CN105508651A - 用于阀的闭锁体以及具有这种闭锁体的阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于阀的闭锁体以及具有这种闭锁体的阀，所述闭锁体具有支承环和设置在支承环内的弹性的阀膜片，所述阀膜片将支承环的内部封闭，其中，所述阀膜片基本上是扁平的。按本发明的闭锁体在小的压紧力下也导致阀的良好的密封性。

Description

用于阀的闭锁体以及具有这种闭锁体的阀
技术领域
本发明涉及一种用于阀的闭锁体，所述闭锁体具有支承环和设置在该支承环内的弹性的阀膜片，所述阀膜片将支承环的内部封闭。本发明也涉及在一种具有这种闭锁体的阀。
背景技术
由DE10047199A1已知一种用于阀的具有O形环以及与该O形环连接的膜片的闭锁体。膜片具有在其圆周上分布的开口，所述开口能释放在阀的圆柱形的外壁上的连接通道。
此外，由US5529280已知一种用于阀的闭锁体，该闭锁体具有支承环以及设置在支承环内的弹性的阀膜片，该阀膜片将支承环的内部封闭。设置在支承环内部的阀膜片具有直接连接在支承环上的弯曲的区段(US5529280的附图中的附图标记3)以及密封肋9。
发明内容
在该背景下本发明的目的在于，提出一种用于阀的闭锁体，该闭锁体在小的压紧力下也导致阀的良好的密封性。
上述目的由按权利要求1所述的闭锁体以及按权利要求12所述的阀实现。有利的实施方式在各从属权利要求中以及在下面的说明中描述。
本发明从这样的基本构思出发：当闭锁体的阀膜片是基本扁平的时，在具有弹性的阀膜片的闭锁体中，在密封力小时也能实现使用该闭锁体的阀的良好的密封性，其中，因此当考虑闭锁体是分开的并且从阀拆卸时，尤其考虑阀膜片的造形。本发明因此由闭锁体的结构形式出发实现，例如其在US5529280中应用那样，其弹性的膜片构成为例如部分拱形的并且因此产生由密封面向前指向的复位力，该复位力有损于阀座的密封并且因此需要较高的密封力。
按本发明的用于阀的闭锁体具有支承环以及设置在支承环内的弹性的阀膜片。支承环的任务基本在于保持(支承)阀膜片。通过支承环阀膜片变得能操纵。通过将支承环布置在预定的位置上，在具有按本发明的闭锁体的阀的内部也能将阀膜片设置在阀内的为其预定的位置上。此外，通过支承环在阀内的运动，阀膜片也能在阀内运动，例如从其在阀封闭状态中占据的位置运动到其在阀打开的状态中占据的一个(或多个)位置。
在按本发明的闭锁体中使用的弹性的阀膜片尤其由弹性体制成。尤其优选地，弹性的阀膜片由乙烯丙烯橡胶(EPDM)、丁腈橡胶(NBR)、氟碳橡胶(FKN)、丙烯酸脂橡胶(ACM)或者氟硅橡胶(FVMQ)制成。除了根据合适的弹性特性调节，也能根据应针对其密封的流体选择材料。因此，例如为了针对水密封推荐使用EPDM或NBR，而FKM的使用经常用于针对燃料的密封。也能考虑的是使用热塑性橡胶(TPE)。同样能考虑的是，制造由乳胶制成的弹性阀膜片。
使用弹性的阀膜片使得阀膜片能在阀封闭的状态下并且按本发明优选的实施形式延展。通过延展弹性的阀膜片，在阀膜片内产生复位力，其有利地能用作为附加的密封力。在这种优选的实施形式中，闭锁体不仅通过从外部施加的闭锁力而且附加地通过延展的阀膜片的复位力压向阀座。
按本发明的阀膜片基本上是扁平的。在优选的实施形式中，该造形引起阀膜片预紧地保持在支承环中。附加地或按进一步的优选的实施形式，该造形也由此产生，即阀膜片具有非常小的厚度和/或高的弹性，使得其不适合于三维的造形。阀膜片的基本扁平的形状提供进一步的优点在于，在阀膜片为了阀座的封闭而被延展的优选的实施形式中能产生良好的均匀的密封效果。与之相反地例如密封条的设置，如在US5529280中设置的密封条，因为阀膜片在这种密封条的区域内不能延展。
在优选的实施形式中，阀膜片具有大于0.1mm、尤其优选大于0.3mm的厚度。在尤其优选的实施形式中，阀膜片具有小于1mm的厚度。除了材料的选择，厚度的选择也是调节阀膜片刚性的途径。
在一种优选的实施形式中，支承环具有沿阀膜片的厚度方向测量的高度，该高度至少是阀膜片的厚度的两倍。支承环尤其优选地用于操纵在阀内部的阀膜片，例如当阀应该被打开时。支承环也能用于将阀膜片良好地安装在阀内的为其设置的位置中。为此有利的是，支承环具有这样的形状，利用该形状，支承环能以合适的方式固定地安装在阀内。当支承环不低于一定的厚度时，这能尤其良好地实现。因为按本发明尤其优选薄的阀膜片，所以支承环的高度尤其优选是阀膜片的厚度的两倍、特别优选三倍、四倍或五倍。
在一种优选的实施形式中，支承环是O形环。
在一种优选的实施形式中，支承环在包括阀膜片的厚度方向并且沿闭锁体的径向方向延伸的平面上具有圆形的或椭圆形的横截面形状。这尤其适用于支承环是O形环的优选实施形式。在一种优选的实施形式中，闭锁体具有圆形的或椭圆形的形状，例如具有圆环形或椭圆环形的支承环。在该实施形式中，闭锁体的径向方向与由中心点或椭圆的焦点之一径向朝外指向的方向之一一致。但是也能考虑这样的实施形式，其中，支承环例如构成为矩形或正方形的或者具有另一形式。在这种实施形式中，所述方向应理解为闭锁体的径向方向，其由闭锁体的横截面的平面重心在闭锁体基本上在其中延伸的平面中朝外定向。支承环的圆形的或椭圆形的横截面形状使得尤其是能通过例如模压或注塑容易地制造闭锁体。
在一种优选的实施形式中，阀膜片在下述位置上与该支承环连接，在所述位置上支承环在径向方向上具有其最大延伸。在包含阀膜片的厚度方向并且沿闭锁体的径向方向延伸的平面中具有上述的圆形的或椭圆形的横截面形状的支承环中，尤其是在优选将O形环用作为支承环时，阀膜片尤其优选地设置在这种支承环的对称平面上。在此，这样的平面被称为对称平面，即支承环的在该平面上方的形状与支承环的在该平面下方的形状相应。阀膜片相对于支承环这样的布置也简化了闭锁体的制造。备选地，也可考虑这样的实施形式，其中，阀膜片在支承环最大延伸的位置上沿厚度方向与支撑环连接。这种结构形式适合于，阀膜片借助于支撑环特别是应固定地装入阀中。
在一种优选的实施形式中，支承环与阀膜片构成为一件式的。由此，闭锁体能良好地以一个制造步骤制成、例如通过模压或注塑。备选地，也能考虑这样的的实施形式，其中，阀膜片与支承环分开地制造并与其连接，例如通过连接工艺、尤其优选通过粘接或焊接。在这种实施形式中，阀膜片尤其优选预紧地保持在支承环中。通过预紧分开制造的并装入支承环中的阀膜片，能调节出阀膜片的期望的刚性。
使用在其上固定有阀膜片的支承环使得能够选择非常薄的阀膜片，该阀膜片本身萎陷但是通过其与支承环的连接具有预定的造形。
在一种优选的实施形式中，闭锁体通过模压制造。在一种备选的实施形式中，闭锁体通过注塑制造。
在一种优选的实施形式中，在支承环和/或阀膜片中设置有加固元件。这种加固元件可例如是纤维。尤其是对于支承环，加固元件的设置适用于，当应为了将阀膜片固定地保持在阀内部的确定的位置中使用支承环时。
在一种优选的实施形式中，阀膜片至少部分地具有防粘涂层。使用防粘涂层使得当阀应打开时能将阀膜片较容易地从阀座脱开。尤其优选地，阀膜片至少在一侧上完全地设有防粘涂层。基于硅酮和/或聚四氟乙烯(特氟龙)的漆尤其适合作为防粘涂层。
在一种优选的实施形式中，支承环、尤其是具有圆形横截面形状的支承环构成闭锁体的从径向方向看最外部的元件。尤其优选地，支承环在径向方向看不具有布置在外部的超出部分或突出部分。
在一种优选的实施形式中，阀膜片将支承环的内部完全封闭，使得没有流体能穿过支承环。但是也能考虑阀膜片有些地方具有孔的实施形式。对于闭锁体重要的是，阀膜片在其应封闭流体开口的区域中是密封的并且不具有孔。例如在阀膜片贴靠在凸缘形的阀座上时，这是指阀膜片贴靠于该凸缘上的区域以及阀膜片的位于该区域内的区域。然而为了实现密封效果，不是必须在此将阀膜片的区域(例如直接邻接于支承环的区域)设计为完全没有孔的。然而优选这样的实施形式，其中阀膜片将支承环的内部完全封闭，因为出发点在于使得这种闭锁体能较容易地制造。此外，由于孔的加入产生材料削弱，这可能导致阀膜片从支承环脱落。
按本发明的阀具有按本发明的闭锁体。由此实现这样的阀，其中,也能以作用到闭锁体上的小的压力导致阀良好的密封性。
在一种优选的实施形式中，阀具有在阀封闭的状态中被阀膜片封闭的流体开口，其中，流体开口具有边缘形式、尤其优选凸缘状的边缘形式的阀座，阀膜片相对于该边缘保持在封闭状态。在该实施形式中，所述边缘或者说凸缘构成密封面，阀膜片相对于该密封面保持在封闭状态并且由此密封流体开口。
在一种尤其优选的实施形式中，阀膜片与支承环在圆周线上连接，在阀的封闭状态中，所述圆周线与阀膜片的靠在边缘上保持的部分相比距离流体开口更近地设置，使得阀膜片与闭锁体的未装入的形状相比被延展。在这种实施形式中，阀座的边缘突出，使得支承环能相对于流体开口比阀座边缘被阀膜片密封的表面更近地设置。按本发明的闭锁体在一定程度上被阀座的边缘或者说凸缘挤压(stuelpen)，阀膜片由此被延展。
在一种优选的实施形式中，在阀的打开状态中，阀膜片通过穿过流体开口引导至阀膜片的流体的流体压力从阀座的边缘抬起，而支承环固定地保持在阀壳体的元件上。由此能实现这样的阀，所述阀的打开能通过调节流体压力自动地实现。如果流体穿过流体开口引导至阀膜片，所述流体的流体压力在预定的阈值之下，那么阀在该优选的实施形式中保持关闭，因为将阀膜片保持在封闭状态中的挤压力大于流体压力。如果流体压力超过预定的值，那么阀膜片从阀座的边缘抬起，使得在阀座边缘和阀膜片之间流过的流体能流到阀的一个或多个流出开口。
在一种优选的实施形式中，闭锁体在阀空间内可自由地运动(“自由浮阀”)。这种实施形式能用于，在流体流从通入腔室的第一流体开口流出时，闭锁体能从该流体开口向前移动，并且由此能使从该流体开口流出的流体流入到腔室中，而在流体通过另一个流体开口流入到腔室中时，闭锁体能压靠到第一流体开口的阀座上并且由此能封闭该流体开口。
在按本发明的阀的一种优选的实施形式中，闭锁体的阀膜片在阀的封闭的状态下与阀膜片在闭锁体内部在阀的打开的位置所占据的位置相比被延展。当阀内的闭锁体与其在封闭的状态应占据的理想位置相比轻微倾斜时或者例如阀摇动时或者出现不均匀地压力比时，延展阀膜片、尤其是通过环形基体例如通过阀座的边缘或者说凸缘延展阀膜片实现本身良好的密封。
按本发明的阀能以少的成本制造。这尤其也由闭锁体能简单地、例如通过模压制造实现。也能由具有在未安装状态下基本上扁平的阀膜片的闭锁体出发实现具有小的结构高度的阀。
阀膜片的预紧使得在阀座表面粗糙时也能产生良好的密封效果，因为被延展的阀膜片匹配于阀座的造型。
按本发明的闭锁体和按本发明的阀尤其在车辆的流体管路中优选使用、尤其在用于刮水器水应用的流体管路中优选使用。在这种管路的端部区域内、尤其是在喷嘴附近，刮水器水应在所述喷嘴上引出，应密封这种管路，以便避免杂质或空气或其它流体进入到刮水器液体的管路系统中，和/或者以便避免流体的回流。但是在这些区域中经常仅存在能用于密封闭锁体的小的压力。在流出侧经常只有环境压力。在用于刮水器液体的管路系统一侧上也经常只有在管路中的环境压力(直到流体被施加有压力使得其通过喷嘴引出)。但是同时，应避免在喷嘴区域中驱动的闭锁体，以便不耗费地设计用于刮水器液体的管路系统。这导致必须使用在小密封力的情况下也能实现好的密封效果的阀。同时密封力应如此小地选择，使得通过轻微地提高在管路中的流体的压力就能打开阀并且引出刮水器液体。所有这些由按本发明的闭锁体和按本发明的阀实现。
一种类似的应用情况是在变速器的排气或在变速器的排水情况下进行，对于其尤其优选地使用按本发明的闭锁体和按本发明的阀。这种阀应避免流体进入到变速器中。另一方面，在流体应从变速器中流出时这种阀应打开。在该应用领域中，流体压力通常是环境压力。在此也不考虑驱动的闭锁体。因此，在此也合适的是，使用这样的闭锁体，所述闭锁体能在压力小时产生良好的密封效果，但是同时在流体流出时能以在流体开口中小的流体压力将流体开口释放，以便实现期望的流体流出。
附图说明
下面仅借助于示出本发明的实施例的附图进一步阐述本发明。附图示出:
图1在示意的剖开的侧视图中示出在第一运行状态中具有固定在其上的截止阀的车辆变速器的排水开口的横截面；
图2也在剖开的侧视图中示出在第二运行状态中按图1的车辆变速器的开口；
图3示出用于刮水器液体的排出喷嘴的透视的示意视图；
图4示出在第一运行状态中按图3的排出喷嘴的剖开的示意图；
图5示出在第二运行状态中按图3的排出喷嘴的剖开的示意图；
图6示出按本发明的闭锁体的示意图；
图7示出按图6的按本发明的闭锁体的俯视图；以及
图8示出按图6的按本发明的闭锁体的剖面图；
具体实施方式
在图6中示出的闭锁体1具有构成为O形环的支承环2以及设置在该支承环2内的弹性的阀膜片3，阀膜片3将支承环2内部封闭。如由图6、7和8可见，阀膜片在闭锁体1拆卸的状态下基本上是扁平的。
由图8可见，支承环2在包含阀膜片3的厚度方向并且沿闭锁体1的径向方向延伸的平面上具有圆形的横截面形状。图6至8示出，阀膜片3在支承环2在径向方向上具有其最大延伸的位置上与支承环2连接。图4和5示出，在将这种闭锁体装入阀中时，作用到闭锁体上的扭力会导致支承环2扭转并且阀膜片与支承环的连接运动到下述位置中，所述位置在该装入位置下不再对应于支承环2沿径向方向最大的延伸。
图6、7和8示出，支承环2和阀膜片3是一件式的。这由闭锁体通过模压制造实现。
在图1和2中示出的按本发明的闭锁体在用于机动车的变速器壳体的排水阀中的使用中，按本发明的阀构成为具有可自由运动的闭锁体1的阀。图1示出按本发明的阀的第一运行状态。在此，闭锁体1由于其自重保持在第一位置中，其中，闭锁体释放机动车的变速器壳体11(只部分示出)的排水口10。流体、尤其是液体能从排水口10流出并且流经在闭锁体1旁的缝隙12从排出口13流出。
在图2示出的运行状态中，闭锁体1通过经由排出口13流入的流体在朝向排水口10的方向上运动。由此，阀膜片与设置在排水口10的区域中的凸缘状的阀座14接触。通过在该阀座14的凸缘上的贴靠使得阀膜片3密封排水口10。如果经由排出口13流入的流体将支承环比阀膜片3的靠在边缘上保持的部分更近地挤压靠近排水口10，那么阀膜片3与闭锁体1未装入的形状相比被延展。由此产生反复位力，其导致密封力的提高并且因此导致排水口10更好的密封。此外其使得阀膜片3的延展能平衡凸缘状的阀座的粗糙的和不平整度并因此导致良好的密封效果。
在图1和2中示出的阀具有拧到变速器壳体11的螺纹15上的阀罩17。排出口13设置在阀罩17中。同样设置在阀罩17中的凹处16支承图1中示出的实施例中的闭锁体1并且避免闭锁体1(部分地)封闭排出口13。
在图3中示出的用于施加刮水器用水的排出喷嘴20具有喷嘴出口21，刮水器用水从该喷嘴出口流出。此外，排出喷嘴20具有流入通道22和流出通道23，借由它们排出喷嘴20能连接在刮水器用水循环上。在排出喷嘴20内设置有嵌入元件24。该嵌入元件24形成通道25，刮水器用水经由该通道能流向喷嘴出口21。此外，嵌入元件24将按本发明的闭锁体1的支承环2固定地保持在排出喷嘴20中。在图4中示出的构造情况中，阀膜片3压向流体开口27的凸缘状的阀座26。在此，阀膜片与闭锁体1未装入的形状相比稍有延展。阀膜片由此能在制造凸缘状的阀座26时平衡不平整度和公差偏差以及平衡阀座26的粗糙表面，并且良好地密封流体开口27。其由此避免位于容腔28中的流体回流。流入通道22和流出通道23邻接于容腔28并且容腔28因此与刮水器用水循环连接。
如果在刮水器用水循环中的流体压力提高并且由此在容腔28中的流体压力也提高，那么阀膜片从凸缘状的阀座26抬起，并且压入嵌入元件24的容腔29中。由此实现在凸缘状的阀座26与阀膜片3以及支承环2之间经过的流体能流入到通道25中。

Claims (15)

1.用于阀的闭锁体(1)，所述闭锁体具有支承环(2)和设置在支承环(2)内的弹性的阀膜片(3)，所述阀膜片将支承环(2)的内部封闭，其特征在于，所述阀膜片(3)基本上是扁平的。
2.按权利要求1所述的闭锁体，其特征在于，所述阀膜片(3)具有小于1mm的厚度。
3.按权利要求1或2所述的闭锁体，其特征在于，所述支承环(2)具有沿阀膜片(3)的厚度方向测量的高度，该高度至少是阀膜片(3)的厚度的两倍。
4.按权利要求1至3任一项所述的闭锁体，其特征在于，所述支承环(2)在包含阀膜片(3)的厚度方向并沿闭锁体(1)的径向方向延伸的平面内具有圆形的横截面形状。
5.按权利要求4所述的闭锁体，其特征在于，所述阀膜片(3)在支承环(2)沿径向方向具有其最大延伸的位置上与支承环(2)连接。
6.按权利要求1至5任一项所述的闭锁体，其特征在于，所述支承环(2)以及阀膜片(3)构成为一件式的。
7.按权利要求6所述的闭锁体，其特征在于，所述闭锁体(1)通过模压制造而成。
8.按权利要求1至7任一项所述的闭锁体，其特征在于，在支承环(2)和/或阀膜片(3)中设置有加固元件。
9.按权利要求1至8任一项所述的闭锁体，其特征在于，所述阀膜片(3)预紧地保持在支承环(2)中。
10.按权利要求1至9任一项所述的闭锁体，其特征在于，所述阀膜片(3)至少部分地具有防粘涂层。
11.阀，具有按权利要求1至10任一项所述的闭锁体(1)。
12.按权利要求11所述的阀，其特征在于，设有流体开口(10、27)，所述流体开口在阀的封闭位置中通过阀膜片(3)封闭，且所述流体开口具有边缘形式的阀座(14、26)，阀膜片(3)在封闭状态中靠在所述阀座上保持。
13.按权利要求12所述的阀，其特征在于，在封闭状态中，阀膜片(3)与支承环(2)在圆周线上连接，所述圆周线与阀膜片(3)的靠在边缘上保持的部分相比距离流体开口(10、27)更近地设置，使得阀膜片(3)与闭锁体(1)的未装入的形状相比被延展。
14.按权利要求13所述的阀，其特征在于，在阀的打开的状态中，阀膜片(3)能通过穿过流体开口(27)引导至阀膜片(3)的流体的流体压力从边缘(26)抬起，但是支承环(2)固定地保持在阀壳体的元件上。
15.按权利要求11至13任一项所述的阀，其特征在于，所述闭锁体(1)是可自由运动的闭锁体(1)。
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