WO2003078840A1 - Spülventil - Google Patents

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WO2003078840A1
WO2003078840A1 PCT/DE2003/000820 DE0300820W WO03078840A1 WO 2003078840 A1 WO2003078840 A1 WO 2003078840A1 DE 0300820 W DE0300820 W DE 0300820W WO 03078840 A1 WO03078840 A1 WO 03078840A1
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flushing
tongue
pump
flushing valve
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PCT/DE2003/000820
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Inventor
Bernhard Arnold
Florian Herold
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/44—Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston
    • F02M59/46—Valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/04—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • F04B1/0404—Details or component parts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/06—Venting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K15/00—Check valves
    • F16K15/14—Check valves with flexible valve members
    • F16K15/16—Check valves with flexible valve members with tongue-shaped laminae
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/02—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
    • F02M63/0225—Fuel-injection apparatus having a common rail feeding several injectors ; Means for varying pressure in common rails; Pumps feeding common rails

Definitions

  • the present invention relates to a purge valve for regulating a purge flow, in particular for an engine room of a pump.
  • flush valves are often used to protect engine parts, housing parts or other parts of pumps against thermal overloads and to be able to transport abrasion away from the sliding points of the pump.
  • Such a flushing valve is known, for example, from DE 35 45 019 A1.
  • the flushing valve is open at low pressure and allows the oil volume flow required for flushing to pass. At higher pressures, the flush valve closes, thereby ending the flushing process.
  • the valve has no ventilation function, so that a ventilation throttle is to be provided parallel to the valve, so that this solution is relatively labor-intensive and expensive.
  • the flushing valve according to the invention for regulating a flushing flow is designed as a valve tongue, in which at least one through opening is provided.
  • the valve tongue can open or close a passage and thus provides the required flushing flow.
  • the valve tongue is dimensioned such that when a predetermined opening pressure is applied to the valve tongue, the valve tongue opens and the desired flushing flow is provided. Venting at a pressure level at which the flushing valve is closed takes place via the passage opening.
  • the design of the flushing valve as a valve tongue with an integrated through opening impresses with its simplicity, with which the two required functions of flushing and venting are provided. In addition to a reduction in costs, the valve tongue according to the invention also requires little space, particularly in the direction of passage.
  • valve tongue is understood to mean a tongue-shaped component which has a flat, planar shape with any external shape.
  • the upper limit of the maximum volume flow is determined by the cross section of an inflow hole and the applied pressure difference.
  • the through opening is preferably circular or oval-shaped. Basically, it should be noted that the
  • Through opening can have any outer contour, for example square, rectangular or polygonal, as long as it can only reliably provide the ventilation function when the flush valve is closed.
  • the valve tongue particularly preferably comprises an elongated fastening area and an expanding closing area formed thereon.
  • the elongated fastening area is used to fasten the valve tongue to a component of the pump and the widening closing area is used to close the inflow hole on a seat of the flushing valve.
  • the widening closing area can, for example, be essentially circular in order to open or close a circular inflow bore.
  • the valve tongue is particularly preferably fastened to a component of the pump on the fastening area by caulking, riveting, screwing or gluing.
  • the fastening method of pressing or caulking seat material from the fastening area of the valve tongue is particularly preferred, since this type of fastening is cheaper and faster than other methods.
  • the flush valve comprises a stop, which rather limits a maximum opening of the flush valve. This allows a maximum amount of flushing current to be specified in a simple manner.
  • the provision of the stop also provides the actual throttle point of the valve, which limits the maximum volume flow, by limiting the passage cross section. Furthermore, the vibrating valve tongue is pressed against the stop by the flow force, so that vibration effects in the flushing flow can be effectively prevented.
  • the stop preferably has a curved stop surface for contact with the valve tongue.
  • the valve tongue closes when the flush valve is open. constantly against the curved stop surface of the stop, so that damage to the valve tongue when the flushing valve is open can be prevented.
  • the stop prevents overstressing of the valve tongue as a result of the fluid flow and vibration effects of the valve tongue can be completely prevented.
  • the stop preferably also serves to fasten the valve tongue.
  • the stop can be attached to a component of the pump in such a way that the valve tongue or more precisely the fastening area of the valve tongue is clamped between the component and the stop.
  • valve tongue is advantageously designed to be self-resetting. This means that a separate restoring element, such as a spring element, can be dispensed with.
  • the valve tongue is preferably made of a spring plate or plastic.
  • the flush valve according to the invention is preferably used in a fuel pump and in particular in a high-pressure pump for storage injection systems.
  • the pump can be designed, for example, as a vane pump and the flushing valve can be arranged in a compact manner in or on a control disk.
  • the pump can also be designed as a radial piston pump, the flushing valve being arranged in or on a support ring.
  • the flush valve according to the invention is used in particular in high-pressure pumps of accumulator injection systems, such as, for example, common rail systems, in order to protect an engine room of the high-pressure pump against thermal overloads and to transport away any abrasion that may be present from the sliding points. Furthermore, the flushing valve according to the invention takes over the venting function from the high pressure area of the system when the flushing valve is closed.
  • FIG. 1 shows a schematic sectional view of a flushing valve according to a first exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 2 shows a schematic top view of a flushing valve according to a second exemplary embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a sectional view taken along line A-A of Figure 2.
  • Figure 4 is a schematic sectional view of a purge valve according to a third embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a schematic sectional view of a radial piston pump with a purge valve according to the invention.
  • a flushing valve 1 according to a first exemplary embodiment of the present invention for a pump is described below with reference to FIG. 1.
  • the flushing valve 1 comprises a valve tongue 2 which has a passage 4 (inflow bore) on one Seat 5 releases or closes.
  • the seat 5 is formed on a component 8 of a pump, such as a control disk of a vane pump or a support ring of a radial piston pump.
  • the passage 4 is designed as a stepped bore and is connected via a line to a pressure area of a pump, for example a low-pressure pump.
  • the seat surface 5 of the flushing valve is formed around the passage 4 and is delimited by a recess 6. This results in a ring-shaped protruding seat 5.
  • the valve tongue 2 consists of a fastening area 9 for fastening the valve tongue and an expanding closing area 10 for closing or releasing the passage 4.
  • a through opening 3 is formed in the closing area 10 of the valve tongue 2.
  • the passage opening 3 is circular and lies approximately in the middle of the passage 4.
  • the passage opening 3 serves to vent the high-pressure area of the pump, for example when the pump is started after a standstill and there is air in the high-pressure area of the pump.
  • a pivot line 7, about which the closing area 10 pivots in the direction of the arrow R and opens the passage 4 when a predetermined pressure difference between the area in front of the flushing valve 1, ie at the passage 4, and the area after the purge valve is present.
  • the closing region 10 thus pivots about the pivot line 7 in the direction of the arrow R in order to open the passage 4, so that fluid can flow through the passage 4 and can be guided, for example, for cooling and / or lubrication into an engine room of the pump.
  • the valve tongue 2 closes automatically and rests on the seat 5.
  • the valve tongue 2 is made, for example, of a spring plate or a plastic manufactured so that no additional spring element is required for a return of the valve tongue 2 from its open state to its closed state.
  • the flushing flow which flows through the passage 4 when the valve tongue 2 is open depends in this exemplary embodiment only on the cross section of the inflow bore, ie in the cross section of the passage 4 and the pressure difference present on the valve tongue 2.
  • the flushing valve according to the invention since the two functions of flushing and venting are integrated in one component, the flushing valve according to the invention according to the first exemplary embodiment thus only comprises the valve tongue 2 and an associated seat surface 5.
  • the valve tongue By designing the valve tongue as a flat, tongue-shaped component, there is still only a small space requirement for the Flushing valve necessary, so that in particular for the design and arrangement of the flushing valve, no special material thicknesses have to be provided, as is the case in the prior art when using a conventional check valve.
  • the valve tongue 2 is manufactured from spring sheet metal or from plastic, the required tolerances can be realized inexpensively by conventional manufacturing processes. Since the flushing valve according to the invention continues to exert only a slight surface pressure on the seat surface 5, no special precautions or demands have to be made of the material of the seat surface 5, so that the seat surface 5 can also be provided very inexpensively.
  • a flushing valve 1 according to a second exemplary embodiment of the present invention is described below with reference to FIGS. 2 and 3.
  • the same or functionally the same parts are designated with the same reference numerals as in the first embodiment.
  • the purge valve 1 according to the second embodiment essentially corresponds to that of the first embodiment.
  • Valve according to the second embodiment for fastening the flushing valve however, four caulking 11 is provided which fasten the fastening area 9 to the component 8 of the pump. Either material from the pump component 8 or also material from the fastening area 9 can be used for caulking.
  • the closing area 10 is designed as a widening area and has an essentially circular shape.
  • the through opening 3 is arranged approximately in the middle of the circle.
  • the pivot line 7 of the valve tongue 2 is arranged closer to the closing area 10, so that one for opening the flushing valve assuming that the valve tongue 2 is made of the same material Larger pressure difference between the areas before and after the purge valve 1 is necessary.
  • the position of the swivel line 7 can thus be determined by positioning the caulking 11 and the desired opening pressure can thus be set. Accordingly, it is possible, for example, that the same valve tongue can be used in different pumps, wherein a different opening pressure can be set individually in each pump.
  • a purge valve according to a third exemplary embodiment of the present invention is described below with reference to FIG. Identical or functionally identical parts are again identified by the same reference numerals as in the previous exemplary embodiments.
  • the flushing valve 1 in contrast to the previous exemplary embodiments, additionally has a stop 12.
  • the stop 12 has a stop surface 13 directed towards the valve tongue 2 of the flushing valve. Starting from the surface of the pump component 8, the stop surface 13 is curved upwards. det. As can be seen from FIG. 4, the stop 12 also serves to fasten the valve tongue 2 to the pump component 8.
  • the position 2 'of the valve tongue is shown in the fully open state in dashed lines.
  • the valve tongue 2 'lies completely against the stop surface 13 of the stop 12. This clears a passage with a height a from the valve tongue.
  • the stop 12 determines the flow rate.
  • the vibrating valve tongue 2 is pressed against the stop 12 by the flow force during flushing. As a result, vibration effects in the flushing flow, which can be triggered by a vibrating valve tongue 2, are effectively suppressed.
  • the ventilation function is provided through the through opening 3 in the same way as in the previous exemplary embodiments.
  • the stop 12 can be connected to the pump component 8, for example by screwing, and the valve tongue 2 can thereby be clamped simultaneously between the stop 12 and the pump component 8. Thus, no separate attachment for the valve tongue 2 is necessary.
  • valve tongue 2 is reset automatically due to the inherent elasticity of the valve tongue 2 if the predetermined opening pressure difference between the area before and after the flushing valve 1 is again undershot.
  • FIG. 5 shows an example of a possible arrangement of the purge valve 1 according to the invention.
  • FIG. 5 shows a radial piston pump 14 which, in a known manner, comprises a shaft 17 with an eccentric 18, which actuates a plurality of delivery units 16 in a known manner.
  • the delivery unit 16 comprises a suction valve 19 and a pressure valve 20.
  • a support disk 15 is provided offset in the axial direction to the conveyor units 16, in which a flushing valve 1 according to the invention is arranged.
  • the flushing valve 1 provides a flushing stream which in particular flushes around the eccentric 18 and the delivery units 16 and protects these components from thermal overloads and transports any abrasion that may be present away from the sliding points.
  • the present invention relates to a flush valve
  • the flush valve comprises a valve tongue 2 which can open and close a passage 4 and a through opening 3 which is integrally formed in the valve tongue 2 in order to provide a ventilation function.

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Spülventil zur Regelung eines Spülstroms, insbesondere für ein Triebwerksraum einer Pumpe. Das Spülventil umfasst dabei eine Ventilzunge (2), welche einen Durchlass (4) freigeben und verschließen kann und eine Durchgangsöffnung (3), welche in der Ventilzunge (2) integral gebildet ist, um eine Entlüftungsfunktion bereitzustellen. Dadurch können die beiden Funktionen Spülen und Entlüften von einem einzelnen Bauteil bereitgestellt werden, welches besonders einfach aufgebaut ist und kostengünstig hergestellt werden kann.

Description

Beschreibung
Spülventil
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Spülventil zur Regelung eines Spülstroms, insbesondere für einen Triebwerksraum einer Pumpe .
Um Triebwerksteile, Gehäuseteile oder andere Teile von Pumpen vor thermischen Überlastungen zu schützen und um einen Abrieb von den Gleitstellen der Pumpe wegtransportieren zu können, werden häufig sogenannte Spülventile verwendet.
Aus der DE 35 45 019 AI ist beispielsweise ein solches Spül- ventil bekannt. Das Spülventil ist bei niedrigem Druck geöffnet und lässt den zu Spülung erforderlichen Ölvolumenstrom passieren. Bei höherem Druck schließt das Spülventil und beendet dadurch den Spülvorgang. Das Ventil besitzt jedoch keine Entlüftungsfunktion so dass, ein parallel zum Ventil aus- gebildete Entlüftungsdrossel vorzusehen ist, sodass diese Lösung relativ arbeitsaufwendig und teuer ist .
Aus der DE 40 31 232 AI ist zwar ein Ventil mit einer in das Ventil integrierten Bypassbohrung bekannt, über die bei ge- schlossenem Ventil Kraftstoff fließt und somit auch eine ständige Entlüftung erreicht, jedoch ist das Ventil temperaturabhängig betätigt und aufgrund dessen relativ aufwendig.
Weiterhin treten insbesondere beim Rückschlagventil bei der üblicherweise verwendeten einfachen Bauart mit möglichst kostengünstigen Materialien Verschleißprobleme auf. Um diesen Verschleiß zu vermindern, können zwar für die Bauteile des Rückschlagventils aufwendige Nachbearbeitungsverfahren durchgeführt oder hochfeste Materialen verwendet werden, jedoch steigen dadurch die Kosten weiter an. Es ist von daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Spülventil zur Regelung eines Spülstroms für eine Pumpe bereitzustellen, welches einfach aufgebaut ist und kostengünstig hergestellt werden kann sowie einen möglichst geringen Verschleiß aufweist.
Diese Aufgabe wird durch ein Spülventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche zeigen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Das erfindungsgemäße Spülventil zur Regelung eines Spülstroms ist als eine Ventilzunge ausgebildet, in welcher wenigstens eine Durchgangsöffnung vorgesehen ist. Die Ventilzunge kann dabei einen Durchlass freigeben bzw. verschließen und stellt somit den erforderlichen Spülstrom bereit. Hierbei ist die Ventilzunge derart dimensioniert, dass bei Anliegen eines vorbestimmten Öffnungsdrucks an der Ventilzunge die Ventilzunge öffnet und der gewünschte Spülstrom bereitgestellt wird. Eine Entlüftung bei einem Druckniveau, bei welchem das Spülventil geschlossen ist, erfolgt dabei über die Durchgangsöffnung. Die Ausbildung des Spülventils als Ventilzunge mit integrierter Durchgangsöffnung besticht hierbei durch ihre Einfachheit, mit welcher die beiden geforderten Funktionen Spülen und Entlüften bereitgestellt werden. Neben einer Ver- ringerung der Kosten weist die erfindungsgemäße Ventilzunge dabei auch noch insbesondere in Durchtrittsrichtung einen geringen Raumbedarf auf. Es sei angemerkt, dass erfindungsgemäß unter dem Begriff Ventilzunge ein zungenförmiges Bauteil verstanden wird, welches eine flache, flächenartige Gestalt mit beliebiger äußerer Form aufweist. Die obere Grenze des maximalen Volumenstroms wird dabei durch den Querschnitt einer Zuströmbohrung und der anliegenden Druckdifferenz bestimmt.
Vorzugsweise ist die Durchgangsöffnung kreisförmig oder oval- förmig ausgebildet. Grundsätzlich sei angemerkt, dass die
Durchgangsöffnung eine beliebige Außenkontur aufweisen kann, beispielsweise viereckig, rechteckig oder vieleckig, solange sie nur die Entlüftungsfunktion bei geschlossenem Spülventil sicher bereitstellen kann.
Besonders bevorzugt umfasst die Ventilzunge einen länglichen Befestigungsbereich und einen daran gebildeten, sich erweiternden Schließbereich. Der längliche Befestigungsbereich dient zur Befestigung der Ventilzunge an einem Bauteil der Pumpe und der sich erweiternde Schließbereich dient zum Verschließen der Zuströmbohrung an einer Sitzfläche des Spülven- tils. Der sich erweiternde Schließbereich kann dabei beispielsweise im Wesentlichen kreisförmig ausgebildet sein, um eine kreisförmige Zuströmbohrung freizugeben bzw. zu verschließen.
Besonders bevorzugt ist die Ventilzunge am Befestigungsbereich mittels Verstemmen, Nieten, Verschrauben oder Verkleben an einem Bauteil der Pumpe befestigt. Das Befestigungsverfahren des Verdrückens bzw. Verstemmens von Sitzmaterial aus dem Befestigungsbereich der Ventilzunge wird dabei besonders be- vorzugt, da diese Befestigungsart preisgünstiger und schneller als andere Verfahren ist.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst das Spülventil einen Anschlag, wel- eher eine maximale Öffnung des Spülventils begrenzt. Dadurch kann auf einfache Weise eine maximale Spülstrommenge vorgegeben werden. Das Vorsehen des Anschlags stellt durch die Begrenzung des Durchtrittsquerschnitts weiterhin auch die eigentliche Drosselstelle des Ventils bereit, welche den maxi- malen Volumenstrom begrenzt. Weiterhin wird die schwingungsfähige Ventilzunge durch die Strömungskraft auf den Anschlag gedrückt, sodass Schwingungseffekte im Spülstrom wirkungsvoll verhindert werden können.
Vorzugsweise weist der Anschlag eine gekrümmte Anschlagfläche für einen Kontakt mit der Ventilzunge auf. Dadurch legt sich die Ventilzunge im geöffneten Zustand des Spülventils voll- ständig an die gekrümmte Anschlagfläche des Anschlags an, sodass eine Beschädigung der Ventilzunge bei geöffnetem Spül- ventil verhindert werden kann. Weiterhin verhindert der Anschlag dabei eine Überbeanspruchung der Ventilzunge infolge der Fluidströmung und Schwingungseffekte der Ventilzunge können vollständig verhindert werden.
Um die Bauteileanzahl weiter zu reduzieren, dient der Anschlag vorzugsweise weiterhin auch zur Befestigung der Ven- tilzunge. Der Anschlag kann dabei derart an einem Bauteil der Pumpe befestigt werden, dass die Ventilzunge bzw. genauer der Befestigungsbereich der Ventilzunge zwischen dem Bauteil und dem Anschlag geklemmt wird.
Vorteilhaft ist die Ventilzunge selbstrückstellend ausgebildet. Dadurch kann auf ein separates Rückstellelement, wie beispielsweise ein Federelement, verzichtet werden.
Die Ventilzunge ist vorzugsweise aus einem Federblech oder aus Kunststoff hergestellt.
Weiterhin bevorzugt wird das erfindungsgemäße Spülventil in einer Kraftstoffpumpe und insbesondere in einer Hochdruckpumpe für Speichereinspritzsysteme verwendet. Die Pumpe kann beispielsweise als Flügelzellenpumpe ausgebildet sein und das Spülventil kann in kompakter Weise in bzw. an einer Steuerscheibe angeordnet sein. Weiterhin kann die Pumpe auch als eine Radialkolbenpumpe ausgebildet sein, wobei das Spülventil in oder an einem Stützring angeordnet ist.
Weiterhin sind auf Grund der relativ geringen Flächenpressung des sich erweiternden Schließbereichs der Ventilzunge auf eine Sitzfläche keine besonderen Ansprüche an das Material der Sitzfläche zu stellen. Dadurch ergibt sich eine weitere Redu- zierung der Kosten. Das erfindungsgemäße Spülventil wird insbesondere bei Hochdruckpumpen von Speichereinspritzsystemen, wie z.B. Common- Rail-Systemen, verwendet, um einen Triebwerksräum der Hochdruckpumpe vor thermischen Überlastungen zu schützen und evtl. vorhandenen Abrieb von den Gleitstellen fortzutranspor- tieren. Weiterhin übernimmt das erfindungsgemäße Spülventil bei geschlossenem Spülventil die Entlüftungsfunktion aus dem Hochdruckbereich des Systems .
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die begleitenden
Zeichnung mehrere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben. In der Zeichnung ist:
Figur 1 eine schematische Schnittansicht eine Spülventils gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Figur 2 eine schematische Draufsicht eines Spülventils gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vor- liegenden Erfindung,
Figur 3 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A von Figur 2,
Figur 4 eine schematische Schnittansicht eines Spülventils gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und
Figur 5 eine schematische Schnittansicht einer Radialkol- benpumpe mit einem erfindungsgemäßen Spülventil.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Figur 1 ein Spülventil 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung für eine Pumpe beschrieben.
Wie in Figur 1 gezeigt, umfasst das Spülventil 1 eine Ventilzunge 2, welche einen Durchlass 4 (Zuströmbohrung) an einer Sitzfläche 5 freigibt bzw. verschließt. Die Sitzfläche 5 ist dabei an einem Bauteil 8 einer Pumpe, wie beispielsweise einer Steuerscheibe einer Flügelzellenpumpe oder einem Stützring einer Radialkolbenpumpe, gebildet. Der Durchlass 4 ist als Stufenbohrung ausgebildet und steht über eine Leitung mit einem Druckbereich einer Pumpe, z.B. einer Niederdruckpumpe, in Verbindung. Die Sitzfläche 5 des Spülventils ist rund um den Durchlass 4 gebildet und wird durch eine Ausnehmung 6 begrenzt. Dadurch ergibt sich eine ringförmig vorstehende Sitz- fläche 5.
Die Ventilzunge 2 besteht aus einem Befestigungsbereich 9 zur Befestigung der Ventilzunge und einem sich erweiternden Schließbereich 10 zum Verschließen bzw. Freigeben des Durch- lasses 4. Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, ist im Schließbereich 10 der Ventilzunge 2 eine Durchgangsöffnung 3 ausgebildet. Die Durchgangsöffnung 3 ist kreisförmig und liegt ungefähr in der Mitte des Durchlasses 4. Die Durchgangsöffnung 3 dient zur Entlüftung des Hochdruckbereichs der Pumpe, wenn die Pumpe beispielsweise nach einem Stillstand angefahren wird und sich Luft im Hochdruckbereich der Pumpe befindet .
Zwischen dem Befestigungsbereich 9 und dem Schließbereich 10 der Ventilzunge 2 liegt eine Schwenklinie 7, um welche der Schließbereich 10 in Richtung des Pfeils R schwenkt und den Durchlass 4 freigibt, wenn eine vorbestimmte Druckdifferenz zwischen dem Bereich vor dem Spülventil 1, d.h. am Durchlass 4, und dem Bereich nach dem Spülventil vorhanden ist. Der Schließbereich 10 schwenkt somit um die Schwenklinie 7 in Richtung des Pfeils R, um den Durchlass 4 freizugeben, sodass Fluid durch den Durchlass 4 strömen kann und beispielsweise zum Kühlen und/oder zum Schmieren in einen Triebwerksraum der Pumpe geführt werden kann. Wenn die Druckdifferenz vor und hinter dem Spülventil 1 wieder unter den vorbestimmten Wert herabsinkt, schließt die Ventilzunge 2 selbsttätig und legt sich wieder auf die Sitzfläche 5 an. Die Ventilzunge 2 ist beispielsweise aus einem Federblech oder einem Kunststoff hergestellt, sodass kein zusätzliches Federelement für eine Rückstellung der Ventilzunge 2 von ihrem offenen Zustand in ihren geschlossenen Zustand notwendig ist. Der Spülstrom, welcher bei geöffneter Ventilzunge 2 durch den Durchlass 4 strömt, hängt in diesem Ausführungsbeispiel nur vom Querschnitt der Zuströmbohrung, d.h. im Querschnitt des Durchlasses 4 und der vorhandenen Druckdifferenz an der Ventilzunge 2 ab.
Da die beiden Funktionen Spülen und Entlüften in einem Bauteil integriert sind, umfasst das erfindungsgemäße Spülventil gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel somit lediglich die Ventilzunge 2 sowie eine zugehörige Sitzfläche 5. Durch die Ausbildung der Ventilzunge als flaches, zungenförmiges Bauteil ist weiterhin nur ein geringer Raumbedarf für das Spülventil notwendig, sodass insbesondere für die Auslegung und Anordnung des Spülventils keine besonderen Materialstärken vorgesehen werden müssen, wie dies im Stand der Technik bei Verwendung eines üblichen Rückschlagventils der Fall ist. Wei- terhin kann bei einer Herstellung der Ventilzunge 2 aus Federblech oder aus Kunststoff die erforderlichen Toleranzen durch übliche Herstellungsverfahren preisgünstig realisiert werden. Da das erfindungsgemäße Spülventil weiterhin nur eine geringe Flächenpressung auf die Sitzfläche 5 ausübt, müssen keine besonderen Vorkehrungen bzw. Ansprüche an das Material der Sitzfläche 5 gestellt werden, sodass die Sitzfläche 5 e- benfalls sehr preisgünstig bereitgestellt werden kann.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Figuren 2 und 3 ein Spülventil 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet.
Das Spülventil 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem des ersten Ausführungsbeispiels. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel sind beim Spül- ventil gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zur Befestigung des Spülventils jedoch vier Verstemmungen 11 vorgesehen, welche den Befestigungsbereich 9 am Bauteil 8 der Pumpe befestigen. Zum Verstemmen kann dabei entweder Material vom Pumpen- bauteil 8 oder auch Material vom Befestigungsbereich 9 verwendet werden.
Wie insbesondere aus Figur 2 ersichtlich ist, ist der Schließbereich 10 als sich erweiternder Bereich ausgebildet und weist eine im Wesentlichen kreisförmige Gestalt auf. Die Durchgangsöffnung 3 ist dabei ungefähr in der Mitte des Kreises angeordnet. Wie weiter aus Figur 2 ersichtlich ist, ist im Vergleich mit dem ersten Ausführungsbeispiel die Schwenklinie 7 der Ventilzunge 2 näher am Schließbereich 10 angeord- net, sodass zum Öffnen des Spülventils unter der Annahme, dass die Ventilzunge 2 aus dem gleichen Material hergestellt ist, eine größere Druckdifferenz zwischen den Bereichen vor und nach dem Spülventil 1 notwendig ist. Somit kann durch Positionierung der Verstemmungen 11 die Position der Schwenkli- nie 7 bestimmt werden und somit der gewünschte Öffnungsdruck eingestellt werden. Demnach ist es beispielsweise möglich, dass die gleiche Ventilzunge in unterschiedlichen Pumpen verwendet werden kann, wobei in jeder Pumpe individuell ein anderer Öffnungsdruck eingestellt werden kann.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Figur 4 ein Spülventil gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind dabei wieder mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen bezeichnet.
Im Unterschied zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen weist das Spülventil 1 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel zusätzlich noch einen Anschlag 12 auf. Der Anschlag 12 weist eine zur Ventilzunge 2 des Spülventils gerichtete Anschlagfläche 13 auf. Die Anschlagfläche 13 ist, ausgehend von der Oberfläche des Pumpenbauteils 8, nach oben gekrümmt ausgebil- det. Wie aus Figur 4 ersichtlich ist, dient der Anschlag 12 gleichzeitig auch zur Befestigung der Ventilzunge 2 am Pumpenbauteil 8.
In Figur 4 ist in gestrichelten Linien auch die Stellung 2 ' der Ventilzunge im vollständig geöffneten Zustand dargestellt. In diesem Zustand legt sich die Ventilzunge 2' vollständig an die Anschlagfläche 13 des Anschlags 12 an. Dadurch wird ein Durchlass mit einer Höhe a von der Ventilzunge frei- gegeben. Auf diese Weise bestimmt der Anschlag 12 die Durchflussmenge. Weiterhin wird die schwingungsfähige Ventilzunge 2 durch die Strömungskraft beim Spülen auf den Anschlag 12 gedrückt. Dadurch werden Schwingungseffekte im Spülstrom, welche durch eine schwingende Ventilzunge 2 ausgelöst werden können, wirkungsvoll unterdrückt. Im geschlossenen Zustand des Spülventils wird die Entlüftungsfunktion durch die Durchgangsöffnung 3 in gleicher Weise wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen bereitgestellt .
Der Anschlag 12 kann beispielsweise mittels Verschrauben mit dem Pumpenbauteil 8 verbunden werden und die Ventilzunge 2 kann dadurch gleichzeitig zwischen dem Anschlag 12 und dem Pumpenbauteil 8 geklemmt werden. Somit ist keine separate Befestigung für die Ventilzunge 2 notwendig.
Eine Rückstellung der Ventilzunge 2 erfolgt wie in den vorhergehenden Beispielen auf Grund der Eigenelastizität der Ventilzunge 2 selbstständig, wenn die vorgegebene Öffnungsdruckdifferenz zwischen dem Bereich vor und nach dem Spülven- til 1 wieder unterschritten wird.
In Figur 5 ist beispielhaft eine Anordnungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen Spülventils 1 dargestellt. Figur 5 zeigt eine Radialkolbenpumpe 14, welche in bekannter Weise eine Welle 17 mit einem Exzenter 18 umfasst, der in bekannter Weise mehrere Fördereinheiten 16 betätigt. Die Fördereinheit 16 umfasst dabei ein Saugventil 19 und ein Druckventil 20. Wei- terhin ist in Axialrichtung versetzt zu den Fördereinheiten 16 eine Stützscheibe 15 vorgesehen, in welcher ein erfindungsgemäßes Spülventil 1 angeordnet ist. Das Spülventil 1 stellt dabei einen Spülstrom bereit, welcher insbesondere den Exzenter 18 sowie die Fördereinheiten 16 umspült und diese Bauteile vor thermischen Überlastungen schützt sowie einen evtl. vorhandenen Abrieb von den Gleitstellen wegtransportiert.
Somit betrifft die vorliegende Erfindung ein Spülventil zur
Regelung eines Spülstroms, insbesondere für einen Triebwerks- räum einer Pumpe. Das Spülventil umfasst dabei eine Ventilzunge 2, welche einen Durchlass 4 freigeben und verschließen kann und eine Durchgangsöffnung 3, welche in der Ventilzunge 2 integral gebildet ist, um eine Entlüftungsfunktion bereitzustellen. Dadurch können die beiden Funktionen Spülen und Entlüften von einem einzelnen Bauteil bereitgestellt werden, welches besonders einfach aufgebaut ist und kostengünstig hergestellt werden kann.
Die vorhergehende Beschreibung der Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifika- tionen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihrer Ä- quivalente zu verlassen.

Claims

Patentansprüche
1. Spülventil (1) zur Regelung eines Spülstroms, insbesondere für einen Triebwerksraum einer Pumpe, wobei das Spül- ventil (1) in einem einzigen Ventilbauteil ein Mittel (2) für eine Spülfunktion und ein Mittel (3) für eine Entlüftungsfunktion aufweist , dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilbauteil eine Ventilzunge (2) ist, welche einen Durchlass (4) freigeben und verschließen kann, wo- bei in der Ventilzunge (2) eine Durchgangsöffnung (3) ausgebildet ist .
2. Spülventil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsöffnung (3) kreisförmig oder ovalförmig ausgebildet ist.
3. Spülventil (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilzunge (2) einen Befestigungsbereich (9) und einen sich vom Befestigungsbereich (9) erweiternden Schließbereich (10) umfasst, welcher einen Durchlass (4) an einer Sitzfläche (5) des Spülventils
(1) verschließt bzw. freigibt.
4. Spülventil (1) nach Anspruch 3, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Ventilzunge (2) am Befestigungsbereich (9) mittels Verstemmen oder Vernieten oder Verschrauben oder Verkleben an einem Pumpenbauteil (8) befestigt ist.
5. Spülventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Anschlag (12), welcher eine maximale Öffnung des Spülventils vorgibt.
6. Spülventil (1) nach Anspruch 5, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Anschlag (12) eine gekrümmte Anschlagfläche (13) für einen Kontakt mit der Ventilzunge
(2) aufweist.
7. Spülventil (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , dass die Ventilzunge (2) mittels des Anschlags (12) am Pumpenbauteil (8) befestigt ist.
8. Spülventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilzunge (2) selbstrückstellend ausgebildet ist.
9. Spülventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilzunge (2) aus Federblech oder aus Kunststoff hergestellt ist.
10. Spülventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spülventil (1) in einer Kraftstoffpumpe oder einer Schmiermittelpumpe verwendet wird.
11. Spülventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spülventil (1) in einer Steuerscheibe einer Flügelzellenpumpe angeordnet ist .
12. Spülventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da- durch gekennzeichnet, dass das Spülventil (1) in einem Stützring (15) einer Radialkolbenpumpe (14) angeordnet ist.
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