DE2625057A1

DE2625057A1 - Klappenventil

Info

Publication number: DE2625057A1
Application number: DE19762625057
Authority: DE
Inventors: Masami Akahori
Original assignee: Nippon Oil Seal Industry Co Ltd
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 1975-07-16
Filing date: 1976-06-03
Publication date: 1977-02-03
Also published as: IT1063524B; FR2318361A1; GB1507257A; JPS594203Y2; US4076047A; FR2318361B1; JPS5212321U; DE2625057C2

Description

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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

Patentansprüche

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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