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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Diese
Erfindung stellt ein einzigartiges bidirektionales Fluidventilgerät bereit,
welches weit verbreitete Nützlichkeit
hat und speziell anpassbar ist unter anderen Anwendungen an eine
doppelt wirkende Simplex-Kolbenpumpe der in den früheren US-Patenten
mit den Nummern 5,173,039 und 5,183,396 offenbarten Bauart. Beide
dieser Patente zeigen in ihrer 11 Rückschlagventile 66 und
in ihren 4 Rückschlagventile 66 und 67,
die im umgekehrten Sinn angeordnet sind, um eine bidirektionale Ventilfunktion
bereitzustellen. Rückschlagventile 66 und 67 sind
relativ kostspielig im Vergleich zum einzigartigen Rückschlagventil,
das durch die augenblickliche Anmeldung bereitgestellt wird.
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EP-A-0
371 407 offenbart eine Ventilbaugruppe und eine Fluidpumpe der hin- und herbewegenden
Bauart, die einen Kolbenzylinder und einen zusammengehörigen Zylinderkopf
hat, welche eine Fluidkammer vorgeben. Ein erstes Ringventil, das eine
erste Dichtungsoberfläche
auf einer Seite hat, ist innerhalb der Fluidkammer benachbart dem
Zylinderkopf angeordnet, um wenigstens eine Fluideinlasspassage
zu verschließen.
Ein Vorspannmittel ist bereitgestellt, um das erste Ringventil gegen
einen Sitz auf dem Kopf zu drängen,
indem es gegen das Ringventil auf einer Seite gegenüberliegend
der Dichtungsoberfläche
anstößt, und
das Vorspannmittel enthält
einen Umfangsbereich, welcher mit der Fluidpumpe verbunden ist und
der das erste Ringventil zwischen dem Zylinderkopf und dem Vorspannmittel zurückhält.
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DE 199 26 186 A1 offenbart
eine Kolbenvakuumpumpe mit den Merkmalen von Anspruch 1, die einen
Zylinderblock aufweist, einen Zylinderkopf und ein Ventilbauteil.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein verbessertes, umkehrbares Rückschlagventil
für ein
bidirektionales Fluidventilgerät
bereit und hat die folgenden Vorteile gegenüber den Rückschlagventilen 66 und 67,
die in den US-Patenten '039
und '396 gezeigt sind:
Die Rückschlagventile
nach dem Stand der Technik hatten eine adäquate Funktionalität, aber ihre
vier Teile machten sie relativ kostspielig, wenigstens zwanzig (20)
Mal kostspieliger als das einzigartige Rückschlagventil, das durch diese
Anwendung gelehrt wird, welches ebenso gekennzeichnet ist durch
seine unglaubliche Einfachheit, Umkehrbarkeit, Vielseitigkeit, schnellere
Reaktion, Wirksamkeit, Betriebsruhe und Anpassbarkeit, um Variationen
in der Fluidflussrate der Flüssigkeiten
durch es hindurch bereitzustellen, indem es eine Familie von Ventilbauteilen
aufweist, bei der jedes Mitglied eine verschiedene vorgewählte axiale
Länge aufweist,
um den axialen Hub des Mitglieds zu variieren und sich folglich
einer vorbestimmten Strömung
anzupassen oder die Fluidflussrate, die durch das Ventil passiert, zu
variieren.
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In
breiten Begriffen stellt die vorliegende Erfindung ein umkehrbares
bidirektionales Fluidventilgerät
bereit, das in Kombination mit einem Kopfbauteil zu verwenden ist,
welches eine flache verteilererfassende Oberfläche hat und ein Verteilerbauteil,
das eine flache Oberfläche
hat. Die zwei Bauteile sind miteinander verbunden, wobei sich die
flachen Oberflächen
in angrenzender Beziehung befinden. Jedes der Bauteile hat darin
eine identische Bohrung normal zu den angrenzenden flachen Oberflächen, wobei
die Bohrungen in axialer Ausrichtung sind und jedes der Bauteile
eine identische Ausnehmung um seine jeweilige Bohrung herum aufweist,
und die eine Schulter vorgibt, welche eine axiale Endoberfläche aufweist,
die von den angrenzenden Oberflächen
um den gleichen vorgewählten
Abstand beabstandet ist. Die Schultern haben identische vorgewählte Querabmessungen.
Das Ventilgerät
umfasst ferner ein Ventilbauteil mit zwei axialen Enden mit einer
flachen Oberfläche
auf einem ersten der axialen Enden mit vorgewählten Querabmessungen, die
größer sind
als die vorgewählten
Querabmessungen der Schultern, positioniert, so dass seine flache
Oberfläche
an die axiale Endoberfläche
einer der Schultern angrenzt. Das Ventilbauteil enthält ferner
wenigstens zwei sich axial erstreckende und umfänglich voneinander beabstandete
Rippen auf einem seiner zweiten axialen Enden. Jede der Rippen hat
die gleiche vorgewählte axiale
Länge und
endet in einer Endoberfläche.
Die Rippen sind so positioniert, dass ihre Endoberflächen sich
in axialer Ausrichtung mit und in einem vorgewählten Abstand beabstandet von
der axialen Endoberfläche
der anderen der Schultern befinden. Das Ventilgerät weist
ferner zwei hohle Schraubenfedermittel auf, die innerhalb der Ausnehmungen
in Registrierung mit den Bohrungen positioniert sind und zwei Enden
haben: ein erstes Ende, das so bemessen ist, dass es die andere
Schulter erfasst, und ein zweites Ende von identischen Abmessungen,
das so bemessen ist, dass es das zweite axiale Ende des Ventilbauteils
oberhalb der Rippen erfasst. Das Federmittel ist so ausgewählt, dass
es die flache Oberfläche des
Ventilbauteils in Richtung der axialen Endoberfläche von einer der Schultern
vorspannen wird, um eine geschlossene Ventilfunktion bereitzustellen. Ferner
ist die Feder so ausgewählt,
dass sie unter angelegter Kraft nachgibt (Einsinkweg), um axialen Hub
des Ventils um einen begrenzten Abstand zu einer Position zu ermöglichen,
an welcher die Endoberflächen
der Rippen sich in Eingriff mit der axialen Endoberfläche der
anderen Schulter befinden, um eine offene Ventilfunktion mit einem
vorbestimmten Bereich bereitzustellen.
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Das
voranstehende Ventilgerät
ist in einem beschränkteren
Sinne gekennzeichnet durch die Bohrungen, Ausnehmungen, Schultern
und das Ventilbauteil, die alle den gleichen kreisförmigen Querschnitt
haben, und das zylindrische Federmittel mit kreisförmigem Querschnitt.
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In
einem beschränkteren
Sinne ist mein einzigartiges Ventilgerät in Kombination mit einem
doppeltwirkenden Simplex-Kolbenpumpengerät bereitgestellt, um eine verbessertes
Pumpe bereitzustellen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUGEN
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1 ist
ein Teil einer doppeltwirkenden Simplex-Kolbenpumpe mit einem Teil
derselben im Schnitt;
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2 ist
eine Vergrößerung der
einzigartigen Ventilstruktur, die in 1 gezeigt
ist;
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2A zeigt
ein in 2 gezeigtes Rückschlagventil,
aber mit der komprimierten Feder 47, d.h. nachgebend unter
der Fluidkraft, um die Strömung
des Fluids durch es hindurch zu gestatten.
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3 ist
eine isometrische Ansicht eines Beispiels meines einzigartigen Ventilbauteils.
Diese Figur zeigt ebenso drei zueinander senkrechte Bezugsachsen:
jeweils X, Y und Z, manchmal nachfolgend als longitudinal, transversal
und vertikal bezeichnet;
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4 ist
eine Ansicht des in 2 gezeigten Gerätes betrachtet
entlang den Schnittlinien 4-4;
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5 ist
eine Ansicht des in 2 gezeigten Gerätes betrachtet
entlang der Schnittlinien 5-5;
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6 ist
eine Ansicht einer alternativen Form des Ventilbauteils;
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7 zeigt
das in 1 und 2 gezeigte Ventilgerät, aber
mit umgekehrtem Ventilbauteil, so dass es als Fluidrückschlagventil
in einer Fluidrichtung entgegengesetzt der Richtung, gesteuert durch die
Geräte
aus 1 und 2 arbeitet;
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8 ist
eine Seitenansicht vom Äußeren einer
vollständigen
doppeltwirkenden Simplex-Kolbenpumpe;
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9 ist
eine Ansicht der ersten und zweiten einheitlichen kombinierten Stopfbuchsen
und von Kopfbauteilen, wie betrachtet entlang den Schnittlinien
9-9 von 8;
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10 ist
eine Ansicht des Verteilerbauteils, wie betrachtet entlang den Schnittlinien
10-10 der 8;
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11 ist
eine Draufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform eines Ventilbauteils;
und
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12 ist
eine Seitenansicht des in 11 gezeigten
Ventilbauteils.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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In 1 bezeichnet
das Bezugszeichen 10 allgemein eine doppeltwirkende Simplex-Kolbenpumpe,
welche einen Verteiler 12 und erste und zweite einheitliche
kombinierte Stopfbuchsen und Kopf- oder Blockbauteile aufweist,
von denen lediglich eines 18 in 1 gezeigt
ist. Der Block 18 hat zwei voneinander beabstandete und
parallele Oberflächen 18A und 18B,
die jeweils als Motorendoberfläche
erfassende Oberfläche
und Pumpenverteiler erfassende Oberfläche bezeichnet sind. Eine Ausnehmung 19 ist
im Block 18 bereitgestellt, um ein Ende eines zylindrisch
geformten Kolbens aufzunehmen, wobei die Ausnehmung 19 einen
kreisförmigen
Querschnitt hat und eine longitudinale Achse, die parallel zu und
zwischen den zuvor erwähnten
flachen parallelen Oberflächen 18A und 18B liegt.
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Der
Kolben wird dazu gebracht, sich entlang seiner longitudinalen Achse
unter dem Einfluss einer exzentrischen Anordnung hin und her zu
bewegen, die eine Antriebswelle 21 von einem Motor enthält (nicht
gezeigt), und einem Exzenter 22, das innerhalb des inneren
Laufrings eines Lagers 23 angeordnet ist, welches innerhalb
einer Nut 20' im
Kolben 20 angelegt ist, wobei alles in größeren Einzelheiten
in meinen oben erwähnten
Patenten besprochen wird. Eine Führung 24 und
Verpackung 24' sind
bereitgestellt, um Führung,
Schmierung und eine Abdichtung für
den Kolben 20 bereitzustellen. Die Führung und Verpackung werden
durch ein Metallplattenbauteil 25 festgehalten. Das axiale
Ende der sich longitudinal erstreckenden Bohrung 19 wird
durch Bezugszeichen 19' bezeichnet,
und die Bohrung 19 ist mit einer vertikal sich erstreckenden
Bohrung 27 verbunden, die sich von der Oberfläche 18A normal
zu ihrer Oberfläche
erstreckt, und endet an einem Ende 27', wie dies klar in 1 gezeigt
wird.
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Jedes
Blockbauteil hat ein Paar von transversalen, voneinander beabstandeten
parallelen Bohrungen; wie dargestellt, ist lediglich eine der Bohrungen 27 vom
Blockbauteil 18 in 1 gezeigt.
Jedes Paar von Bohrungen wird nachfolgend als „Satz" von ersten und zweiten transversal
voneinander beabstandeten Pumpenanschlüssen bezeichnet; ebenso befindet
sich jeder Anschluss in verbindender Beziehung mit der Ausnehmung 19,
so dass durch den hin und her schwingenden Kolben 20 gepumptes
Fluid durch die Anschlüsse
fließen
wird, wie es alles mehr im Einzelnen nachfolgend beschrieben wird. 9 zeigt
zwei ähnliche
Blöcke 118 und 118' als eine Unterbaugruppe,
wo vier Anschlüsse 127'–127'''' (ähnlich zu
Anschluss 27) in einer Weise einer gestrichelten Linie
gezeigt sind, wobei jeder in dieser Ansicht durch die Ventilbauteile 135'–135'''' abgedeckt ist,
die ebenso nachfolgend beschrieben werden. 9 zeigt
folglich zwei longitudinal voneinander beabstandete Sätze von
transversal voneinander beabstandeten Anschlüssen.
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Der
Verteiler 12 hat eine longitudinale Achse und eine flache
Bodenoberfläche 12A,
die daran angepasst ist, durch die den Pumpenverteiler erfassenden
Oberflächen 18A der
Kopfbauteile angegrenzt zu werden. Der Verteiler umfasst ferner
erste und zweite transversal voneinander beabstandete Verteilereinlass-/-auslassbohrungen,
die sich longitudinal dadurch erstrecken von einem ersten Ende zu
einem zweiten Ende und die zueinander parallel zur longitudinalen
oder X-Achse sind;
eine dieser Einlass-/Auslassbohrungen 14 ist in 1 dargestellt,
und Bezug kann genommen werden auf das voranstehende US-Patent 5,183,396
auf 5, die ein Paar von ähnlichen Einlass-/Auslassbohrungen 55 und 66 zeigt.
Siehe ebenso 10, um eine Ansicht von Verteilereinlass-/-auslassbohrungen 114' und 114'' zu zeigen. Der Verteiler weist
ferner erste und zweite longitudinal voneinander beabstandete Sätze von transversal
voneinander beabstandeten Anschlüssen
auf, welche die Verteilereinlass-/-auslassbohrungen mit der flachen
Bodenoberfläche
des Verteilers verbinden; lediglich einer der zuletzt erwähnten Anschlüsse wird
als 50 in 2 dargestellt, aber vier ähnliche
Anschlüsse
sind in 10 gezeigt, worin die Anschlüsse durch
Bezugszeichen 150'–150'''' gekennzeichnet
werden.
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Jeder
der Pumpenanschlüsse
der Blöcke und
der Verteileranschlüsse
wird durch eine konzentrisch positionierte ringförmige Ausnehmung eingekreist,
z.B. die Ausnehmungen 30 und 45, die in der 2 gezeigt
sind. Jede Ausnehmung gibt eine ringförmige Schulter vor, z.B. die
Schultern 31 und 46 aus 2. Jede
ringförmige
Schulter weist eine axiale Endoberfläche auf (z.B. die Oberflächen 31' und 46' aus 2),
die jeweils um einen vorgewählten Abstand
von der den Pumpenverteiler erfassenden Oberfläche 18A und der flachen
Bodenoberfläche 12A beabstandet
sind. Diese vorgewählte
Abmessung wird in der 2A durch das Symbol „d" gekennzeichnet.
Ferner haben die Schultern im Wesentlichen die gleichen Außendurchmesser,
d.h. Querabmessungen.
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Das
kombinierte Stopfbuchsen- und Kopfbauteil 18 und das Verteilerbauteil 12 werden
in 1 verbunden gezeigt, unter Verwendung geeigneter
Mittel, wie beispielsweise Maschinenschrauben 13, die zusammenarbeiten
mit Gewindemitteln (nicht gezeigt), wobei die flache Bodenoberfläche 12A des Verteilers
durch die den Pumpenverteiler erfassende Oberfläche 18A des kombinierten
Stopfbuchsen- und Kopfbauteils angegrenzt wird. Bei den verbundenen Bauteilen 12 und 18 sind
die vertikal orientierten, die die Bohrungen umkreisenden Ausnehmungen
und Schultern (Z-Achse) in jeweiliger axialer Registrierung oder
Ausrichtung, wie dies in der 2 gezeigt ist.
Zum Beispiel bilden die Ausnehmungen 30 und 45,
wenn sie wie in der 2 aneinander gegrenzt werden,
ein kombiniertes Ausnehmungsvolumen zur Aufnahme einer Ventilbaugruppe.
Bevor der Verteiler 12 mit den Kopfbauteilen, wie zuvor
gesagt, zusammengebaut wird, werden die einzigartigen Ventilbauteile
als Baugruppen innerhalb der kombinierten Ausnehmungen, die durch
die zusammengebauten Bauteile gebildet werden, positioniert. Spezieller,
wie dies in den 2–5 gezeigt
ist, umfasst die Ventilbaugruppe das Ventilbauteil 35 mit
einem kreisförmigen
Querschnitt mit zwei axialen Enden 36 und 39 und
eine Randzone 37 mit einem größeren Durchmesser als jenem
des äußeren Durchmessers
der ringförmigen
Schultern. Das Ventilbauteil 35, das in der 2 gezeigt
ist, hat eine flache Bodenoberfläche 36,
d.h. eine flache Oberfläche
an einem ersten axialen Ende davon, und wenigstens zwei axial sich erstreckende
und umfänglich
voneinander beabstandete Rippen auf einem zweiten axialen Ende 39 davon.
Drei Rippen sind in der dargestellten Ausführungsform zur Stabilität bereitgestellt,
wie es am besten in der 3 gezeigt ist. Die voranstehende
Randzone 37 am ersten axialen Ende wird gezeigt; dort einwärts der
Randzone 37 befindet sich eine Nabe oder Schulter 38 von
verringertem Durchmesser, der vorgewählt ist, so dass er in die
Schraubenfeder 47 passt, wie dies nachfolgend besprochen
wird. Vorspringend oder sich axial von der Nabe 38 erstreckend
befinden sich Beine oder Rippen 40, 41 und 42,
welche umfänglich
voneinander beabstandet sind und von denen jedes jeweils in einer
flachen Oberfläche 40', 41' und 42' endet. Die
Rippen haben alle die gleiche vorgewählte axiale Länge und
enden in den voranstehenden Endoberflächen 40', 41' und 42'. Wenn das Ventilbauteil 35 in
den ringförmigen
Vertiefungen positioniert wird, wird es bemerkt werden, dass die
Beine 40–42 sich
in axialer Ausrichtung (entlang der Z-Achse) mit der axialen Endoberfläche 46' der Schulter 46 des
Verteilers 12 befinden.
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Die
Bauteile 12 und 18 haben geeignete Dichtringe
oder das Äquivalent
um jede der ausgerichteten Bohrungen; zum Beispiel zeigt die 2 ein Paar
von gegenüberliegenden
ringförmigen
Ausnehmungen 48' und 48'' in Registrierung, um ein ringförmiges Gehäuse für einen
ringförmigen „O"-Ring 48 zu
bilden.
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Jede
Pumpe weist vier identische hohle zylindrische Schraubenfedern auf;
eine davon ist in den 1 und 2 gezeigt,
wobei die Federn jeweils innerhalb der kombinierten ringförmigen Vertiefungen
konzentrisch mit den Bohrungen positioniert sind. Jede Feder hat
zwei Enden, und zwar ein erstes Ende, das so bemessen ist, dass
es behaglich um eine der ringförmigen
Schultern passt; dies wird in der 2 gezeigt,
worin die Feder 47 behaglich um die Schulter 46 des
Verteilers 12 eingepasst ist. Das zweite Ende der Feder
ist so bemessen, dass es behaglich um die voneinander beabstandeten
Rippen 40–42 passt;
dies ist ebenso in der 2 gezeigt, und spezieller würde es gemütlich um
die Nabe 38 herum sein, wie das am besten in der 3 gezeigt wird.
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Wie
dargestellt, kann das Ventilmittel als Rückschlagventil arbeiten, und
dies ist die bevorzugte Verwendung in der offenbarten doppelt wirkenden Simplex-Kolbenpumpe. Spezieller,
wie dies in der 2 gezeigt ist, ruht das Ventilbauteil 35,
während es
den Anschluss 27 unter dem Einfluss des Drucks im Anschluss 50 abdichtet.
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2A stellt
das Ventil 35 dar, das nach oben bewegt ist, wie gezeigt,
weg von der Oberfläche 31' der Schulter 31 unter
dem Einfluss eines ausreichend hohen Drucks im Anschluss 27.
Wenn dieser Druck ein vorgewähltes
Niveau überschreitet,
dann gibt die Feder 47 unter der angelegten Kraft des Drucks,
welche auf die Oberfläche 36 auf
der Unterseite, oder das erste axialen Ende des Ventils 35 einwirkt,
nach. Das Ventil 35 bewegt sich nach oben, wie in der 2A gezeigt,
um einen begrenzten Abstand YY, wobei der Hub beendet wird, wenn
die Endoberflächen 40', 41' und 42' des Ventils
gegen die axiale Endoberfläche 46' der Schulter 46 anstoßen. Es kann
gesehen werden, dass der Fluidfluss, der mit dem Buchstaben F bezeichnet
wird und durch seine entsprechenden Pfeile, nach oben stattfindet,
durch und aus dem Anschluss 27 heraus und dann radial um
alle Seiten des Ventils 35 herum erfolgt, durch die Windungen
der Feder 47 und die Beine 40–42 und dann nach
oben durch den Anschluss 50.
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In
breiten Begriffen funktionieren deswegen die in den 1 und 2 usw.
dargestellten Ventilmittel als Rückschlagventil,
wobei der Ventilarbeitspunkt eine Funktion der Federeigenschaften
ist, um unter einem größeren Druck,
der an die Unterseite 36 des Ventilbauteils angelegt wird,
nachzugeben, um Fluidfluss zu erlauben.
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Die
Abmessungen der Ausnehmung und der Ventilbauteile sind extrem wichtig
für den
Betrieb des Ventils zur Steuerung des Fluidflusses. Eine erste kritische Abmessung
ist die axiale Länge
des Ventils, d.h. der Abstand von der flachen Seite an einem axialen
Ende des Ventils bis zur Endoberfläche der Rippen oder der Beine
des Ventils; ein Beispiel davon ist als „XX" in 12 bezeichnet.
Eine zweite ist der Abstand von den voranstehenden angrenzenden
Oberflächen 12A und 18A bis
zu den axialen Enden der Schultern; siehe Bezugszeichen „d" in 2A.
Wenn die Bauteile 12 und 18 wie gezeigt verbunden
sind, beträgt
der axiale Abstand zwischen den axialen Enden 31' und 46' der gegenüberliegenden
Schultern 31 und 46 2d. Wenn ein Ventilbauteil
von axialer Länge
XX, wie gezeigt in 2, positioniert wird, wird ein Spalt
oder ein Abstand „YY" zwischen den axialen Endoberflächen der
Rippen und der axialen Endoberfläche
der gegenüberliegenden
Schulter vorgegeben. Die Abmessung YY gibt folglich den maximalen axialen
Hub vor, der für
die Ventile möglich
ist, wie gezeigt in der 2A; dies
ist sehr wichtig, wie dies von Fachleuten auf dem Gebiet verstanden
werden wird. In einem optimalen Entwurf wird „YY" so gewählt werden, dass es die gewünschte Fluidflussrate bereitstellt;
falls das tatsächliche „YY" größer als
nötig ist,
kann der nicht notwendige extra axiale Hub eine Verringerung in
der Reaktionszeit bei keiner Erhöhung
im Fluidfluss bereitstellen. Die Auswahl der Abmessung „YY" sorgt folglich für ein Mittel
zur Erhaltung einer präzisen
Fluidflussrate, dies versorgt den Ventildesigner mit einem mächtigen
Entwurfswerkzeug.
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Eine
weitere Variable ist die Sektorbreite der Rippen in Bezug auf den
umfänglichen
Abstand der Rippen; wie in der 2A gezeigt,
verlassen die Fluidbahnen F den Anschluss 27, treten in
die kombinierten Ausnehmungen ein, durchqueren die Windungen der
Feder 47 dazwischen und dann die Rippen in dem Verteileranschluss 50 dazwischen.
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7 ist
eine Darstellung, wie das Ventilbauteil 35 und seine zugeordnete
Feder von den Positionen, die in den 2 und 2A gezeigt
sind, invertiert werden können,
um die gleichen Rückschlagventilfunktionen
und andere Funktionen wie zuvor bereitstellen zu können, aber
in einem umgekehrten Sinn.
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Die
bevorzugte Form oder Ausführungsform des
Ventilbauteils wird in den 11 und 12 gezeigt,
wo das gesamte Ventilbauteil durch das Bezugszeichen 135 gekennzeichnet
wird, es weist ein zylindrisch geformtes Ventilbauteil mit einem
kreisförmigen
Querschnitt auf, von einem Durchmesser, der größer ist als der Außendurchmesser
der ringförmigen
Schultern. Spezieller hat das Ventilbauteil 35 eine Randzone 137,
deren Durchmesser größer ist als
jener des Außendurchmessers
der Schultern, z.B. der Schulter 31, und ein erstes axiales
Ende 136. Eine ringförmig
geformte Schulter 138 hat einen vorgewählten Außendurchmesser 138D,
welcher so gewählt
ist, dass er bequem innerhalb die Schraubenfeder 47 passt.
Die ringförmige
Schulter 138 hat eine begrenzte axiale Erstreckung und
dient als Montageträger
für wenigstens
zwei axial sich erstreckende und umfänglich voneinander beabstandete
Rippen; drei Rippen 140, 141 und 142 werden
dargestellt. Das zweite axiale Ende 139 des Ventils 135 wird
in der 11 gezeigt. Jede der Rippen 140–142 hat
die gleiche vorgewählte
axiale Länge
und endet in einer Endoberfläche 145.
Der Durchmesser der ringförmigen
Schulter 135 und folglich der Durchmesser der umfänglich voneinander
beabstandeten Rippen 140–142 wird so gewählt, dass
er im Wesentlichen der gleiche wie jener der axialen Endoberfläche der Schultern
ist, z.B. der Schulteroberfläche 31', gezeigt in 2.
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Die
Pumpenköpfe,
Verteiler und Ventile 35 und 135 können aus
jedem geeigneten Material gebildet werden, wie beispielsweise Kunststoff
oder Metall.
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In 9 werden
vier der bevorzugten Ventilbauteile 135 in Position in
Blöcken 118 und 118' gezeigt und
werden jeweils durch die Bezugszeichen 135', 135'', 135''' und 135'''' gekennzeichnet.
Spezieller ist am rechten Ende des Gerätes, wie gezeigt in 9,
das Ventil 135' mit
seiner flachen Seite 136' exponiert
zum Betrachter positioniert, und sein zugeordnetes transversal beabstandetes
Ventil 135''' ist so positioniert, dass die
Rippen oder Beine und die zweite axiale Endseite 139' zum Betrachter
zeigen.
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Auf
die gleiche Weise ist am linken Ende des in der 9 gezeigten
Gerätes
das Ventil 135'' mit seiner
axialen Endseite 136'', die zum Betrachter zeigt,
positioniert, und sein transversal voneinander beabstandetes Ventil 135'''' ist so positioniert,
dass die Rippen oder Beine und die Seite 139'' zum
Betrachter zeigen.
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10 veranschaulicht
die flache Bodenoberfläche
des Verteilers wie betrachtet entlang den Schnittlinien 10-10 aus 8.
Die ersten und zweiten transversal voneinander beabstandeten Verteilereinlass-/-auslassbohrungen 114' und 114'' sind in Phantomdarstellung gezeigt,
so dass sie sich longitudinal dadurch vom ersten Ende zum zweiten
Ende erstrecken und zueinander parallel zur longitudinalen Achse
X sind. Ein erster Satz von transversal voneinander beabstandeten
Anschlüssen 150' und 150''' werden
am rechten Ende der Figuren dargestellt, wie gezeigt, und ein zweiter
Satz von transversal voneinander beabstandeten Anschlüssen 150'' und 150'''' wird an der linken Seite der Figur,
wie gezeigt, dargestellt. Folglich veranschaulicht die 10 für den Verteiler erste
und zweite longitudinal voneinander beabstandete Sätze von
transversal voneinander beabstandeten Anschlüssen, welche die Verteilereinlass-/-auslassbohrungen
mit der flachen Bodenseite verbinden. Jeder der Pumpenanschlüsse der
Blöcke
und der Verteileranschlüsse
werden eingekreist durch eine konzentrisch positionierte, ringförmige Ausnehmung.
Folglich werden für
den Verteiler die Ausnehmungen jeweils gekennzeichnet durch Bezugszeichen 140'–145'''', wobei die
Ausnehmungen wiederum jeweils Schultern 146'-146'''' vorgeben.
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Wie
dargestellt, sind die Anschlüsse 150'–150'''' so positioniert,
dass sie sich exakt in Registrierung mit den Anschlüssen und
dem Ventil, das in den in der 9 gezeigten
Blöcken
dargestellt ist, befinden.
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6 zeigt
eine weitere alternative Form eines Ventilbauteils, das mit dem
in 8–10 gezeigten
Gerät verwendet
werden kann. Wiederum hat ein Kopfbauteil 218 eine flache
Oberfläche,
die daran angepasst ist, gegen eine flache Oberfläche eines
Verteilerbauteils 212 angegrenzt zu werden. Das Kopfbauteil
hat eine Aus nehmung 60, und das Verteilerbauteil hat eine
Ausnehmung 70, welche konzentrisch sind jeweils mit Anschlüssen 227 und 250 und welche
Schultern 61 und 71 vorgeben, deren axiale Seiten 62 und 72 jeweils
gekrümmt
sind, um sich der Krümmung
eines axialen Endes 81 des Ventilbauteils 80 anzupassen,
welches aus einem geeigneten Material, wie beispielsweise Kunststoff
oder Gummi, hergestellt werden kann. Das Ventil 80 ist
im Querschnitt in der 6 gezeigt, mit einer gekrümmten Oberfläche 81,
wie voranstehend zum Angrenzen gegen die gekrümmte axiale Endoberfläche der Schulter 61,
wie gezeigt in 6 (oder gegen die gekrümmte Oberfläche 72,
falls das Gerät
umgekehrt wäre).
Das Ventilbauteil 80 hat ferner eine axial sich erstreckende
Schulter 81',
vorgegeben durch eine ringförmige
Rille 82, um einen Sitz für ein Ende einer Feder 147 bereitzustellen.
Die Feder 147 ist als Schraubenfeder gezeigt, deren eines
Ende in der ringförmigen
Ausnehmung 82 sitzt und deren anderes Ende gegen das axiale
Ende oder den Boden der Ausnehmung 70 angrenzt, wie gezeigt
in 6. Das Ventil 80 wurde, wie in der 6 gezeigt,
nach oben versetzt, was bewirkt, dass die Feder 147 unter
dem Fluidruck nachgibt, der auf die Seite 81 des Ventils 80 angewendet
wird und folglich einen Spalt oder einen Strömungsraum für Fluid bereitstellt, um nach
oben durch den Anschluss 227 zu fließen, wie gezeigt, und dann
um das Ventilbauteil 80 herum durch die Windungen der Feder 147,
um nach außen
durch den Anschluss 250 zu strömen. Der Aufwärtshub des Ventils 80 wird
durch eines oder mehrere axial sich erstreckende Beine 84 begrenzt,
welche sich axial von einer Sockellinie 83 auf dem Ventil 80 erstrecken, deren
Enden gegen die gekrümmten
Ventilsitzoberflächen 72 und 62 anstoßen.
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Zusammenfassend
stellt die Erfindung ein einzigartiges umkehrbares Ventilbauteil
bereit, in Kombination mit den oben beschriebenen identischen Bohrungen,
Ausnehmungen, Schultern und schulteraxialen Endseiten. Die Vorspannung
und Zentrierung der Federn haben eine Doppelfunktion: Sie funktionieren
simultan als Federhalter, ermöglichen
eine begrenzte Menge von axialem Hub des Ventils, während sie
das Ventil festhalten oder gegen Hub in der Querrichtung (X- und
Y-Achsen) stabilisieren.
Ferner sind die Federn so vorgewählt,
dass sie eine ge wünschte
Steifigkeit haben, so dass sie nachgeben, um den voranstehenden
axialen Hub bei einem vorgewählten
Druck in der Bohrung zu erlauben, in Bezug auf welche das Ventil
anstößt.
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Die
ringförmigen
Schultern sind ebenso multifunktional. Während eine gegenüberliegende
Schulter als ein Sitz funktioniert (und folglich als ein Rückhalter)
für ein
Ende der Schraubenfeder, funktioniert die andere gegenüberliegende
Schulter als Ventilsitz. Ferner dienen die axialen Endoberflächen der
Schultern dazu, die Menge des axialen Hubes der Ventile in die Dimension
YY zu begrenzen, wobei die axiale Länge XX des Ventils berücksichtigt
wird und die totale axiale Abmessung 2d zwischen den gegenüberliegenden
axialen Endoberflächen
der gegenüberliegenden
Schultern.
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Wie
gezeigt, beträgt
die minimale Anzahl der Rippen oder der Beine auf dem Ventilbauteil
zwei; jedoch weisen die bevorzugten, in den Zeichnungen gezeigten
Ausführungsformen
der Erfindung drei Beine oder Rippen auf, die umfänglich ungefähr gleich
voneinander beabstandet sind; dies sorgt für Ventilbetriebsstabilität. Natürlich könnten mehr
als drei Rippen verwendet werden; dies würde sich innerhalb des Schutzbereichs
der Erfindung befinden.
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Während die
bevorzugte Ausführungsform der
Erfindung dargestellt wurde, wird es verstanden werden, dass Abwandlungen
durch Fachleute auf dem Gebiet durchgeführt werden können, ohne
vom erfinderischen Konzept abzuweichen. Entsprechend ist die Erfindung
lediglich durch den Schutzbereich der folgenden Ansprüche beschränkt.