DE102006042502A1

DE102006042502A1 - Zweiteiliges Ventil

Info

Publication number: DE102006042502A1
Application number: DE200610042502
Authority: DE
Inventors: Robert P. Dexter Benjey
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 2005-09-09
Filing date: 2006-09-07
Publication date: 2007-03-15
Also published as: JP2007078182A; KR20070029567A; US20070056648A1; CN1936395A

Abstract

Ein Ventil weist eine flexible Klappe mit einem Hals auf, der mit einem Schlitz an einem Stutzen in Eingriff steht, um einen Kanal in dem Stutzen zu verschließen. Wenn ein Objekt in den Kanal eingeführt wird, biegt sich die Klappe in eine offene Stellung, um eine Strömung durch den Kanal zu ermöglichen. Wenn das Objekt aus dem Kanal entfernt wird, veranlasst die Elastizität der Klappe die Klappe, in die geschlossne Stellung zurückzukehren, ohne irgendeine externe Vorspannvorrichtung zu erfordern. Die Flexibilität des Klappenmaterials beseitigt den Bedarf nach einem gesonderten Scharniermechanismus oder Klappenvorspannmechanismus in dem Ventil.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft Ventile und insbesondere eine vereinfachte Ventilanordnung mit einer reduzierten Teileanzahl.

Hintergrund zu der Erfindung

Klappenventile werden häufig in Fluid- und Dampfsteuerungssystemen dazu verwendet, einen Kanal in einem Stutzen zu öffnen und zu verschließen. Diese Ventile sind gewöhnlich in eine geschlossene Stellung vorgespannt und können durch Drücken geöffnet oder aufgestoßen werden, wenn ein Element, beispielsweise ein Ansaugschlauch, in die Leitung eingeführt wird. Wenn beispielsweise ein Klappenventil als ein Einfüllstutzen verwendet wird, ist eine Klappentür in dem Ventil in Richtung auf die geschlossene Stellung vorgespannt und wird durch eine Fluidströmung während des Betankens aufgestoßen. Wenn die Fluidströmung aufhört, schließt die Vorspannkraft die Klappe, wodurch der Klappe ermöglicht wird, den geschlossenen Kanal abzudichten.

Die Klappe selbst ist gewöhnlich durch eine steife Kunststoff- oder Metalltür gebildet, die mittels eines Feder- oder Scharniermechanismus an dem Stutzen angebracht ist. Die Anbringung der Klappe an dem Stutzen in einer nachgiebig vor gespannten Weise erfordert mehrere Teile und Montageschritte, was die Herstellung des Ventils kostspielig macht.

Es besteht ein Wunsch nach einem Klappenventilaufbau, der einfacher ist als die existierenden Aufbauten, ohne Einbuße beim Leistungsverhalten bzw. bei der Leistungsfähigkeit des Ventils.

Kurzbeschreibung der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Ventil, das eine flexible oder elastische Klappe mit einem Hals aufweist, der mit einem Schlitz an einem Stutzen in Eingriff steht bzw. verbunden ist. Die Klappe verschließt einen Kanal in dem Stutzen. Wenn ein Fluid durch den Kanal strömt, drückt der Fluiddruck die Klappe auf. Weil die Klappe elastisch ist, verbiegt sich die Klappe in die offene Stellung, um eine ungehinderte Fluidströmung durch den Kanal zu ermöglichen. Wenn die Fluidströmung in dem Kanal aussetzt, bewirkt die Elastizität der Klappe ohne irgendeine äußere Vorspannvorrichtung, dass die Klappe in die geschlossene Stellung zurückkehrt.

Zur Montage des erfindungsgemäßen Ventils wird der Hals der Klappe in dem Schlitz eingeschnappt bzw. eingerastet. Die Elastizität des Klappenmaterials beseitigt das Erfordernis einer gesonderten Scharniereinrichtung oder Klappenvorspanneinrichtung in dem Ventil, wodurch die Anordnung und Montage vereinfacht sind.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine Seitenansicht eines Ventils gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Querschnittsdarstellung;
2 zeigt eine ebene Ansicht des Ventils nach 1;
3 zeigt eine Seitenansicht eines Ventils gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung in einer Querschnittsdarstellung;
4 zeigt eine ebene Ansicht des Ventils nach 3; und
5 zeigt eine Seitenansicht des Ventils nach 1 mit einem in dem Ventil eingesteckten Ansaugschlauch in einer Querschnittsdarstellung.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
1 und 2 veranschaulichen ein zweiteiliges Ventil 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Ventil 100 enthält einen Ventilstutzen 102, der einen Durchgang bzw. Kanal 104 aufweist, der durch eine normalerweise geschlossene Klappe 106 verschlossen ist. Der Stutzen 102 weist eine Dichtungsfläche 108 auf, die mit der Klappe 106 in Kontakt steht, wenn die Klappe 106 geschlossen ist. In der in den 1 und 2 veranschaulichten Ausführungsform weisen die Klappe 106 und die Dichtungsfläche 108 eine im Wesentlichen Kreis- bzw. kreisringförmige Gestalt auf. Die spezielle Gestalt des Stutzens 102 hängt von der Art der Anwendung ab, in der das Ventil 100 eingesetzt wird, und ist an sich nicht Gegenstand dieser Erfindung.
Ein in dem Stutzen 102 ausgebildeter Schlitz 110 hält die Klappe 106 an der Stelle. Wie in 2 veranschaulicht, weist die Klappe 106 einen Hals oder Halsabschnitt 112 auf, der schmäler ist als die ihn umgebenden Abschnitte der Klappe 106. Die Klappe 106 wird bei der Ventilmontage einfach durch Einschnappen in dem als Eingriffsabschnitt dienenden Schlitz 110 eingerastet. Der Schlitz 110 verankert den Hals 112 in sicherer Weise, um zu verhindern, dass die Klappe 106 von ihrem Einsatzort weg verschoben wird. Außerdem ist der Schlitz 110 vorzugsweise ausreichend schmal, um die Klappe 106 eng an der Dichtungsfläche 108 zu haltern. In dieser Ausführungsform sind die Dichtungsfläche 108 und der Schlitz 110 unter einem Winkel ausgebildet, so dass der Schlitz 110 an einem Schwenkpunkt bzw. Gelenkpunkt der Klappe 106, der durch den Hals 112 gebildet ist, ein Drehmoment anwendet, um die Klappe 106 in unmittelbarem Kontakt mit der Dichtungsfläche 108 zu haltern.
Die Klappe 106 ist selbst nicht steif, sondern flexibel bzw. elastisch und beugt bzw. verbiegt sich in den offenen Zustand, wenn auf die Klappe 106 eine Druckkraft ausgeübt wird. Die Elastizität der Klappe 106 und die Eingriffsverbindung zwischen dem Schlitz 110 und dem Hals 112 beseitigt den Bedarf nach irgendwelchen zusätzlichen Vorrichtungen, um die Klappe 106 in die Schließstellung nachgiebig vorzuspannen oder die Klappe 106 an ihrem Einsatzort an dem Stutzen 102 zu halten. Dies verringert die Komplexität und somit die Herstellungskosten des Ventils 100. Die Klappe 106 kann aus einem beliebigen geeigneten elastischen Material, beispielsweise einer Polyesterfolie oder einer sonstigen Polymerfolie, hergestellt sein. In einer Ausführungsform ist die Klappe aus einem verhältnismäßig dünnen (d.h. ungefähr 0,1 mm dicken) Material hergestellt, das einen hohen Elastizitätsmodul aufweist, so dass sie einer Verformung aufgrund eines Gegendrucks standhalten kann.
Wenn ein zusätzlicher hoher Widerstand gegen Gegendruck erforderlich ist, können eine oder mehrere Stützrippen 113 in dem Kanal 105 angeordnet sein, um die Klappe 106 zu stützen und sie unter Bedingungen eines hohen Gegendrucks an einem Einknicken zu hindern. Die Stützrippe 113 kann an einer Position angeordnet sein, die geringfügig unterhalb der Dichtungsfläche 108 liegt, um die Schaffung einer guten Abdichtung unter gleichzeitiger Stützung der Klappe 106 sicherzustellen.
3 und 4 veranschaulichen eine weitere Ausführungsform der Erfindung. In dieser Ausführungsform weisen die Klappe 106 und die Dichtungsfläche 108 anstelle einer runden eine D-förmige Gestalt auf. Der Hals 112 ist auf einer geraden bzw. ebenen Seite 114 der Klappe 106 angeordnet. Außerdem veranschaulicht diese Ausführungsform, dass die Klappe 106 an dem Stutzen 102 im Wesentlichen vertikal und nicht unter einem Winkel angeordnet sein kann.
Das erfindungsgemäße Ventil kann in einem beliebigen Teil eines Kraftstoffdampfsteuerungssystems eingesetzt werden. 5 veranschaulicht ein Beispiel, in dem das Ventil 100 als ein Rückschlagventil eines Einfüllstutzens verwendet werden kann, um einen Einzelstutzen abzudichten. In dem veranschaulichten Beispiel ist ein Ansaugschlauch 150 in den Kanal 104 eingeführt, um die Klappe 106 aufzustoßen. Alternativ kann ein von einer (nicht veranschaulichten) Kraftstoffdüse herrührender Fluidstrom während des Wiederbetankens die Klappe 106 in eine offene Stellung drücken. Die Nachgiebigkeit bzw. Elastizität des Materials der Klappe 106 ermöglicht der Klappe 106, sich in eine offene Stellung zu verbiegen, was eine Entleerung des Kraftstofftanks für Wartungszwecke und/oder eine Befüllung des Kraftstofftanks ermöglicht. Wenn die Fluidströmung aufhört, wird die Klappe 106 durch das Vakuum, das durch die Unterbrechung der Fluidströmung erzeugt wird, und/oder die Elastizität der Klappe 106 zurück in die geschlossene Stellung überführt, ohne eine Feder oder ein sonstiges Vorspannelement zu erfordern.
Durch Einbeziehung einer elastischen Klappe zum Verschluss des Ventils beseitigt die Erfindung den Bedarf nach einem gesonderten Scharnier, um eine Bewegung der Klappe zwischen der offenen und der geschlossenen Stellung zu ermöglichen. Außerdem beseitigt die Elastizität in dem flexiblen Ventilmaterial den Bedarf nach einem gesonderten Vorspannele ment, um die Klappe in Richtung auf die geschlossene Stellung vorzuspannen.
Die vorstehende Beschreibung ist eher beispielhafter Natur und die Erfindung durch die darin enthaltenen Beschränkungen nicht definiert. Im Lichte der obigen Lehre sind viele Modifikationen und Veränderung der vorliegenden Erfindung möglich. Es sind die bevorzugten Ausführungsformen dieser Erfindung offenbart, wobei jedoch ein Fachmann ohne weiteres erkennt, dass bestimmte Modifikationen in dem Rahmen und Schutzumfang dieser Erfindung liegen. Es ist deshalb zu verstehen, dass in dem Schutzumfang der beigefügten Ansprüche die Erfindung anders als hier speziell beschrieben ausgeführt sein kann. Aus diesen Gründen sollten die folgenden Ansprüche studiert werden, um den wahren Schutzumfang und Rahmen dieser Erfindung zu bestimmen.
Ein Ventil weist eine flexible Klappe mit einem Hals auf, der mit einem Schlitz an einem Stutzen in Eingriff steht, um einen Kanal in dem Stutzen zu verschließen. Wenn ein Objekt in den Kanal eingeführt wird, biegt sich die Klappe in eine offene Stellung, um eine Strömung durch den Kanal zu ermöglichen. Wenn das Objekt aus dem Kanal entfernt wird, veranlasst die Elastizität der Klappe die Klappe, in die geschlossene Stellung zurückzukehren, ohne irgendeine externe Vorspannvorrichtung zu erfordern. Die Flexibilität des Klappenmaterials beseitigt den Bedarf nach einem gesonderten Scharniermechanismus oder Klappenvorspannmechanismus in dem Ventil.

Claims

Ventil (100) mit einem Stutzen (102) der einen Kanal (104) aufweist; und mit einer Klappe (106), die aus einem biegsamen elastischen Material hergestellt ist, wobei die Klappe in einer normalerweise geschlossenen Stellung an dem Stutzen anliegt.
Ventil nach Anspruch 1, wobei der Stutzen eine Dichtungsfläche (108) enthält, die mit der Klappe in Kontakt steht, wenn sich die Klappe in der geschlossenen Stellung befindet.
Ventil nach Anspruch 2, wobei die Dichtungsfläche in einem Stutzen unter einem Winkel ausgebildet ist.
Ventil nach Anspruch 1, wobei der Stutzen einen Schlitz (110) aufweist und die Klappe einen Hals (112) aufweist, der mit dem Schlitz in Eingriff steht, um die Klappe an dem Stutzen zu haltern.
Ventil nach Anspruch 1, wobei die Klappe aus einer Polymerfolie hergestellt ist.
Ventil nach Anspruch 1, wobei die Klappe eine im Wesentlichen kreisrunde Gestalt aufweist.
Ventil nach Anspruch 1, wobei das Ventil eine im Wesentlichen D-förmige Gestalt aufweist.
Ventil nach Anspruch 1, das ferner wenigstens eine Stützrippe (113) aufweist, die in dem Kanal angeordnet ist, um die Klappe unter einer Bedingung eines hohen Gegendrucks abzustützen.
Ventil (100) mit einem Stutzen (102), der einen Kanal (104), eine Dichtungsfläche (108), die den Kanal umgibt, und einen Schlitz (110) aufweist; und mit einer Klappe (106), die aus einem flexiblen elastischen Material hergestellt ist, wobei die Klappe in einer normalerweise geschlossenen Stellung mit der Dichtungsfläche in Kontakt steht und wobei die Klappe einen Hals (112) enthält, der mit dem Schlitz in Eingriff steht.
Ventil nach Anspruch 9, wobei die Dichtungsfläche und der Schlitz beide unter einem Winkel in dem Stutzen ausgebildet sind.
Ventil nach Anspruch 9, wobei die Klappe aus einer Polymerfolie hergestellt ist.
Ventil nach Anspruch 9, wobei die Klappe eine im Wesentlichen kreisrunde Gestalt aufweist.
Ventil nach Anspruch 9, wobei das Ventil eine im Wesentlichen D-förmige Gestalt aufweist und wobei der Hals an einer geraden Seite der D-Gestalt ausgebildet ist.
Ventil nach Anspruch 9, das ferner wenigstens eine Stützrippe aufweist, die in dem Kanal angeordnet ist, um die Klappe bei einem hohen Gegendruck abzustützen.
Verfahren zur Montage eines Ventils (100), das aufweist: Bildung eines Stutzens mit einem Kanal (104), einer Dichtungsfläche (108) und einem Eingriffsabschnitt (110); Bildung einer Klappe, die einen Halsabschnitt (112) aufweist; und Verbindung des Halsabschnitts mit dem Eingriffsabschnitt (110) in einer derartigen Weise, dass sich die Klappe in einer normalerweise geschlossenen Stellung befindet und die Dichtungsfläche berührt.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Dichtungsfläche und der Eingriffsabschnitt unter einem Winkel ausgebildet sind.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Eingriffsabschnitt durch einen Schlitz gebildet ist und wobei der Verbindungsschritt ein Einrasten des Halsabschnitts in dem Schlitz aufweist.
Verfahren nach Anspruch 15, das ferner den Schritt der Anordnung wenigstens einer Stützrippe (113) in dem Kanal aufweist, um die Klappe unter einer Bedingung eines hohen Gegendrucks zu stützen.