DE1242965B - Kombiniertes UEber- und Unterdruckventil fuer Behaelter - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

F16k

Deutsche Kl.: 47 g - 47/02

Nummer: 1242965

Aktenzeichen: S 77259 XII/47 g

Anmeldetag: 22. Dezember 1961

Auslegetag: 22. Juni 1967

Die Erfindung betrifft ein kombiniertes Über- und Unterdruckventil für Behälter, insbesondere für Kühler von Verbrennungskraftmaschinen, dessen auf Überdruck ansprechendes Verschlußstück als federbelasteter, mit einem am Gehäuse vorgesehenen Ventilsitz zusammenarbeitender sowie mit einem Durchflußkanal versehener Ventilteller und dessen auf Unterdruck ansprechendes Verschlußstück als elastische, z. B. aus Gummi bestehende Scheibe ausgebildet ist, die auf der dem Behälterinneren zügewandten Seite des Ventiltellers angeordnet ist und eine Durchflußöffnung aufweist.

Solche Ventile sind aus der USA.-Patentschrift 2 133 575 bekannt. Bei diesen Ventilen kann in der Offenstellung des Unterdruckventils und infolge von Kapillarwirkung zwischen den Ventilteller und die elastische Scheibe Kühlflüssigkeit aus dem Inneren des Kühlers eindringen. Je nach der Zusammensetzung der zwischen Scheibe und Ventilteller eingedrungenen Flüssigkeit und nach der Größe etwa in der Flüssigkeit vorhandener körniger Fremdkörper ist die Höhe des Unterdrucks, bei welchem sich die elastische Scheibe von dem Ventilteller ablöst und das Unterdruckventil öffnet, starken Schwankungen unterworfen und im voraus kaum bestimmbar. Die Kräfte, welche bei Unterdruck im Behälter im Sinne einer Ablösung der Scheibe von dem Ventilteller wirken, greifen nicht im Mittelpunkt der Scheibe an, die ihnen deshalb mit ihrer Biegeelastizität einen größeren Widerstand entgegensetzt und erst bei verhältnismäßig großen Unterdrucken anspricht.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Ventil der beschriebenen Gattung zu schaffen, bei welchem die durch Unterdruck entstehenden Kräfte gegen den geringstmöglichen elastischen Widerstand der Scheibe wirken und bei welchem der Ansprechdruck des Unterdruckventils unabhängig von Kapillarkräften und mit hoher Genauigkeit im voraus bestimmbar ist.

Die Erfindung besteht darin, daß die Scheibe auf ihrer dem Ventilteller zugewandten Oberfläche im Bereich des Austrittsquerschnitts des koaxial zur Hauptachse des Ventiltellers verlaufenden Rückflußkanals mit einer konisch oder sphärisch ausgebildeten Erhebung versehen ist, wobei in dem die Erhebung umgebenden Bereich ein axialer Abstand zwischen der Scheibe und dem Ventilteller vorgesehen ist und die Scheibe in diesem Bereich die Durchflußöffnung aufweist.

Mit der Erfindung wird durch Erhöhung der Einstellgenauigkeit des Ansprechdrucks des Unterdruck-Kombiniertes Über- und Unterdruckventil für
Behälter

Anmelder:

Societe Anonyme des Usines Chausson,

Asnieres, Seine (Frankreich)

Vertreter:

Dipl.-Ing. M. Bunke, Patentanwalt,
Stuttgart W, Schloßstr. 73 B

Als Erfinder benannt:

Maxime Louis Jentet, Chaton, Seine-et-Oise

(Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 30. Dezember 1960 (848 474)

ventils dessen Funktionssicherheit gegenüber bekannten Ventilen verbessert.

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielshalber erläutert.

F i g. 1 ist eine längs der Linie I-I der F i g. 2 geschnittene Seitenansicht des erfindungsgemäßen Ventils;

Fig. 2 ist ein längs der LinieΠ-ΙΙ der Fig. 1 geschnittener Grundriß;

F i g. 3 ist eine der F i g. 1 entsprechende Darstellung einer anderen Ausführung des Ventils;

Fig.4 ist eine geschnittene Seitenansicht einer anderen Ausführung des Ventils;

F i g. 5 ist eine zum Teil längs der Linie V-V der F i g. 4 geschnittene Draufsicht;

F i g. 6 ist eine geschnittene Teilansicht einer anderen Ausführung;

Fig. 7 ist eine der Fig. 4 entsprechende geschnittene Seitenansicht einer anderen Ausführung;

F i g. 8 ist eine teilweise längs der Linie VIII-VIII der Fig. 7 geschnittene Draufsicht.

In Fig. 1 ist 1 ein oberer Wasserkasten eines Kühlers, welcher an den Kühlkreis eines Kraftfahrzeugmotors angeschlossen ist und an einer Stelle aufgebrochen dargestellt ist, an welcher er eine von einer ringförmigen Schale 3 eingefaßte öffnung 2 bildet. Die Schale ist zur Zentrierung und zum Halten eines Füllstutzens 4 sowie zur Bildung eines Lötwulstes 5 zur dichten Verbindung des Wasser-

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kastens mit dem Stutzen bestimmt. Der Stutzen weist Zur Anbringung des Ventils an dem Stutzen 4 des einen rohrförmigen Fußteil 6 auf, welcher durch eine Kühlers bringt man die gebogenen Laschen 17 an einen Ventilsitz bildende gewellte Schulter mit einem die Stelle der Rasten des abwärts gehenden Abebenfalls rohrförmigen Körper 8 verbunden ist, Schnitts 14 des Stutzens, worauf man den Ventilteller welcher ein seitliches Loch 9 aufweist, welches von 5 26 in diesen einführt, indem man die Laschen in die einem ein Überlaufrohr 11 abdichtenden Flansch 10 Rasten einführt, bis sie den schrägen Verriegelungseingefaßt wird. Die Oberkante 12 des Stutzens 4 ist bahnen gegenüberliegen. Hierauf dreht man den so umgebogen, daß ein verdickter Teil 13 und ein Stöpsel 15 in der Richtung des PfeilsF (Fig. 2). Die abwärts gehender rohrförmiger Teil 14 entsteht, in Wirkung der Verriegelungsbahnen auf die Laschen welchen schräge oder schraubenförmige Führungen ₁₀ 17 zieht dann das Ventil von oben nach unten. Hiereingeschnitten sind. durch kommt der Ventilteller 26 mit dem Sitz 7 des

Das Ventil weist eine Kappe 15 aus einem wider- Stutzens 4 in Berührung und wird dann kräftig gegen standsfähigen Kunststoff, z. B. aus einem wärme- diesen durch die geeichte Feder 25 gedrückt, deren härtenden Kunststoff wie Bakelit, auf, in den teil- Wirkung nicht mehr durch den Kopf 22 der Kappe weise ein gebogener Metalleinsatz 16 eingebettet ist, i₅ 15 aufgehoben wird, welcher bis dahin die Backen welcher normalerweise den Abschnitt 14 des Stutzens 4 des Vorsprungs 28 zurückhielt. Gleichzeitig wird das übergreift. Die seitlichen Ränder des Einsatzes 16 Federblatt 23 durchgebogen, so daß es auf den verwerden durch zwei gebogene Laschen 17 verlängert, dickten Abschnitt 13 des Stutzens eine Verriegelungswelche nach ihrer Einführung in hierfür in dem um- kraft ausübt, welche die Laschen 17 des Stöpsels gebogenen Rand 12 vorgesehene Rasten mit den ₂o gegen die Verriegelungsbahnen drückt.
Führungen des Abschnitts 14 des Stutzens zusammen- Sobald der Druck in dem Kühler die der Einstelwirken, lung der Feder 25 entsprechende Schwelle erreicht

Die Kappe 15 überdeckt den Einsatz 16 außen und übersteigt, übersteigt die Wirkung des Drucks und weist vorspringende Wülste 18 zur Erleichterung auf den Ventilteller 26 die Kraft der Feder 25. Hierdes Erfassens und der Betätigung auf. Die Kappe 25 durch wird der Ventilteller 26 von unten nach oben füllt auch ein mittleres Langloch 19 des Einsatzes angehoben, und der Drucküberschuß tritt durch den aus, so daß sie auf der Innenseite desselben einen Zwischenraum zwischen dem Sitz und dem Ventil, gleichachsigen Vorsprung 20 bildet, welcher durch gelangt in den Stutzen 4 und tritt durch das Übereinen mit einem Verankerungskopf 22 versehenen laufrohrll aus. Wenn der Druck in dem Kühler Einsatz 21 verlängert wird. Ein Federblatt 23 mit 30 normal geworden ist, wird die Wirkung der Feder 25 einem von einem Führungsflansch 24 eingefaßten vorherrschend und drückt den Ventilteller 26 gegen Loch ist auf den Vorsprung 20 gleichzeitig mit einer den Sitz 7, wodurch der Kühler verschlossen wird,
zwischen dieser Feder 23 und einem Ventilteller 26 Wenn dagegen der Druck in dem Kühler infolge angeordneten Schraubenfeder 25 aufgeschoben. Der der Abkühlung des Wasser sinkt und kleiner als der Ventilteller, welcher aus einem nachgiebigen, aber 35 Außendruck wird, wird die Scheibe 34 von oben nach genügend harten (Shore-Härte 60 bis 80) Kunstpreß- unten verschoben, da die der Einwirkung des Drucks stoff besteht, weist eine kreisförmige Platte auf, an im Kühler bzw. dem Außendruck im Durchflußkanal welcher vorspringend ein Umfangswulst 27 und ein 32 ausgesetzten Flächen etwa gleich sind. Infolgemittlerer Vorsprung 28 gebildet sind, welche durch dessen strömt die durch das Rohr 11 in den Stutzen 4 eine Ringnut 29 zur Aufnahme der Feder25 getrennt 40 gelangende Luft durch die Schlitze 33, die Kammer sind. Der Ventilteller 26 ist an dem Einsatz 21 ge- 30 und den Durchflußkanal 32, strömt zwischen führt und von dem Kopf 22 in seiner Endstellung diesem und der Erhebung 37 hindurch und gelangt gehalten, in welcher die Spannung der Feder 25 am anschließend in den Hohlraum 35, die Durchflußkleinsten ist. Hierfür enthält der Vorsprung 28 eine öffnungen 36 und den Kühler. Die Scheibe 34 schließt innere Kammer 30, welche mit dem Außenraum 45 selbsttätig, sobald der Druck in dem Kühler wieder durch Löcher 31 und 32 in Verbindung steht, und normal geworden ist, so daß die Erhebung 37 des auf den Kopf 22 durch die elastische Verformung Ventils den Durchflußkanal 32 des Ventiltellers 26 von Klemmbacken aufgeschoben wird, weiche in verschließt.

dem Vorsprung durch Schlitze 33 abgegrenzt werden. Zur Entfernung des Ventils genügt es, ihn in dem

Nach der Anbringung des Ventiltellers 26 an der 50 Sinn des Pfeils F₁ zu drehen und an ihm von unten

Kappe 15 liegt daher der Kopf 22 derselben in der nach oben zu ziehen, sobald die Laschen 17 nach

Kammer 30. dem Verlassen der schrägen Verriegelungsbahnen

Ferner wirkt der Ventilteller 26 des Überdruck- des Stutzens 4 den Rasten gegenüberkommen. Zu ventils, welches den Druck in dem Kühler überwacht, Beginn der Drehung des Stöpsels bleibt der Ventildamit dieser nicht eine der Einstellung der Feder 55 teller 26 durch die Feder 25 gegen den Sitz 7 ge-25 entsprechende Sicherheitsschwelle überschreiten drückt. Sobald jedoch die Backen des Vorsprungs 28 kann, mit einem Unterdruckventil zusammen, welches des Ventils gegen den Kopf 22 der Kappe 15 stoßen, durch eine Scheibe 34 aus einem nachgiebigen pla- wird die Feder 25 ausgeschaltet, und während der stischen Werkstoff, z. B. Gummi, gebildet wird, der weiteren Drehung des Stöpsels wird der Ventilteller nachgiebiger (Shore-Härte 50 bis 60) als der des Ventil- 60 26 von dem Sitz 7 abgehoben,
tellers 26 ist. Diese beiden Ventile grenzen mitein- Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ander einen Hohlraum 35 ab, welcher mit der Kam- überdeckt die Scheibe 34 die Unterseite des Ventilmer30 durch den Durchflußkanal 32 und mit dem tellers 26 vollständig, so daß es mit dem Sitz 7 zu-Kühler durch Durchflußöffnungen 36 an der Scheibe sammenwirkt. Es wird durch eine ringförmige recht-34 in Verbindung steht, welches außerdem eine vor- 65 winklig umgebogene Randleiste 38 verlängert, welche springende mittlere Erhebung 37 aufweist, die etwa in eine Nut 39 eingreift, wodurch eine leicht herzuhalbkugelig ist und den Durchflußkanal 32 ver- stellende, wirksame Verbindung dieser beiden Ventile schließen kann. verschiedener Elastizität entsteht. Die Verbindung

Claims (1)

kann jedoch noch durch Kleben oder Vulkanisieren verbessert werden. Bei der Ausführungsform der Fig. 4 bis 6 bezeichnet 1 wiederum die Oberseite des Wasserkastens od. dgl., an welchem das Ventil angebracht ist. Der Wasserkasten weist eine Öffnung 2 auf, die von einem Ringwulst 3 a eingefaßt wird, welcher den Sitz eines weiter unten erläuterten Ventils bildet. Aa ist ein Stutzen oder ein Fußteil aus Blech, welcher an dem Wasserkasten durch elektrische Schweißpunkte 5 a befestigt ist. 40 ist eine Kalotte aus Kunstpreßstoff, z. B. aus Bakelit, welche einen ringförmigen Querschnitt hai und an ihrem Umfang eine Schulter 41 bildet, an welcher sich umgebogene Laschen 42 abstützen, wenn das gesamte Ventil in der weiter unten erläuterten Weise eingebaut ist. In dem Boden der Kalotte ist ein Zentrierungsvorsprung 43 für das Ende einer Feder 44 vorgesehen, die auf den Ventilteller 45 drückt, der die Form einer Scheibe hat und in seiner Mitte einen Durchflußkanal 46 aufweist. Dieser Ventilteller ist ebenfalls aus einem Kunstpreßstoff hergestellt, z. B. Bakelit oder Polyamid, und weist an seinem Umfang Vorspränge 47 auf, deren Zahl und Anordnung der von ergänzenden Nuten 48 entspricht, die in einer inneren Umfangsrandleiste 49 des Fußes der Kalotte 40 ausgebildet sind. Das eigentliche Ventil wird durch eine Scheibe 50 gebildet, welche z. B. aus künstlichem Gummi besteht und deren umgebogener Rand in eine Nut des Ventiltellers 45 eingreift. Dieser Teil stützt sich an dem Wulst 3 α ab und weist an der Stelle der Öffnung 2 Durchflußöffnungen 51 und in seinem mittleren Abschnitt eine den Durchflußkanal 46 verschließende Erhebung 52 auf. Zum Einsetzen des Ventils wird der mit einer Scheibe 50 versehene Ventilteller 45 in die Kalotte 40 eingesetzt, indem die Vorsprünge 47 in die Nuten 48 der Kalotte eingeführt werden, worauf der Ventilteller gegenüber der Kalotte soweit verdreht wird, daß die Feder 44 die Vorsprünge gegen die Einfassung 49 drückt. In dieser Stellung ist die Länge der Feder etwas größer als die zur Entwicklung der eingestellten Kraft erforderliche. Die durch den Ventilteller, die Feder und die Kalotte gebildete Anordnung wird dann in den Stutzen oder Fußteil 4 α eingesetzt, worauf mittels einer geeigneten Zange die Laschen 42 auf die Schulter 41 umgebogen werden, so daß das Ventil auf den Wulst 3 a gedrückt gehalten wird, wobei der von dem Ventil auf den Wulst ausgeübte Druck dem eingestellten Druck der Feder 49 entspricht. Bei einem Überdruck in dem Wasserkasten 1 wird der Ventilteller entgegen der Wirkung der Feder 44 angehoben, so daß Dampf oder Flüssigkeit durch hierfür in dem Stutzen 4 a vorgesehene Löcher 53 austreten können. Da die Einstellung nur durch die Wirkung der Feder 44 bestimmt wird, haben etwaige Änderungen der physikalischen Eigenschaften des verwendeten Werkstoffs keine Wirkung auf die Einstellung. Wenn bei der Abkühlung der in dem Wasserkasten 1 enthaltenen Flüssigkeit durch diese ein zu großer Unterdruck in dem Wasserkasten erzeugt wird, geht die Erhebung 52 des Ventils abwärts, so daß Luft in den Wasserkasten eintreten kann. Da derartige Ventile normalerweise nicht ausgebaut werden sollen, ist die Befestigungsart der Kappe mit Hilfe der umgebogenen Laschen 42 durchaus geeignet. Ferner ist es stets möglich, wenn das Ventil aus irgendeinem Grund ausgebaut werden soll, diese Laschen geradezubiegen und die obigen gegebenenfalls reparierten Teile wieder einzusetzen und die Laschen von neuem umzubiegen. Es kann auch in der in Fig. 6 dargestellten Weise vorgegangen werden, gemäß welcher der obere Teil des Stutzens oder Fußteils 4 a seitliche Schlitze 54 ίο für den Durchtritt einer Verriegelungsringfeder 55 aufweist, weiche zur Gewährleistung der Unverletzlichkeit des Verschlusses leicht plombiert werden kann. Eine andere Ausführungsabwandlung ist in F i g. 7 is und 8 dargestellt, auf welchen der Wasserkasten 1 an der Stelle seiner Öffnung einen heruntergebogenen ringförmigen Rand 56 aufweist, an welchen eine Gewindemuffe 57 angeschweißt ist, welche auf ihrer Oberseite mit einer Dichtung 58 versehen ist, und in welche ein Gewindekörper 59 eingeschraubt ist, welcher einen Hohlkörper 60 aus Kunstpreßstoff bildet, z. B. Bakelit, dessen Boden einen Kanal 61 enthält, welcher von einem Wulst 62 eingefaßt wird, gegen welchen sich ein Ventil 50 legt, welches in der oben unter Bezugnahme auf F i g. 4 und 5 beschriebenen Weise ausgebildet ist und dessen Ventilteller 63 mit Führungslaschen 64 versehen ist. Dieser Ventilteller steht unter dem Druck der geeichten Feder 44, welche sich an dem offenen Boden einer durch den umgebogenen Rand 66 des Körpers 60 gehaltenen Kappe 65 abstützt. Bei dieser Ausführung kann das gesamte Ventil, welches in der oben beschriebenen Weise arbeitet, vollständig hergestellt, geeicht und zusammengebaut werden, bevor es an dem Wasserkasten 1 angebracht wird, in welchem der Druck zwischen bestimmten Grenzen gehalten werden soll. Wie bei dem vorhergehenden Beispiel sind alle Teile mit Ausnahme der Feder 44 aus Preßstoff hergestellt, und infolge des Vorhandenseins der Feder 44 und seiner besonderen Anbringungsart beeinflussen etwaige physikalische Änderungen der Ventilteile infolge von Temperaturschwankungen selbst nach einer sehr langen Benutzungszeit nicht ihre Einstellung. Patentansprüche:

1. Kombiniertes Über- und Unterdruckventil für Behälter, insbesondere für Kühler von Verbrennungskraftmaschinen, dessen auf Überdruck ansprechendes Verschlußstück als federbelasteter, mit einem am Gehäuse vorgesehenen Ventilsitz zusammenarbeitender sowie mit einem Durchflußkanal versehener Ventilteller und dessen auf Unterdruck ansprechendes Verschlußstück als elastische, z. B. aus Gummi bestehende Scheibe ausgebildet ist, die auf der dem Behälterinneren zugewandten Seite des Ventiltellers angeordnet ist und eine Durchflußöffnung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (34, 50) auf ihrer dem Ventilteller (26, 45) zugewandten Oberfläche im Bereich des Austrittsquerschnitts des koaxial zur Hauptachse des Ventiltellers verlaufenden Durchflußkanals (32,46) mit einer konisch oder sphärisch ausgebildeten Erhebung (37, 52) versehen ist, wobei in dem die Erhebung umgebenden Bereich ein axialer Abstand zwischen der Scheibe und dem Ventilteller