Fig. 1 bei 15 angedeuteten inneren Hüllzylinder und die Ecken aller Wendeln den dort bei 16 ange deuteten äußeren Hüllzylinder der Ventilfeder 4 definieren.As also particularly from FIG. 2 can be seen include the linear coiled portions 9, 10 and 11 to form an inner circular envelope 13, a portion of the valve body 3 for the purpose of lateral support of the valve body, while form the corners 6, 7 and 8, as it has an outer envelope circle 14 and rest on the inner wall of the bore 2 . Roughly speaking, one can say that the linear areas of all coils of the valve spring 4 define the inner envelope cylinder indicated in FIG. 1 at 15 and the corners of all coils define the outer envelope cylinder of the valve spring 4 indicated at 16 .

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß die Ventilfeder mit einfachen Mitteln hergestellt werden kann. Wie Fig. 3 schematisch zeigt, wird das Material 20 der Feder, also der Federdraht, über einen Wickeldorn 21 gewickelt, der einen länglichen Querschnitt mit abgerundeten Schmalseiten besitzt; nach Abziehen der gewickelten Feder von dem Wickeldorn 21 und Freigabe ihrer Enden springt sie gleichsam auf und nimmt ihre endgültige Form an.A particular advantage of the invention is the fact that the valve spring can be manufactured with simple means. As schematically shown in FIG. 3, the material 20 of the spring, ie the spring wire, is wound over a winding mandrel 21 which has an elongated cross section with rounded narrow sides; after pulling the wound spring from the winding mandrel 21 and releasing its ends, it springs up and takes on its final shape.

Mit der Erfindung ist demgemäß eine gewickelte Ventilfeder geschaffen, die infolge Vorhandenseins von vorteilhafterweise drei, ggf. aber auch mehr Ecken in ihren einzelnen Wendeln, also gleichsam in ihren Querschnitten, ohne zusätzliche Mittel strömungsverlustarm eine Zentrierung des Ventilkörpers bezüglich des Ventilsitzes mit allen daraus resultierenden Vorteilen sicherstellt.With the invention is accordingly a wound valve spring created due to the presence of advantageously three, but possibly also more corners in their individual coils, in other words, in their cross sections, without additional funds Low flow loss centering of the valve body of the valve seat with all the resulting advantages ensures.

Claims

1. Coiled valve spring, characterized by helical shapes with at least three corners ( 6 , 7 , 8 ).

2. Valve spring according to claim 1, characterized in that axially successive coils twisted against each other (d) are.

3. Valve spring according to claim 2, characterized in that at least several axially consecutive coils unidirectional are twisted against each other.

4. Valve spring according to claim 2 or 3, characterized in that the size of the twist angle (d) is approximately twice Value of the thickness of the spring material is.

5. A method for producing the valve spring according to one of claims 1 to 4, characterized in that the spring material ( 20 ) is wound over a rectangular core ( 21 ) with rounded narrow sides.