DE102011005879B4

DE102011005879B4 - Ablassventil

Info

Publication number: DE102011005879B4
Application number: DE102011005879.6A
Authority: DE
Inventors: Olaf Langwald; Frank Schumacher; Ulf Lang
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2011-03-22
Filing date: 2011-03-22
Publication date: 2021-08-12
Anticipated expiration: 2031-03-23
Also published as: US8960370B2; US20120241452A1; DE102011005879A1

Abstract

Ablassventil zum Ablassen einer Flüssigkeit aus einem Behälter oder dergleichen, umfassend eine eine Verdickung der Behälterwand (2) durchsetzende, im wesentlichen zylindrische Öffnung mit einem an deren außenseitigem Ende ausgebildeten, mit einem Innengewinde versehenen Gewindeabschnitt, einem daran anschließenden, im Durchmesser vergrößerten Innenraum, in welchen ein Kanal mündet, und einem dem Innenraum gegenüber im Durchmesser abgesetzten, in den Behälter mündenden Innenabschnitt, wobei der Absatz zwischen Innenraum und Innenabschnitt als Sitz für eine zugeordnete Stirnfläche des Ventilelementes dient, wobei der Innenabschnitt als glatte Bohrung (16) ausgebildet ist, und der Absatz (28) zwischen Innenraum (12, 22) und Bohrung (16) einerseits sowie die innere Stirnseite (30) des Ventilelementes (14) andererseits als zusammenwirkende, bei einer Verstellung des Ventilelementes sich kontinuierlich öffnende bzw. schließende Ventilsitze ausgebildet sind; dadurch gekennzeichnet, dass am Ventilelement (14) einerseits und im Innenraum (12) andererseits zusammenwirkende Anschlagmittel (32, 34) ausgebildet sind, welche den Verstellweg des Ventilelementes (14) in einer vorgegebenen maximalen Öffnungsstellung begrenzen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ablassventil zum Ablassen einer Flüssigkeit aus einem Behälter oder dergleichen, beispielsweise zum Ablassen von öl aus einem Getriebegehäuse, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Allgemein bekannt sind einfache Gewindestopfen, die in eine als Gewindebohrung ausgebildete Ablassöffnung in der Wand des Behälters einschraubbar sind. Ein Nachteil derartiger Gewindestopfen wird insbesondere darin gesehen, dass sie kein dosiertes Ablassen der Flüssigkeit erlauben, da sie entweder die Ablassöffnung vollständig freigeben oder diese zumindest weitgehend verschließen.
Bekannt sind auch zumeist als Ablasshähne ausgebildete Ölablassarmaturen, die als Ganzes von außen in die als Gewindebohrung ausgebildete Ablassöffnung in der Wand des Behälters eingeschraubt werden. Da derartige Ölablassarmaturen weit von der Wand des Behälters abstehen, muss für sie ein erheblicher zusätzlicher Einbauraum freigehalten werden, abgesehen davon, dass derartige Armaturen auch durch Beschädigung gefährdet sind. Ein weiterer Nachteil wird darin gesehen, dass zwischen der eingeschraubten Armatur und der Gewindebohrung die Gefahr einer Undichtigkeit bestehen kann.
Aus der US 2009/0 101 440 A1 ist ein Ablassventil zum Ablassen einer Flüssigkeit aus einem Behälter bekannt, umfassend eine Verdickung der Behälterwand durchsetzende, im wesentlichen zylindrische Öffnung mit einem an deren außenseitige Ende ausgebildeten, mit einem Innengewinde versehenen Gewindeabschnitt, einem daran anschließenden, im Durchmesser vergrößerten Innenraum, in welchen ein Kanal mündet, und einem dem Innenraum gegenüber im Durchmesser abgesetzten, in den Behälter mündenden Innenabschnitt, wobei der Absatz zwischen Innenraum und Innenabschnitt als Sitz für eine zugeordnete Stirnfläche des Ventilelementes dient. Der Innenabschnitt ist mit einem Innengewinde versehen, welches einen an der inneren Stirnseite des Ventilelementes ausgebildeten, mit einem Außengewinde versehenen Fortsatz aufnimmt, welcher im wesentlichen wie ein Stopfen wirkt und kein dosiertes Ablassen von öl erlaubt. Das bekannte Ventilelement muss zum Ablassen zunächst über einen weiten Schraubweg geöffnet werden, bis es dann mehr oder weniger unkontrolliert öl passieren lässt. Außerdem ist die bekannte Konstruktion aufwendig in der Herstellung, da sowohl für das Ventilgehäuse als auch für das Ventilelement zwei jeweils fluchtende Gewindeabschnitte mit unterschiedlichen Gewindedurchmessern gefertigt werden müssen.
DE 30 42 969 A1 offenbart eine Einrichtung zum Ablassen von Öl mittels einer lösbaren Schraube. An einer Gehäusebohrung für die Schraube ist eine Stichbohrung vorgesehen, die freigegeben wird, wenn die Schraube teilweise gelöst wird. Über die Stichbohrung tritt dann Öl aus.
Aus DE 10 2006 013 373 B4 ist ein Verschlussstopfen mit einem Schaft bekannt, an dessen axial gegenüberliegenden Enden jeweils eine Dichtfläche vorgesehen ist. Ein erstes Schaftende besitzt einen Durchmesser, der größer ist als die Quererstreckung eines Verbindungsabschnitts, der das ersten Schaftende mit einem zweiten Schaftende verbindet. Weiterhin ist der Durchmesser des ersten Schaftendes größer ist als ein Durchmesser des zweiten Schaftendes.
Weitere Ablassventile werden in DE 10 2006 004 520 A1 , DE 10 2008 058 411 A1 , DE 11 92 455 B , DE 20 2004 004 920 U1 und DE 10 2008 034 517 A1 beschrieben.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein dosiertes Ablassen der Flüssigkeit erlaubendes Ablassventil der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zu schaffen, welches konstruktiv und fertigungstechnisch einfach ist.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruchs, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die kontinuierliche Verstellung des Ventilelementes für eine kontinuierliche Öffnung bzw. Schließung eines Ablaufweges für die Flüssigkeit und damit für ein dosiertes Ablassen genutzt werden sollte.
Demnach geht die Erfindung aus von einem Ablassventil zum Ablassen einer Flüssigkeit aus einem Behälter oder dergleichen, umfassend eine Verdickung der Behälterwand durchsetzende, im wesentlichen zylindrische Öffnung mit einem an deren außenseitigem Ende ausgebildeten, mit einem Innengewinde versehenen Gewindeabschnitt, einem daran anschließenden, im Durchmesser vergrößerten Innenraum, in welchen ein Kanal mündet, und einem dem Innenraum gegenüber im Durchmesser abgesetzten, in den Behälter mündenden Innenabschnitt, wobei der Absatz zwischen Innenraum und Innenabschnitt als Sitz für eine zugeordnete Stirnfläche des Ventilelementes dient.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist dabei vorgesehen, dass der Innenabschnitt als glatte Bohrung ausgebildet ist, und dass der Absatz zwischen Innenraum und Bohrung einerseits sowie die innere Stirnseite des Ventilelementes andererseits als zusammenwirkende, bei einer Verstellung des Ventilelementes sich kontinuierlich öffnende bzw. schließende Ventilsitze ausgebildet sind.
Der Absatz zwischen Innenraum und Bohrung einerseits und die Stirnseite des Ventilelementes andererseits werden so gestaltet, dass sich zwischen diesen ein im Querschnitt kontinuierlich veränderlicher Ablaufweg bildet, welcher eine Verbindung von einem Zulauf zu einem Ablauf bildet, wie anhand von Ausführungsbeispielen im einzelnen dargelegt wird.
Ablassventile können grundsätzlich dazu dienen, Flüssigkeit aus einem Behälter nach außen oder aus einem ersten Behälterteil in einen zweiten Behälterteil abzulassen. Für den ersteren Fall ist vorgesehen, dass die Bohrung als Zulauf aus dem Inneren des Behälters und der mit dem Innenraum verbundene Kanal als Ablauf in die äußere Umgebung dient und ausgebildet ist. Für den anderen Fall ist vorgesehen, dass der mit dem Innenraum verbundene Kanal als Zulauf aus einem separaten, ersten Behälterbereich und die Bohrung als Ablauf in einen zweiten Behälterbereich dient und ausgebildet ist, wie anhand eines Ausführungsbeispiels näher dargelegt wird.
Erfindungsgemäß sind am Ventilelement einerseits und im Innenraum andererseits zusammenwirkende Anschlagmittel ausgebildet, welche den Verstellweg des Ventilelementes in einer vorgegebenen maximalen Öffnungsstellung begrenzen. Auf diese Weise wird einerseits die maximale Öffnungsstellung bestimmt und andererseits ein versehentliches vollständiges Herausbewegen des Ventilelementes aus dem Ventilgehäuse sicher verhindert.
Die Anschlagmittel umfassen gemäß der Erfindung vorzugsweise einen am Außenumfang des Ventilelementes angeordneten Sprengring oder dergleichen sowie einen damit zusammenwirkenden, an einer Innenwand des Innenraumes ausgebildeten Absatz.
Um ein Austreten der Flüssigkeit zwischen Ventilgehäuse und Ventilelement zu verhindern, sind gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung zwischen der Innenwand des Innenraumes und dem Ventilelement Dichtungsmittel vorgesehen. Die Dichtungsmittel umfassen wenigstens z. B. einen am Außenumfang des Ventilelementes angeordneten, an einer Innenwand des Innenraumes anliegenden O-Ring.
Insbesondere bei einem Ablassventil, über das ein Ablass der Flüssigkeit nach außen erfolgt, ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass zwischen der inneren Stirnwand des Ventilelementes und dem zugeordneten, durch den Übergang vom Innenraum zur Bohrung gebildeten Absatz dargestellten Ventilsitz elastische Dichtungsmittel angeordnet sind, die bei geschlossenem Ventil einen Austritt der Flüssigkeit nach außen sicher verhindern.
Die Erfindung wird anhand mehrerer Ausführungsbeispiele weiter erläutert. Dazu ist der Beschreibung eine Zeichnung beigefügt. In dieser zeigt

1 einen Schnitt durch eine Behälterwand mit zwei in diese integrierten Ablassventilen,
2 das in 1 oben dargestellte Ablassventil in einer größeren Darstellung,
3 das in 1 unten dargestellte Ablassventil in einer detaillierteren Darstellung, und
4 einen Schnitt durch die Anordnung gemäß der 3 entsprechend der Schnittlinie IV-IV.

1 zeigt die Wand 2 eines Behälters, hier eines Getriebegehäuses, in die zwei Ablassventile 4 bzw. 6 integriert sind. Das obere Ablassventil 4 dient zur so genannten Innenentleerung, womit beispielsweise in einem nicht dargestellten oberen Behälterbereich bzw. damit in Verbindung stehenden Kanälen vorhandenes öl in einen unteren Hauptölraum 10 entleert werden kann. Der als Zulauf dienende Kanal 8 kommuniziert mit dem Innenraum 12 des Ablassventils, welcher mittels des Ventilelementes 14 wahlweise mit einer in den Hauptölraum 10 mündenden, als Ablaut dienenden Bohrung 16 in Verbindung gebracht oder von dieser getrennt werden kann.
Das untere Ablassventil 6 dient zur so genannten Außenentleerung, d. h. zum Ablassen des im Hauptölraum 10 befindlichen Öls nach außen. Dazu kann die mit dem Hauptölraum 10 in Verbindung stehende, als Zulauf dienende Bohrung 18 mittels des Ventilelementes 20 wahlweise mit dem Innenraum 22 in Verbindung gebracht bzw. von diesem getrennt werden, in den ein als Ablauf dienender Kanal 46 mündet.
2 zeigt das obere Ablassventil 4 in einer vergrößerten Darstellung. Das Ventilgehäuse ist als integraler Teil der Wand 2 des Behälters ausgebildet. Die Wand 2 bildet im Bereich des Ablassventils 4 eine Wandverdickung, in der ein im Wesentlichen zylindrischer Innenraum 12 ausgebildet ist, welcher das ebenfalls im Wesentlichen zylindrische Ventilelement 14 axial verschiebbar aufnimmt. Zu diesem Zweck ist das Ventilelement 14 einerseits an seinem Außenumfang und eine Innenwand 24 des Innenraums andererseits mit zusammenwirkenden Gewindemitteln 26 versehen, so dass das Ventilelement 14 durch Verdrehen mittels eines axial außen ansetzbaren Werkzeugs axial verstellt werden kann. An den Innenraum 12 schließt sich zum Inneren des Behälters, d. h. zum Hauptölraum 10 hin eine dazu koaxiale, im Durchmesser abgesetzte und nach innen offene Bohrung 16 an. Der Absatz 28 im Übergang vom Innenraum 12 zur Bohrung 16 dient als Ventilsitz für die innere Stirnseite 30 des Ventilelementes 14.
2 zeigt das Ablassventil 4 in geöffneter Stellung, wobei öl vom Kanal 8 über den Innenraum 12 und die Bohrung 16 in den Hauptölraum 10 strömen kann, so dass gegebenenfalls weiter oben liegende, mit dem Kanal 8 in Verbindung stehende Behälterräume oder Leitungen dosiert in den Hauptölraum entleert werden können. Der Kanal 8 dient demnach als Zulauf und die Bohrung 16 als Ablauf des Ablassventils 4.
Am Außenumfang des Ventilelementes 14 ist beispielsweise ein Sprengring 32 angeordnet, welcher sich bei der dargestellten maximalen Öffnungsstellung des Ventilelementes 14 an einen am Innenumfang der Innenwand 24 ausgebildeten Absatz 34 anlegt, womit Anschlagmittel gebildet sind, die eine Ausdrehsicherung darstellen.
Um eine Leckage nach außen zu verhindern, sind außerdem am Außenumfang des Ventilelementes 14 Dichtungsmittel z. B. in der Form wenigstens eines O-Ringes 36 angeordnet, der sich an den Innenumfang der Innenwand 24 anlegt.
3 zeigt weitere Einzelheiten des in 1 dargestellten unteren Ablassventils 6. Das in der Gehäusewand 2 integrierte Ventilgehäuse und das in diesem aufgenommene Ventilelement 20 entsprechen in ihren Funktionen den anhand der 2 beschriebenen Funktionen, so dass sich eine weitere Erläuterung im Einzelnen erübrigt.
Das Ablassventil 6 ist ebenfalls in einer vollständig geöffneten, durch eine Ausdrehsicherung 38 begrenzten Stellung gezeigt, wobei die innere Stirnseite 40 des Ventilelements 20 von dem zugeordneten Ventilsitz 42 abgehoben ist.
Im Unterschied zur 2 dient hier die Bohrung 18 als Zulauf und der mit dem Innenraum 22 in Verbindung stehende Kanal 46 als Ablauf, so dass bei geöffnetem Ablassventil 6 Öl aus dem Hauptölraum 10 nach außen dosiert abgelassen werden kann.
Um bei geschlossenem Ablassventil 6 eine Leckage nach außen sicher zu verhindern, sind an der inneren Stirnseite 40 des Ventilelementes 20 elastische, beispielsweise als O-Ring ausgebildete Dichtungsmittel 44 angeordnet, die eine zuverlässige Abdichtung gewährleisten.
4 zeigt einen Schnitt entsprechend der Schnittlinie IV-IV in 3, woraus der ein Ventilelement aufnehmende Innenraum 22 und der von diesem abzweigende, in die äußere Umgebung führende Kanal 46 ersichtlich sind. An den Kanal 46 kann beispielsweise ein ölablassschlauch oder dergleichen angeschlossen werden.
Bezugszeichenliste

2: Wand
4: Oberes Ablassventil
6: Unteres Ablassventil
8: Kanal
10: Hauptölraum
12: Innenraum
14: Ventilelement
16: Bohrung
18: Bohrung
20: Ventilelement
22: Innenraum
24: Innenwand
26: Gewindemittel
28: Absatz
30: Innere Stirnseite
32: Sprengring
34: Absatz
36: O-Ring
38: Ausdrehsicherung
40: Innere Stirnseite
42: Ventilsitz
44: Dichtungsmittel
46: Kanal

Claims

Ablassventil zum Ablassen einer Flüssigkeit aus einem Behälter oder dergleichen, umfassend eine eine Verdickung der Behälterwand (2) durchsetzende, im wesentlichen zylindrische Öffnung mit einem an deren außenseitigem Ende ausgebildeten, mit einem Innengewinde versehenen Gewindeabschnitt, einem daran anschließenden, im Durchmesser vergrößerten Innenraum, in welchen ein Kanal mündet, und einem dem Innenraum gegenüber im Durchmesser abgesetzten, in den Behälter mündenden Innenabschnitt, wobei der Absatz zwischen Innenraum und Innenabschnitt als Sitz für eine zugeordnete Stirnfläche des Ventilelementes dient, wobei der Innenabschnitt als glatte Bohrung (16) ausgebildet ist, und der Absatz (28) zwischen Innenraum (12, 22) und Bohrung (16) einerseits sowie die innere Stirnseite (30) des Ventilelementes (14) andererseits als zusammenwirkende, bei einer Verstellung des Ventilelementes sich kontinuierlich öffnende bzw. schließende Ventilsitze ausgebildet sind; dadurch gekennzeichnet, dass am Ventilelement (14) einerseits und im Innenraum (12) andererseits zusammenwirkende Anschlagmittel (32, 34) ausgebildet sind, welche den Verstellweg des Ventilelementes (14) in einer vorgegebenen maximalen Öffnungsstellung begrenzen.
Ablassventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (18) als Zulauf aus dem Inneren des Behälters und der Kanal (46) als Ablauf in die äußere Umgebung dienen und ausgebildet sind.
Ablassventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (12) als Zulauf aus einem separaten, ersten Behälterbereich und die Bohrung (16) als Ablauf in einen zweiten Behälterbereich dienen und ausgebildet sind.
Ablassventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagmittel einen am Außenumfang des Ventilelementes (14) angeordneten Sprengring (32) und einen damit zusammenwirkenden, an einer Innenwand (24) des Innenraumes ausgebildeten Absatz (34) umfassen.
Ablassventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer Innenwand (24) des Innenraumes und dem Ventilelement (14) Dichtungsmittel zur Abdichtung des Innenraumes (12) nach außen vorgesehen sind.
Ablassventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsmittel wenigstens einen am Außenumfang des Ventilelementes (14) angeordneten, an der Innenwand (24) des Innenraumes anliegenden O-Ring (36) umfassen.
Ablassventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der inneren Stirnwand (40) des Ventilelementes (20) und dem Ventilsitz (42) elastische Dichtungsmittel (44) vorgesehen sind.