DE2242866A1 - Steuerventil - Google Patents

Description

Steuerventil

Die Erfindung betrifft ein Steuerventil und insbesondere ein Ventil für Flüssigkeiten, das beispielsweise zur Verwendung in der Heizanlage von Kraftfahrzeugen verwendbar ist.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Ventil zur Steuerung des Durchflusses von Strömungsmittel so auszubilden, daß bei voll geöffnetem Ventil der 'Flüssigkeitsdurchgang uui^cii das Ventil unbehindert ist, daß das Ventil in.der ge-, schlossenen Stellung eine gute Abdichtung vermittelt, daß es ferner uer Betätigung nur einen sehr kleinen Reibungswiderstand entgegensetzt und daß die einzelnen Ventilteile eine einfache Form aufweisen una leicht zusammengebaut werden können, ohne daß sehr hohe .Fertigungsgenauigkeiten wie beispielsweise das Schleifen von einzelnen Flächen nötig wären. , . "

Die Lösung der genannten Aufgabe erfolgt mit den in den Ansprüchen angegebenen r-iitteln. Dabei ist die Betätigungseinrichtung für das . Ventilschließglied so ausgestaltet, daß die Betätigungseinrichtung den Durchfluß des Strömungsmittels durch die Ventilkammer nicht wesentlich behindert. Vorzugsweise besteht das Ventilschließglied

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aus einer Rolle, die in einer Ausnehmung auf einer Seite der Auslaßöffnung sowie an einer Lippe auf der anderen Seite der Auslaßöffnung einsitzt, wodurch die Auslaßöffnung verschlossen wird^ wobei die Betätigungseinrichtung für das Ventilschließgliea kuroelwellenartig ausgebildet ist und einen Kurbelzapfen aufweist ₅ auf dem die Rolle frei drehbar angeordnet ist_a der Kurbelzapfen ist zwischen den beiden äußeren Enden von zwei etwa zueinanaer parallel verlaufenden Kurbelwangen angeordnet, während eine am inneren Ende eines der Kurbelwangen angeordnete Wellennabe in einer Ausformung einer Stirnwand des Gehäuses drehbar gelagert ist und ein koaxial zur Wellennabe verlaufender Wellenzapfen in der gegenüberliegenden Stirnwand des Gehäuses gelagert ist. Dabei hat der Kurbelzapfen eine größere Länge als aie entsprechende Abmessung der Auslaßöffnung, so daß der geradlinige Abstand zwischen den Kurbelwangen größer als die entsprechenden geradlinigen Abmessungen der Auslaßöffnung sind.

Weitere erfindungsgemäße Merkmale sind nachstehend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbexspxels erläutert.

In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine Untersicht des Ventils,

Fig. 2 einen senkrechten Querschnitt durch das Ventil längs der

Linien 2-2 in Fig. 1,
Fig. 3 einen waagerechten Querschnitt durch das Ventil längs der

Linien 3-3 in Fig. 2,
Fig. 4 einen waagrechten Querschnitt ähnlich Fig. 3 mit dem Ventil

in geöffneter Stellung,
Fig. 6 ein Ventilgehäuse ohne Deckel, wobei in gestrichelten Linien

eine abgeänderte Ausführungsform für die -3-

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Einlaßöffnung dargestellt ist,
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht der das Ventilschließglied

tragenden Kurbelwelle, und
Fig. 7 den Gehäusedeckel. ·

Das in den Zeichnungen dargestellte Ventil kann an passender Stüelle in ein Kraftfahrzeug mittels eines in Fig. 1 dargestellten Bügels eingebaut werden. Der Bügel 11 ist mit einem Ende 12 an einem Träger 13 befestigt und weist eine Platte 14· auf, an der das' Gehäuse 21 des Ventils befestigt werden kann, sowie einen Arm 15, an dem die Außenhülle eines Seilzuges 16 befestigt ist. Die Platte, 11 ist mit zwei bogenförmigen Schlitz-en zum Einsetzen bogenförmiger Randteile 22 des Gehäuses versehen; an der Platte 14 sind ferner zwei etwa radial verlaufende Zungen 17 angeformt, die nach dem Anbringen des Gehäuses 21 an der Platte 14 gegen die Lippen 23 an uen Kandteilen 2 2 gepreßt werden_a um das Gehäuse 21 zu befestigen. Die Platte 14 ηat ferner eine Zunge 18 derart angeordnet, daß ein zur Platte paralleler Abschnitt an einem Ventilglied anliegt uiia aiases in seiner Lage hält. Ein Spalt 19 zwischen der Zunge 18 > unu oer Platte 14 läßt Raum für die Bewegung eines Armes. der das Ve.rtiiscrilieioglied betätigt=. - ' ■

Jic riusbildung des Bügels 11 kann so abgeändert werden, aaß der .LiriDau in unterschiedliche Fahrzeuge und unter den verschiedensten iieairijungen laöglicn ist. Dabei ist das Ventil an dem Bügel so angeordnet, daß es stets leicht zugänglich ist.

as Ventil bestent aus einem Gehäuse 21 mit einer Stirnwand 24,

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einer den Umfang bildenden Seitenwand 25 mit zwei bogenförmigen Verlängerungen 22, welche in die in der Platte angeordneten Schlitze greifen, wobei jede Verlängerung eine nach außen gerichtete Lippe 2 3 aufweist, sowie Einlaß-und Äuslaßanschlüsse 26 und 27 zum Befestigen von biegsamen Schläuchen 28 und 29.

An einer Stelle der Stirnwand 24 ist eine Ausformung 33 angeordnet, die als Lager für eine Wellennabe 34 an einer Kurbelwange 3 5 einer Kurbelwelle 36 ausgebildet ist. Die Seitenwand 25 ist über einen größeren Teil ihrer Tiefe bei 37 flach ausgebildet, während der Rand 38 der Seitenwand gemäß Fig. 5 etwa kreisbogenförmig ausgebildet ist. An der Innenfläche des flachen Abschnitts 37 neben einer Seite der Auslaßöffnung 31 ist eine seichte Ausnehmung 39 vorgesehen. Neben der entgegengesetzten Seite der Auslaßöffnung ist eine kleine Lippe 40 vorgesehen, Die Innenfläche des mit dem Bezugszeichen 42 versehenen Abschnittes der Seitenwand hat den gleichen Krümmungsmittelpunkt wie der größere Abschnitt der Außenfläche der Wand 25, doch hat der mit dem Bezugszeichen 43 versehene Abschnitt der Innenfläche einen größeren Krümmungsradius und ist demzufolge etwas flacher als die Innenfläche 42 über die gleiche Tiefe der Seitenwand 25 wie der flache Abschnitt 37 ausgebildet, wobei der außerhalb des Abschnitts 43 liegende Abschnitt der Innenfläche kreisförmig ist. Auf diese Weise sind an der Stelle des flachen Abschnitts 37 und an der Stelle des Abschnitts 43 zwei Sitzflächen 44, 45 gebildet, wie in Fig. 5 dargestellt ist.

Hieraus ist ersichtlich, daß die Seitenwand 25, in der Tiefe ge-

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sehen, aus zwei Abschnitten besteht, und zwar* aus einem Randabschnitt 38, der im wesentlichen kreisförmig sowohl innen als auch außen ist und bogenförmige Verlängerungen 22 aufweist, und den unteren Ab- -schnitt, der sich von dem-Randabschnitt 38 zur Stirnwand 24- er- ; streckt, welche die in den Fig. 3 und 4- dargestellte Form auf-

j weist. . ;

Die Kurbelwelle besteht aus der bereits erwähnten Kurbelwange 35 j

■ I mit der Wellennabe 34-, einer parallelen Kurbelwange 4-7 mit einem < Kurbelzapfen 4-8 zwischen den Wangen und einem Wellenzapfen 49, ! der koaxial zur Wellennabe 34- angeordnet ist. Der Wellenzapfen 4-9 I-

ist mit zwei Ringnuten 50 versehen, in denken Dichtringe 51 ein- ^! sitzen. Am äußeren Ende 52 des Wellenzapfens 'ist ein Betätigungs- : hebel 5 3 befestigt. Das eine Ende des Seilzugs 16 ist an dem Betätigungshebel 53 befestigt, wie in"Fig. 1 gezeigt. ;

i Auf dem Kurbelzapfen 4-8 ist lose eine Hülse 55 aus Gummi oder ^!

einem anderen elastomeren Werkstoff angeordnet. Die Hülse-kann
sowohl auf den Kurbelzapfen 4-8 als auch längs der Innenfläche 43
der Seitenwand 25 frei abrollen. Der Außendurchmesser der Hülse j

ist so gewählt, daß sie in der seichten Ausnehmung 39 und an der ' Lippe 4-0 anliegt und sich somit quer über die Mündung der Auslaß- ; öffnung 31 legt, wobei ihre Länge so bemessen ist, daß sie die

Auslaßöffnung 31 vollständig abschließt. Die geschlossene Ventilstellung ist in den Fig. 2 und 3 dargestellt.

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Ein Deckel 57 schließt das offene Ende des Gehäuses 21 ab und

bildet außerdem ein Lager für die Kurbelwelle 4-9. Der Deekel ist

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in den Figuren 2 und 7 dargestellt und besteht aus einer Stirnwand 58, einem Hals 59, einem Innenflansch 60 zur Anlage an die Sitzflächen 44, 45 im Gehäuse und einem Lager 61 zur Aufnahme der Kurbelwelle 49 und der Dichtpackungen 51. In der Ringnut zwischen der Stirnwand 58, dem Hals 59 und dem Innenflansch 60 ist eine weitere Dichtung 62 angeordnet. Um den Deckel 57 genau in das Gehäuse einzupassen, ist eine kleine Ausnehmung 6 3 am Innenflansch 60 vorgesehen, in die eine kleine Rippe 64 an der Innenfläche des Wandabschnitts 38 greift.

Das Gehäuse 21, die Kurbelwelle 36 und der Deckel 57 sind vorzugsweise aus Kunststoffispritzgegossen, beispielsweise einem Azetal-Copolymer-Kunstharz, das gegen Chemikalien und öle hochbeständig ist, die in Kraftfahrzeugkühlsystemen bei sehr hohen Temperaturunterschieden Verwendung finden.

I
Der Zusammenbau erfolgt in einfacher Weise dadurch, daß zuerst die Hülse 55 auf dem Kurbelzapfen 48 angeordnet wird, dann die Kurbelwelle in das Gehäuse 21 eingesetzt wird, so daß die Wellennabe 34 in der Lagerausnehmung 33 liegt, worauf der Deckel 57 in das Gehäuse eingelegt wird und dabei der Wellenzapfen 49 in dem Lager 61 und die Rippe 64 in die Ausnehmung 63 angeordnet wird. Das Ventil wird dann an dem Bügel 11 angebracht, so daß die bogenförmigen Randteile 22 in die Schlitze greifen, wobei das äußere Ende 52 des Wellenzapfens durch die öffnung unter der Zunge 18 greift und von dem Betätigungshebel 5 3 erfaßt wird. Die Zungen !17 des Bügels 11 werden dann flachgedrückt, um an den Lippen 23

(anzuliegen und das zusammengebaute Ventil zu halten. Dabei ver-

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hindert die Zunge 18, daß der Betätigungshebel-5 3 außer Eingriffe : mit dem Wellenzapfen 49 gerät. Dabei sitzt der· Betätigungshebe'l :

mit einer unrunden Öffnung .auf dem äußeren Ende des Wellenzapfens,i

so daß beim Schwenken des Hebels die Kurbelwelle 36 gedreht wird. ',

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Zum Öffnen des Ventils¹wird die Kurbelwelle 36 von der in Fig. 3
dargestellten Lage in die in Fig. H dargestellte Lage verbracht, ■
in der der Durchfluß, von der Einlaßöffnung 30 in die Auslaßöffnung. 31 ohne j.ede Behinderung erfolgen kann. Auf diese Weise ist der · ^; Vorteil erreicht₃ daß das Strömungsmittel frei durchfließen kann '

i und keinen Widerstand von irgendwelchen Teilen des Ventils er- j

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fährt, wenn die Kurbelwelle 36 in der voll geöffneten Stellung istj.

Wird das Ventil geschlossen, so wird die Hülse 55 auf ihrer Ventiljsitzflache durch den Flüssigkeitsdruck im Gehäuse 21, also durch \ den Einlaßdruck der Flüssigkeit gehalten. Dabei erhält man eine j vollständige Abdichtung der Auslaßöffnung mit einem sehr kleinen
Druckunterschied zwischen der Einlaßöffnung und der Auslaßöffnung.¹ Insbesondere erhöht ein Anstieg des Einlaßdruckes die Diehtwirkung^ des Ventilschließgliedes,"da dann die Hülse 55 stärker auf den ' Ventilsitz' gedrückt wird. In der geschlossenen Stellung-der '
Rolle bzw. der Hülse 55 sucht auch die Richtung, in der der Druck
auf die Hülse wirkt, diese in der geschlossenen Stellung zu halten).

Das Ventil ist sehr leicht betätigbar, da nur sehr kleine Reibungswiderstände der Ventilteile zu überwinden sind, die außerdem

nicht unmittelbar gegen den Flüssigkeitsdruck im Gehäuse gerichtet!

i sind. ;

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Das erfindungsgemäße Ventil kann auch leicht den Anforderungen gemäß abgeändert werden, wie beispielsweise in Fig. 5 in gestrichelten Linien dargestellt, worin der Einlaß 26 nicht fluchtend mit dem Auslaß 27 sondern rechtwinklig hierzu angeordnet ist. Diese geänderte Ausführungsform hat keine Änderung in der Betätigung oder der Funktion des Ventils zur Folge. Auch die Dichtpackungen 51 und 5 2 können in Form von O-Ringen vorgesehen sein und der Betätigungshebel 53 kann am äußeren Ende 52 des Wellenzapfens iin verschiedenen Stellungen angeordnet sein.

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Claims (7)

_ g_ 2242366 Patentanwalt· , ' ; Dr. Ing. ? I. Negendank . Pipl Ing. H. Haiiö;-DiDl phys. W. Schmitz . ■ Dipl. Inc. E. Graatf 3 - Dipl. Ing. W. Wehnert i 8 MUiteha» 2, fÄesay^firaO· 25 Telefon 5330586 Illinois Tool Works, In,c. ; West Higgins Road Anwaltsakte: M-2312 j 31# | Patentansprüche

1.)Durchflußsteuerventxl, bestehend aus einem eine Ventilkammer bildenden Gehäuse mit einer Einlaß- und einer Auslaßöffnung und einem in der Ventilkammer angeordneten Ventilschließglied, . das zwischen einer die Einlaß- oder Auslaßöffnung verschließenden bzw. öffnenden Lage bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß für das Ventilschließglied eine Betätigungseinrichtung (36) vorgesehen ist, durch die das Ventilschließglied in eine Lage bewegbar ist, in der ein im wesentlichen freier nicht be- j hinderter. Strömungsmitteldruchfluß durch die Ventilkammer vor- j gesehen ist. . j

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betäti-. gungseinrichtung für das Ventilschließglied aus einer Kurbelwelle mit einem Kurbelzapfen (48) besteht, auf dem das Ventilschließglied als Rolle (55) frei drehbar angeordnet ist. ·

3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbel-

. welle aus zwei im wesentlichen zueinander parallelen Kurbelwangen (35, 47), einem zwischen den äußeren Enden dar Kurbelwangen angeordneten Kurbelzapfen. (H'8), einer Wellennabe -10-

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(34), die am inneren Ende eines der Kurbelwangen (35) angeordnet un d in einer geschlossenen Ausnehmung (33) in einer Stirnwand (24) des Gehäuses (21) gelagert ist₅ und einem Wellenzapfen (49) besteht, der koaxial zur W&llennabe angeordnet und in einem Lager (61) am entgegengesetzten Ende des Gehäuses gelagert ist, wobei der Kurbelzapfen eine Länge aufweist, die größer als die entsprechende Abmessung der Auslaßöffnung (31) ist derart, daß der lineare Abstand zwischen den Kurbelwangen größer als die entsprechende lineare Abmessung der Auslaßöffnung ist.

4. Ventil nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle (55) in ihrer Ruhelage in Berührung mit der Innenwand des Gehäuses (21) zwischen den Einlaß- und Auslaßöffnungen ist, wobei der Krümmungsradius der Innenwand (43) zwischen der Ruhelage der Rolle und der Auslaßöffnung (31) größer als der Krümmungsradius der Innenwand (42) zwischen der Ruhelage und der Einlaßöffnung (30) ist, wodurch die Öffnungsbewegung der Rolle begrenzt und bei der Schließbewegung der Rolle diese in Berührung mit dem Abschnitt der Innenwand bewegt wird, der den größeren Krümmungsradius aufweist.

5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Deckel (57) in eine offene Stirnseite des Gehäuses (21) einsetzbar ist und der Deckel ein Lager (61) für den Wellenzapfen (49) der Kurbelwelle (36) aufweist.

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6. Ventil nach einem der Ansprüche■2 bis 5, dadurch gekennzeichnet j, daß die Innenwand der Ventilkammer mit einer seichten Ausnehmung (39) unmittelbar neben einer Seite der Auslaßöffnung ■ (31) und mit einer niedrigen Lippe (M-O) unmittelbar neben der
anderen Seite der Auslaßöffnung versehen ist, und daß die
seichte Ausnehmung und die niedrige Lippe den Ventilsitz für ; die Rolle in ihrer Schließlage bilden. - ■ >

7. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnetj daß die Seitenwand (25) des Gehäuses (21) mit wenigstens

zwei Verlängerungen (22) versehen .ist, die in eine Platte (14·)

eingreifen und in dieser Lage derart festgehalten sind,, daß die \

i Ventilteile formschlüssig im zusammengebauten Zustand gehalten

sind.

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