NL194835C - Door drukmedium zoals perslucht bediend klepsamenstel. - Google Patents

Description

1 194835

Door drukmedium zoals perslucht bediend klepsamenstel

De uitvinding heeft betrekking op een drukmedium bediend klepsamenstel met een huis voorzien van: - een centrale boring; 5 - een kleporgaan opgenomen in de centrale boring en voorzien van een eerste zuigerdeel met een eerste diameter en een tweede zuigerdeel met een tweede diameter, waarbij een verbindingsdeel met een derde diameter kleiner dan de eerste en de tweede het eerste en het tweede zuigerdeel koppelt; - een toevoerruimte; - een afvoerruimte; 10 - een klepzitting in een doorgang tussen de toevoerruimte en de afvoerruimte, welke doorgang kan worden afgedicht door het tweede zuigerdeel als afsluitend kleplichaam te laten aanslaan tegen de klepzitting; - een ontluchtingskanaal, dat via een afsluitbare verbinding aansluit op de afvoerruimte; - een eerste bedieningskanaal voor het door een bedieningsmedium uitoefenen van een sluitdruk op het kleporgaan, en 15 _ een tweede bedieningskanaal voor het door een bedieningsmedium via een hulpzuiger uitoefenen van een openingsdruk op het eerste zuigerdeel van het kleporgaan, welke hulpzuiger vanuit een door veerkracht te bewerkstelligen aanslagstand over een eerste afstand vrij verplaatsbaar is ten opzichte van het kleporgaan.

Een dergelijk drukmedium bediend klepsamenstel is bekend uit DE-A-2.049.192. Het openen van het 20 klepsamenstel geschiedt door via het tweede bedieningskanaal toegevoerde perslucht de hulpzuiger te doen verplaatsen. Na het doorlopen van de eerste, vrije afstand loopt de hulpzuiger tegen het eerste zuigerdeel aan en neemt daarna het kleporgaan in zijn verplaatsing mee. Als gevolg hiervan wordt het kleporgaan van de klepzitting gelicht en ontstaat er een open verbinding tussen de toevoerruimte en de afvoerruimte. Ten tijde van het lichten van het kleporgaan existeert er evenwel nog een open verbinding tussen de afvoer-25 ruimte en het ontluchtingskanaal, waardoor er uit de toevoerruimte afkomstige perslucht via het ontluchtingskanaal wordt afgeblazen en zodoende onbenut verloren gaat. Daar het klepsamenstel in de scheepvaart veel wordt gebruikt als startklep voor dieselmotoren van relatief grotere omvang en als drukbron een op een schip aanwezige persluchtcilinder met een druk tot 40 bar, oftewel een eindige luchtvoorraad, wordt gebruikt, kan het onbenut afblazen tot problemen leiden. Dit omdat door normvoorschriften wordt voorge-30 schreven dat na het uitschakelen van de compressor nog een bepaald aantal startmanoeuvres moet kunnen worden uitgevoerd. Een verder aandachtspunt zal het ook bij relatief lage druk kunnen bedienen van het klepsamenstel zijn.

Met de uitvinding wordt beoogd een klepsamenstel van de in de aanhef genoemde soort zodanig te verbeteren dat het genoemde weglekken van drukmedium zoals perslucht bij het schakelen van het 35 klepsamenstel wordt geminimaliseerd, en wel onder behoud van een constructief eenvoudige en compacte constructie.

Dit wordt overeenkomstig de uitvinding bereikt, doordat de hulpzuiger verbonden is met een eerste uiteinde van een zuigerstang die zich door het eerste zuigerdeel het buisvormig uitgevoerde verbindingsdeel en het tweede zuigerdeel heen uitstrekt en die door een verplaatsing in axiale richting de afsluitbare 40 verbinding kan bewerkstelligen en verbreken, waarbij genoemde eerste afstand zodanig is bemeten, dat bij het uitoefenen van de openingsdruk en daardoor verplaatsing van de hulpzuiger met de zuigerstang eerst de verbinding tussen de afvoerruimte en het ontluchtingskanaal wordt verbroken alvorens bij een verdere verplaatsing van de hulpzuiger door het meenemen van het kleporgaan het tweede zuigerdeel van de klepzitting wordt gelicht om de doorgang tussen de toevoerruimte en de afvoerruimte te openen. Door deze 45 maatregelen wordt bij het openen van het klepsamenstel eerst de verbinding tussen de afvoerruimte en de omgeving afgesloten voordat de doorlaat vanaf de toevoerruimte, die is verbonden met de persluchtbron, naar de afvoerruimte wordt geopend, zodat bij het openen van het klepsamenstel geen uit de persluchtbron afkomstig gas via de ontluchtingsleiding ongebruikt wordt afgeblazen. Na het afsluiten van bedoelde verbinding wordt door een voortgezette verplaatsing van de hulpzuiger, derhalve door een en dezelfde 50 bedieningshandeling, de doorgang tussen de toevoerruimte en afvoerruimte geopend.

De verbinding tussen de afvoerruimte en het ontluchtingskanaal is daarbij op relatief eenvoudige en geïntegreerde wijze te verwezenlijken, als overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding de zuigerstang is voorzien van althans een plaatselijke uitsparing die de afvoerruimte via enerzijds wandopeningen in het kleporgaan en anderzijds een kanaal tussen het tweede zuigerdeel en de daardoor heen 55 lopende zuigerstang kan verbinden met het ontluchtingskanaal, en in het gebied waarin zich de ten minste ene plaatselijke uitsparing bevindt, een afdichtelement is aangebracht dat afdichtend werkzaam kan zijn tussen de zuigerstang en het kleporgaan. Aldus is op eenvoudige doch effectieve wijze voorzien in een 194835 2 ontluchtingsmogelijkheid, die echter evenzeer betrouwbaar afgedicht is af te sluiten.

Als overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding het eerste bedieningskanaal in open verbinding staat met de toevoerruimte en het tweede bedieningskanaal afsluitbaar is verbonden met de toevoerruimte, is er op verder voordeel biedende wijze voor gezorgd, dat het voor het verplaatsen van het 5 klepsamenstel tussen de gesloten en de open stand en omgekeerd benodigde drukverschil ook bij het lager worden van de druk in de persluchtbron voldoende blijft om het verplaatsen van het kleporgaan te bewerkstelligen.

Bedoeld drukverschil is daarbij op eenvoudige wijze aan te leggen, als overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding de zuigerstang tegenover zijn eerste uiteinde is voorzien van een tweede 10 uiteinde, dat een oppervlak heeft dat kleiner is dan dat van de hulpzuiger en in een cilindrische boring reikt, waarin het eerste bedieningskanaal uitmondt, waarbij veermiddelen aanwezig zijn die het kleporgaan in de richting van de klepzitting drukken. Door deze maatregelen zal bij het openen van afsluiting in het tweede bedieningskanaal als gevolg van het dan heersende drukverschil tussen de bovenzijde van de hulpzuiger en de onderzijde van de zuigerstang de hulpzuiger op de gewenste wijze omlaag bewegen. Na afsluiten van 15 het tweede bedieningskanaal en ontluchten van de ruimte boven de hulpzuiger zal de druk op het uiteinde van de zuigerstang de overhand krijgen en de zuigerstang opwaarts drukken, waarbij de veermiddelen ervoor zorgdragen dat het kleporgaan meebeweegt zodat dit afsluitend gaat aanliggen op de klepzitting, waarna de zuigerstang nog over de eerste afstand verder omhoog verplaatst en de verbinding naar het ontluchtingskanaal vrijgeeft.

20 Als afdichtelement kan daarbij worden gekozen voor een dubbele O-ring afdichting, die twee door een verbindingsribbe verbonden, concentrische O-ringen omvat en is opgenomen in een omtreksgroef. Daarbij kan de ene O-ring afdichtend aanliggen tegen de zuigerstang en de andere tegen de wand van de omtreksgroef. De verbindingsribbe zorgt daarbij voor het afsluiten van de ruimte tussen beide O-ringen en drukt tevens beide O-ringen in hun respectievelijke afdichtende positie. Alternatief kan worden gekozen voor 25 een afdichtelement dat is samengesteld uit een glijring, die tegen de zuigerstang aan kan liggen, en een O-ring, die afdichtend aanligt tegen enerzijds de glijring en anderzijds een bodem van een omtreksgroef aangebracht in het kleporgaan, waar bij voorkeur de glijring van slijtvast en de O-ring van afdichtend materiaal is vervaardigd.

30 Aan de hand van in de tekening bij wijze van voorbeeld getoonde uitvoeringsvormen zal het drukbediend klepsamenstel volgens de uitvinding thans nader worden toegelicht. Daarbij toont: figuur 1 het klepsamenstel in langsdoorsnede; figuur 2 detail X in figuur 1 met een eerste afdichtelement; figuur 3 detail X in figuur 1 met een tweede afdichtelement; en 35 figuur 4 in dwarsdoorsnede een mogelijke uitvoering van de zuigerstang ter plaatse van detail X in figuur 1.

Figuur 1 toont in langsdoorsnede het klepsamenstel, dat voorzien is van een huis 1 met een centrale boring, waarin aan een uiteinde van het huis 1 een geleidingsstuk 2 is geschoven, dat voorzien is van een getrapte 40 centrale boring waarvan een eerste deel dient als geleidingsvlak voor een hulpzuiger 6 met een ondervlak 16 en een tweede deel als geleidingsvlak voor een eerste zuigerdeel 11 met een bovenvlak 17. Verder omvat het huis 1 een persluchttoevoer P die uitmondt in een toevoerruimte 34, een persluchtafvoer A die uitgaat van een afvoerruimte 20, en een ontluchting R, die uitgaat van een ontluchtingskanaal 24, dat aansluit op een ontluchtingsruimte 23.

45 Het eerste zuigerdeel 11 is via een verbindingsdeel 18 verbonden met een tweede zuigerdeel 3, dat door een veer 8 in de richting van het geleidingsstuk 2 wordt gedrukt. Het tweede zuigerdeel 3, het verbindingsdeel 18, het eerste zuigerdeel 11 en de hulpzuiger 6 zijn voorzien van een centrale holte, waarin zich een zuigerstang 4 bevindt, die aan zijn ene uiteinde vast is verbonden met de hulpzuiger 6. Het andere uiteinde van de zuigerstang 4 is opgenomen in een cilinderboring aangebracht in een inzetstuk in de cilindrische 50 boring van het huis en is uitgaande van dat uiteinde voorzien van een centrale holte 5, waarin een veer 7 is ondergebracht die enerzijds steun neemt tegen de zuigerstang 4 en anderzijds tegen het inzetstuk. Een eerste bedieningskanaal 9, 10 gaat uit van de toevoerruimte 34 en mondt uit in de cilinderboring van het inzetstuk. Vanuit de toevoerruimte 34 strekt zich verder een tweede bedieningskanaal 32 uit, dat via een stuurmechanisme 13 naar de bovenzijde van de hulpzuiger 6 loopt. Met het stuurmechanisme 13 wordt via 55 een magneet 14 of een handbedieningsmiddel 15 de doorlaat van het tweede bedieningskanaal 32 vrijgegeven of afgesloten, waarbij een ontluchting 26 aanwezig is voor het kunnen verlagen van de druk in de ruimte boven de hulpzuiger 6 als het tweede bedieningskanaal 32 naar die ruimte is afgesloten.

3 194835

In een doorgang tussen de toevoerruimte 34 en de afvoerruimte 20 bevindt zich een klepzitting 12, die kan samenwerken met het tweede zuigerdeel 3 voor het afsluiten van de doorgang. Verder is een verbinding 22 te creëren tussen de afvoerruimte 20 en de ontluchtingsruimte 23. Daartoe verlopen door de wand van het verbindingsdeel 18 ter plaatse van de overgang naar het tweede zuigerdeel 3 openingen 21 5 en heeft de zuigerstang een uitsparing 33. Voor het kunnen afsluiten van de verbinding 22 is de zuigerstang 4 over een eerste afstand vrij verplaatsbaar ten opzichte van een door het eerste zuigerdeel 11, het verbindingsdeel 18 en het tweede zuigerdeel 3 gevormd kleporgaan. Deze eerste afstand is gelijk aan de afstand tussen het ondervlak 16 en het bovenvlak 17 zoals getoond in figuur 1, die het klepsamenstel in de gesloten stand toont, waarbij de afvoerruimte 20 in open verbinding staat met het ontluchtingskanaal 24.

10 Wordt de zuigerstang 4 door de hulpzuiger 6 over de eerste afstand ten opzichte van het kleporgaan 11, 18, 3 verplaatst, dan schuift de uitsparing 33 tot voorbij de openingen 21, waardoor de verbinding 22 wordt afgesloten. Om daarbij een betrouwbare afdichting te verkrijgen is een afdichtelement 19 ondergebracht in een groef 30 in het tweede zuigerdeel 3.

In de in figuur 1 getoonde gesloten stand van het klepsamenstel heerst in de toevoerruimte 34, het 15 eerste bedieningskanaal 9, 10 en het tweede bedieningskanaal 32 tot aan het stuurmechanisme 13 de druk van een niet weergegeven persluchtbron. De ruimte boven de hulpzuiger 6 is ontlucht via de ontluchting 26. In deze situatie zorgen de druk in de centrale holte 5 alsmede de veren 7 en 8 er op betrouwbare wijze voor dat het tweede zuigerdeel 3 in de afdichtende stand tegen de klepzitting 12 aan blijft liggen. In de afvoerruimte 20 heerst dan als gevolg van de open verbinding 22 een zelfde druk als in het ontluchtingska-20 naai 24.

Voor het openen van het klepsamenstel wordt de verbinding tussen het tweede bedieningskanaal 32 en de bovenzijde van de hulpzuiger 6 geopend door het stuurmechanisme 13 via bediening van de magneet 14 of het handbedieningsmiddel 15. Een en ander is daarbij zodanig ingericht dat de dan op de hulpzuiger 6 uitgeoefende druk resulteert in een grotere kracht dan de tegenwerkende kracht opgewekt door de druk in 25 de centrale holte 5 en door de veren 7 en 8. Doordat zowel het eerste bedieningskanaal 9, 10 als het tweede bedieningskanaal 32 gevoed wordt vanuit de toevoerruimte 34 zal er ook bij lager worden van de druk in de persluchtbron een drukverschil tussen de ruimte boven de hulpzuiger 6 en in de centrale holte 5 ten behoeve van het kunnen sturen van het klepsamenstel aanwezig blijven. Door het bedoelde drukverschil verplaatsen in eerste instantie de hulpzuiger 6 en de daarmee verbonden zuigerstang 4 over de eerste 30 afstand ten opzichte van het kleporgaan 11, 18, 3, waardoor de verbinding 22 tussen de afvoerruimte 20 en het ontluchtingskanaal 24 wordt verbroken.

Nadat de hulpzuiger 6 over de eerste afstand is verplaatst, komt het ondervlak 16 in contact met het bovenvlak 17 en wordt bij verdere verplaatsing van de hulpzuiger 6 het kleporgaan 11, 18, 3 meegenomen, waardoor het tweede zuigerdeel 3 van de klepzitting 12 wordt afgelicht en de doorgang tussen de 35 toevoerruimte 34 en de afvoerruimte 20 wordt vrijgegeven. Dit geschiedt zonder verlies aan perslucht naar ontluchtingskanaal 24 daar de verbinding 22 eerder reeds was afgesloten, welke verbinding 22 gesloten blijft bij het gezamenlijk verplaatsen van de hulpzuiger 6 met zuigerstang 4 en het daardoor meegenomen kleporgaan 11, 18, 3.

Het van de open naar de gesloten stand brengen van het kleporgaan 11, 18, 3 wordt geïnitieerd door het 40 met het stuurmechanisme 13 verbreken van de verbinding tussen het tweede bedieningskanaal 32 en de ruimte boven de hulpzuiger 6, die vervolgens door de ontluchting 26 wordt ontlucht, dat wil zeggen in druk verlaagd. Door de open verbinding van de centrale holte 5 via het eerste bedieningskanaal 9, 10 krijgt dan de tegenwerkende kracht de overhand en worden door de druk uitgeoefend in de centrale holte 5 en door de veren 7 en 8 de zuigerstang 4 met de hulpzuiger 6 alsmede het kleporgaan 11, 18, 3 gezamenlijk 45 verplaatst tot het tweede zuigerdeel 3 afdichtend gaat aanliggen tegen de klepzitting 12 en zodoende de doorgang tussen de toevoerruimte 34 en de afvoerruimte 20 afsluit. Na het stoppen van de verplaatsing van het kleporgaan 11, 18, 3 wordt de verplaatsing van de zuigerstang 4 met de hulpzuiger 6 nog over de eerste afstand doorgezet, waardoor de verbinding 22 weer wordt geopend en de afvoerruimte 20 wordt ontlucht. Daarmee is weer de in figuur 1 weergegeven stand van het klepsamenstel bereikt.

50 Figuur 2 toont detail X in figuur 1, waarbij het afdichtelement 19 is uitgevoerd als een dubbele O-ring afdichting 19"', die is ondergebracht in de groef 30. Hierbij werkt de omtrekswand van de zuigerstang 4 afdichtend samen met de ene O-ring van de dubbele O-ring afdichting 19"', terwijl de andere afdichtend in de groef 30 is ondergebracht. De beide O-ringen zijn afdichtend verbonden door een ribbe 31. In figuur 2 is een stand getoond waarin de verbinding 22 is verbroken. Om de verbinding 22 weer tot stand te brengen 55 dient de uitsparing 33 zodanig te worden verschoven dat de dubbele O-ring afdichting 19'" wordt overbrugd. Om die verschuiving zo soepel en gunstig mogelijk te laten verlopen wat betreft de dubbele O-ring afdichting 19'" is de uitsparing 33 voorzien van een afgeronde bovenrand 33". De uitsparing 33 is hierbij

Claims (7)

194835 4 uitgevoerd als een aantal over de omtrek van de zuigerstang 4 verdeelde gleuven, waarvan in figuur 2 de rand 25 zichtbaar is. , Fiquur 3 toont een variant van figuur 2, waarbij het afdichtelement 19 wordt gevormd door zowel een glijring 19' als een O-ring 19" geplaatst in de groef 30. De glijring 19' ligt afdichtend tegen de omtrek van de 5 zuigerstang 4 aan en bezit een slijtarme, dat wil zeggen een hardere consistentie dan de O-ring 19". De uitsparing 33 van de zuigerstang 4 kan bij deze variant voorzien zijn van scherpe kanten 33', wanneer de glijring 19' voorzien is van afgeschuinde randen. Dit kan ook omgekeerd zijn, dat wil zeggen de rand 33' kan zijn afgerond en de glijring 19'kan scherpe randen hebben. Figuur 4 toont een dwarsdoorsnede van de zuigerstang 4 ter plaatse van de uitsparing 33. Hieruit blijkt, 10 dat de zuigerstang 4 niet ringvormig versmald maar stervormig is. Dat betekent, dat verdeeld over de omtrek sleuven 22' zijn aangebracht, die een diepte hebben, welke correspondeert met de kerndiameter van de uitsparing 33. De randen 25 blijven staan. Een aldus uitgevoerde uitsparing 33 bewerkstelligt, dat enerzijds via de sleuven 22' de verbinding 22 tussen de afvoerruimte 20 en de ontluchtingsruimte 23 tot stand is te brengen en dat anderzijds de behouden randen 25 zich over de volle diameter van de zuiger-15 stang 4 uitstrekken, zodat ook in het gebied waar zich de uitsparing 33 bevindt de geleiding langs de zuigerstang 4 in hoofdzaak onverstoord blijft. 20

1. Drukmedium bediend klepsamenstel met een huis voorzien van: - een centrale boring; - een kleporgaan opgenomen in de centrale boring en voorzien van een eerste zuigerdeel met een eerste diameter en een tweede zuigerdeel met een tweede diameter, waarbij een verbindingsdeel met 25 een derde diameter kleiner dan de eerste en de tweede het eerste en het tweede zuigerdeel koppelt, - een toevoerruimte; - een afvoerruimte; - een klepzitting in een doorgang tussen de toevoerruimte en de afvoerruimte, welke doorgang kan worden afgedicht door het tweede zuigerdeel als afsluitend kleplichaam te laten aanslaan tegen de 30 klepzitting; - een ontluchtingskanaal, dat via een afsluitbare verbinding aansluit op de afvoerruimte; - een eerste bedieningskanaal voor het door een bedieningsmedium uitoefenen van een sluitdruk op het kleporgaan, en - een tweede bedieningskanaal voor het door een bedieningsmedium via een hulpzuiger uitoefenen van 35 een openingsdruk op het eerste zuigerdeel van het kleporgaan, welke hulpzuiger vanuit een door veerkracht te bewerkstelligen aanslagstand over een eerste afstand vrij verplaatsbaar is ten opzichte van het kleporgaan, met het kenmerk, dat de hulpzuiger (6) verbonden is met een eerste uiteinde van een zuigerstang (4) die zich door het eerste zuigerdeel (11), het buisvormig uitgevoerde verbindingsdeel (18) en het tweede zuigerdeel (3) heen uitstrekt en die door een verplaatsing in axiale richting de afsluitbare 40 verbinding kan bewerkstelligen en verbreken, waarbij genoemde eerste afstand zodanig is bemeten, dat bij het uitoefenen van de openingsdruk en daardoor verplaatsing van de hulpzuiger (6) met de zuigerstang (4) eerst de verbinding (22) tussen de afvoerruimte (20) en het ontluchtingskanaal (24) wordt verbroken alvorens bij een verdere verplaatsing van de hulpzuiger (6) door het meenemen van het kleporgaan (11, 18, 3) het tweede zuigerdeel (3) van de klepzitting (12) wordt gelicht om de doorgang 45 tussen de toevoerruimte (34) en de afvoerruimte (20) te openen.

2. Klepsamenstel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de zuigerstang (4) is voorzien van althans een plaatselijke uitsparing (33) die de afvoerruimte (20) via enerzijds wandopeningen (21) in het kleporgaan (11, 18, 3) en anderzijds een kanaal tussen het tweede zuigerdeel (3) en de daardoor heen lopende zuigerstang (4) kan verbinden met het ontluchtingskanaal (24), en in het gebied waarin zich de ten minste ene 50 plaatselijke uitsparing (33) bevindt, een afdichtelement (19) is aangebracht dat afdichtend werkzaam kan zijn tussen de zuigerstang (4) en het kleporgaan (11, 18, 3).

3. Klepsamenstel volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het eerste bedieningskanaal (9, 10) in open verbinding staat met de toevoerruimte (34) en het tweede bedieningskanaal (32) afsluitbaar is verbonden met de toevoerruimte (34).

4. Klepsamenstel volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de zuigerstang (4) tegenover zijn eerste uiteinde is voorzien van een tweede uiteinde, dat een oppervlak heeft dat kleiner is dan dat van de hulpzuiger (4) en in een cilindrische boring reikt, waarin het eerste bedieningskanaal (9, 10) 5 194835 , uitmondt, waarbij veermiddelen (8) aanwezig 2ijn die het kleporgaan (11, 18, 3) in de richting van de klepzitting (12) drukken.

5. Klepsamenstel volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het afdichtelement (19) een dubbele O-ring afdichting (19"') is, die twee door een verbindingsribbe (31) verbonden, concentrische O-ringen omvat en is 5 opgenomen in een omtreksgroef (30).

6. Klepsamenstel volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het afdichtelement (19) is samengesteld uit een glijring (19'), die tegen de zuigerstang (4) aan kan liggen, en een O-ring (1-9"), die afdichtend aanligt tegen enerzijds de glijring (19') en anderzijds een bodem van een omtreksgroef (30) aangebracht in het kleporgaan (11, 18, 3).

7. Klepsamenstel volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de glijring (19') van slijtvast en de O-ring (19") van afdichtend materiaal is vervaardigd. Hierbij 2 bladen tekening