DE536131C - Selbsttaetiges Ventil - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein selbsttätiges Ventil, welches sich für alle Gebrauchszwecke, für die diese Abschlußorgane gewöhnlich benutzt werden, aber besonders für die Regelung des Druckes des Druckmittels am Einlaß und am Auslaß von hin und her gehenden Kraftmaschinen oder hin und her gehenden Pumpen, eignet. Es findet ganz besonders Anwendung bei gewissen Vergasern für Brennkraftmaschinen, deren Prinzip derart ist, daß ein an der Eintrittsstelle eines solchen Vergasers angeordnetes Ventil einen gewissen Unterdruck daselbst herrschen läßt und daselbst aufrechterhält.

Die Erfindung besteht in folgender Vorrichtung: Ein Kolben, der mit dem Ventil fest verbunden ist, dieselbe Achse wie dieses besitzt und genau oder im wesentlichen denselben Durchmesser hat, kann sich in einem Zylinder

ao bewegen, der mit dem Sitz des Ventils fest verbunden ist, wobei die eine der Zylinderseiten geschlossen ist und die andere in freier Verbindung mit dem Raum steht, dessen Druck zu regeln ist; diese Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß von den aufeinandergleitenden zylindrischen Oberflächen des Kolbens und des Zylinders die eine glatt ist, während die andere mit einer schraubengangförmigen Nut versehen ist, welche die beiden durch den Kolben getrennten Räume des Zylinders miteinander in Verbindung setzt.

Die Erfindung ist auf der beiliegenden Zeichnung dargestellt.

Fig. ι zeigt im senkrechten Axialschnitt beispielsweise eine gemäß der Erfindung ausgebildete und in der Saugleitung, beispielsweise eines Motors, benutzte Vorrichtung, die in dem Einlaß eines Vergasers angeordnet ist.

In dieser Figur ist der Zylinder glatt und der Kolben mit einer schraubengangförmigen Nut versehen. Es ist nur die eine Hälfte der zylindrischen Oberfläche des Kolbens im Schnitt dargestellt.

Fig. 2 zeigt im senkrechten Axialschnitt beispielsweise eine gemäß der Erfindung ausgebildete und in der Druckleitung einer Pumpe oder in dem Auslaß einer Brennkraftmaschine benutzte Vorrichtung. Bei diesem Ausführüngsbeispiel ist der Kolben glatt und der Zylinder mit einer schraubengangförmigen Nut versehen.

In diesen Figuren ist 1 das Ventil, 2 der Kolben, der mit dem Ventil 1 in dem Beispiel mittels einer in die Stange des Kolbens 2 eingesetzten Schraube 3 fest verbunden ist. 4 ist der Sitz des Ventils 1, 5 ist der Zylinder, in dem sich der Kolben 2 bewegen kann; dieser Zylinder 5 bildet einen Teil derselben Gesamtanordnung der festen Teile wie der Sitz 4 des Ventils 1.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 besitzt der Kolben 2 gemäß der Erfindung außen eine schraubengangförmige Nut, welche sich

über die ganze Höhe dieses Kolbens erstreckt und welche infolgedessen die beiden Flächen des gesamten Kolbens miteinander in Verbindung setzt, so daß das Druckmittel von der einen Fläche zu der andern Fläche längs der Schraubenlinie der Nut gelangen kann. Gleichzeitig wirkt diese schraubengangförmige Nut wie zahlreiche ringförmige Nuten, und sie verhindert den unmittelbaren Durchtritt des ίο Druckmittels von der einen zu der andern Kolbenfläche parallel zu der Achse des Kolbens. Diese Einrichtung in Gemäßheit vorliegender Erfindung hat demnach dieselbe Wirkung wie eine aus zahlreichen, in die äußere Fläche des Kolbens 2 eingeschnittenen Ringnuten und aus einer sehr langen Leitung von sehr kleinem Querschnitt, welche die durch den Kolben 2 voneinander getrennten Räume 10,11 des Zylinders 5 miteinander verbindet, bestehende Einrichtung. Die Einrichtung gemäß der Erfindung hat den Vorteil, daß sie sehr einfach ist und keinen Platz beansprucht, wohingegen die obenerwähnte Einrichtung mit Ringnuten sich so teuer stellen und so viel Platz bean-Sprüchen würde, daß sie praktisch unausführbar wäre.

In Fig. ι ist angenommen, daß die Vorrichtung in der Saugleitung eines Motors oder einer Pumpe, beispielsweise im Einlaß des Vergasers 9 einer Brennkraftmaschine, angeordnet ist, welche die Luft aus der Atmosphäre entnimmt. Die atmosphärische Luft tritt gemäß dem Pfeil 7 zwischen dem Ventil 1 und seinem Sitz 4 ein und wird durch den Motor gemäß dem Pfeil 8 angesaugt. Im Innern 10 des Vergasers 9 erhält das Ventil 1 selbsttätig ein relatives Vakuum aufrecht, welches von dem Querschnitt dieses Ventils und der Kraft abhängt, mit der das Ventil belastet ist. In dem Ausführungsbeispiel ist das Ventil nur durch sein Eigengewicht und dasjenige des Kolbens belastet, aber es könnte auch durch eine Feder belastet sein.

Da die Durchmesser des Ventils 1 und des Kolbens 2 gleich sind, so übt der Unterdruck, der in dem Raum 10 herrscht, gleiche aber entgegengesetzte Kräfte auf die obere Fläche des Ventils 1 und auf die untere Fläche des Kolbens 2 aus. Diese Kräfte heben sich also auf, und die aus dem Ventil 1 und dem Kolben 2 bestehende Gesämtanordnung ist nur der Wirkung ihres Eigengewichts, der senkrecht von unten nach oben wirkenden Kraft, die durch den Atmosphärendruck auf die untere Fläche des Ventils 1 ausgeübt wird, und der senkrecht von oben nach unten wirkenden Kraft, die auf die obere Fläche des Kolbens 2 durch den in dem Raum 10 bestehenden Druck ausgeübt wird, unterworfen. Dieser zuletzt genannte Druck ist bei einem hin und her gehenden Motor sehr veränderlich, und wenn die beiden Flächen des Kolbens 2 frei miteinander in Verbindung ständen, so würde die aus dem Ventil 1 und dem Kolben 2 bestehende Gesamtanordnung rasche Schwingbewegungen von unten nach oben und von oben nach unten entsprechend den Bewegungen der Kolben in den Arbeitszylindern ausführen, wodurch eine rasche Abnutzung des Kolbens 2 und des Zylinders 5 hervorgerufen würde. Ein bekanntes Mittel, um Abhilfe zu schaffen, würde darin bestehen, daß man den Kolben 2 mit zahlreichen ringförmigen Nuten versieht und die beiden Flächen des Kolbens 2 nur durch eine Leitung von geringem Querschnitt miteinander in Verbindung setzt. Aber der Querschnitt dieser Leitung kann nicht nach Belieben vermindert werden, denn es ist erforderlich, daß die Aufwärts- und die Abwärtsbewegungen des Ventils 1 bei Änderungen der Regelung des Motors rasch genug sind, und wenn man den genügenden Mindestquerschnitt annimmt, so ist das Ventil 1 noch einer Schwingbewegung unterworfen, insbesondere bei geringen Geschwindigkeiten des Motors. Wenn man Abhilfe schaffen will, indem man den freien Raum 11 zwischen dem Kolben 2 und dem Boden des Zylinders 5 vergrößert, so vergrößert man die Baugröße der Vorrichtung, und in dem Falle eines Motors für ein Fahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, macht man die aus dem Ventil 1 und dem Kolben 2 bestehende Gesamtanordnung unter der Wirkung der auf das Fahrzeug ausgeübten senkrechten Stöße beweglicher. Wenn man diesen Betrachtungen Rechnung tragend den Inhalt des Raumes 11 und den Querschnitt der Verbindungsleitung zwischen den beiden Flächen des Kolbens 2 bestimmt hat, so stellt man im allgemeinen in der Praxis fest, daß der Kolben 2, insbesondere bei geringen Motorgeschwindigkeiten, immer noch eine rasche Schwingbewegung entsprechend dem Rhythmus des Motors ausführt. Wenn man aber die Vorrichtung gemäß der Erfindung, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, mit dem gleichen freien Raum· 11 und einem Querschnitt der schraubengangförmigen Nut 6 anwendet, welcher gleich demjenigen der benutzten Verbindungsleitung ist, so stellt man fest, daß die Schwingbewegungen des Ventils beseitigt oder erheblich vermindert sind.

Die Erklärung für diese Erscheinung ist folgende: Die abgewickelte Länge der schraubengangförmigen Nut 6 ist verhältnismäßig sehr groß; wenn beispielsweise der Durchmesser des Kolbens 4 cm, seine Höhe 5 cm und die Steigung der schraubengangförmigen Nut 1 mm ist, so überschreitet die Länge der Nut 6 ni. Die Trägheit des Druckmittels, welches sich in dieser langen Leitung bewegt, wirkt den plötzlichen Richtungsänderungen der Geschwindigkeit des Druckmittels in dieser Leitung entgegen und vermindert so erheblich den Übertritt der

Luft von einer Fläche zur anderen des Kolbens 2 in dem Fall, wo rasche und aufeinanderfolgende Richtungswechsel dieses Übertritts stattfinden. Wenn die Wirkung des geringen Übertritts, der noch stattfindet, zu schwach ist, um die Reibung des Kolbens 2 in dem Zylinder 5 zu überwinden, so werden die raschen Schwingungen des Ventils vollständig unterdrückt. Wenn sie nur vermindert werden, so genügt es, um sie ganz zu unterdrücken, die Länge der schraubengangförmigen Nut 6 genügend zu vergrößern, indem man beispielsweise die Länge des Kolbens 2 vergrößert.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist angenommen, daß das Ventil in der Druckleitung einer Pumpe oder in der Auspuffleitung eines Motors angeordnet ist, in welchen Leitungen man einen gewissen Druck aufrechterhalten und regeln will, welcher höher ist als derjenige des Raumes, in welchem das Ausströmen des Druckmittels erfolgt. Das Druckmittel gelangt gemäß dem Pfeil 12 in das Innere 10 des Ventilgehäuses und entweicht beispielsweise in die Atmosphäre gemäß den Pfeilen 13 zwischen dem Ventil 1 und seinem Sitz 4. Die Belastung des Ventils wird in dem Beispiel nur von dem Eigengewicht dieses Ventils und dem Eigengewicht des Kolbens 2 mit Ausschluß der Wirkung einer Feder gebildet.

Diese Belastung regelt in dem Raum 10 einen gewissen Druck gegenüber dem Atmosphärendruck. In dem Beispiel gemäß Fig. 2 ist die

schraubengangförmige Nut 6 auf der Innenoberfläche des Zylinders 5 angeordnet, und die Außenoberfläche des Kolbens 2 ist glatt. Diese schraubengangförmige Nut 6 beginnt am Oberende des Zylinders 5, und sie erstreckt sich genügend weit abwärts, um die beiden Flächen des Kolbens 2 bei allen Stellungen, die dieser Kolben in dem Zylinder 5 einnehmen kann, miteinander in Verbindung zu setzen. Die Wirkung der Vorrichtung dieser in Fig. 2 dargestellten abgeänderten Ausführungsform ist genau dieselbe wie bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Selbsttätiges Ventil, welches mit einem Kolben fest verbunden ist, der dieselbe Achse wie das Ventil hat und der sich in einem Zylinder bewegen kann, welcher mit dem Sitz des Ventils fest verbunden ist, wobei die eine der Seiten dieses Zylinders geschlossen ist und die andere in freier Verbindung mit dem Raum steht, dessen Druck das selbsttätige Ventil regeln soll, dadurch gekennzeichnet, daß von den aufeinandergleitenden zylindrischen Oberflächen des Kolbens und des Zylinders die eine glatt ist, während die andere mit einer schraubengangförmigen Nut versehen ist, welche die beiden durch den Kolben getrennten Räume des Zylinders miteinander in Verbindung setzt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen