DE2532134A1

DE2532134A1 - Kippventil

Info

Publication number: DE2532134A1
Application number: DE19752532134
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Ing Mueller
Original assignee: Graubremse GmbH
Current assignee: Graubremse GmbH
Priority date: 1975-07-18
Filing date: 1975-07-18
Publication date: 1977-01-20

Description

Graubremse GmbH, 69OO Heidelberg, Eppelheimer Str. 76

Kippventil

Die Erfindung betrifft ein Kippventil mit einem Ventilsitz und einem Ventilkörper., der durch eine Feder in Schließrichtung beaufschlagt ist und durch eine im wesentlichen radial angreifende Kraft geöffnet werden kann.

Kippventile der angesprochenen Art haben verschiedene Einsatzgebiete. Die DT-OS 1 938 201 zeigt beispielsweise einen Kupplungskopf zur Verbindung von luftführenden Leitungen bei Kraftfahrzeugen. Dabei ist ein ortsfester Ventilsitz gebildet/ gegen den der Ventilkörper mit Hilfe einer Druckfeder angepreßt wird. Der Ventilkörper ist mit einem Schaft versehen, der im wesentlichen radial betätigt werden kann, wodurch das Ventil in die Offenstellung überführt wird.

Aus der DT-PS 829 863 ist ein Hauptbremszylinder für eine hydraulische Bremse bekannt, die einen Nachfüllbehälter aufweist, der mit Hilfe eines Kipp- oder Taumelventiles

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angeschlossen ist. Bei dieser Ausführungsform ist die Druckfeder auf derselben Seite des Ventilkörpers angeordnet wie der Betätigungsschaft. Der Ventilteller weist auf seinem Außendurchmesser rippenartige Vorsprünge auf, die eine gewisse Zentrierwirkung auf den Ventilkörper ausüben. Durch diese rippenartigen Vorsprünge wird aber die bei der Durchströmung des Ventils zur Verfügung stehende Fläche verkleinert.

Bei den bekannten Kippventilen mit oder ohne Begrenzung der Exzentrizität tritt in nachteiliger Weise Gleitreibung in der Bewegung auf, die dazu führt, daß sich der Ventilteller des Kippventiles beispielsweise in einer bestimmten Stellung an der Gehäusewand eingräbt, bis schließlich die zulässige Exzentrizität überschritten wird und die Dichtheit des Ventiles nicht mehr gegeben ist. Oft wird durch die auftretende Gleitreibung auch die Dichtung des Kippventiles in Mitleidenschaft gezogen. Die bekannten Konstruktionen sind so ausgeführt, daß die relativ zueinander beweglichen Teile, insbesondere der Teller des Ventilkörpers, abgerundet ausgebildet sind, um die Gleitreibung zu ermöglichen bzw. auf eine relativ große Fläche zu verteilen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden bzw. zu vermindern und eine Gleitreibung an den Einzelteilen und den dadurch eintretenden Verschleiß zu beseitigen bzw. in seiner Auswirkung zu vermindern.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß zwischen den relativbeweglichen Teilen eine möglichst formschlüssige Abstützung in Form eines Drehpunktes vorgesehen ist,

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die so ausgebildet und angeordnet ist, daß sie in allen Betriebszuständen ein möglichst ortsfestes Widerlager zur Abstützung gegen die Summe aller einwirkenden Kräfte bildet. Damit wird ganz bewußt einer Gleitreibung entgegengewirkt. Es werden kinematisch einwandfreie Verhältnisse geschaffen, um eine möglichst formschlüssige Drehung der relativbeweglichen Teile bei der Bewegung zu ermöglichen. Die Erfindung geht also von dem Grundgedanken aus, ein Widerlager bzw. eine Reihe von Widerlagern zu schaffen, die so ausgebildet und angeordnet sind, daß sie geeignet sind, die sich aus allen einwirkenden Kräften ergebende Resultierende aufzunehmen. Als einwirkende Kräfte sind die Schließkraft der Feder, die Betätigungskraft für den Ventilteller und die infolge des Druckgefälles einwirkenden Kräfte auf den Ventilteller zu berücksichtigen.

Die Erfindung läßt sich bei verschiedenen konstruktiven Ausbildungen im einzelnen anwenden. Bei Auftreten einer Resultierenden, die eine radial nach innen gerichtete Kraftkomponente aufweist, ist das Widerlager im wesentlichen auf einem Außendurchmesser am Gehäuse vorgesehen, während umgekehrt das Widerlager im wesentlichen an einem Innendurchmesser am Gehäuse gebildet ist. Dabei muß das Widerlager konstruktiv so ausgestaltet sein, daß es geeignet ist, die sich im Laufe der Bewegung in ihrer Richtung verändernde Resultierende jeweils aufzunehmen. In verschlechterter Ausführungsform können auch mehrere Widerlager, insbesondere zwei Widerlager, vorgesehen sein, die während des Bewegungsablaufes zeitlich nacheinander zur Wirkung kommen.

Das Widerlager ist in vorteilhafter Ausführungsform in der Sitzebene oder möglichst nahe an der Sitzebene angeordnet, weil sich hier einerseits kinematisch besonders

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einfache Verhältnisse ergeben und andererseits die Möglichkeit besteht, ohne besondere Hinterschneidungen an den Teilen auszukommen. Es ist dabei ohne weiteres möglich, das Widerlager auf einen relativ großen Durchmesser zu verlegen, um relativ große Öffnungsquerschnitte bei der Bewegung des Kippventils zu erhalten. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Widerlager"auf dem Außendurchmesser des Ventilsitzes vorgesehen, wobei der Ventilkörper mit einem die Sitzebene übergreifenden Rand ausgestattet ist.

Das Widerlager kann zugleich als Begrenzung der maximalen Exzentrizität ausgebildet sein, wobei sich die geometrischen Verhältnisse im Einzelfall ohne Schwierigkeit anpassen- -lassen.

Die Erfindung wirdanhand bevorzugter Ausführungsbeispiele in den Zeichnungen dargestellt und im folgenden beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch das Kippventil in einer ersten Aus führungsform in geöffneter Stellung,

Fig. 2 das Kippventil gemäß Fig. 1 in geschlossener Sellung,

Fig. 5 das Kippventil in einer abgewandelten Ausführungsform in Detaildarstellung,

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform des Kippventils und

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform des Kippventils.

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Das in den Figuren 1 und 2 dargestellte Kippventil besteht im wesentlichen aus dem Ventilkörper 1, der mit dem Ventilsitz 2 zusammenarbeitet, der beispielsweise als eingezogener vorstehender Gehäuserand ausgebildet ist. Der Ventilsitz 2 legt die Sitzebene 5 fest.

Der Ventilkörper 1 besitzt einen übergreifenden Rand 4, mit dem er über den Ventilsitz 2 hinausragt. Am Ventilkörper 2 ist ferner der Schaft 5 vorgesehen, an dem gewöhnlich die radial angreifende Kraft 6 zum öffnen des Kippventils wirksam wird. Der Ventilkörper 1 kann mit dem Dichtmaterial 7 ausgelegt oder versehen sein. Der Ventilkörper 1 wird durch die Feder 8 auf den Ventilsitz 2 gedruckt bzw. in Richtung auf diesen Ventilsitz beaufschlagt. Es ist ersichtlich, wie bei dieser besonderen Ausführungsform der Schaft 5 auf der der Feder 8 entgegengesetzten Seite des Ventilkörpers 1 angeordnet ist.

Das Kippventil ist in einem irgendwie gearteten Gehäuse 9 untergebracht, welches die beiden Anschlüsse 10 und besitzt, wobei die Zuleitung des Druckmittels gewöhnlich über den Anschluß 10 und die Ableitung desselben über den Anschluß 11 erfolgt.

Das Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2 kennzeichnet sich dadurch, daß die Resultierende 12 aufgrund der radial angreifenden Kraft 6 und der Kraft 13 der Feder 8 eine Komponente aufweist, die von außen nach innen radial auf die Längsachse des Schaftes 5 bzw. des Kippventils gerichtet ist, Infolgedessen ist das Widerlager 14 an einem Außendurchmesser gebildet, so daß hier in allen Betriebszustanden eine Abstützung der Resultierenden 12 erfolgen kann. In Fig. 1 ist das Kräftedreieck aus der

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radial angreifenden Kraft 6 und der Kraft Ij5 der Feder 8 eingezeichnet. Als weitere Einflußgröße müssen die Druckkräfte des auf den Ventilteller 1 des Kippventils wirkenden Mediums berücksichtigt werden. Diese sind jedoch nicht geeignet, die Richtung der Resultierenden grundsätzlich umzukehren. Der Übersichtlichkeit wegen sind diese Druckkräfte in Fig. 1 nicht eingezeichnet.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, hat der übergreifende Rand 4 des Ventilkörpers 1 die Aufgabe, einmal die maximale Exzentrizität 15 des Ventilkörpers 1 zu begrenzen und zum anderen mit dem an dem Rand der Sitzebene 3 vorgesehenen Widerlager 14 eine möglichst formschlüssige Lagerung bzw. Abstützung während des Kippens des Ventilkörpers 1 zu bilden.

In Fig. 5 ist in vergrößertem Maßstab ein grundsätzlich ähnlich aufgebautes Kippventil, wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt, gezeigt. Der übergreifende Rand 4 besitzt hier lediglich einen konischen Teil, dessen Konuswinkel mindestens so groß wie der vorgesehene Kippwinkel gewählt ist. Auch hier ist ersichtlich, wie das Widerlager 14 durch Lage und Anordnung so gewählt ist, daß möglichst wenig Gleitreibung auftritt, um auf diese Weise eine möglichst formschlüssige Abstützung während der Bewegung des Ventilkörpers 1 zu haben. Es versteht sich, daß im Laufe der Kippbewegung möglicherweise mehrere Widerlager 14 nacheinander zur Wirkung kommen.

In den Figuren 4 und 5 sind andere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, die sich von den zuvor beschriebenen zwei Beispielen dadurch unterscheiden, daß die Feder 8 auf der gleichen Seite wie der Schaft 5 des Ventilkörpers 1 vorgesehen ist. Bei diesen Anordnungen

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tritt in aller Regel eine Resultierende auf, die eine radial nach außen gerichtete Kraftkomponente besitzt. Aus diesem Grunde wird bei einer Verschiebung des Stößels 16 in Richtung des Pfeiles 17 eine Anlage des Ventilkörpers 1 an dem Widerlager I¹J-' erfolgen, welches im Gegensatz zu dem Widerlager 14 an einem Innendurchmesser gebildet ist. Das Widerlager Ik' ist also in der Lage, in allen Betriebszuständen resultierende Kräfte aufzunehmen, die von der Längsachse des Schaftes 5 radial nach außen gerichtet sind. Auch bei diesen Ausführungsformen sind an sich mehrere Widerlager 14' vorgesehen, die zeitlich kurz nacheinander zur Wirkung kommen. Das Ausführungsbeispiel der ELg. 5 hat den Vorteil, daß bei kleinem Kippwinkel ein relativ großer freier Durchtritt erreicht werden kann.

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Claims

Patentansprüche :

/!./Kippventil mit einem Ventilsitz und einem Ventilkörper, der durch eine Feder In Schließrichtung beaufschlagt ist und durch eine im wesentlichen radial angreifende Kraft geöffnet werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den relativbeweglichen Teilen eine möglichst formschlüssige Abstützung in Form eines Drehpunktes vorgesehen ist, die so angeordnet und ausgebildet ist, daß sie in allen Betriebs zuständen ein möglichst ortsfestes Widerlager (l4, 14') zur Abstützung gegen die Summe aller einwirkenden Kräfte bildet.

2. Kippventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager (l4) bei Auftreten einer Resultierenden (12), die eine radial nach innen gerichtete Komponente aufweist, im wesentlichen auf einem Außendurchmesser am Gehäuse (9) vorgesehen ist.

5. Kippventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager (14' ) bei Auftreten einer Resultierenden, die eine radial nach außen gerichtete Komponente aufweist, im wesentlichen auf einem Innendurchmesser am Gehäuse (9) vorgesehen ist.

4. Kippventil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager (14) in der Sitzebene (3) oder möglichst nahe an der Sitzebene angeordnet Ist.

5. Kippventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager (14) auf

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dem Außendurchmesser des Ventilsitzes (2) vorgesehen ist und der Ventilkörper (1) mit einem die Sitzebene übergreifenden Rand (4) ausgestattet ist.

6. Kippventil nach Anspruch 1 und J5, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager (l4' ) in der Sitzebene (3) und möglichst nahe an der Sitzebene angeordnet ist.

7. Kippventil nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich net, daß das Widerlager (3A, 14') zugleich als Begrenzung der maximalen Exzentrizität (15) ausgebildet ist.

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