(57)【要約】  本発明の対象は、自動車の燃料を通す管路において使用される弁（１）であって、シール座（７）と、該シール座を閉鎖する弁体（５）と、該弁体をシール座（７）に押し付ける予負荷されたばね装置（６，１６，１７）とが設けられている形式のものに関する。本発明の構成では弁体（５）が、シール座（７）に向けられた側に、９０°よりも大きな角度にわたって容積流を変向させる輪郭（１１）を有しており、該輪郭（１１）の外径がシール座（７）の直径よりも大きい。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の燃料を通す管路において使用される弁であって、シール座と、該シール座を閉鎖する弁体と、該弁体をシール座に押し付ける予負荷されたばね装置とが設けられている形式のものにおいて、弁体（５）がシール座（７）に向けられた側に、９０°よりも大きな角度にわたって容積流を変向させるための輪郭（１１）を有しており、該輪郭（１１）の外径がシール座（７）の直径よりも大きいことを特徴とする、自動車の燃料を通す管路において使用される弁。
【請求項２】
流れを変向させるための弁体（５）の輪郭（１１）が、１００°〜１７０°の角度範囲、特に１２０°〜１５０°の角度範囲で形成されている、請求項１記載の弁。
【請求項３】
弁体（５）がシール座（７）に向けられた側において半径方向外側に、流れを変向させるための環状の隆起部（１３）を有している、請求項１又は２記載の弁。
【請求項４】
環状の隆起部（１３）の半径方向内側の面（１５）が、シール座（７）と共働するシール面として形成されている、請求項３記載の弁。
【請求項５】
環状の隆起部（１３）の半径方向内側の面（１５）が、シール座（７）の形状に合わせられた領域（１８）を有している、請求項４記載の弁。
【請求項６】
環状の隆起部（１３）によって取り囲まれた弁体（５）の面（１４）が、凹面状に形成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の弁。
【請求項７】
環状の隆起部（１３）によって取り囲まれた面（１４）が、中央に配置された隆起部（１２）を有している、請求項１から５までのいずれか１項記載の弁。
【請求項８】
前記輪郭（１１）が、環状の隆起部（１３）と中央に配置された隆起部（１２）との間において連続的な経過を有している、請求項７記載の弁。
【請求項９】
弁（１）がハウジング（２）内に配置されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の弁。
【請求項１０】
ばね装置がコイルばね（６）である、請求項１から９までのいずれか１項記載の弁。
【請求項１１】
コイルばね（６）が流れ方向で見て弁体（５）の後ろに配置されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の弁。
【請求項１２】
コイルばね（６）が流れ方向で見て弁体（５）の前に配置されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の弁。
【請求項１３】
ばね装置が皿ばね（１６）である、請求項１から９までのいずれか１項記載の弁。
【請求項１４】
ばね装置が板ばね（１７）である、請求項１から９までのいずれか１項記載の弁。
【請求項１５】
板ばね（１７）がハウジング（２）に固定されている、請求項１４記載の弁。
【請求項１６】
板ばね（１７）と弁体（５）とが一体的に形成されている、請求項１４記載の弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の対象は、自動車の燃料を通す管路において使用される弁であって、シール座と、該シール座を閉鎖する弁体と、該弁体をシール座に押し付ける予負荷されたばね装置とが設けられている形式のものに関する。このような弁は、燃料管路において逆止弁又は圧力制限弁として使用される。
【０００２】
このような弁は以前から公知の従来技術である。このような公知の弁はしばしば、入口及び出口を有するハウジング内に配置されている。入口はシール座を有しており、このシール座には、予負荷されたばね装置によって押圧される弁体が座着し、これによって入口を閉鎖する。入口を通って流れる燃料はこれによって、さらに流れることを阻止される。入口における圧力が、ばね装置によって生ぜしめられる力を上回った場合に初めて、弁体はシール座から離反運動させられる。そして開放された入口を介して、燃料は弁体の周りを通って出口へと流れることができる。
【０００３】
弁体としては種々様々な円板状の部材が使用される。弁体を迂回して流れる流れを改善するために、さらに、ボール又は半球形状の部材を弁体として使用することが公知である。円板状の弁体では弁体を迂回して流れるために燃料流は９０°変向させられるのに対して、球形の弁体では燃料流は９０°よりも小さな角度だけ変向されればよい。変向によって生じる絞り損失に起因して、このような弁は上昇する特性線を有している。このことは、容積流の増大に連れて圧力が上昇することを意味する。特に、自動車の内燃機関に通じる供給管路において圧力制限装置として弁が使用される場合に、このことは大きな欠点である。それというのは、供給管路における圧力は容積流とは無関係にコンスタントであることが望まれているからである。従って公知の弁は、特性線の上昇に関連して、制限された容積流領域のためにしか使用することができない。
【０００４】
ゆえに本発明の課題は、冒頭に述べた弁を改良して、種々様々な容積流においても供給管路におけるほぼコンスタントな圧力を保証することができる弁を提供することである。さらにこの場合弁は単純な構造を有していて、簡単に組立てられることが望ましい。
【０００５】
この課題を解決するために本発明の構成では、弁体がシール座に向けられた側に、９０°よりも大きな角度にわたって容積流を変向させるための輪郭を有しており、該輪郭の外径がシール座の直径よりも大きく設定されている。
【０００６】
このような輪郭を有していると、弁体は、この弁体に作用する圧力とは逆向きに容積流を導くことになる。このように流れを変向することによって、弁体に対して付加的な衝撃力が生ぜしめられる。このような流れ変向の結果として、特にフラットな特性線を有する弁を実現することができる。このことは、圧力が容積流とはほぼ無関係にコンスタントに保たれることを意味する。本発明による弁の別の大きな利点としては、弁が単純な構造を有していて、汎用の弁以外の部材を必要としない、ということが挙げられる。
【０００７】
弁体の輪郭は有利には次のように、すなわち容積流の変向が１００°〜１７０°の角度範囲で行われるように形成されており、この角度は、流れ方向における弁体の軸線に関連したものである。
【０００８】
弁の特にフラットな特性線を形成するためには、１２０°〜１５０°の角度範囲において容積流を変向する弁体の輪郭が有利である。
【０００９】
容積流を変向させる輪郭を特に簡単に得るのに有利な構成では、弁体が、シール座に向けられた側において半径方向外側に、流れを変向させるための環状の隆起部を有している。
【００１０】
また弁の単純な構造を得るために有利な構成では、環状の隆起部の半径方向内側に位置する面が、シール面として形成されていて、シール座と共働するようになっている。これによって付加的なシール手段は不要になる。
【００１１】
しかしながらまた、良好なシール作用を得るために、半径方向内側に位置する面に、特殊な成形エレメントによって入口におけるシール座に合わせられた領域を設けることも、可能である。このような成形エレメントは例えば段部又はシールリップである。このような成形エレメントは、比較的小さなその寸法に基づいて、変向される容積流に対してほとんど流れに関する影響を及ぼさない。
【００１２】
容積流の変向を容易にするための有利な構成では、環状の隆起部によって取り囲まれる弁体の面が凹面状に形成されている。
【００１３】
容積流のさらに改善された変向は、弁体の輪郭が、環状の隆起部によって取り囲まれた面において中央に配置された隆起部を有していることによって得られる。この中央に配置された隆起部によって、弁体に衝突する容積流は半径方向外側に向かって流れ方向とは逆向きに変向される。
【００１４】
別の有利な構成では、弁体の輪郭が中央に配置された隆起部と環状の隆起部との間において連続した経過を有しており、これによって特に渦流の少ない、ひいては損失のない容積流の変向が達成される。
【００１５】
単純な構造に基づいて、弁は問題なく管路内に組み込まれることができる。ハウジングを備えた弁の構成は、さらに任意の箇所における弁の配置を可能にする。
【００１６】
特に簡単な構成ではばね装置はコイルばねである。コイルばねの直径が比較的小さいことに基づいて、弁もまた同様に小さな直径をもって構成されることができる。
【００１７】
別の利点としては、コイルばねは流れ方向で見て弁体の前にも後ろにも配置できることが挙げられる。流れ方向で見て弁体の前にコイルばねを配置すると、弁体の振動特性が小さくなるという利点が得られる。
【００１８】
本発明の別の構成では、ばね装置が皿ばねとして形成されている。皿ばねにおける側部の切欠きもしくは貫通孔は、媒体の貫流を保証する。このように構成された弁は、軸方向において特に小さな構造空間しか必要としない。
【００１９】
軸方向における長さが短い弁は、別の構成において、ばね装置が板ばねであることによって得られる。板ばねの固定は有利にはハウジングにおいて行われる。
【００２０】
次に図面を参照しながら本発明の複数の実施形態を説明する。
【００２１】
図面
図１は、本発明による弁の１実施例を示す断面図であり、
図２は、異なったばね装置及びハウジング構成をもつ弁の別の実施例を示す断面図であり、
図３は、異なったばね装置及びハウジング構成をもつ弁の別の実施例を示す断面図であり、
図４は、異なったばね装置及びハウジング構成をもつ弁の別の実施例を示す断面図であり、
図５は、異なったばね装置及びハウジング構成をもつ弁の別の実施例を示す断面図であり、
図６は、弁体及びシール座を拡大して示す断面図である。
【００２２】
図１に示された弁は、逆止弁として燃料管路内に挿入されている。この弁１はハウジング２を有しており、このハウジング２はその両端面に入口３と出口４とを有しており、入口３はハウジング２内に進入している。入口３と出口４とは燃料管路の図示されていない管路端部と接続可能である。入口３は弁体５によって閉鎖され、この弁体５はコイルばね６によって入口３におけるシール座７に押し付けられる。弁体５はそのために、シール座とは反対の側に、コイルばね６のための受容部１０を有している。弁体５とは反対側の端部において、コイルばね６はウェブ８に支持されており、このウェブ８は、燃料を貫流させるための貫通孔９を備えている。
【００２３】
シール座７に向けられた側に弁体５は所定の輪郭１１を有しており、この輪郭１１は、中央に配置された隆起部１２と半径方向外側に配置された環状の隆起部１３とによって形成される。両隆起部１２，１３は、凹面状に形成された面１４を用いて互いに結合されていて、輪郭１１が段部を有しないようになっている。弁体５の外径は入口３の外径よりも大きいので、環状の隆起部１３は弁１の閉鎖された状態において入口３を取り囲んでいる。環状の隆起部１３の内側の面１５は、入口３のシール座７に接触しているシール面として形成されている。
【００２４】
コイルばね６によって生ぜしめられる力よりも大きな圧力をもつ燃料が入口３に作用している場合には、弁体５は流れ方向に移動させられる。流入する燃料は中央の隆起部１２に衝突し、この隆起部１２によって半径方向外側に向かって導かれる。凸面状に形成された面１４は次いで燃料流を環状の隆起部１３の方向に導き、これによって燃料の流れ方向は９０°よりも大きな角度で変向される。図示の実施例では燃料流は約１５０°の角度で変向される。変向の結果、反動原理に基づいて衝撃力が弁体５に作用する。次いで燃料はハウジング２を貫流する。ウェブ８における貫通孔９を介して燃料はさらに出口４に向かって流れる。流れの経過は矢印を用いて示されている。この弁は３００ｌ/ｈの容積流に到るまでほぼコンスタントな圧力を有している。３００ｌ/ｈ〜５００ｌ/ｈの容積流では、圧力はほぼ直線的に約０.０６バールだけ上昇する。これによって弁は、３００ｌ/ｈの容積流に到るまで水平な特性線を有している。より大きな貫流量の場合に初めて、特性線の上昇が示されるが、上昇は今なお極めてフラットである。
【００２５】
図２に示されている弁１は、ほぼ図１に示された弁１の構造に相当している。異なっている点は単に弁体５の輪郭１１だけであり、この図２の実施例では中央の隆起部の代わりに凹面状に形成された面１４が配置されている。
【００２６】
図３に示された弁は半径方向の出口４を備えたハウジング２を有している。弁体５はハウジング２の壁に支承されていて、この壁には、皿ばねとして形成されたばね１６も支持されている。この構成では、貫流する燃料のための貫通孔を備えたウェブは不要である。半径方向の出口４及び皿ばね１６の使用に基づいて、弁１は軸方向において特に小さな構造空間しか必要としない。さらにこの場合組立て及び製造に関しても特に簡単な構成が得られる。
【００２７】
図４に示された弁１が図１に示された弁と異なっているのは、単に、コイルばね６が流れ方向で見て弁体５の前に配置されていることである。
【００２８】
図５に示された弁１は板ばね１７として形成されたばね装置を有しており、この場合板ばね１７と弁体５とは一体的に形成されている。板ばね１７の取付けは、ハウジング２に固定されていることによって特に簡単に行われる。
【００２９】
図６に示された弁体５は、環状の隆起部１３の内側の面１５の領域において入口３におけるシール座７をシールする。そのために内側の面は、シール座７に押し付けられる段部の形状をした領域を有しており、この段部領域はその形状に基づいて確実なシールを保証する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明による弁の１実施例を示す断面図である。
【図２】異なったばね装置及びハウジング構成をもつ弁の別の実施例を示す断面図である。
【図３】異なったばね装置及びハウジング構成をもつ弁の別の実施例を示す断面図である。
【図４】異なったばね装置及びハウジング構成をもつ弁の別の実施例を示す断面図である。
【図５】異なったばね装置及びハウジング構成をもつ弁の別の実施例を示す断面図である。
【図６】弁体及びシール座を拡大して示す断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年6月28日(2006.6.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明の対象は、自動車の燃料を通す管路において使用される弁であって、シール座と、該シール座を閉鎖する弁体と、該弁体をシール座に押し付ける予負荷されたばね装置とが設けられており、弁体がシール座に向けられた側に、９０°よりも大きな角度にわたって容積流を変向させるための輪郭を有しており、該輪郭の外径がシール座の直径よりも大きい形式のものに関する。このような弁は、燃料管路において逆止弁又は圧力制限弁として使用される。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
このような弁は以前から公知の従来技術である（ＤＥ１９７５２９６３Ａ１）。このような公知の弁はしばしば、入口及び出口を有するハウジング内に配置されている。入口はシール座を有しており、このシール座には、予負荷されたばね装置によって押圧される弁体が座着し、これによって入口を閉鎖する。入口を通って流れる燃料はこれによって、さらに流れることを阻止される。入口における圧力が、ばね装置によって生ぜしめられる力を上回った場合に初めて、弁体はシール座から離反運動させられる。そして開放された入口を介して、燃料は弁体の周りを通って出口へと流れることができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
この課題を解決するために本発明の構成では、弁体がシール座に向けられた側において半径方向外側に、流れを変向させるための環状の隆起部を有しており、しかも環状の隆起部によって取り囲まれた面に、中央に配置された隆起部が配置されている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
図面
図１は、本発明による弁の１実施例を示す断面図であり、
図２は、本発明による弁ではない弁の１例を示す断面図であり、
図３は、異なったばね装置及びハウジング構成をもつ弁の別の実施例を示す断面図であり、
図４は、異なったばね装置及びハウジング構成をもつ弁のさらに別の実施例を示す断面図であり、
図５は、板ばねを備えた弁の実施例を示す断面図であり、
図６は、弁体及びシール座を拡大して示す断面図である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
【図１】本発明による弁の１実施例を示す断面図である。
【図２】本発明による弁ではない弁の１例を示す断面図である。
【図３】異なったばね装置及びハウジング構成をもつ弁の別の実施例を示す断面図である。
【図４】異なったばね装置及びハウジング構成をもつ弁のさらに別の実施例を示す断面図である。
【図５】板ばねを備えた弁の実施例を示す断面図である。
【図６】弁体及びシール座を拡大して示す断面図である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の燃料を通す管路において使用される弁（１）であって、シール座（７）と、該シール座（７）を閉鎖する弁体（５）と、該弁体（５）をシール座に押し付ける予負荷されたばね装置（６，１７）とが設けられており、弁体（５）がシール座（７）に向けられた側に、９０°よりも大きな角度にわたって容積流を変向させるための輪郭（１１）を有しており、該輪郭（１１）の外径がシール座（７）の直径よりも大きい形式のものにおいて、弁体（５）がシール座（７）に向けられた側において半径方向外側に、流れを変向させるための環状の隆起部（１３）を有しており、しかも環状の隆起部（１３）によって取り囲まれた面（１４）が、中央に配置された隆起部（１２）を有していることを特徴とする、自動車の燃料を通す管路において使用される弁。
【請求項２】
流れを変向させるための弁体（５）の輪郭（１１）が、１００°〜１７０°の角度範囲、特に１２０°〜１５０°の角度範囲で形成されている、請求項１記載の弁。
【請求項３】
環状の隆起部（１３）の半径方向内側の面（１５）が、シール座（７）と共働するシール面として形成されている、請求項１又は２記載の弁。
【請求項４】
環状の隆起部（１３）の半径方向内側の面（１５）が、シール座（７）の形状に合わせられた領域（１８）を有している、請求項３記載の弁。
【請求項５】
環状の隆起部（１３）によって取り囲まれた弁体（５）の面（１４）が、凹面状に形成されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の弁。
【請求項６】
前記輪郭（１１）が、環状の隆起部（１３）と中央に配置された隆起部（１２）との間において連続的な経過を有している、請求項１から５までのいずれか１項記載の弁。
【請求項７】
弁（１）がハウジング（２）内に配置されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の弁。
【請求項８】
ばね装置がコイルばね（６）である、請求項１から７までのいずれか１項記載の弁。
【請求項９】
コイルばね（６）が流れ方向で見て弁体（５）の後ろに配置されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の弁。
【請求項１０】
コイルばね（６）が流れ方向で見て弁体（５）の前に配置されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の弁。
【請求項１１】
ばね装置が皿ばね（１６）である、請求項１から７までのいずれか１項記載の弁。
【請求項１２】
ばね装置が板ばね（１７）である、請求項１から７までのいずれか１項記載の弁。
【請求項１３】
板ばね（１７）がハウジング（２）に固定されている、請求項１２記載の弁。
【請求項１４】
板ばね（１７）と弁体（５）とが一体的に形成されている、請求項１２記載の弁。
【国際調査報告】
2008508481.tif 000009
2008508481.tif 000010
2008508481.tif 000011
2008508481.tif 000012