DE638856C

DE638856C - Throttle valve, especially for windshield wipers on motor vehicles

Info

Publication number: DE638856C
Application number: DET40773D
Authority: DE
Original assignee: Trico Products Corp
Current assignee: Trico Products Corp
Priority date: 1932-03-17
Filing date: 1932-05-27
Publication date: 1936-11-24

Description

Drosselventil, insbesondere für Scheibenwischer an Kraftwagen Infolge der üblichen Schwankungen in der Arbeit der Verbrennungskraftmaschine von Kraftfahrzeugen ist auch jeder Teil der Maschine, der beispielsweise zum Erzeugen eines Strömungsdruckes zum Antreiben von Hilfseinrichtungen, wie Scheibenwischern, benutzt wird, erheblichen Schwankungen hinsichtlich der Höhe des zu verschiedenen Zeitpunkten erzielbaren Druckes (Soges) ausgesetzt.Throttle valve, especially for windshield wipers on motor vehicles the usual fluctuations in the work of the internal combustion engine of motor vehicles is also any part of the machine that is used, for example, to generate a flow pressure for driving auxiliary devices such as windshield wipers, is used, considerable Fluctuations in the amount of the achievable at different points in time Exposed to pressure (suction).

Man hat zum Beheben dieser Schwierigkeiten bei Scheibenwischern schon vorgeschlagen, in den Strömungsweg des Druckmittels einen Speicher, eine Kammer, einen Windkessel o. dgl. einzuschalten, der zu Zeiten übermäßigen Soges beim Arbeiten teilweise entleert wird, um später über solche Zeiten der Maschinenarbeit hinwegzuhelfen, in denen der Sog des Ansaugeverteilers einer Verbrennungskraftmaschine zum ordnungsmäßigen Bewegen des Scheibenwischers nicht ausreicht. Um in der Zwischenkammer einen Unterdruck aufrechtzuerhalten, hat man ferner Rückschlagventile vorgeschlagen, die beim Nachlassen des Soges im Ansaugeverteiler einen Druckausgleich zwischen Kammer und Ansaugeverteiler verhindern. Bekannt ist auch, den Durchflußquerschnitt zwischen Sogspeicher und Scheibenwischer einstellbar zu gestalten. Die vorliegende Erfindung betrifft nun ein Drosselventil, insbesondere für solche Scheibenwischer, die durch Sog mit schwankendem Arbeitsdruck bewegt werden und bei denen zwischen Kraftquelle und Wischer ein Druckspeicher, zwischen Kraftquelle und Speicher ein Rückschlagventil und zwischen Speicher und Wischer ein Mittel zum Einstellen des DurchfluBquerschnittes für das Druckmittel angeordnet ist.One has to solve these difficulties with windshield wipers proposed, in the flow path of the pressure medium, a memory, a chamber, to switch on an air tank or the like, which at times of excessive suction when working is partially emptied in order to later help over such times of machine work, in which the suction of the intake manifold of an internal combustion engine to the proper Moving the wiper is not enough. To create a negative pressure in the intermediate chamber To maintain, it has also been proposed that check valves operate when slacking off the suction in the intake manifold ensures a pressure equalization between the chamber and the intake manifold impede. It is also known, the flow cross-section between suction reservoir and Make windshield wipers adjustable. The present invention now relates to a throttle valve, especially for those windshield wipers that fluctuate due to suction Working pressure are moved and where there is a pressure accumulator between the power source and the wiper, a check valve between the power source and the accumulator and between the accumulator and Wiper a means for adjusting the flow cross-section for the pressure medium is arranged.

Erfindungsgemäß steht bei solchen Einrichtungen zur geregelten Abgabe der gespeicherten Kraft der Ventilteller des Regelventils, in Strömungsrichtung vor dem Ventilsitz liegend, auf der dem Ventilsitz abgelegenen Seite unter dem Einfluß der Außenluft, auf der Gegenseite unter dem Einfluß einer Druckfeder.According to the invention, such devices are subject to regulated dispensing the stored force of the valve disk of the control valve, in the direction of flow Lying in front of the valve seat, on the side remote from the valve seat under the influence the outside air, on the opposite side under the influence of a compression spring.

Durch die erfindungsmäßige Anordnung wird die Leistung der Druckspeich.ereinrichtung besonders wirksam gestaltet, da nunmehr jeweils nicht der gesamte vorhandene Kraftvorrat, sondern nur derbenötigte Sog wirksam gemacht wird; es ist daher möglich, die in- der Zwischenkammer aufgespeicherte Kraft wirtschaftlich stufenweise wieder abzugeben, und zwar in -selbsttätiger Abhängigkeit von den jeweiligen Druckverhältnissen, so daß der Zweck jener Ausgleichsvorrichtung in technisch einwandfreier Weise erfüllt twird. Zugleich wird durch die neuartige Einrichtung ein zuverlässiges, gleichmäßiges Arbeiten der angetriebenen Vorrichtung, z. B. des Schei-' benwischers, erzielt. _ In der Zeichnung ist ein Ausführungsbetj spiel des Erfindungsgedankens dargestellt. Fig. i zeigt die erfindungsmäßige Gesamteinrichtung an einem Kraftfahrzeug.Due to the arrangement according to the invention, the performance of the pressure storage device designed to be particularly effective, since now not all of the available power supply, but only the required suction is made effective; it is therefore possible to to release the energy stored in the intermediate chamber economically in stages, and in fact in automatic dependence on the respective pressure conditions, see above that the purpose of that balancing device in technical more impeccable Way fulfilled. At the same time, the new facility creates a reliable, uniform operation of the driven device, e.g. B. the windshield wiper, achieved. _ The drawing shows an embodiment of the concept of the invention shown. Fig. I shows the inventive overall device on a motor vehicle.

Fig. 2' gibt ein Diagramm wieder, das vergleichsweise die Abhängigkeit der Wischerhubzahl vom Unterdruck mit und ohne Anwendung der Erfindung zeigt.Fig. 2 'shows a diagram that compares the dependency shows the wiper stroke number of the negative pressure with and without application of the invention.

Fig. 3 veranschaulicht eine Draufsicht auf einen Ausgleichsbehälter mit Regelvorrichtung.3 illustrates a top view of a surge tank with control device.

Fig.4 gibt einen Querschnitt durch die Regelvorrichtung wieder.4 shows a cross section through the control device.

In der Zeichnung ist mit i ein Scheibenwischer bezeichnet, der durch Sog eines strömenden Gases betätigt wird und an eine Kraftquelle mit wechselndem Druck, beispielsweise an den Ansaugeverteiler z des Motors, niittels einer Leitung 3 angeschlossen ist. In die Leitung ist nahe dem Scheibenwischer ein von Hand bedienbares Steuerventil 4 eingeschaltet, das aus einer vollkommen geöffneten in eine vollkommen! geschlossene Stellung bewegt werden kann, wie dies in gestrichelten Linien bei 4' (Fig. i) angedeutet ist. Bei den heute üblichen Scheibenwischern werden als solche Ventile Gleit-oder Schiebeventile verwendet, deren Ventilhub. sehr klein ist und deren geöffnete und geschlossene Endstellung durch einen federbelasteten Sperrkegel bestimmt wird. Es ist daher schwierig, ja nahezu. unmöglich, die Arbeitsgeschwindigkeit des Scheibenwischers durch dieses Ventil zu regeln. Ist folglich das Ventil geöffnet, so ist auch die Leitung 3 ganz offen.In the drawing, i denotes a windshield wiper, which by Suction of a flowing gas is actuated and transferred to a power source with alternating Pressure, for example to the intake manifold z of the engine, by means of a line 3 is connected. In the line near the windshield wiper there is a manually operated one Control valve 4 switched on, which changes from a completely open to a completely! closed position can be moved as shown in dashed lines at 4 ' (Fig. I) is indicated. The wipers used today are used as such Valves sliding or sliding valves used, their valve lift. is very small and their open and closed end positions by a spring-loaded locking cone is determined. It is therefore difficult, almost almost. impossible the working speed of the windshield wiper through this valve. If the valve is therefore open, line 3 is also completely open.

- In der Leitung 3 ist eine erweiterte Z,ivischenkammer in Gestalt eines Kessels oder Speichers 5 vorgesehen. Der Anschluß am diesen Zwischenbehälter erfolgt durch einen Stutzen 6; das Ventil 7, 12 und. das Anschlußstück 8, das zum Ansaugeverteiler oder der sonstigen Kraftquelle mit schwankendem Druck führt.- In the line 3 is an enlarged Z, ivischenkammer in shape a boiler or storage tank 5 is provided. The connection to this intermediate container takes place through a nozzle 6; the valve 7, 12 and. the connector 8, the Intake manifold or other power source with fluctuating pressure leads.

An Anschlußstutzen 6 ist eine Abzweigung vorgesehen, die über den Ventilsitz io in eine Reglerkammer i i mündet. Die Kammer i i ist ihrerseits über das Mündungsstück 25 mit dem Abschnitt 3' der Leitung 3 verbunden, die zum Scheibenwischer oder sonstigen Gerät führt.At connection piece 6 a junction is provided, which over the Valve seat io opens into a regulator chamber i i. Chamber i i is in turn over the mouthpiece 25 is connected to the section 3 'of the line 3 leading to the windshield wiper or other device.

Luft oder das sonstige Gas wird aus der Zwischenkammer oder dem Speicher ä und ebenso aus dem Scheibenwischer über das Ventil 7, 1z angesaugt. Als Ventilteller dient vorzugsweise eine Scheibe aus schwerem., biegsamem Gewebe o. dgl., das luftundurchläss@g ist, durch ein membranartiges, biegsames Teil 13 gehalten ist und das, um der -; At _ .tft leichten Durchfluß zu gestatten, mit Off-','n ungen 14 versehen ist. Zwischen dem bieg-:saziten Halteteil 13 und einem Widerlager 16 t' im Ventilgehäuse 17 eine Feder 15 angeordnet, die dazu dient, den Ventilteller auf seinen Sitz zu drücken. Infolge seiner Biegsamkeit und Nachgiebigkeit schmiegt sich der Ventilteller vollständig an seinen Sitz an und dichtet damit die Ventilöffnung 7' zuverlässig gegen ein Rückströmen des Gases aus dem Ansaugeverteiler in die Zwischenkammer ab. Der Ventilteller wird mit dem biegsamen Teil 13 mittels eines Nietes oder eines sonstigen Befestigungsmittels 12' verbunden, das z. B. unter Zwischenschaltung einer kleinen Unterlagscheibe 18 angebracht wird. Durch diese Art der Befestigung bleiben die Randteile des Ventiltellers frei, so daß sie sich nachgiebig dem Ventilsitz anschmiegen und ihn dicht abschließen. Außerdem überlappt der Ventilteller den Sitz 7 mit breiter Fläche.Air or the other gas is sucked in from the intermediate chamber or the reservoir and also from the windshield wiper via the valve 7, 1z. . As a valve plate is preferably a disc made of a heavy, flexible fabric or the like, serves o is luftundurchläss @ g is held by a membrane-like, flexible component 1 3 and to the -..; At _ .tft to allow easy flow is provided with off - ',' nings 14. Between the flexible holding part 13 and an abutment 16 t 'in the valve housing 17, a spring 15 is arranged, which serves to press the valve disk onto its seat. As a result of its flexibility and resilience, the valve disk nestles completely against its seat and thus reliably seals the valve opening 7 'against a backflow of the gas from the intake manifold into the intermediate chamber. The valve disk is connected to the flexible part 13 by means of a rivet or other fastening means 12 'which, for. B. is attached with the interposition of a small washer 18. By this type of attachment, the edge parts of the valve disk remain free so that they cling to the valve seat resiliently and close it tightly. In addition, the valve disk overlaps the seat 7 with a wide area.

Um nun den Luftstrom vom Scheibenwischer zum Speicher oder zu der damit verbundenen Zweigleitung zu steuern, ist ein Drosselventil ig vorgesehen, das mit dem Ventilsitz io zusammenarbeitet und bei einem bestimmten Unterdruck entgegen der Wirkung einer das Ventil in bekannter Weise öffnenden Feder, z. B. einer Druckfeder 2o, gegen diesen Sitz gezogen wird. In der Kammer i i ist ein bei dem veranschaulichten Beispiel als Membran ausgebildeter Kolben 21 angeordnet, der auf der einen Seite unter der Wirkung des Soges in der Leitung 3 steht, auf der anderen Seite dagegen unter der Wirkung der Außenluft, wofür eine Öffnung 22 im Kammerdeckel i i' dient. Das Ventil 1g kann mit der Membran 21 fest verbunden sein und sich mit ihr bewegen, oder es kann ein Teil davon sein. Bei der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsform sind Membran und Ventil getrennte Teile, zugunsten einer billigeren Herstellung und einfacheren Bauart. Das Ventil ig ist mit einem Sickerdurchlaß 23 versehen, der in beschränktem Maße den Durchgang über den Ventilsitz gestattet, wenn der Scheibenwischer beispielsweise durch Schnee oder sonstige Hindernisse festgehalten wird. Der Sickerdurchlaß 23 läßt dann immer noch den gesamten Sog der Kraftquelle oder der Zwischenkammer auf den Scheibenwischer wirksam werden, um so durch das Höchstdruckgefälle die Hindernisse zu überwinden. Die Spannung der Feder 2o ist mittels einer Stellschraube a4 einstellbar, um hierdurch das Druckgefälle zu bestimmen, unter dem sich das Ventil ig öffnet und schließt. Das Ventil ig bewegt sich dann offenbar auf seinem oder von seinem Sitz je nach der Höhe des Unterdrucks, der auf die Innenseite des Kolbens 2i wirkt.Now to the air flow from the windshield wiper to the memory or to the To control the branch line connected to it, a throttle valve is provided, that works together with the valve seat and counteracts it at a certain negative pressure the action of a spring opening the valve in a known manner, e.g. B. a compression spring 2o, is pulled against this seat. In the chamber i i there is one in the illustrated Example designed as a membrane piston 21 arranged on one side is under the effect of the suction in the line 3, on the other hand against it under the action of the outside air, for which an opening 22 in the chamber lid i i 'is used. The valve 1g can be firmly connected to the membrane 21 and move with it, or it can be part of it. In the embodiment illustrated in the drawing diaphragm and valve are separate parts, in favor of cheaper production and simpler design. The valve ig is provided with a seepage passage 23, which allows passage over the valve seat to a limited extent when the windshield wiper for example, is held in place by snow or other obstacles. The seepage passage 23 then still leaves the entire suction of the power source or the intermediate chamber on the windshield wipers take effect, so as to remove the obstacles due to the maximum pressure gradient to overcome. The tension of the spring 2o can be adjusted by means of an adjusting screw a4, in order to determine the pressure gradient under which the valve ig opens and closes. The valve ig then apparently moves on or off his Seat depending on the level of the negative pressure acting on the inside of the piston 2i.

L"m eine gedrängte, billige Bauart zu er= zielen, bilden das Ventilgehäuse und das Reglergehäuse ein einheitliches, einfaches Stück g, das leicht in die Saugleitung eingebaut werden kann. Die Ventilsitze 7 und io sind in diesem einheitlichen Stück g' ausgebildet, das drei Anschlüsse, nämlich an die beiden Abschnitte 3 und 3' der Saugleitung und an die Kammer 5, aufweist. Die Stützmembran 13 und der Membrankolben 21 werden unmittelbar an dem Körper j in der .Nähe der Verbindung 6 zur Zwischenkammer angebracht. Mit dem Anschluß des Speichers 5 ist zugleich der Anbau des Ventilreglers erfolgt. Die Leitung 3 zwischen der Kammer 5 und dem Ansaugev erteiler erhält vorzugsweise einen weiteren Querschnitt als der Leitungsabschnitt 3' zwischen der Kammer 5 und dem Scheibenwischer i, um auf diese Weise das Entleeren der Zwischenkammer 5 zu beschleunigen. Dies wirkt sich insbesondere vorteilhaft auf langen Steigungen aus, wenn das Drosselventil der Maschine in der Regel offen ist, da beim vorübergehenden Schließen des Drosselventils die Kammer 5 schnell entleert werden kann.To achieve a compact, inexpensive construction, the valve housing and the regulator housing form a single, simple piece g which can easily be installed in the suction line. The valve seats 7 and io are formed in this single piece g 'which has three connections, namely to the two sections 3 and 3 'of the suction line and to the chamber 5. The support membrane 13 and the membrane piston 21 are attached directly to the body j in the vicinity of the connection 6 to the intermediate chamber The valve regulator is also attached to the reservoir 5. The line 3 between the chamber 5 and the intake manifold preferably has a wider cross-section than the line section 3 'between the chamber 5 and the windshield wiper i in order to prevent the intermediate chamber 5 from being emptied This has a particularly advantageous effect on long inclines, when the throttle valve of the machine is usually open, since when passing going closing of the throttle valve, the chamber 5 can be quickly emptied.

Die Wirkung zu veranschaulichen, dient das Kurvenbild der Fig. z. Beträgt beispielsweise der Unterdruck in der Zwischenkammer oder Leitung 15 Z011 (- 380 mm) Quecksilbersäule und der zu einer wirksamen Betätigung des Scheibenwischers erforderliche Sog nur 5 Zoll (- 127 mm), so wird man das selbsttätige Drosselventil ig so einstellen; d-aß. es den Scheibenwischer -mit ausreichendem Sog für ein Arbeiten mit ungefähr 6o Hüben in der Minute versieht, während unter denselben Verhältnissen, aber ohne die Reglereinrichtung gemäß der Erfindung, der Wischer über ioo Hübe in der Minute ausführt. Dementsprechend bleibt in dem Speicher 5 eine Reserve für solche Abschnitte der Maschinenarbeit, in denen. der Unterdruck kleiner ist als erforderlich, um den Scheibenwischer zu betätigen. Während solcher Abschnitte wird dann das Zurückströmen des Gases vom Ansaugeverteiler in die Kammer 5 durch das Rückschlagventil 12 verhindert.To illustrate the effect, the graph in FIG. For example, if the negative pressure in the intermediate chamber or line is 15 Z011 (- 380 mm) of mercury and the suction required for effective operation of the windshield wiper is only 5 inches (- 127 mm), the automatic throttle valve will be set in this way; that. it provides the windshield wiper with sufficient suction to work with approximately 60 strokes per minute, while under the same conditions, but without the control device according to the invention, the wiper performs over 100 strokes per minute. Accordingly, a reserve remains in the memory 5 for those sections of the machine work in which. the vacuum is less than necessary to operate the windshield wiper. During such sections, the backflow of the gas from the suction manifold into the chamber 5 is prevented by the check valve 12.

Durch die Erfindung wird somit ein Regler für Scheibenwischer geschaffen, durch den sich eine 'bestimmte Geschwindigkeit des Scheibenwischers erzielen und einhalten läßt und bei dem eine Aufspeicherung der notwendigerweise beschränkten Energiezufuhr zum Wischer vorgesehen ist. Trotzdem ferner der Regler den normalen Arbeitsdruck für den Scheibenwischer bestimmt, läßt sich durch die Erfindung der Vorteil erzielen, daß - das Höchstdruckgefälle, wenn der Scheibenwischer gehemmt oder festgehalten wird, zum Beseitigen dieser Hindernisse zur Verfügung steht, so daß der Wischer in dieser Hinsicht, also unter allen Verhältnissen, frei arbeitet. Obwohl also der Scheibenwischer gewöhnlich bei einem Normaldruck arbeitet, der selbsttätig verringert und festgehalten wird, und zwar niedriger als ihn die Kraftquelle liefert, steht dem Scheibenwischer im Notfall ein Höchstmaß an Sog zur-- Verfügung, der ein freies Arbeiten gestattet. Sind jedoch die Hemmungen für die Wischerbewegung beseitigt, so vermindert der Regler selbsttätig den Sog auf das vorgeschriebene wirksame Maß.The invention thus creates a regulator for windshield wipers, through which a 'certain speed of the windshield wiper can be achieved and can be adhered to and in which a storage of the necessarily limited Energy supply to the wiper is provided. Nevertheless, the controller continues the normal Working pressure for the windshield wiper can be determined by the invention of the Achieve the advantage that - the maximum pressure drop when the windshield wiper is inhibited or is held, is available to remove these obstacles, so that the wiper works freely in this respect, that is, under all circumstances. So although the windshield wiper usually works at normal pressure, it works automatically is reduced and held, and indeed lower than it is supplied by the power source, the windshield wiper has a maximum amount of suction available in an emergency - the one free work permitted. However, if the inhibitions for the wiper movement are removed, the regulator automatically reduces the suction to the prescribed effective level.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Throttle valve, especially for windshield wipers, which are moved by suction with fluctuating working pressure and those between Power source and wiper a pressure accumulator, between power source and memory one Check valve and between the accumulator and the wiper a means for adjusting the Flow cross-section is arranged for the pressure medium, characterized in that that for the automatically controlled output of the stored force of the valve disc (ig) a valve serving as an adjusting means, upstream of the valve seat in the direction of flow lying on the side remote from the valve seat (io) under the influence of the outside air, on the opposite side is under the influence of a compression spring (2o).

2nd valve after Claim i, characterized in that the valve housing in a manner known per se a membrane (21) contains the under the influence of the adjustable spring (2o) upright valve disc (igh) between itself and the ring seat (io).

3. Device according to claim i and 2, characterized in that the throttle valve (ig-) is a Has a drainage opening (23).