DE2625057A1 - Klappenventil - Google Patents
KlappenventilInfo
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Description
Dipl.-Chem. Bühling 9 R 9 R Π ζ 7 Dipl.-Ing. Kinne
8 München 2, Postfach 202403 Bavariaring 4
Tel.: (0 89) 53 96 53-56
Telex: 5 24845 tipat
cable: Germaniapatent München
3.Juni 197
B 7380
case Ρ71-Ί212
NIPPON OIL SEAL INDUSTRY CO.,LTD. "Tokyo-to, Japan
Klappenventil
Die Erfindung bezieht sich auf ein Klappen- bzw. Zungenventil mit einem Ventilkörper, zu dem eine Ventilöffnung
und ein Klappensitz gehören, einem Hubfänger, einer Ventilklappe, die im entspannten Zustand eben
ist und zwischen dem Klappensitz des Ventilkörpers und dein Hubfänger angeordnet ist, und einem gummielastischen
Ventilsitz, auf dem die Ventilklappe aufsitzen kann. Ein solches Klappenventil ist als Einlaßventil oder
Auslaßventil für Verbrennungsmotoren geeignet.
Bei herkömmlichen Klappenventilen dieser Art, von denen ein Ausführungsbeispiel in Fig. 1 dargestellt
ist und noch näher erläutert werden wird, besteht die Gefahr, daß sie im geschlossenen Zustand nicht vollständig
dichten. Ursache dafür kann sein, daß sich am Rand des gummielastischen Ventilsitzes ein vorstehender
Grat befindet, der verhindert, daß die Ventilklappe auf
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Deutsche Bank (München) Kto. 51/61070 Dresdner Bank (München) Kto. 3939844 Postscheck (München) Kto. 670-43-804
dem Sitz flächig aufliegt, oder daß die Ventilklappe und der Ventilsitz nicht überall so eben sind, daß allseitige
Anlage gewährleistet ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Klappenventil der angegebenen Art so auszubilden, daß
die Gefahr von Undichtheiten geringer ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß der elastische Ventilsitz auf der Oberseite des Ventilkörpers befestigt ist, daß die Oberfläche des
Klappensitzes des Ventilkörpers und die Oberfläche des Ventilsitzes nicht in derselben Ebene liegen und daß der
Abstand der Oberfläche des Ventilsitzes von der Verlängerung der Oberfläche des Klappensitzes mit zunehmender
Entfernung vom Klappensitz allmählich zunimmt.
Bei erfindungsgemäßen Klappenventil werden die
Ventilsitzoberfläche und die Ventilkörperoberseite nicht gemeinsam geschliffen, so daß die sonst bei diesem
Schleifen auftretenden vorstehenden Grate am Ventilsitz vermieden werden. Außerdem wird dadurch, daß die Ventilklappe
im geschlossenen Zustand des Ventils unter elastischer Spannung gehalten wird, für verbesserte Anlage
der Ventilklappe am Ventilsitz gesorgt, so daß sich insgesamt größere Dichtheit des geschlossenen Ventils
ergibt.
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Vorteilhafte Ausbildungen des erfindungsgemäßen Klappenventils sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein herkömmliches Klappenventil;
Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Klappenventils;
Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Klappenventils; und
Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Klappenventils.
Zunächst wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 ein herkömmliches Klappenventil beschrieben. Dieses herkömmliche
Klappenventil weist einen gummielastischen Ventilsitz auf, der in eine in einen Ventilkörper 11 geschnittene
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ringförmige Ausnehmung 15 am Einlaß einer Ventilöffnung 13 im Ventilkörper eingepreßt ist, wie dies in Fig. 1
dargestellt ist. Damit die Oberseite des gummielastischen Ventilsitzes 19 eben ist, werden in der Regel der Ventilsitz
19 und der Ventilkörper 11 gleichzeitig geschliffen und poliert, so daß sich ein Ventilsitz 19 mit gewünschter
Oberflächenbeschaffenheit ergibt.
Da der Ventilkörper 11 in der Regel aus Metall besteht und der Ventilsitz 19 aus gummielastischem
Material besteht, werden jedoch beim gleichzeitigen Schleifen an der Grenze 21 zwischen dem Ventilkörper 11
und dem Ventilsitz 19 vorstehende Grate erzeugt, was dazu führen kann, daß nach der Anbringung einer Ventilklappe
zwischen dieser Ventilklappe 17 und dem Ventilsitz 19 ein Spalt freibleibt, so daß das Klappenventil nicht korrekt
schließen kann. Bei diesem herkömmlichen Klappenventil kann allerdings selbst dann, wenn keine Grate vorhanden
sind, die Ausbildung eines Spaltes zwischen dem Ventilsitz 19 und der Ventilklappe 17 kaum verhindert werden, da
die Ventilklappe 17 parallel zum Ventilsitz 19 angeordnet ist. Wie bereits erwähnt wurde, besteht daher bei herkömmlichen
Klappenventilen die Gefahr der Undichtheit.
Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 4 Ausfuhrungsformen des erfindungsgemäßen
Klappenventils erläutert.
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Das in Fig. 2 dargestellte Klappenventil weist einen Ventilkörper 1 aus Metall, beispielsweise aus
Eisen, Stahl oder Aluminium, auf, in dem eine Ventilöffnung 3 ausgebildet ist. Auf der Oberseite 4 des Ventilkörpers
1 befindet sich nahe der Ventilöffnung 3 ein Klappensitz 2 zur Befestigung einer Ventilklappe 7.
Dieser Klappensitz 2 ragt über die Oberseite 4 des Ventilkörpers 1 hinaus und verläuft in Richtung zur Ventilöffnung
3 im Ventilkörper geneigt bezüglich der Oberseite des Ventilkörpers 1.
Auf der Oberseite 4 des Ventilkörpers 1 ist ferner ein Ventilsitz 9 befestigt, der aus gummielastischem
Material besteht, das vorzugsweise gegen Benzin widerstandsfähig ist. Bei diesem Material kann es sich beispielsweise
um Nitrilkautschuk oder fluorierten Kautschuk oder fluorierten Nitrilkautschuk handeln. Der Ventilsitz
9 umgibt die Ventilöffnung 3 im Ventilkörper 1, hat gleichmäßige
Dicke und ist entweder auf den Ventilkörper geklebt oder aufvulkanisiert.
Am Klappensitz 2 des Ventilkörpers 1 sind mittels einer Schraube 6 eine ebene Ventilklappe 7 aus metallischem
Material sowie ein Hubfänger 5 befestigt, der nach oben (in Fig. 2) gekrümmt verläuft. Bei der Montage versucht die
Ventilklappe 7, zunächst eine Lage in der Ebene A der geneigten Oberseite des Klappensitzes 2 einzunehmen. Dies
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wird jedoch vom Ventilsitz 9 verhindert, der die Ventilklappe 7 in eine Lage in der Ebene B zwingt, so daß
die Ventilklappe 7 an einer Übergangsstelle 10 etwas umgebogen wird.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Klappenventils. Ähnlich wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist im Ventilkörper 1, der
ebenfalls aus Metall besteht, eine Ventilöffnung 3 ausgebildet. Auf der Oberseite 4 des Ventilkörpers 1 befindet
sich nahe der Ventilöffnung 3 in derselben Ebene wie die Oberseite 4 ein Klappensitz 2.
Auf der Oberseite 4 des Ventilkörpers 1 ist durch Ankleben oder Aufvulkanisieren ein keilförmiger Ventilsitz
29 aus gummielastischem Material befestigt. Dieser Ventilsitz 29 umgibt die Ventilöffnung 3 im Ventilkörper 1, und
seine Oberseite verläuft geneigt bezüglich der Oberseite 4 des Ventilkörpers 1 in Richtung zum Klappensitz 22.
Auf dem Ventilsitz 22 sind eine ebene Ventilklappe 7 aus Metall sowie ein Hubfänger 5 mittels einer
Schraube 6 befestigt. Die Ventilklappe 7, die bei der Montage zunächst eine Lage in der Ebene C der Oberseite
des Klappensitzes 22 einzunehmen versucht, wird vom Ventilsitz 29 an der Übergangsstelle 30 umgebogen und in eine
Lage in der Ebene D gezwungen.
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Bei den in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsformen liegt der Winkel zwischen den Linien
bzw. EbenenA und B und zwischen den Linien bzw. Ebenen
C und D im Bereich von 30' bis 10° und vorzugsweise im
Bereich von 1° bis 3°.
In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Klappenventils dargestellt, die der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ähnelt. Bei der in
Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist die Oberseite des
Ventilsitzes 29 eben. Dagegen ist die Oberseite des Ventilsitzes 39 der Ausführungsform gemäß Fig. 4
gekrümmt, so daß ihre Neigung bezüglich der Ebene E der Oberfläche des Klappensitzes 32 mit zunehmendem Abstand
vom Klappensitz 32 allmählich zunimmt. Bei der Montage versucht die Ventilklappe 7, zunächst eine Lage in der
Ebene E einzunehmen; daran wird sie jedoch vom Ventilsitz gehindert, der sie in Anlage an seiner gekrümmten Oberseite
zwingt und dadurch der Ventilklappe 7 ebenfalls einen gekrümmten Verlauf gibt. Aufgrund der vorstehend
beschriebenen Konstruktion des erfindungsgemäßen Klappenventils ergeben sich folgende Funktionsweise und
Vorteile.
Dadurch, daß der Klappensitz 2 bezüglich der Oberseite 4 des Ventilkörpers 1 in Richtung zum freien
Ende der Ventilklappe 7 keilförmig zuläuft oder daß
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der Ventilsitz· 29 bzw. 39 bezüglich der Oberseite des Ventilkörpers 1 in Richtung zum Klappensitz 22 bzw.
keilförmig zuläuft, stellt sich sehr günstiger, dichtender Kontakt zwischen der Ventilklappe 7 und dem Ventilsitz
bzw. 29 bzw. 39 ein, wobei auch dann gute Dichtwirkung erreicht wird, wenn die Oberfläche des Ventilsitzes 9
bzw. 29 bzw. 39 nicht extrem genau bearbeitet ist und obwohl die Ventilklappe 7 mehr oder weniger verformt wird.
Obwohl dies in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, kann auch vorgesehen sein, daß der Klappensitz und
der Ventilsitz beide keilförmig in Richtung zur Oberseite des Ventilkorpers 1 zulaufen.
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Claims (14)
1. Klappenventil mit einem Ventilkörper, zu dem eine Ventilöffnung
und ein Klappensitz gehören, einem Hubfänger, einer Ventilklappe, die im entspannten Zustand eben ist und
zwischen dem Klappensitz des Ventilkörpers und dem Hubfänger angeordnet ist, und einem gummielastischen Ventilsitz,
auf dem die Ventilklappe aufsitzen kann, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Ventilsitz (9, 29, 39)
auf der Oberseite (4) des Ventilkörpers (1) befestigt ist, daß die Oberfläche des Klappensitzes (2, 22, 32) des Ventilkörpers
und die Oberfläche des Ventilsitzes nicht in derselben Ebene liegen und daß der Abstand der Oberfläche
des Ventilsitzes von der Verlängerung (A, C, E) der Oberfläche des Klappensitzes mit zunehmender Entfernung vom
Klappensitz allmählich zunimmt.
2. Klappenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Klappensitz (2) keilförmig in Richtung zum Ende (8)
der Ventilklappe (7) zuläuft.
3. Klappenventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilklappe (7) am Kreuzungspunkt (10) der Verlängerung
(A) der Klappensitzoberfläche und der Verlängerung (B) der Ventilsitzoberfläche umgebogen ist.
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4. Klappenventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Winkel zwischen den Verlängerungen (A7 B) im Bereich von 30' bis 10° liegt.
5. Klappenventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen den Verlängerungen (A, B) im Bereich
von 1 bis 3° liegt.
6. Klappenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der gummielastische Ventilsitz (29, 39)
bezüglich der Oberseite (4) des Ventilkörpers (1) keilförmig in Richtung zur Klappensitzoberfläche zuläuft.
7. Klappenventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des gummielastischen Ventilsitzes (29) eine
ebene Fläche ist.
8. Klappenventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilklappe (7) am Schnittpunkt (30) der Verlängerung
(A, C) der Klappensitzoberfläche und der Verlängerung (B, D)
der Ventilsitzoberfläche umgebogen ist.
9. Klappenventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel der Verlängerungen (A, C; B, D) im Bereich
von 30' bis 10° liegt.
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10. Klappenventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen den Verlängerungen im Bereich von
1 bis 3° liegt.
11. Klappenventil nach Anspruch 6,dadurch gekennzeichnet, daß
die Oberfläche des gummielastischen Ventilsitzes (39) eine gekrümmte Fläche ist.
12. Klappenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der gummielastische Ventilsitz (9,
29, 39) aus gummielastischem Material mit Bezxnbeständigkeit hergestellt ist.
13. Klappenventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das gummielastischen Material aus der Gruppe
Nitrilkautschuk und/oder fluorierter Kautschuk gewählt ist.
14. Klappenventil nach einem der Ansprüche 1 bis I3,
dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper aus Metall aus der Gruppe Eisen und/oder Aluminium gefertigt ist.
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