DE2162911A1

DE2162911A1 - Regelventil

Info

Publication number: DE2162911A1
Application number: DE19712162911
Authority: DE
Inventors: Thomas Gordon Birmingham Lawson (Großbritannien). M
Original assignee: Girling Ltd
Current assignee: Girling Ltd
Priority date: 1970-12-18
Filing date: 1971-12-17
Publication date: 1972-07-13
Also published as: FR2118175A1; IT945529B; FR2118175B1; AU3582071A; AU470260B2

Description

betreffend Regelventil

Die Erfindung bezieht sich auf Ventile zum Regeln des Drucks eines ITudes, die ein Ventilschließorgan umfassen, das mit abdichtender Wirkung mit einem ringförmigen Ventilsitz aus verformbarem Werkstoff zusammenarbeitet, sowie ein ringförmiges Tragstück, welches das Ventilschließorgan umgibt und zusammen mit ihm einen Strömungsweg abgrenzt, längs dessen ein I¹IUd durch das Ventil strömen kann, wobei dieser StrÖ-mungswegbei geschlossenem Ventil dadurch verschlossen ist, daß das Ventilschließorgan mit dem Ventilsitz zusammenarbeitet.

Bei solchen Ventilen besteht die Gefahr, daß der Werkstoff des Ventilsitzes bei geschlossenem Ventil in den Strömungsweg hineingedrückt wird, da der Ventilsitz auf der dem Fludstrom zugewandten Seite einem höheren Druck ausgesetzt ist. Hierdurch wird eine unerwünschte Abnutzung verursacht, die zu einer Verkürzung der Lebensdauer des VentilsiisBS führt.

Gemäß der Erfindung soll diese Gefahr verringert bzv/. möglichst weitgehend, vermieden werden, und gemäß der Erfindung

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wird zu diesem Zweck vorgeschlagen, bei einem Ventil der genannten Art ein Tragstück vorzusehen, das mehrere nach innen ragende radiale Ansätze aufweist, die dazu dienen, eine axiale Verlagerung des Werkstoffs des Ventilsitzes in den Strömungskanal hinein zu verhindern.

Das Tragstück kann auf dem Ventilschließorgan angeordnet sein und mit ihm mit einen engen Gleitsitz zusammenarbeiten, und hierbei bilden die Lücken zwischen den Ansätzen des {Pragstücks Durchlässe für das durch das Ventil strömende Flud. _ Bei einer Ausführungsform sind die Ansätze als regelmäßig an- W geordnete, sich axial erstreckende Keilbahnen oder Eiffeiungen ausgebildet.

Zwar ist diese Ausführungsform für normale Betriebsdrücke geeignet, doch kann bei sehr hohen Betriebsdrücken der Werkstoff des Ventilsitzes in einem unerwünschten Ausmaß in den Strömungsweg zwischen dem Tragstück und dem Ventilschließorgan hineingedrückt werden, was daauf zurückzuführen ist, daß der Ventilsitz bei geschlossenem Ventil in den Bereichen zwischen den Riffelungen im wesentlichen nicht unterstützt ist.

Bei einer anderen Ausführungsform haben daher die An- W sätze in der Uiüfangsrichtung eine erhebliche Breite, und benachbarte Ansätze grenzen jeweils relativ enge Strömungskanäle oder Durchlässe ab. Bei dieser Ausführrnibsform stützt das Tragstück den Ventilsitz längs seines Umfangs besser ab, und daher ist diese Ausführungsform für hohe Betriebsdrücke besonders geeignet. Die Kanäle zwischen den Ansätzen des Tragstücks sind vorzugsweise so ausgebildet, daß ihre radiale Tiefe bei zunehmender Entfernung von dem Ventilsitz zunimmt, um das Hindurchströmen eines Eludes durch das Ventil zu unterstützen und die Herstellung des Tragstücks zu erleichtern.

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■ Der Ventilsitz kann eine allgemein kegelstumpfförmige Fläche aufweisen, mit der ein im wesentlichen scharfkantiger Rand des Ventilschließorgans zusammenarbeitet.

Eine Anwendbarkeit der Erfindung ist insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, bei hydraulischen Druckregelventilen für Pahrzeugbremsanlagen, z. B. bei Bremsdruckminderventilen, gegeben. .

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Ausführungsform eines Ventils im Längsschnitt;

Fig. 2 ein Tragstück des Ventils nach Figl in einer Stirnansicht;

Fig. 3 das Tragstück in einem Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 2; .

Fig. 4 eine zweite Ausführungsform eines Ventils im Längsschnitt; und

Fig. 5 das Tragstück des Ventils nach Fig. 4 in einer vergrößerten Stirnansicht.

Das in Fig. 1 gezeigte Bremsdruckminderventil umfaßt ein Gehäuse 10 mit einer abgestuften Bohrung. Mit einem einen größeren Durchmesser aufweisenden Abschnitt dieser Bohrung steht ein Druckmitteleinlaß 11 in Verbindung, und an einen engeren Abschnitt der Bohrung schließen sich zwei Druckmittelauslässe 12 an. In dem Gehäuse 10 ist ein Ventilschließorgan 1$ angeordnet, das einen Kopf 14 umfaßt und in der abgestuften Bohrung durch ein Tragstück 15 sowie am äußeren Ende des weiteren Bohrungsabschnitts durch einen

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ßtützring 16 gleitend geführt ist. Gemäß I¹Ig. 1 ist das Ventilschließorgan 1$ nach links durch eine Feder 17 vorgespannt, die sich zwischen einem in das rechte Ende des Gehäuses eingeschraubten Gewindestopfen 18 und einer Scheibe

19 abstützt, die mit lockerem Sitz auf dem Ventilschließorgan angeordnet ist. Ferner ist ein verformbarer Ventilsitz

20 in Gestalt einer ringförmigen Gummischeibe 20 vorgesehen, die in Anlage an dem Tragstück 15 durch eine Feder 21 vorgespannt ist, welche mit ihrem anderen Ende einen Dichtungsring 22 in Anlage an dem Stützring 16 hält. Der Dichtungsring 22 bewirkt eine Abdichtung zwischen dem Gehäuse 10 und dem Stützring 16 sowie zwischen dem Stützring und dem Ventilschließorgan 13.

Das mit weiteren Einzelheiten in Fig. 2 und 3 dargestellte Tragstück 15 hat eine allgemein ringförmige Gestalt, es besteht vorzugsweise aus einem gesinterten Werkstoff, und es ist auf seiner Innenseite mit mehreren radial nach innen ragenden Ansätzen in Form axial verlaufender Riffelungszähne 23 versehen. Das Tragstück paßt mit engem Sitz in den engeren Bohrungsabschnitt des Gehäuses 10, sein linkes Ende hat einen kleineren Durchmesser, und an seinem linken Ende sind radiale Aussparungen 24· ausgebildet, damit das Flud ungehindert zwi-r sehen den Auslassen 12 und durch den freien Raum zwischen dem Tragstück und dem Kopf 14- des Ventilschließorgans 13 strömen kann.

Der Kopf 14 des Ventilschließorgans 13 ist in der zentralen öffnung des Tragstücks 15 gleitend geführt, so daß die Riffelung 23 den Kopf abstützt und außerdem verhindert, daß der Ventilsitz 20 in dem Spalt zwischen dem Tragstück und dem Ventilschließorgan eingeklemmt wird. Bei geöffnetem Ventil begrenzen die Riffelungszähne 23 Durchlässe für das hydraulische Druckmittel.

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Während des Betriebs wird das hydraulische Druckmittel dem Ventil über den Einlaß 11 zugeführt, und der Druck wird durch das Ventil zu den Auslässen 12 übertragen. Wenn ein vorbe'stimmter Druck erreicht wird, der durch die Vorspannung der Feder V? gegeben ist, wird das Ventilschließorgan 15 gemäß Fig. 1 nach rechts bewegt, da auf die betreffende Fläche des Ventilschließorgans ein Druck wirkt, der höher ist als der normalerweise dem Atmosphärendruck entsprechende Druck, welcher im Inneren des Gewindestopfens 18 herrscht, so daß die dem Ventilsitz 20 benachbarte Ringfläche des Kopfes 14-zur Anlage an dem Ventilsitz gebracht wird, um das Ventil zu schließen. Bei einer weiteren Erhöhung des Drucks wirkt der Druck im Sinne des Üffnens des Ventils auf eine Fläche, die gleich der Querschnittsfläche des Kopfes 14 abzüglich der Querschnittsfläche ist, welche das Ventilschließorgan 13 dort aufweist, wo es durch den Dichtungsring 22 ragtj hierbei bestimmt das Verhältnis zwischen dieser Querschnittsfläche und derjenigen des Kopfes 14· das Verhältnis zwischen den Drücken, bei denen das Ventil geschlossen bzw» geöffnet wird. Nimmt der Druck weiter zu, nachdem das Ventil geschlossen worden ist, wird das Ventil somit wieder geöffnet. Sobald dies geschieht, wirkt der erhöhte Druck auf das linke Ende des Kopfes 14-, so daß das Ventil wieder geschlossen wird. Üomit wird das Ventil abwechselnd geöffnet und geschlossen, so daß sich der Druck an den Auslassen 12 mit einer Geschwindigkeit erhöhen kann, die niedriger ist aLs die Geschwindigkeit, mit welcher der Druck an dem iinlaß zunimmt.

Fig. 4- und 5 zeigen eine weitere Ausführungsform eines Brewsdruckmiridez'ventils, die bezüglich ihres Aufbaus und ihrer Wirkungsweise der zuerst beschriebenen Ausführungsform allgemein ähnelt; iü Hinblick hierauf sind entsprechende Teile der zweiten Ausführungsform Jeweils mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Wegen der Ähnlichkeit der beiden Aus-

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führungsformen werden im folgenden nur die Merkmale beschrieben, durch welche sich die zweite Ausführungsform wesentlich von der ersten Ausführungsform unterscheidet.

Bei der zweiten Ausführungsform ist der Ventilsitz. gegen das Tragstück 15 durch ein Bauteil 26 vorgespannt, das an dem Ventilschließorgan 13 befestigt ist, und der Dichtungsring 22 wird in Anlage an dem Stützring 16 durch ein Halteteil 27 gehalten, das sich an einer Schulter zwischen' zwei Abschnitten einer abgestuften Bohrung in dem Gehäuse

»abstützt.

Das aus gesintertem Werkstoff hergestellte ringförmige Tragstück 15 ist an seiner linken Stirnseite mit Strömungskanälen bzw. Durchlässen in Form radialer Aussparungen 24 versehen, die in.Verbindung mit axial verlaufenden Schlitzen 25 stehen. Die Schlitze 25 haben einen allgemein trapezförmigen Querschnitt, und ihre radiale Tiefe nimmt von ihren dem Ventilsitz 20 benachbarten rechten Enden aus allmählich zu. Zwischen den Schlitzen 25 sind radial nach innen ragende Einsätze 23 vorhanden, die in der Umx'angsrichtung eine erhebliche Breite haben.

Bei geöffne bein Ventil stehen die Schlitze 25 in Strömungsverbindung mit den Aussparungen 24, und bei geschlossenem Ventil, d. tu, wenn der Ventilsitz 20 einem erheblichen Druckunterschied ausgesetzt ist, wird der Ventilsitz durch die Ansätze 23 abgestützt, die somit der Gefahr entgegenwirken, daß der Elastomerwerkstoff des Ventileίtzes in den Strömungskanal auf der in die Strömungsrichtung weisenden Seite des Ventils hineingedrückt oder extrudiert wird.

Der Ventilsitz 20 ist mit zwei sich nach innen verjüngenden, kegelstumpfförmigen Flächen versehen, und eine dieser konischen Fläachen ist dem als Kolben wirkenden Kopf

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des beweglichen Veutilschließorgans 15 zugewandt. Der Kopf 14 weist auf seiner dem Ventilsitz 20 zugewandten Seite einen im wesentlichen scharfkantigen Rand auf, der mit abdichtender Wirkung mit dem Ventilsitz zusammenarbeitet.

Bei beiden beschriebenen Ausführungsformen ist die Druck regelfeder 17 außerhalb aer Ventilkammer angeordnet; dies bietet den Vorteil, daß sich Regelfedern von großen Abmessungen unterbringen lassen., die im Inneren des Ventils keinen Raum beanspruchen, und daß die Gefahr verringert ist, daß fletallteilchen von der Feder abbrechen und in* das Ventil gelangen, wo sie die Funktion der beweglichen Teile des Ventils stören könnten.

Ansprüche:

O fj u \\ -. q / η ·

Claims

.ANSPRÜCHE

Regelventil, ζ. B. in Form eines Druckminderventils, mit einem Ventilschließorgan, das mit abdichtender Wirkung mit einem ringförmigen Ventilsitz aus verformbarem Werkstoff zusammenarbeitet, sowie mit einem ringförmigen Tragstück, welches das Ventilschließorgan umgibt und zusammen mit ihm einen Strömungsweg für das durch das Ventil strömende Plud abgrenzt, der bei geschlossenem Ventil dadurch dicht verschlossen ist, daß das Ventilschließorgan mit dem Ventilsitz zusammenarbeitet, dadurch gekennzeichnet daß das ringförmige Tragstück (15) mehrere radial nach innen ragende Ansätze (23) aufweist, die dazu dienen, einer axialen Verlagerung des Werkstoffs des Ventilsitzes in den Strömungsweg hinein einen Widerstand entgegenzusetzen·
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragstück (15) auf dem Ventilschließorgan (13) angeordnet ist und mit ihm mit einem engen Gleitsitz zusammenarbeitet, und daß die Räume zwischen benachbarten Ansätzen (23) getrennte Kanäle bzw. Durchlässe für das durch das Ventil strömende Plud bilden.
3« Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Ansätze (23) des Tragstücks (15) als regelmäßige, sich in axialer Richtung erstreckende Keil- ' bahnen oder Rii'felungen ausgebildet sind.
4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Ansätze (23) des Tragstücks (15) in der Umfangsrichtung eine erhebliche Breite haben, und daß benachbarte Ansätze relativ schmale Plud-

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durchlässe (25) abgrenzen.
5. Ventil nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Tiefe der Durchlässe (25) zwischen den Ansätzen (23) des Tragstücks mit zunehmender Entfernung von dem Ventilsitz (20) zunimmt.
6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, ' daß der Ventilsitz (20) eine allgemein kegelstumpfförmige !Fläche aufweist, mit der ein im wesentlichen scharfkantiger Rand des Ventilschließorgans (13) zusammenarbeitet. .

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