Darum
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Ventilkern
anzugeben, der verhindern kann, dass das Dichtungsteil zwischen
den Flanschen herausfällt
bzw. von diesem abfällt.
Diese
Aufgabe wird gelöst
durch einen Ventilkern nach Anspruch 1.
Weiterbildungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Bei
dem Ventilkern wird das Dichtungsteil zwischen den als Paar vorgesehenen
Flanschen gehalten, und die Eingriffsabschnitte werden in einen konkav-konvexen
Eingriff (wie z.B. einem verzahnten Eingriff oder den Eingriff eines
Vorsprungs in eine Ausnehmung) miteinander zwischen dem Flansch und
dem Dichtungsteil gebracht, wodurch eine Deformation des Dichtungsteils,
die durch ein Ausdehnen des Durch messers desselben verursacht wird,
begrenzt wird. Dementsprechend wird das Dichtungsteil, selbst wo
es dicht an dem inneren Umfangsrand des offenen Endes des Kernkörpers oder
der inneren Umfangsfläche
des Kernmontageloches anliegt bzw. haftet, während einer Fixierung bzw.
mit einer Fixierung an der Flanschseite bewegt, wenn der Ventilkern
geöffnet
wird. Als Folge kann das Dichtungsteil daran gehindert werden, zwischen
den Flanschen herauszufallen, obwohl es manchmal bei den herkömmlichen
Ventilkernen abfällt.
Ein deformierter Teil des Dichtungsteils ist in dem Raum zwischen
den Flanschen befindlich, wodurch er geschützt ist.
Bei
der Konstruktion aus Anspruch 2 drückt der Vorsprung das Dichtungsteil
derart, dass ein Teil des Dichtungsteiles heruntergedrückt bzw.
eingedrückt
wird. Der Vorsprung und der eingedrückte Abschnitt werden in konkav-konvexen
Eingriff gebracht.
Bei
der Konstruktion aus Anspruch 4 wird die äußere geneigte Fläche, die
an der äußeren Umfangsfläche von
einem der Flansche ausgebildet ist, zum Anschlag gegen die innere
geneigte Fläche
des Kernkörpers
gebracht, wodurch der Flansch ausgerichtet und axial positioniert
wird. Die Dichtungsleistung des Ventilkerns kann verbessert werden,
da das Dichtungsteil dicht bzw. nahe an der inneren geneigten Fläche in dem
ausgerichteten und positionierten Zustand des Flansches anliegt.
Weitere
Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand
der Figuren. Von den Figuren zeigen:
1 eine longitudinale seitliche
Schnittansicht des Ventilkerns einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 eine Draufsicht des Ventilkerns;
3 eine teilweise geschnittene
Seitenansicht des Ventilkerns;
4 eine longitudinale seitliche
Schnittansicht des Ventilkerns in einem offenen Zustand;
5 eine longitudinale seitliche
Schnittansicht des Ventilkerns, die einen Zustand zeigt, in dem das
Dichtungsteil nahe bzw. dicht an einer inneren Umfangsfläche des
Montageloches anliegt bzw. haftet;
6 eine weitere longitudinale
seitliche Schnittansicht des Ventilkerns, die einen Zustand zeigt,
in dem das Dichtungsteil aus dem dichten Anliegen/Anhaften freigegeben
worden ist;
7 eine longitudinale seitliche
Schnittansicht des Ventilkerns einer zweiten Ausführungsform der
Erfindung; und
8 eine longitudinale seitliche
Schnittansicht des Ventilkerns einer Ausführungsform, die nicht Teil
der Erfindung ist.
Eine
erste Ausführungsform
der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 beschrieben.
Unter Bezugnahme auf 1,
eine Düse 50 dient
als ein Gegenstückteil
(einer verschließbaren
Düse bzw.
eines Ventils) bei der vorliegenden Erfindung und ist zum Laden
einer Fahrzeugklimaanlage (nicht gezeigt) mit einem Kühlmittel
vorgesehen. Die Düse 50 weist
ein nahes (proximales) Ende auf, das mit einem Außengewinde 51 ausgebildet
ist, welches in Gewindeeingriff mit einer geeigneten Komponente
der Klimaanlage (in gestrichelten Linien gezeigt) in Gewindeeingriff
gebracht wird, so dass ein Kernmontageloch 52, das in der
Düse 50 vorgesehen ist,
mit einem Kühlmittelströmungspfad 60,
der in der Komponente der Klimaanlage ausgebildet ist, kommuniziert
bzw. verbunden ist. Das Kühlmittel,
das von der Ladeöffnung 53 der
Düse 50 zugeführt wird,
wird durch das Kernmontageloch 52 in den Kühlmittelströmungspfad 60 geladen
bzw. zugeführt.
Die
Düse 50 weist
einen Dichtungsgleitabschnitt 54, der in der Mitte des
Kernmontage loches 52 ausgebildet ist, auf. Der Gleitabschnitt 54 weist
einen kleineren inneren Durchmesser als die anderen Abschnitte des
Kernmontageloches 52 auf. Die innere Umfangsfläche des
Kernmontageloches 52 weist zwei geneigte Flächen 55 und 56,
die vor bzw. hinter dem Dichtungsgleitabschnitt 54 (in
der Längsachse des
Ventilkerns) ausgebildet sind, auf. Jede der geneigten Flächen weist
einen Innendurchmesser auf, der sich mit zunehmender Entfernung
von den Dichtungsgleitabschnitt 54 graduell erhöht. Die
innere Umfangsfläche
des Kernmontageloches 52 ist weiter mit einem Innengewinde 57 ausgebildet,
das relativ zu dem Dichtungsgleitabschnitt 54 und den geneigten
Flächen 55 und 56 an
der Seite der Ladeöffnung 53 befindlich
ist. Der Ventilkern 10 ist, in seinem montierten Zustand,
in Gewindeeingriff mit dem Innengewinde 57 gebracht.
Der
Ventilkern 10 weist einen zylindrischen Kernkörper 11 auf,
der ein Einsetzloch 13, das innerhalb desselben ausgebildet
ist, aufweist. Ein bewegbarer Schaft 20 erstreckt sich
durch das Einsetzloch 13. Der Kernkörper 11 verjüngt sich
(ist konisch) in Richtung seines hinteren (distalen) Endes oder
des unteren Endes, wie es in 1 gesehen
wird, und er weist ein Außengewinde 12,
das auf einer äußeren Umfangsfläche an der
Seite des vorderen (proximalen) Endes desselben vorgesehen ist,
auf. Der Ventilkern 10 wird, von der Seite seines distalen
Endes her, in die Ladeöffnung 53 der
Düse 50 eingesetzt
und das Außengewinde 12 wird
in Gewindeeingriff mit dem Innengewinde 57 gebracht, so
dass der Ventilkern 10 in dem Montageloch 52 montiert/fixiert
wird. Weiterhin stößt das distale
Ende des Kernkörpers 11 gegen
die geneigte Fläche 56 des
Kernmontageloches 52, so dass der Ventilkern 10 axial
bezüglich des
Kernmontageloches 52 positioniert wird.
Ein
Brückenabschnitt 14 ist
an dem proximalen Ende des Kernkörpers 11 so
ausgebildet, dass er sich über
ein offenes Ende des Einsetzloches 13 erstreckt, wie es
in den 2 und 3 gezeigt ist. Das offene
Ende des Einsetzloches 13, über das sich der Brückenabschnitt 14 erstreckt,
kommuniziert mit dem Kernmontageloch 52 ebenso wie mit
dem Einsetzloch 13, so dass ein Gesamtraum zwischen der
inneren Umfangsfläche
des Einsetzloches 13 und dem Schaft 20 zu der
Atmosphäre
außerhalb
der Düse 50 offen
ist. Der Brückenabschnitt 14 weist
ein Schafthalteloch 14A auf, das so ausgebildet ist, dass
es allgemein konzentrisch mit dem Einsetzloch 13 ist, wie es
in 2 gezeigt ist. Der
Schaft 20 erstreckt sich durch das Schafthalteloch (Schaftstützloch) 14A. Eine
Hülse 14B und
eine Druckschraubenfeder 15 sind um einen Abschnitt des
Schafts 20, der aus dem Schafthalteloch 14A vorsteht,
vorgesehen. Die Hülse 14B und
die Schraubenfeder 15 sind zwischen einem Kopf 21,
die an einem oberen Ende des Schaftes 20 mittels Verstemmen
ausgebildet ist, und einer oberen Fläche des Brückenabschnittes 14 gehalten,
wie es in 3 gezeigt
ist. Die Federkraft der Schraubenfeder 15 drückt den
Schaft 20 in eine Richtung relativ zu dem Kernkörper 11.
Der
Schaft 20 weist einen ersten Flansch 22, der integral
an dem Ende desselben, das dem Kopf 21 entgegengesetzt
ist, oder dem unteren Ende des Schaftes 20, wie es in 3 gesehen wird, ausgebildet
ist. Der erste Flansch 22 stößt gegen die distale Endfläche des
Kernkörpers 11 derart,
dass der Schaft 20 relativ zu dem Kernkörper 11 positioniert wird.
Des weiteren enthält
der Schaft 20 einen Abschnitt, der sich nach unten von
dem ersten Flansch 22 erstreckt und als ein Dichtungsmontageabschnitt 28 dient,
wie es in 3 gezeigt
ist. Ein ringförmiges Dichtungsteil 30 ist
auf dem Dichtungsmontageabschnitt 28 vorgesehen bzw. auf
diesen aufgesetzt oder gepasst. Das Dichtungsteil 30 ist
ein allgemein D-förmiger
Ring, bei dem beide axiale Endflächen flach
sind und der eine gerundete äußere Umfangsfläche aufweist,
wie es in 4 gezeigt
ist. Der äußere Durchmesser
des Dichtungsteils 30 im freien Zustand ist größer gewählt als
der innere Durchmesser des Dichtungsgleitabschnittes 54 des
Kernmontageloches 52 und kleiner als ein innerer Durchmesser
eines inneren Abschnittes des Kernmontageloches 52.
Ein
Abschnitt 23 mit reduziertem Durchmesser erstreckt sich
von dem Dichtungsmontageabschnitt 28, auf den das Dichtungsteil 30 gesetzt
ist. Ein allgemein scheibenförmiger
zweiter Flansch 24 wird auf den Abschnitt 23 mit
reduziertem Durchmesser gesetzt, und danach wird das distale Ende
des Abschnittes 23 mit reduziertem Durchmesser verstemmt
(flach gedrückt,
aufgeweitet). Der zweite Flansch 24 stößt gegen einen Stufenabschnitt
zwischen dem Dichtungsmontageabschnitt 28 und dem Abschnitt 23 mit
reduziertem Durchmesser, wodurch er positioniert bzw. fixiert wird.
Ein allgemein zylindrischer Anschlagsabschnitt (Anstoßabschnitt) 25 steht von
dem zweiten Flansch 24 in Richtung des Dichtungsteils 30 vor.
Der Anschlagsabschnitt 25 weist ein distales Ende, das
gegen einen inneren Rand des Dichtungsteils 30 gedrückt wird,
auf. Als ein Ergebnis wird das Dichtungsteil 13 zwischen
dem ersten Flansch 22 und dem Anschlagsabschnitt 25 des zweiten
Flansches 24 gehalten, und ein Abschnitt des zweiten Flansches 24,
der außerhalb
des Anschlagsabschnittes 25 befindlich ist, liegt dem Dichtungsteil 30 mit
einem zwischen diesen definiertem Raum dazwischen gegenüber.
Der
erste Flansch 22 weist einen Umfangseingriffsvorsprung 26,
der sich von der Fläche
desselben, auf der das Dichtungsteil 30 liegt, erstreckt, auf
wie es in den 5 und 6 gezeigt ist. Der Eingriffsvorsprung 26 verjüngt sich
in Richtung des Dichtungsteiles 30 und ist über den
gesamten Umfang des ersten Flansches 22 ausgebildet. Der
Eingriffsvorsprung 26 beißt (greift) in das Dichtungsteil 30, wenn
das Dichtungsteil 30 durch den zweiten Flansch 24 gegen
den ersten Flansch 22 gedrückt wird. Der Eingriffsvorsprung 26 wird
in dem eingegriffenen Zustand gehalten.
Der
Betrieb des Ventilkerns wird nur beschrieben. Der Ventilkern 10 ist
gewöhnlich
mittels des Druckes des Kühlmittels
in dem Kühlmittelpfad 60 oder
durch die Druckkraft der Schraubenfeder 15 geschlossen,
wie es in 1 gezeigt
ist. Genauer gesagt ist der erste Flansch 22 im Anschlag
mit dem distalen Ende des Kernkörpers 11,
wodurch er positioniert ist. Das Dichtungsteil 30 liegt
dicht an der inneren Umfangsfläche
des Dichtungsgleitabschnittes 54 an. Als ein Ergebnis ist
das Kernmontageloch 52 durch den Ventilkern 10 verschlossen.
Das
Dichtungsteil 30 ist deformiert, wenn es dicht an dem Dichtungsgleitabschnitt 54 anliegt,
obwohl die äußere Umfangsfläche des
Dichtungsteils 30 im freien Zustand gerundet ist. Der Deformationsbetrag
bzw. das Deformationsvolumen wird durch den Raum zwischen dem Dichtungsteil 30 und
dem Abschnitt des zweiten Flansches 24, der außerhalb des
Anschlagsabschnittes 25 befindlich ist, aufgenommen. Dementsprechend wird
z.B., selbst wenn Fremdstoffe nahe der Seite des Kühlmittelströmungspfades 60 kommen,
das Dichtungsteil 30 durch den zweiten Flansch 24 geschützt.
Wenn
der Ventilkern 10 zu öffnen
ist, wird ein geeignetes Werkzeug in die Ladeöffnung 53 des Kernmontageloches 52 eingesetzt,
so dass der Schaft 20 bewegt wird. Alternativ kann ein
Gas, das einen Druck aufweist, der größer als die Summe des internen
Drucks in dem Kühlmittelpfad 60 und
der Druckkraft der Spulenfeder 15 ist, verwendet werden. Als
Folge wird das Dichtungsteil 30 relativ zu den Dichtungsgleitabschnitt 54 des
Kernmontageloches 52 nach innen bewegt. Dann wird ein Raum
zwischen dem Dichtungsteil 30 und der inneren Umfangsfläche des
Kernmontageloches 52 definiert, wie es in 4 gezeigt ist, woraufhin das Gas durch
das Kernmontageloch 52 fließen kann.
Andererseits
haftet das Dichtungsteil manchmal dicht an der inneren Umfangsfläche des
Dichtungsgleitabschnittes, wenn das Ventil 10 zu schließen ist.
In diesem Fall, wenn es relativ zu dem Dichtungsgleitabschnitt 54 nach
innen bewegt wird, wird das Dichtungsteil 30, das dicht
an dem Dichtungsgleitabschnitt 54 haftet, in eine solche
Richtung gezogen, dass der Durchmesser des Dichtungsteils 30 erhöht wird,
wie es in 5 gezeigt
ist. Bei der Ausführungsform
beißt
bzw. greift jedoch der Eingriffsvorsprung 26 des ersten
Flansches 22 in das Dichtungsteil 30 in dem konkav-konvexen
Eingriff mit dem letzteren, wodurch die Deformation des Dichtungsteils, die
in einer Erhöhung
seines Durchmessers resultiert, begrenzt wird. Als Folge kann das
Dichtungsteil 30 daran gehindert werden, zwischen den Flanschen 22 und 24 herauszufallen
bzw. zwischen diesen herausgezogen zu werden.
Bei
dem Ventilkern 10 der Ausführungsform beißt bzw.
greift der Eingriffsvorsprung 26 des ersten Flansches 22 in
das Dichtungsteil 30 in dem konkav-konvexen Eingriff mit
dem Letzteren. Dementsprechend kann das Dichtungsteil 30 am
Herausfallen zwischen den Flanschen 22 und 24 gehindert werden.
Als Folge kann das Kernmontageloch 52 zuverlässig geöffnet und
geschlossen werden, selbst wenn das Dichtungsteil 30 durch
ein Gas mit hohem Druck, wie einem Kühlmittelfluid in einer Klimaanlage, gedrückt wird,
wodurch es dicht an dem Gegenstückteil
anhaftet.
7 illustriert einen Ventilkern 40 einer zweiten
Ausführungsform
der Erfindung. Der Ventilkern 40 unterscheidet sich von
dem Ventilkern 10 der vorhergehenden Ausführungsform
in der Struktur des ersten Flansches und des Dichtungsteils. Nur
der Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Ausführungsform
wird beschrieben. Identische oder ähnliche Teil in der zweiten
Ausführungsform
sind mit denselben Bezugszeichen, wie bei der ersten Ausführungsform
bezeichnet. Dementsprechend wird die Beschreibung dieser Teile weggelassen.
Der
erste Flansch 22 des Schaftes 20 in dem Ventilkern 40 weist
eine äußere zylindrische
Wand 42, die von einem äußeren Rand
desselben in Richtung des Dichtungsteiles 45 (in Richtung
des unteren Endes des Schaftes) vorsteht, auf. Der erste Flansch 22 weist
eine ringförmige
Eindrückung
bzw. Vertiefung 43, die durch Eindrücken eines inneren Randes desselben
ausgebildet ist, bzw. durch die äußere zylindrische
Wand 42 begrenzt wird, auf. Das Dichtungsteil 45 weist
einen zylindrischen Vorsprung 44 auf, der in konkav-konvexen
Eingriff mit der Vertiefung 43 gebracht wird, auf. Die
zweite Ausführungsform
kann dieselbe Wirkung wie die erste Ausführungsform erzielen.
8 zeigt einen Ventilkern 70 einer
Ausführungsform,
die nicht Teil der Erfindung ist. Der Ventilkern 70 weist
einen Kernkörper 71 auf,
der einen Abschnitt 72 mit reduziertem Durchmesser aufweist,
der an einer inneren Umfangsfläche
an der Seite des distalen Endes ausgebildet ist. Ein Abschnitt des
Kernkörpers 71,
der unter dem Abschnitt 72 mit reduziertem Durchmesser
liegt, dient als ein innerer Umfangsrand eines offenen Endes des
Kernkörpers
bei der Erfindung. Der Abschnitt ist mit einer inneren geneigten
Fläche 73 ausgebildet.
Eine
allgemein konische Druckschraubenfeder 74 ist in dem Inneren
des Kernkörpers 71 vorgesehen.
Die Seite der Schraubenfeder 74 mit größerem Durchmesser stößt gegen
ein Ende des Abschnittes 72 mit reduziertem Durchmesser,
wohingegen die Seite der Spulenfeder mit reduziertem Durchmesser
gegen einen Vorsprung 76 stößt, der an einem mittleren
Abschnitt des Schaftes 75 ausgebildet ist.
Der
erste Flansch 77 ist integral an einem Ende des Schaftes 75 ausgebildet.
Der erste Flansch 77 weist eine äußere geneigte Fläche 78 auf
einer äußeren Umfangsfläche desselben
auf. Die äußere geneigte
Fläche 78 entspricht
der inneren geneigten Fläche 73.
Ein ringförmiges
Dichtungsteil 80 ist auf einen Dichtungsmontageabschnitt 79,
der sich von dem ersten Flansch 77 in der dem Kernkörper 71 entgegengesetzten
Richtung erstreckt, gesetzt. Weiterhin ist ein scheibenförmiger zweiter
Flansch 82 auf einen Abschnitt 81 mit reduziertem
Durchmesser, der sich von dem distalen Ende des Dichtungsmontageabschnittes 79 erstreckt,
gesetzt, und danach ist das distale Ende des Abschnittes 81 mit
reduziertem Durchmesser verstemmt (flach gedrückt, erweitert) worden.
Das
Dichtungsteil 80 ist mit einer allgemein flachen zylindrischen
Gestalt ausgebildet und weist ein Ende mit einem äußeren Rand
auf, der zum nahen bzw. dichten Anliegen an der zuvor genannten inneren
geneigten Flächen 73 gebracht
wird, wodurch der Ventilkern 70 das Kernmontageloch 52 schließt. Weiterhin
haben der erste und der zweite Flansch 77 und 82 entsprechende
Flächen,
die einander gegenüber
liegen. Zwei Eingriffsvorsprünge 77T und 82T sind
auf diesen Flächen
derart ausgebildet, dass sie sich einander annähern bzw. einander zugewandt
sind.
Die
dritte Ausführungsform
kann dieselbe Wirkung wie die erste und die zweite Ausführungsform
erzielen. Zusätzlich
ist die äußere geneigte
Fläche 78 auf
der äußeren Umfangsfläche des
ersten Flansches 77 ausgebildet. Die äußere geneigte Fläche 78 stößt gegen
die innere geneigte Fläche 73, die
an dem Kernkörper 71 ausgebildet
ist, so dass der Flansch 77 ausgerichtet und axial positioniert wird.
Das Dichtungsteil 80 liegt nahe bzw. dicht an der geneigten
Fläche 73 an,
nachdem der Flansch 77 ausgerichtet und axial positioniert
worden ist. Als Folge kann die Dichtungsleistungs verbessert werden.
Der
Eingriffsvorsprung 26 ist bei der ersten Ausführungsform
fortlaufend entlang des gesamten Umfanges des Flansches 22 ausgebildet.
Jedoch kann der Eingriffsvorsprung auch anstelledessen unterbrochen
ausgebildet werden. Weiterhin kann der Eingriffsvorsprung auf dem
zweiten Flansch 24 ausgebildet sein, obwohl er bei der
ersten Ausführungsform
aus dem ersten Flansch ausgebildet ist.
Der
Ventilkern 10 ist bei der ersten Ausführungsform in dem Kernmontageloch 52 montiert, dass
in der Düse 50 ausgebildet
ist. Jedoch muß der Ventilkern
nicht in einer düsenartigen
Komponente montiert werden. Z.B. kann der Ventilkern in einem Kernmontageloch
montiert werden, das in einem blockartigen Teil ausgebildet ist.
Außerdem
kann (siehe die Dichtung in 3)
eine Dichtung zum Abdichten der Montage in dem Kernmontageloch vorgesehen sein.