DE10035721B4

DE10035721B4 - Rückschlag-Klappenventil

Info

Publication number: DE10035721B4
Application number: DE2000135721
Authority: DE
Inventors: Robert Dunsch; Hartmut Sauter
Original assignee: Mahle Filtersysteme GmbH
Current assignee: Mahle Filtersysteme GmbH
Priority date: 2000-07-22
Filing date: 2000-07-22
Publication date: 2011-11-17
Anticipated expiration: 2020-07-23
Also published as: DE10035721A1

Abstract

Rückschlag-Klappenventil, insbesondere innerhalb einer Kurbelraumentlüftungseinrichtung eines Verbrennungsmotors, mit einer innerhalb eines umfangsmäßig geschlossenen Strömungskanals schwenkbar gelagerten Klappe und einem für eine dichte Anlage der Klappe in deren Verschlussstellung an dem Innenumfang des Kanals vorgesehenen, als Ventilsitz dienenden Anschlagfläche, wobei die Ventil-Klappe (3) nahezu widerstandsfrei und/oder reibungsfrei gelagert ist dadurch gekennzeichnet, dass der in Öffnungsrichtung der Ventilklappe (3) nach dieser liegende Kanalbereich (1) einen Strömungsquerschnitt mit einer Form aufweist, die ein in Rückschlagrichtung strömendes Medium in Richtung der Schwenkachse der Ventilklappe (3) umlenkt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Rückschlag-Klappenventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein solches Klappenventil ist aus DE 295 02 854 U1 bekannt und dient dazu, bestimmte Druckverhältnisse in dem Kurbelraum eines Verbrennungsmotors sicherstellen zu können. Jenes bekannte Ventil besitzt eine Ventilklappe aus elastisch verformbaren Material. Diese Ventilklappe ist an einem Ende fest eingespannt und elastisch um diese Einspannstelle herum für ein Öffnen des Ventils klappbar.
Aus der DE 30 25 109 C2 ist eine in eine ein gasförmiges Medium führende Leitung einsetzbare Rückschlagklappe aus Kunststoff (Polystyrol) bekannt, bestehend aus einem eine Durchströmöffnung aufweisenden, in einem Leitungsstutzen befestigbaren Sitzrahmen und aus einer an diesem schwenkbar gehalterten, die Durchströmöffnung des Sitzrahmens überdeckenden Klappe, die durch den Druck des geförderten Mediums geöffnet, bei Unterbrechung der Förderung geschlossen und durch den Druck eines auftretenden Rückstaues in dichtender Schließstellung gehalten ist.
Aus der DE 91 13 027 U1 ist ein Rückschlagventil, insbesondere zum Einbau in eine Rohrleitung zwischen benachbarte Flansche, mit einem scheibenförmigen Ventilkörper und einer zu diesem schwenkbaren, eine Durchlaßöffnung des Ventilkörpers öffnenden oder verschließenden Klappenscheibe bekannt, wobei die Klappenscheibe eine Klappenwelle aufweist, die in einer offenen Ausnehmung des Ventilkörpers gelagert und durch ein die Ausnehmung zumindest teilweise abdeckendes Sicherungselement am Ventilkörper gehalten ist.
Weitere Rückschlagventile sind beispielsweise aus der FR 1 349 542 A und der CH 608 086 A bekannt
Bei einem gattungsgemäßen Klappenventil kommt es darauf an, dass dieses allein von der Strömungsenergie des betreffenden Strömungsmediums möglichst widerstandsfrei betätigt werden kann. Des weiteren soll bei geöffnetem Ventil ein Strömungsquerschnitt zur Verfügung stehen, der in etwa den angrenzenden Strömungskanalquerschnitten entspricht.
Diese Anforderungen erfüllt ein gattungsgemäßes Ventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, ein Klappenventil mit einem Betätigungsmechanismus zu schaffen, bei dem bei einer Bewegung der Klappe keine energieverzehrenden Verformungen der Klappe auftreten. Die Klappe selbst soll vielmehr verformungsfrei bleiben und die Bewegung soll ausschließlich durch Verschwenken in einem möglichst widerstands- und reibungsfreien Schwenklager erfolgen. Des weiteren sollen die einzelnen Bauteile des erfindungsgemäßen Klappenventils einfach aus Kunststoff herstellbar und miteinander verbindbar sein. Ferner sollen die einzelnen Bauteile integraler Bestandteil des Strömungskanales sein können, wobei der Strömungskanal im Bereich des Klappenventils in axialer Richtung aus aneinanderstoßenden Kanälen aneinandergefügt sein darf.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
In dieser zeigen in jeweils perspektivischer Darstellung
1 ein Klappenventil in einem Axialschnitt,
2 eine Explosionsdarstellung des Klappenventils.
In einen umfangsmäßig geschlossenen Strömungskanal mit einem ersten und einem zweiten Strömungskanalabschnitt 1 bzw. 2 ist ein Rückschlag-Klappenventil mit einer Ventilklappe 3 und einem Ventilsitz 4 integriert.
Der Strömungskanal mit den Abschnitten 1 und 2 ist Bestandteil einer Kurbelraumentlüftungseinrichtung eines Verbrennungsmotors, wobei der Bereich 1 an den Kurbelraum angeschlossen ist. Der Bereich 2 kann mit dem Luftansaugkanal des Verbrennungsmotors verbunden sein.
Sämtliche bisher und nachfolgend noch beschriebenen Bauteile des Klappenventils sowie der Strömungskanalbereiche 1 und 2, in die das Klappenventil integriert ist, bestehen aus Kunststoff. Die Ventilklappe 3 ist über ein Clipscharnier 5 in dem ersten Bereich 1 des Strömungskanales schwenkbar gelagert. Das Clipscharnier 5 besteht aus in einen ersten Flansch 6 des ersten Kanalabschnittes 1 eingeformten, elastisch verformbaren Scharnier-Zungen 7, in die jeweils zugehörige Scharnierbolzen 8 der Ventilklappe 3 schwenkfähig eingeclipst sind. Das Clipscharnier ist mit einem geringfügigen Spiel ausgebildet, damit die Ventilklappe 3 sich in geschlossenem Zustand flächenbündig dicht an den Ventilsitz 4 anlegen kann. Das in dieser Weise in den ersten Anschlussflansch 6 einschließlich des Ventilsitzes 4 integrierte Klappenventil ist an sich bereits in dieser Form ohne einen Anschluss des zweiten Strömungskanalabschnittes 2 grundsätzlich funktionsfähig.
Innerhalb einer Kurbelraumentlüftungseinrichtung bedarf es jedoch noch des Anschlusses an den zweiten Strömungskanalabschnitt 2, der mit einem zweiten Anschlussflansch 9 versehen ist, der an den ersten Anschlussflansch 6 radial außen dicht angeschweißt ist.
Beim Öffnen des Klappenventiles schwenkt die Ventilklappe 3 in einen innerhalb des ersten Strömungsabschnittes 1 vorgesehenen Strömungskanalbereich. In diesem Strömungskanalbereich ist ein Anschlag 11 für die Offenstellung der Ventilklappe 3 vorgesehen, durch den eine maximale Klappenöffnung von 50° erreichbar ist. In diesem Bereich ist der betreffende Strömungskanalabschnitt mit Strömungswandbereichen ausgebildet, durch die eine Umlenkung eines von dem Kurbelraum kommenden Strömungsmediums derart erfolgt, dass die Ventilklappe 3 von dieser Strömung auf ihrer von dem Ventilsitz 4 abgewandten Stirnseite in Schließrichtung beaufschlagt wird. Damit auch bei einer geringen Strömungsenergie ein sicheres Schließen der Ventilklappe 3 möglich ist, ist diese mit einer Strömungsfangmulde versehen, die von einem U-förmig aufgebrachten Rand 10 gebildet wird. In 1 ist eine einen Ventilverschluss bewirkende Strömung durch einen Strömungspfeil angedeutet.
Das erfindungsgemäße und vorstehend anhand eines Ausführungsbeispieles beschriebene Klappenventil ist für einen Einsatz in Einrichtungen geeignet, in denen bereits Strömungen, die lediglich durch einen Druckunterschied von wenigen Millibar ausgelöst sind, zu einem funktionell sicheren Öffnen und Schließen des Ventiles führen müssen.
Bei einer Ausführung sämtlicher, das Klappenventil bildender Bauelemente einschließlich der angrenzenden Strömungskanalabschnitte aus Kunststoff ist eine äußerst wirtschaftliche Herstellung gewährleistet. Zu den beiden miteinander zu verbindenden Strömungskanalabschnitten 1 und 2 mit den jeweils zugehörigen Anschlussflanschen 6 und 9 fällt als zusätzliches Teil lediglich die Ventilklappe 3 an, die auf einfache Weise zur Bildung eines Schwenklagers an die Scharnier-Zungen 7 des ersten Anschlussflansches geclipst werden kann.

Claims

Rückschlag-Klappenventil, insbesondere innerhalb einer Kurbelraumentlüftungseinrichtung eines Verbrennungsmotors, mit einer innerhalb eines umfangsmäßig geschlossenen Strömungskanals schwenkbar gelagerten Klappe und einem für eine dichte Anlage der Klappe in deren Verschlussstellung an dem Innenumfang des Kanals vorgesehenen, als Ventilsitz dienenden Anschlagfläche, wobei die Ventil-Klappe (3) nahezu widerstandsfrei und/oder reibungsfrei gelagert ist dadurch gekennzeichnet, dass der in Öffnungsrichtung der Ventilklappe (3) nach dieser liegende Kanalbereich (1) einen Strömungsquerschnitt mit einer Form aufweist, die ein in Rückschlagrichtung strömendes Medium in Richtung der Schwenkachse der Ventilklappe (3) umlenkt.
Klappenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilklappe (3) bei maximaler Offenstellung zwischen mindestens 45° und maximal etwa 60° geschwenkt ist und in dieser Stellung mit über gegenüber dem Ventilsitz (4) abgewandter Stirnseite zumindest einem Teilstrom des innerhalb des Strömungskanals in Rückschlagrichtung strömenden Mediums ausgesetzt ist.
Klappenventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die der Ventilöffnung abgewandte Stirnseite der Ventilklappe (3) einen U-förmigen Rand (10) aufweist, dessen frei auslaufende U-Schenkel an dem dem Schwenklager (5) abgewandten Ende der Ventilklappe (3) enden.
Klappenventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilklappe (3) aus Kunststoff besteht.
Klappenventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenklager ein Clipscharnier (5) ist.
Klappenventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Klappenventil in einen ersten Anschlussflansch (6) des Strömungskanales integriert ist.
Klappenventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Anschlussflansch (6) aus Kunststoff besteht.
Klappenventil nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Anschlussflansch (6) mit einem aufgesetzten zweiten Anschlussflansch (9) eines sich an das Klappenventil anschließenden Strömungskanalabschnitts (2) dicht verbunden ist.
Klappenventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Ausbildung der beiden Anschlussflansche (6) und (9) aus jeweils Kunststoff diese beiden Flansche miteinander verschweißt sind.