DE3013718A1

DE3013718A1 - Ablassventil fuer behaelter, insbesondere fuer oelwannen von brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3013718A1
Application number: DE19803013718
Authority: DE
Inventors: Duane C Balch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-04-19
Filing date: 1980-04-10
Publication date: 1980-10-30
Also published as: JPS55139913A; CA1127614A; US4231544A

Description

3827 Briarwood Street, NAPA, California 94558, U.S.A.

Ablaßventil für Behälter, insbesondere für ölwannen von

Brennkraftmaschinen.

Die Erfindung betrifft ein Ablaßventil Für Behälter, insbesondere für ölwannen von Brennkraftmaschinen.

Eine Ablaßschraube für die üblicherweise als ölwannen bezeichneten Kurbelwellengehäuse von Brennkraftmaschinen ist in der US-PS 3 874 478 beschrieben. Diese Konstruktion ist im wesentlichen dieselbe wie bei den ersten vor Jahrzehnten entwickelten Brennkraftmaschinen. Diese üblicherweise verwendete Ablaßschraube läßt sich kostengünstig herstellen und montieren, ihre Problematik beim Ölwechsel ist jedoch in der genannten Veröffentlichung dargestellt. Viele Versuche wurden unternommen, um die übliche Ablaßschraube zu ersetzen. Dennoch

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wurde diese Standardkonstruktion von den Motorherstellern bis jetzt beibehalten.

Die US-PS 2 095 696 zeigt eine Konstruktion mit quer montiertem zylindrischem Stopfen, der in geschlossener Stellung von einer Druckfeder vorgespannt ist und offengehalten werden muß. Die komplizierte Konstruktion hat jedoch die Anwendung verhindert. Die US-PS 2 657 705 zeigt ein fernsteuerbares ölwannenablaßventil mit hin- und hergehendem Schieber, der mit einer Druckfeder geschlossen wird. Auch diese Anordnung ist für Standardanwendung zu komplex und zu aufwendig.

Die US-PS 3 049 334 zeigt ein Ablaßventil, das aus der Entfernung bedient werden kann, ohne dazu unter das Fahrzeug kriechen zu müssen. Diese Konstruktion ist relativ einfach und besteht aus einem hohlen Ventilschaft mit externen Windungen sowie mit einer radialen Öffnung. Bei dieser Konstruktion kann sich jedoch der Ventilkörper vom Ventilgehäuse lösen und in den AltölsammelBehälter fallen, wenn er zu weit gelöst wird,

Die US-PS 3 677 369 zeigt einen ölwannenablaß mit Kugelventil. Die Fertigungstoleranzen sind hier jedoch zu kritisch und

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führen zu teurer Herstellung. Die US-PS 3 874 478 zeigt einen entfernbaren konischen Stopfen, der von einer Federklemme gehalten wird. Beide Teile können bei der Bedienung leicht verlorengehen. Die US-PS 4 025 048 zeigt dagegen eine Ablaßventilkonstruktion, deren Teile nicht verlorengehen können. Diese Konstruktion weist aber eine große Zahl von Einzelteilen auf, die genauestens bearbeitet und mit Gewinde versehen werden müssen, so daß ihre Herstellung außerordentlich teuer ist.

Die jüngste Ablaßkonstruktion für ölwannen zeigt die US-PS 4 086 981. Diese Konstruktion besitzt ein fernsteuerbares Schiebeventil, das von einer Druckfeder in Schließstellung gehalten wird. Auch diese Konstruktion ist für Massenanwendung zu kostenaufwendig.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Ablaßventil insbesondere für ölwannen von Brennkraftmaschinen zu schaffen, das bei hoher Betriebssicherheit kostengünstig und unproblematisch bedienbar ist.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 sowie der zusätzlich vorteilhaften Unteransprüche gelöst.

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Die erfindungsgemäße Konstruktion weist nur zwei Teile auf, von denen das eine am anderen gelagert ist. Der bewegliche Teil wird daher von dem anderen nie getrennt und kann somit nicht verlorengehen. Spezielle Werkzeuge zum öffnen und Schließen des Ventiles sind nicht erforderlich. In den meisten Fällen kann die Bedienung ohne jedes Werkzeug von Hand erfolgen. Der Bedienungsmann genießt außerdem den Vorteil, daß er bei der Bedienung des Ventiües mit dem Altöl nicht in Berührung kommt und zum öffnen etwa benutztes Werkzeug nicht verunreinigt wird. Die erfindungsgemäße Ventilanordnung kann nach Wahl des Herstellers aus Metall oder Kunststoff gefertigt werden und ermöglicht diesem die Anwendung kostengünstigster Herstellungsverfahren. Das Ventil kann ferner außerordentlich schnell geöffnet werden, so daß die ölverschmutzungsprobleme beim allmählichen öffnen der bekannten Konstruktionen, die insbesondere zum Verschmutzen der ölwanne führen, vermieden werden. Da die erfindungsgemäße Konstruktion im geschlossenen Zustand sicher verriegelt ist, wird Ölverlust durch unbeabsichtigtes öffnen des Ventiles aufgrund von Vibrationen vermieden.

In den Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigen:

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Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines ölwannenablaßventiles in Schließstellung,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Ventiles gemäß Fig. 1, jedoch in Öffnungsstellung,

Fig. 3 eine Bodenansicht des Ventiles gemäß Fig. 2, Fig. 4 einen Schnitt gemäß Linie 4-4 in Fig. 1,

Fig. 5 einen Schnitt durch das Ventilgehäuse gemäß Linie 5-5 in Fig. 7,

Fig. 6 einen Schnitt durch den Ventilkörper gemäß Linie 6-6 in Fig. 8,

i Fig. 7 eine Draufsicht auf das Ventilgehäuse gemäß Fig. 5',

Fig. 8 eine Draufsicht auf den Ventilkörper und j

Fig. 9 einen Schnitt entsprechend Fig. 5 durch eine weitere Ausführungsform des Ventils.

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Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besteht das dargestellte Ablaßventil 3 in seiner wesentlichen Grundform aus einem Ventilgehäuse 6 und einem Schaftteil 4, der zur Aufnahme in der üblichen Ablaßöffnung 2 der in Fig. S gestrichelt dargestellten ölwanne 1 einer Brennkraftmaschine vorgesehen ist. Schaftteil 4 und Ventilgehäuse 6 sind einstückig ausgebildet. Wie Fig. 5 ferner zeigt, werden Schaftteil 4 und Ventilgehäuse 6 von einem zentralen Ablaßkanal 7 durchsetzt, der einen Einlaß 8 im Schaftteil und einen Auslaß 9 im Ven- $ tilgehäuse aufweist. Eine Ventilkörperaufnahmeöffnung 11 ist im Ventilgehäuse 6 mit wesentlicher Erstreckung in Querrichtung zum Ablaßkanal 7 ausgebildet. Ein in der öffnung 11 ausgebildeter Ventilsitz 12 umgibt den mittleren Bereich um den Ablaßkanal 7. Gegenüber dem Ablaßkanal 7 versetzt ist im . Ventilgehäuse 6 ein Lager 13 vorgesehen. Ferner ist am Ventilgehäuse 6 eine Schwenkhebelrastaufnahme 14 vorgesehen. \i j _;'|^;

Der bewegliche Teil des Ablaßventiles 3 besteht aus einem Ventilglied 16 (Fig. 8), das zur Aufnahme in der Ventilkörperöffnung 11 bestimmt ist und mit einem Lagerteil 17 versehen ist, das zum Eingriff mit dem Lager 13 des Ventilgehäuses 6 dient. Am Ventilglied 16 ist ein Sitzteil 18 ausgebildet, der zum dichtenden Eingriff mit dem Ventil-

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sitz 12 des Ventilkörpers 6 bestimmt ist. Ferner ist ein Hebel 19 ausgebildet, der sich außerhalb des Ventilgehäuses 6 erstreckt. Am Ende des Hebels 19 sitzen ein Verriegelungsnocken 21 zum Eingriff in die Schwenkhebelrastaufnahme 14 sowie ein Griffstück 22, das nach außen ragt und zum Ansatz der Finger oder von Werkzeugen dient, um den Hebel und somit das gesamte Ventilglied 16 in bzw. außer den Ablaßkanal 7 verschließende Stellung zu bringen.

Das Ablaßventil 3 kann in die ölwanne 1 eingeschweißt werden. Vorzugsweise ist jedoch in der dargestellten Ausführungsform der Schaftteil 4 mit einem Außengewinde 23 versehen, das in die mit Innengewinde versehene Ablaßöffnung 2 der ölwanne eingeschraubt werden kann.

Das Ventilglied 16 kann in Richtung senkrecht zur Zeichnungsebene gemäß Fig. 8 mit durchgehend konstanter Dicke ausgebildet sein. Vorzugsweise ist jedoch gemäß der dargestellten Ausführungsform die Ventilkörperaufnahmeöffnung 11 des Ventilgehäuses 6 im Bereich ihres Ventilsitzes 12 mit keilförmig abgeschrägten Wandteilen 24 versehen. In entsprechender Weise ist das Ventilglied 16 im Bereich seines Sitzteiles 18 mit keilförmig abgeschrägten Wandteilen 26 ausgebildet CFig. 6),

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die der Ausformung der Wandteile 24 am Ventilgehäuse 6 entsprechen. Die abgeschrägten Wandteile 24 bzw. 26 gewährleisten einen paßgenauen Verschluß des Ablaßkanales 7.

Das Lager 13 kann in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein. Beispielsweise kann es in Form von Vertiefungen ausgebildet sein, in die Vorsprünge am Ventilglied 16 zum Eingriff gelangen, um auf diese Weise eine Drehzapfenlagerung auszubilden. Eine solche Ausbildung ist vorzuziehen, wenn das Ablaßventil aus Kunststoff gefertigt ist. Besteht die Ventilanordnung jedoch aus Metall, so sollte das Lager 13 als parallel zum Ablaßkanal 7 stehende Bohrung ausgebildet sein. Auch das Ventilglied 16 wäre in diesem Falle mit einer aus den Fig. 6 und 8 ersichtlichen Bohrung 17 zu versehen. Ein als Drehzapfen dienender Stift 28 (Fig. 4), der durch die Bohrungen 13 und 17 gesteckt ist, dient in diesem Falle als Schwenkachse.

Das Ventilglied 16 kann in seiner Schließstellung auf verschiedene Weise gesichert sein. Einen bevorzugten Verriegelungsmechanismus zeigt die dargestellte Ausführungsform. Der Hebel 19 besteht aus einem Material, das federnd elastisch ist. Die meisten üblichen Metalle und Kunststoffmaterialien weisen die dazu notwendige Federelastizität auf. Die Rast-

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aufnahme 14 am Ventilgehäuse 6 ist in einer gegenüber dem Drehzapfen 13 bzw. 28 radial versetzten Position angeordnet, die derart gelegen ist, daß der Verriegelungsnocken 21 des Hebels in diese unter Vorspannung des Hebels zum Eingriff gelangt. Die bevorzugte Ausführungsform, die in den Figuren dargestellt ist, besitzt als Rastaufnahme 14 eine Vertiefung im Ventilgehäuse 6. Die Verriegelungseinrichtung am Hebel 19 ist als vorspringender Nocken 21 ausgebildet, der von der Vertiefung 14 aufgenommen xtfird, wenn sich das Ventilglied 16 in Schließstellung befindet.

Der Hebel 19 kann von weitgehend beliebiger Ausbildung, sein. Wie die Figuren zeigen, ist er in der dargestellten bevorzugten Ausführungsform gebogen ausgeführt, und zwar entsprechend der Umfangskrümmung des Ventilgehäuses 6. Ein Schlitz 29 kann in der Seitenwand des Ventilgehäuses 6 vorgesehen sein, um den Hebel in seiner verriegelten Stellung teilweise aufzunehmen.

Es ist wichtig, daß das Ablaßventil eine restlose Entleerung von öl und Dlschlamm aus der ölwanne ermöglicht. Der Schaftteil 4 könnte daher in seiner Länge entsprechend der Dicke . der ölwanne ausgebildet sein. Wie beim dargestellten Ausführungsbeispiel kann jedoch auch eine Queröffnung 31 im

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Schaftteil vorgesehen sein, die dessen Außenseite mit dem zentralen Ablaßkanal 7 verbindet, wie dies die Figuren zeigen. Die Queröffnung 31 ist je nach Dicke der ölwanne auf entsprechender Höhe des Schaftteiles 4 vorzusehen, um ein ungehindertes Ausfließen des Öles zu gewährleisten.

Ein beim Ölwechsel auftretendes erhebliches Problem stellt die Verschmutzung der ölwannenunterseite durch ausströmendes öl dar. Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion wird dies dadurch verhindert, daß der Ablaßkanal 7 unterhalb der Ventilkörperaufnahmeöffnung 11 gemäß Fig. 5 von größerem Durchmesser ist als im Schaftteil 4. Dieser untere Kanalteil vergrößerten Durchmessers ist mit 7' bezeichnet. Aus der US-PS 2 657 ist eine solche vergrößerte untere öffnung ohne nähere Angaben zu ihrem Zweck bereits entnehmbar.

In der Ausführungsform der Fig. 9 ist auf der Oberseite 33 des Ventilgehäuses 6 ein Dichtungs-O-Ring 32 vorgesehen. Dieser verhindert Undichtigkeiten des Ablaßventiles 3 gegenüber der Ablaßöffnung 2 der ölwanne im eingeschraubten Zustand. Bei dieser Ausbildung können größere Herstellungstoleranzen zugelassen werden.

Fig. 9 zeigt außerdem einen weiteren O-Ring 34 auf der oberen

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Wand 36 des Ventilsitzes 12. Dieser Dichtring, der auch in anderer Weise ausgebildet sein kann, ist nur dann erforderlich, wenn das Ablaßventil aus Metall besteht und größere Fertigungstoleranzen zugelassen werden sollen.

Die Abmessungen der Ventilkonstruktion sind im einzelnen ohne Bedeutung für die aus den Figuren ersichtliche wesentliche Funktion. Detailangaben und Abmessungen eines Ausführungsbeispiels sind im folgenden angegeben:

Die Umfangsflache des Ventilgehäuses 6 kann als Sechskant zur Aufnahme eines Schraubenschlüssels ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das Gehäuse jedoch kreisförmig ausgebildet (wie in den Figuren dargestellt), um zu vermeiden, daß das Ablaßventil in Verkennung seiner Funktion als übliche Ablaßschraube behandelt wird.

Der äußere Durchmesser des Ventilgehäuses 6 beträgt ca. 35 mm bei einer Höhe von ca. 12,5 mm. Der Ablaßkanal 7 hat einen Durchmesser von ca. 6,3 mm im Schaftteil 4, während sein unterer Teil 7' einen Durchmesser von ca. 9,5 mm aufweist. Die Ventilkörperaufnahmeöffnung 11 hat eine Höhe von ca. 4,7 mm und erstreckt sich über eine Tiefe von ca. 10 mm mit gleicher

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Dicke. Sie verjüngt sich dann in einem Winkel von 5° und verläuft über einen abgeschrägten Teil von ca. 15 mm Länge. Ihre Endwand 41 hat eine Höhe von ca. 2 mm.

Die Quererstreckung der Ventilkörperaufnahmeöffnung 11 ist aus Fig. 4 ersichtlich. Es sind senkrecht aufeinanderstellende HilfSachsen a und b dargestellt, die sich in der Ventilmitte schneiden. Auf der Achse a liegt die Drehzapfenbohrung 17 mit einem Durchmesser von ca. 3 mm, die im Abstand von ca. 6 mm von der Außenwand des Ventilkörpers angeordnet ist. Die Wandteile 37, 38 und 39 sind aus Fig. 4 im wesentlichen maßstäblich zum beschriebenen Ausführungsbeispiel zu entnehmen.

Die Rastaufnahme 14 ist als Halbkreis mit einem Durchmesser von ca. 5 mm ausgebildet und liegt auf einem Radius des Ventilgehäuses mit 15° Winkelabstand zur Achse a.

Nach Einschrauben des Ablaßventiles 3 mit seinem Schaftteil 4 in die Ablaßöffnung 2 der ölwanne 1 kann es in Betrieb genommen werden. Die Bedienung ist äußerst einfach wie folgt:

Zum öffnen des Ventiles wird das Griffstück 22 des Hebels 19 mit den Fingern bzw. mit einem Werkzeug erfaßt und radial zum

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. - 16 -

Ventilgehäuse 6 nach außen gezogen, bis der Verriegelungsnocken 21 aus der Rastaufnahme 14 springt. Der Hebel 19 wird dann um den den Drehzapfen bildenden Stift 28 geschwenkt, bis der Sitzteil 18 des Ventilgliedes 16 den Ablaßkanal 7 freigibt. Das öl aus der ölwanne 1 läuft nun durch den Einlaß 8 und/oder die Queröffnung 31 und durch den Ablaßkanal 7 und strömt aus dessen Auslaß 9 aus. Zum Schließen des Ablaßventiles wird der Hebel 19 des Ventilgliedes 16 in umgekehrter Reihenfolge betätigt.

In der vorstehenden Beschreibung ist das erfindungsgemäße Ablaßventil als Ablaßventil für die ölwanne 1 einer Brennkraftmaschine dargestellt. Die Anwendung des Ablaßventiles ist jedoch auf diese Zwecke nicht beschränkt. Das erfindungsgemäße Ablaßventil kann vorteilhaft auch für weitere Zwecke, z. B. zum Ablassen von Flüssigkeiten oder Pulvern aus Fässern und sonstigen Gebinden sowie beispielsweise als Ablaßventil für den Kühler des Kühlkreislaufes einer Brennkraftmaschine sowie für Differential- und Getriebegehäuse von Kraftfahrzeugen verwendet werden.

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Claims

P A Tl?TVTT AIVFWA T ΠΓΙΓ ^{D 2} Hamburg 7o,gehölzweg 20

JrAl&ΓΗ 1 ΑΓΝ WAJjIJlV postfäch (p.o.box) 701542

rkTDT TTVTr- U CrUArrPÜ TELEFON (040) 6 56 20 51

D1 r L. IINCj. H. öCJtiAJc/Jb L·K Telegrammadresse: patentiwe

DIPL. PHYS. K. SCHAEFER _{DATÜM 9 April 1980}

UNShRZEICHEN: KS C h/E

PATENTANWÄLTE SCHAEFER, POSTFACH 701542, D-2 HAMBURG 70 IHR ICHEN: vU I O / I O

Duane C. B a 1 c h ,

Briarwood Street, NAPA, California 94558, U.S.A.

ANSPRÜCHE:

( 1.^Ablaßventil für Behälter, insbesondere für ölwannen von Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (3) von einem Ablaßkanal (7) durchsetzt ist und eine quer zu dieser ausgebildete Ventilkörperaufnahmeöffnung (11) aufweist, die im Bereich um den Kanal (7) einen Ventilsitz (12) ausbildet, der zum dichtenden Eingriff mit einem Sitzteil (18) eines Ventilgliedes (16) bestimmt ist, das durch Schwenken des Ventilgliedes (16) um ein außerhalb des Kanales (7) parallel zu dieser angeordnetes Lager (13, 17) in bzw. außer Schließstellung bringbar ist.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (16) einen seinem Sitzteil (18) in bezug auf das Lager (13, 17) gegenüberliegenden Hebel (19) aufweist, der in Schließstellung (Fig. 1) das Vent Π-

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gehäuse (6) umgreift und mit einem Verriegelungsnocken (21) in eine Rastaufnahme (14) des Ventilgehäuses (6) einrastet.
3. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (3) aus einem den Ventilsitz (12) aufnehmenden Ventilgehäuse (6) und einem Schaftteil (4) mit Außengewinde (23) besteht, welches zum Einschrauben in die Ablaßöffnung (2) des Behälters (ölwanne 1) dient.
4. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (19) gebogen ausgebildet ist und zum Einrasten federnd gelängt wird.
5. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (19) ein Griffstück (22) zum Erfassen mit Fingern bzw. Werkzeug aufweist.
6. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sitzteil (18) des.

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Ventilgliedes (16) sowie die Ventilkörperaufnahmeöffnung C11) im Bereich ihres Ventilsitzes (12) zueinander passend abgeschrägt ausgebildet sind, um in Schließstellung eine den Schließdruck erhöhende Keilwirkung zu erzielen.
7. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Lager (17) ein das Ventilgehäuse (6) und das Ventilglied (16) durchsetzender Stift (28) vorgesehen ist.
8. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (19) in zur Umfangsfläche des Ventilgehäuses (6) angepaßter gebogener Form ausgebildet ist und in Schließstellung teilweise in einem Umfangsschlitz (29) in der Umfangsflache des Ventilgehäuses liegt.
9. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablaßkanal (7) in seinem in bezug auf die Ausströmungsrichtung jenseits des Ventilsitzes (12) liegenden Teil (7^T) von vergrößertem Durchmesser ist.

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