DE9320564U1 - Gasventil mit elastischem Ventilsitz - Google Patents

Description

HONEYWELL B.V. 12. Juli 1994

Laarderhoogtweg 18-20 72210787 DE

NL-1101 EA Amsterdam &Zgr;.&Oacgr;. HR/ep

Niederlande
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Gasventil mit elastischem Ventilsitz

Bei Gasventilen ist entweder der bewegliche Schließkörper oder der gehäusefeste Ventilsitz mit elastischen Dichtungsmitteln ausgestattet. Im Langzeitbetrieb wird eine hohe Zuverlässigkeit gefordert, weis auch für die elastischen Dichtungsmittel und deren Halterung gilt. Schließkörper aus Gummi oder anderen elastischem Materialien müssen sich an einem metallischen Einsatzkörper abstützen, damit im Notfall dieser zumindest eine Begrenzung des Gasdurchsatzes gewährleistet, falls der elastische Dichtkörper zerstört werden sollte. Da Gasventile andererseits in großen Stückzahlen hergestellt werden, strebt man eine möglichst kostengünstige Bauform an.

Gehäuse für Gasventile werden vielfach aus Aluminium oder ähnlichen Werkstoffen im Spritzgußverfahren hergestellt. Nachteilig ist hier die Porosität des Spritzgußkörpers, weshalb sich beim maschinellen Bearbeiten des Ventilsitzes vielfach keine absolut dichten und gleichförmigen Flächen erzielen lassen. Man könnte dies durch Beschichten umgehen, was jedoch zu erhöhten Kosten führen würde.

Mit der Neuerung soll ein möglichst kostengünstig herstellbares aber gleichermaßen zuverlässiges und den Vorschriften entsprechendes Gasventil geschaffen werden. Dies gelingt durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Neuerung. Hier liegt das ringförmige, elastisch verformbare Dichtungselement des Ventilsitzes an einer unbearbeiteten Oberfläche des Ventilsitzträgers, z.B. des

Ventilgehäuses an. Es hat sich gezeigt, daß die beim Spritzgießen unvermeidbaren Lunker, d.h. Hohlräume, nach dem Spritzgießen nach außen verschlossen sind und erst bei einer nachfolgenden maschinellen Bearbeitung aufgerissen werden und hierdurch eine Porosität der Oberfläche entsteht. Verzichtet man auf eine solche Bearbeitung, so bleibt die Oberfläche dicht.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Neuerung ergeben sich aus den UnteranSprüchen.

Aus DE-C 38 10 447 ist ein Ventil für eine Fahrzeugbremsanlage bekannt, welches einen starren Schließkörper mit einer Dichtfläche sowie als Ventilsitz ein gummiartig elastisches Dichtelement mit einem gegen jene Dichtfläche gerichteten Dichtwulst aufweist. Das elastische Dichtelement wird in eine Ausnehmung eingesetzt, die sich in einem Ventilsitzträger befindet. Zum Einbau des elastischen Dichtelements wird dieses bei seiner Herstellung mit einem steifen Stützkörper vereinigt, so daß es unter Verwendung eines Hilfsdorns, der in den Stützkörper steckbar ist, störungsfrei in die Ausnehmung des Ventilsitzhalters einfühxbar ist. Wegen der Verwendung des Stützkörpers ist das Ventil besonders zum automatisierten Zusammenbau geeignet. Der besondere Stützkörper und dessen Abdichtung gegenüber dem Ventilgehäuse verteuern diese Bauweise.

Die Neuerung wird nachfolgend anhand in den Zeichnungen schematisch wiedergegebener Ausführungsbeispiele erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch die hier interessierenden

Teile eines Gasventils;

Fig. la einen vergrößerten Ausschnitt aus Figur 1; Fig. 2 einen Teilschitt durch Sitz und Schließkörper

mit einer weiteren Ausführungsform des Dichtelements;

Fig. 3 eine demgegenüber abgewandelte Halterung des

Dichtelements und Gestaltung des

Schließkörpers;

Fig. 4 eine andere Ausführungsform ähnlich Figur 3, aber mit abgewandelter Halterung des

Dichtelements; und
Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel der

Neuerung.

Das Gasventil gemäß Figur 1 weist in einer zwischen Einlaß 1 und Auslaß 2 befindlichen Trennwand 3 einen kreisförmigen Durchlaß 4 auf, der durch einen tellerförmigen Schließkörper 5 verschlossen werden kann. Eine zwischen Gehäusedeckel 6 und Ventilteller 5 eingespannte Schließfeder 7 drückt den Schließkörper 5 gegen den Ventilsitz. Der Schließkörper 5 kann mit Hilfe einer Ventilstange 8 gegen die Kraft der Feder 7 vom Ventilsitz abgehoben werden, wenn die Kraft P die Schließkraft der Feder 7 übersteigt.

Wie Figur la erkennen läßt, erfolgt die Abdichtung zwischen Schließkörper 5 und Durchlaß 4 mit Hilfe eines ringförmigen Dichtungselements 9, welches beispielsweise aus Gummi besteht. Der Dichtungsring 9 wird in seiner Lage durch ein vorzugsweise flaches ebenfalls ringförmiges Haltteil 10 gehalten, an dessen äußerem Rand ein hier keilförmiger Wulst 11 vorgesehen ist. Dieser ragt in eine Ringnut 12 des Ventilsitzträgers 3 hinein und ist darin befestigt, beispielsweise eingeklebt oder eingepreßt. Die Teile 9, 10 und 11 bilden zusammen ein einstückiges Dichtungselement. Die Befestigung des Wulstes 11 in der Nut 12 kann auch, wie in Figur 1 und la dargestellt, mit Hilfe eines metallischen Klemmrings 13 erfolgen, der in nicht dargestellter Weise am Ventilsitzträger 3 befestigt ist. Der Klemmring 13 kann hierzu als elastischer Spreizring ausgebildet oder auf andere Weise gehalten sein. Wichtig für eine

kostengünstige Herstellung des Gasventils ist, daß der Ventilsitzträger 4 keiner die Qualität der Abdichtung beeinflußender Oberflächenbearbeitung bedarf.

Aus Figur la ist ferner ersichtlich, daß der dortige Klemmring 13 zugleich die Abwärtsbewegung des Schließkörpers 5 begrenzt. Der Dichtungfsring 9 kann also maximal um den Betrag S zusammengepreßt, werden. Eine solche Hubbegrenzung ist wichtig für die Aufrechterhaltung der Elastizität des Dichtungsringes 9. Die Trennwand 3 und der hierdurch gebildete Ventilsitzträger bedarf keiner maschinellen Nachbearbeitung, weil die Abdichtung allein durch das Dichtungselement 9, 10, 11 gewährleistet ist. Der Schließkörper 5 ist üblicherweise ein metallisches Preßteil und hat somit eine hinreichend gleichförmige Oberfläche auf der Schließseite. Gegebenenfalls ist er mit einer die Oberflächenqualität verbessernden Schicht 14 aus PTFE (Teflon) versehen, wodurch die Adhäsion zwischen Schließkörper 5 und Dichtungselement 9 verringert wird.

Bei der Ausführungsform gemäß Figur 2 ist an den Dichtungsring 9 ebenfalls eine flache Haltefläche 15 angeformt, welche durch den Klemmring 13 gegen mehrere ringförmige Vorsprünge 16 des Ventilsitzträgers 3 gedrückt wird. Damit ist auch hier eine: zuverlässige Abdichtung zwischen Dichtring 9 und Ventilsit&zgr;träger 3 sowie eine klare Positionierung des Dichtrings 9 gewährleistet. Der Klemmring 13 ist hier durch Umbördeln eines Randes 17 im Ventilgehäuse gehalten. Auch hier wird die Deformation des Dichtrings 9 durch den Schließkörper 5 auf einen Betrag S begrenzt.

Bei der Ausfuhrungsform nach Figur 3 hat das Dichtungselement 9, 15 die gleiche Gestalt wie in Figur 2. Die Halterung erfolgt hier durch einen abgewinkelten

Il . .

Klemmring 18, der mit seinem abgewinkelten Innenrand 19 einem abgewinkelten Außenrand 20 des Schließkörpers 5 gegenüber steht und auf diese Weise die Deformation des Dichtungsringes 9 auf dem Betrag S begrenzt. 5

Im Ausführungsbeispiel nach Figur 4 besteht das Dichtelement allein aus einem Dichtungsring 9. Er ist in eine umlaufende Ausnehmung 21 des Ventilsitzträgers 3 eingelegt und wird von einem flachen Klemmring 13 gehalten. Auch hier ist der Schließkörper an seinem äußeren Tellerrand 20 abgewinkelt. Die Begrenzung der Deformation des Dichtrings 9 auf den Wert S erfolgt hier durch Anlage dieses abgewinkelten Randes 20 an der Kante 22 des Ventilsitzträgers 3.

In Figur 5 ist der Schließkörper 5 wiederum tellerförmig ausgebildet, und der Dichtring 23 hat dreieck- oder keilförmige Gestalt. Er ist in eine ringförmige Ausnehmung 12 des Ventilsitzträgers 3 eingelegt und dort beispielsweise durch eine Verklebung 24 befestigt. Der äußere Rand 25 des Schließkörpers 5 steht einer Abstützfläche 26 des Ventilsitzträgers 3 gegenüber und begrenzt auf diese Weise die Deformation S des Dichtungsringes 23.

Die Ausführungsformen nach den Figuren 1 bis 3 haben den Vorteil, daß die Elastizität und Verformbarkeit des Dichtungsringes 9 durch dessen Halterung nicht beeinträchtigt wird, sondern zur Halterung am Ventilsitzträger ein flacher Halteteil dient, der zugleich auch abdichtend wirkt. Es ist ersichtlich, daß im Rahmen der Neuerung eine Vielzahl von Abwandlungen und Gestaltungsmöglichkeiten wohl für den Querschnitt des Dichtrings als auch hinsichtlich dessen Halterung am Ventilsitzträger möglich sind, deren Form sich im wesentlichen nach dem zur Verfügung stehenden Raum und

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nach dem für den Zusammenbau des Ventils benutzten Montageverfahren richtet.

Claims (10)

Schutzansprüche:

1. Gasventil mit einem längsverschiebbaren, metallischen Schließkörper (5) und einem mit diesem zusammenwirkenden, gehäusefesten, ein ringförmiges, elastisch verformbares Dichtungselement (9, 23) aufweisenden Ventilsitz, dadurch gekennzeichnet , daß das Dichtungselement (9, 23) auf der dem Schließkörper (5) abgewandten Seite an einer unbearbeiteten Oberfläche eines im Spritzgußverfahren hergestellten Ventilsitzträgers (3) unmittelbar cinliegt.

2. Gasventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Ventilsitzträger

(3) Teil eines im Spritzgußverfahren hergestellten Ventilgehäuses ist.

3. Gasventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Hub des Schließkörpers (5) in Schließrichtung und die Verformung (S) des Dichtungselements (9) durch eine ringförmige metallische Abstützfläche (13, 19, 22, 26) des Ventilsitzträgers (3) begrenzt sind.

4. Gasventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Abstützfläche durch einen am Ventilsitzträger befestigten, das Dichtelement haltenden metallischen Klemmring (13, 18, 19) gebildet ist.

5. Gasventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement aus einem verformbaren Dichtungsring (9) und einem hiermit einstückigen, von Dichtungsring (9) abstehenden Halteteil (10, 15) besteht, mit welchem das Dichtungselement am Ventilsitzträger (3) befestigt ist.

6. Gasventil nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß das Halteteil (10, 15) ein flacher Ring ist.

7. Gasventil nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß an dem Halteteil (10) ein ringförmiger Wulst (12) vorgesehen ist, der in der Ausnehmung (11) des Ventilsitzträgers (3) befestigt ist.

8. Gasventil nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet , daß der Außendurchmesser des Halteteils (10, 15) größer ist als der Durchmesser des Dichtungsrings (9).

9. Gasventil nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet , daß der Wulst (12) am Außenrand des Halteteils (10) vorgesehen ist.

10. Gasventil nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Wulst (12) in Gegenrichtung zum Dichtungsring (9) vom Halteteil (10) wegragt.