DE102019106725A1

DE102019106725A1 - Ventilvorrichtung

Info

Publication number: DE102019106725A1
Application number: DE102019106725.1A
Authority: DE
Inventors: Noriyuki Inagaki
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-06-29
Filing date: 2019-03-18
Publication date: 2020-01-02
Also published as: JP7115070B2; JP2020003023A; US11002365B2; US20200003310A1

Abstract

Ein Ventilelement (20) ist in einem Fluidkanal (12) beweglich zum Öffnen oder Schließen desselben vorgesehen. Ein Dichtring (30) ist beweglich an einer ventilseitigen Ringnut (26) montiert, die in einem äußeren Umfangsabschnitt (25) des Ventilelements (20) ausgebildet ist. Ein Fluidaustrittsabschnitt (34) ist auf einer stromabwärtsseitigen Ringoberfläche (32) des Dichtrings (30) ausgebildet. Ein vertiefter Abschnitt (34) ist als Fluidaustrittsabschnitt ausgebildet und befindet sich in einer radialen Innenposition eines Dichtflächenabschnitts (39), der ein Teil der stromabwärtsseitigen Ringfläche (32) ist und eng mit einer stromabwärtsseitigen Nutfläche (263) der ventilseitigen Ringnut (26) in Kontakt steht, wenn das Ventilelement (20) in eine geschlossene Position bewegt wird. Das Fluid strömt von einer stromaufwärtigen Seite zu einer stromabwärtigen Seite durch den Fluidaustrittsabschnitt (34), wenn das Ventilelement (20) in eine geöffnete Ventilstellung bewegt wird, so dass verhindert wird, dass der Dichtring (30) aus der ventilseitigen Ringnut (26) austritt.

Description

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Ventilvorrichtung zum Öffnen und Schließen eines von Gas durchströmten Fluidkanals.
Eine Ventilvorrichtung ist aus dem Stand der Technik bekannt, nach der ein Fluidkanal für das Gas durch ein Ventilelement geöffnet oder geschlossen wird, das beweglich im Fluidkanal untergebracht und darin gedreht wird. Eine Ventilvorrichtung des Stands der Technik, die beispielsweise in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2016-211678 offenbart ist, weist eine Dichtungsstruktur zum Abdichten eines Spaltes zwischen einem Außenumfang eines Ventilelements und einer inneren Umfangsfläche eines Fluidkanals auf, wenn sich das Ventilelement in einer geschlossenen Ventilstellung bzw. einer Ventilschließposition befindet. In der Dichtungsstruktur ist ein aus Harz bestehender und in C-Buchstabenform geformter Dichtring beweglich in eine am Außenumfang des Ventilelements ausgebildete Ringnut bzw. ringförmige Nut eingepasst.
In der Ventilvorrichtung des vorstehenden Standes der Technik kann der Dichtring jedoch aus der Ringnut des Ventilelements herauskommen, wenn das Ventilelement aus der geschlossenen Position des Ventils in eine geöffnete Position des Ventils bewegt wird. Denn der Dichtring wird durch den Druck des in die Ringnut strömenden Gases in radialer Richtung nach außen gedehnt. Da die Steifigkeit des aus dem Harz gefertigten Dichtringes bei hohen Temperaturen geringer wird, kann sich der Dichtring durch den Druck des in die Ringnut strömenden Gases leicht verformen. Im Vergleich des aus dem Harz gefertigten Dichtringes mit einem Dichtring aus Metall kann der aus dem Harz gefertigte Dichtring leichter aus der Ringnut herauskommen. Es ist daher notwendig, den Dichtring, der beweglich in die Ringnut des Ventilelements eingesetzt ist, effektiv daran zu hindern, leicht aus der Ringnut herauszukommen. Dieser Punkt gilt nicht nur für den aus dem Harz bestehenden Dichtring, sondern auch für den aus dem Metall bestehenden Dichtring.
Die vorliegende Offenbarung erfolgt im Hinblick auf den oben genannten Punkt. Es ist Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Ventilvorrichtung vorzusehen, nach der ein Dichtring nicht leicht aus einem Ventilelement herauskommt oder herausfällt, wenn das Ventilelement in eine geöffnete Position des Ventils bewegt wird.
Gemäß einem der Merkmale der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Ventilvorrichtung das Folgende:

ein Ventilelement (20, 20c, 20f, 20g, 20h, 20i, 20j, 20k), das beweglich in einem Fluidkanal (12) zum Öffnen und Schließen des Fluidkanals (12) aufgenommen ist;
einen Dichtring (30, 30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f, 30i), der an einem äußeren Umfangsabschnitt (25) des Ventilelements vorgesehen ist, um einen Spalt zwischen dem Ventilelement und dem Fluidkanal abzudichten, wenn das Ventilelement in eine geschlossene Position bewegt wird; und
einen Fluidaustrittsabschnitt (34, 34a - 34e, 251f - 251k), der entweder im Ventilelement oder im Dichtring in bzw. an einer solchen Position ausgebildet ist, dass das Fluid nicht von einer stromaufwärts gerichteten Seite zu einer stromabwärts gerichteten Seite des Ventilelements durch den Fluidaustrittsabschnitt strömen kann, wenn das Ventilelement in eine geschlossene Ventilstellung bewegt wird, aber das Fluid von der stromaufwärts gerichteten Seite zur stromabwärts gerichteten Seite durch den Fluidaustrittsabschnitt strömen kann, wenn das Ventilelement in eine offene Ventilstellung bewegt wird.

Da das Fluid von der stromaufwärts gelegenen Seite zur stromabwärts gelegenen Seite durch den Fluidaustrittsabschnitt strömen kann, wenn das Ventilelement in die geöffnete Position des Ventils bewegt wird, kann der Fluiddruck des Fluids, das in eine Ringnut (26, 330) fließt, die entweder im Ventilelement oder im Dichtring ausgebildet ist und den Dichtring in radialer Richtung nach außen drückt, verkleinert werden. Dadurch ist es möglich, ein Aufweiten des Dichtringes in radialer Richtung nach außen zu verhindern und zu verhindern, dass der Dichtring aus der Ringnut des Ventilelements herauskommt oder herausfällt.
Die vorstehende und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen deutlich werden. Es zeigt/es zeigen die Zeichnung / die Figuren das Folgende:

1 ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine allgemeine Struktur einer Ventilvorrichtung zeigt, auf die die vorliegende Offenbarung angewendet wird;
2 ist eine schematisch vergrößerte Querschnittsansicht, die relevante Abschnitte der Ventilvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt, wobei 2 die Querschnittsansicht entlang einer Linie II-II in 3 in einem geschlossenen Zustand des Ventils zeigt;
3 ist eine schematische Vorderansicht eines Dichtringes gemäß der ersten Ausführungsform;
4 ist eine schematische Draufsicht, die einen Passabschnitt des Dichtrings der ersten Ausführungsform zeigt;
5 ist eine schematische Querschnittsansicht zur Erläuterung einer Funktion des Dichtrings der ersten Ausführungsform, wenn ein Ventilelement in eine geöffnete Position bewegt wird;
6 ist eine schematische Querschnittsansicht zur Erläuterung der Funktionsweise eines Dichtringes in einem Vergleichsbeispiel, wenn sich ein Ventilelement in seiner geöffneten Position befindet;
7 ist eine schematische Vorderansicht eines Dichtringes gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
8 ist eine schematische Querschnittsansicht entlang einer Linie VIII-VIII in 7 zur Erläuterung einer Funktion des Dichtringes der zweiten Ausführungsform, wenn sich ein Ventilelement in seiner geöffneten Position befindet;
9 ist eine schematische Vorderansicht eines Dichtringes gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
10 ist eine schematische Querschnittsansicht entlang einer Linie X-X in 9 zur Erläuterung einer Funktion des Dichtringes der dritten Ausführungsform, wenn sich ein Ventilelement in seiner geöffneten Position befindet;
11 ist eine schematische Vorderansicht eines Dichtringes gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
12 ist eine schematische Querschnittsansicht entlang einer Linie XII-XII in 11 zur Erklärung einer Funktion des Dichtringes der vierten Ausführungsform, wenn sich ein Ventilelement in seiner geschlossenen Position befindet;
13 ist eine schematische Querschnittsansicht zur Erklärung der Funktionsweise des Dichtrings der vierten Ausführungsform, wenn sich das Ventilelement in seiner geöffneten Position befindet;
14 ist eine schematische Vorderansicht eines Dichtringes gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
15 ist eine schematische Querschnittsansicht entlang einer Linie XV-XV in 14 zur Erläuterung einer Funktion des Dichtringes der fünften Ausführungsform, wenn sich ein Ventilelement in seiner geöffneten Position befindet;
16 ist eine schematische Vorderansicht eines Dichtringes gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
17 ist eine schematische Querschnittsansicht entlang einer Linie XVII-XVII in 16 zur Erklärung einer Funktion des Dichtringes der sechsten Ausführungsform, wenn sich ein Ventilelement in seiner geöffneten Position befindet;
18 ist eine schematische Vorderansicht eines Dichtringes und eines Ventilelements gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
19 ist eine schematische Querschnittsansicht entlang einer Linie XIX-XIX in 18 zur Erklärung der Funktionsweise des Dichtringes und des Ventilelements der siebten Ausführungsform, wenn sich das Ventilelement in seiner geöffneten Position befindet;
20 ist eine schematische Vorderansicht eines Dichtringes und eines Ventilelements gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
21 ist eine schematische Querschnittsansicht entlang einer Linie XXI-XXI in 20 zur Erläuterung einer Funktion des Dichtringes und des Ventilelements der achten Ausführungsform, wenn sich das Ventilelement in seiner geöffneten Position befindet;
22 ist eine schematische Vorderansicht eines Dichtringes und eines Ventilelements gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
23 ist eine schematische Querschnittsansicht entlang einer Linie XXIII-XXIII in 22 zur Erläuterung einer Funktion des Dichtringes und des Ventilelements der neunten Ausführungsform, wenn sich das Ventilelement in seiner geöffneten Position befindet;
24 ist eine schematische Vorderansicht eines Ventilelements gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
25 ist eine schematische Querschnittsansicht entlang einer Linie XXV-XXV in 24 zur Erläuterung einer Funktion des Dichtringes und des Ventilelements der zehnten Ausführungsform, wenn sich das Ventilelement in seiner geöffneten Position befindet;
26 ist eine schematische Vorderansicht eines Ventilelements gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
27 ist eine schematische Querschnittsansicht entlang einer Linie XXVII-XXVII in 26 zur Erläuterung einer Funktion des Dichtringes und des Ventilelements der elften Ausführungsform, wenn sich das Ventilelement in seiner geöffneten Position befindet;
28 ist eine schematische Vorderansicht eines Ventilelements gemäß einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung; und
29 ist eine schematische Querschnittsansicht entlang einer Linie XXIX-XXIX in 28 zur Erklärung der Funktionsweise des Dichtringes und des Ventilelements der zwölften Ausführungsform, wenn sich das Ventilelement in seiner geöffneten Position befindet.

Die vorliegende Offenbarung wird nachfolgend anhand einer Mehrzahl von Ausführungsformen beziehungsweise Modifikationen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert werden. Dieselben Bezugszeichen werden für gleiche oder ähnliche Strukturen und/oder Abschnitte verwendet, um wiederholte Erklärungen zu vermeiden.
(Erste Ausführungsform)
Eine Ventilvorrichtung 10, auf die die vorliegende Offenbarung angewendet wird, wird mit Bezug auf 1 erläutert. Die Ventilvorrichtung 10 beinhaltet einen von Gas durchströmten Fluidkanal 12, der durch eine Drehbewegung eines Ventilelements 20 geöffnet und geschlossen wird. Die Ventilvorrichtung 10 ist beispielsweise in einem Abgassystem eines Verbrennungsmotors (im Folgenden der Motor; nicht näher dargestellt) vorgesehen und auf eine Abgasrückführvorrichtung (im Folgenden die AGR-Vorrichtung) zum Steuern einer Abgasmenge (die auch als AGR-Gas bezeichnet wird) aufgebracht, die über einen AGR-Kanal (der Fluidkanal 12) in ein Ansaugsystem des Motors zurückgeführt werden soll. Wie vorstehend beschrieben, rezirkuliert die Ventilvorrichtung 10 einen Teil des Abgases von einem Abgaskanal zu einem Ansaugluftkanal des Motors als das AGR-Gas. Die Ventilvorrichtung 10 weist eine in 1 dargestellte Struktur auf.
Die Ventilvorrichtung 10 weist ein Ventilgehäuse 11, ein Sensorgehäuse 14 und so weiter auf.
Das Ventilgehäuse 11 ist aus Metall, wie beispielsweise einer Aluminiumlegierung, im Druckgussverfahren gefertigt. Das Ventilgehäuse 11 weist in seinem Inneren den Fluidkanal 12 auf, durch den das AGR-Gas vom Abgaskanal zum Ansaugluftkanal des Motors strömt. Ein Düsenelement 13 ist an einer Innenwandfläche des Fluidkanals 12 befestigt. Das Düsenelement 13 ist aus Metall, z.B. Edelstahl (z.B. SUS), gefertigt, das eine hohe Wärmebeständigkeit und hohe Korrosionsbeständigkeit aufweist. Eine innere Umfangsfläche 13a des Düsenelements 13 bildet einen Teil der Innenwandfläche des Fluidkanals 12. Das Ventilgehäuse 11 trägt bzw. lagert das Ventilelement 20 beweglich so, dass das Ventilelement 20 im Fluidkanal 12 gedreht wird, um einen Öffnungsgrad des Ventilelements 20 einzustellen. Das Ventilgehäuse 11 nimmt einen Elektromotor zum Drehen des Ventilelements 20 auf. Aus Gründen der Einfachheit ist der Elektromotor in 1 nicht dargestellt.
Das Ventilelement 20, das über eine Welle 15 mit dem Elektromotor (nicht dargestellt) verbunden ist, ist beweglich im Düsenelement 13 untergebracht. Das Ventilelement 20 ist eine so genannte Butterflyklappe bzw. Drosselklappe mit einer Scheibenform. Das Ventilelement 20 ändert einen Öffnungsbereich des Düsenelements 13 (einen Öffnungsbereich des Fluidkanals 12) abhängig von einer Drehposition der Welle 15. Das Ventilelement 20 wird nämlich zusammen mit der Welle 15 gedreht, um seinen Öffnungsgrad im Düsenelement 13 des Fluidkanals 12 einzustellen. Das Ventilelement 20 ist aus Metall, wie beispielsweise der Aluminiumlegierung, dem Edelstahl (SUS) oder dergleichen, oder kann aus Harz, wie beispielsweise PPS (Polyphenylensulfid), PTFE (Polytetrafluorethylen), PEEK (Polyetheretherketon) oder dergleichen hergestellt sein.
Das Ventilelement 20 ist über einen drehzahlreduzierenden Mechanismus mit mehreren Gängen mit dem Elektromotor verbunden. Mit anderen Worten, das Drehmoment des Elektromotors wird durch den Drehzahlreduzierungsmechanismus erhöht und auf das Ventilelement 20 übertragen. Genauer gesagt, besteht der Untersetzungsmechanismus aus einem Motorgetriebe (nicht dargestellt), das integral mit dem Elektromotor gedreht ist, einem Zwischengetriebe (nicht dargestellt), das von dem Motorgetriebe gedreht wird, und einem Endstufengetriebe 16, das von dem Zwischengetriebe gedreht wird. Die Drehzahl des Elektromotors wird durch eine Kombination dieser Getriebe reduziert. Die Welle 15 wird integral mit dem Endstufengetriebe 16 gedreht.
In der Ventilvorrichtung 10 ist eine Rückstellfeder 17 zum Vorspannen des Ventilelements 20 in Ventilschließrichtung vorgesehen. Die Rückstellfeder 17 besteht aus einer einzigen Schraubenfeder, wobei eine Schraubenfeder nur in eine Richtung gewickelt ist. Die Rückstellfeder 17 ist koaxial zur Welle 15 an einer die Welle 15 umgebenden Position angeordnet. Die Rückstellfeder 17 wird an einer Position zwischen dem Ventilgehäuse 11 und dem Endstufengetriebe 16 montiert, um eine Vorspannkraft zum Vorspannen des Ventilelements 20 nur in Ventilschließrichtung zu erzeugen. Wie vorstehend beschrieben, werden das Endstufengetriebe 16 und die zugehörigen Teile gegen die Federvorspannkraft der Rückstellfeder 17 gedreht.
Das Sensorgehäuse 14 ist aus Kunststoff gefertigt und beherbergt einen Sensor 18 zum Erfassen des Öffnungsgrades des Ventilelements 20. Der Sensor 18 besteht beispielsweise aus einem berührungslosen Positionssensor zum Erfassen des Öffnungsgrades des Ventilelements 20 basierend auf dem Erfassen eines Drehwinkels der Welle 15. Ein Flanschabschnitt des Sensorgehäuses 14 ist an einem Flanschabschnitt des Ventilgehäuses 11 befestigt und diese sind durch Schrauben fest miteinander verbunden.
Wie in 2 dargestellt, ist in einem äußeren Umfangsabschnitt 25 des Ventilelements 20 in seiner gesamten Umfangsrichtung eine ventilseitige Ringnut 26 ausgebildet. In die Ringnut 26 wird ein Dichtring 30 eingesetzt. Der Dichtring 30 dichtet einen Spalt zwischen der äußeren Umfangsfläche 25a des Ventilelements 20 und der inneren Umfangsfläche 13a des Düsenelements 13 ab, wenn sich das Ventilelement 20 in seiner geschlossenen Position befindet. Genauer gesagt, wird ein äußerer Umfangsabschnitt 35 des Dichtringes 30 in radialer Richtung nach außen aus einer äußeren Umfangsfläche 25a des äußeren Umfangsabschnitts 25 des Ventilelements 20 herausgehoben, während ein innerer Umfangsabschnitt 33 des Dichtringes 30 in radialer Richtung nach innen in die Ringnut 26 eingesetzt wird.
Wie in den 3 und 4 dargestellt, ist der Dichtring 30 in einer flachen Scheibenringform ausgebildet. Der Dichtring 30 besteht aus dem Harz, wie z.B. PPS, PTFE, PEEK usw.
3 zeigt den Dichtring 30 in axialer Richtung von einer stromabwärts gerichteten Seite zu einer stromaufwärts gerichteten Seite in 2. In 3 kreuzen sich eine Ein-Punkt-Kettenlinie in horizontaler Richtung und eine weitere Ein-Punkt-Kettenlinie in vertikaler Richtung rechtwinklig an einem Kreuzungspunkt, was einem Punkt auf einer Mittellinie des Dichtrings 30 und des Ventilelements 20 entspricht. 2 zeigt einen Querschnitt des Dichtringes 30 und einen Teil des Ventilelements 20 (einschließlich des äußeren Umfangsabschnitts 25) auf einer Ebene entlang einer Linie II-II in 3. Eine linke Seite in 2 ist die stromaufwärts gerichtete bzw. stromabwärtige Seite, während eine rechte Seite die stromabwärts gerichtete stromaufwärtige Seite ist.
Wie in den 3 und 4 dargestellt, ist im Dichtring 30 ein Passabschnitt 36 ausgebildet, so dass der Dichtring 30 in radialer Auswärtsrichtung (in Durchmesserausdehnungsrichtung) elastisch expandiert werden kann. Jedes der Umfangsenden 36a und 36b des Dichtringes 30 am Passabschnitt 36 ist in Umfangsrichtung voneinander getrennt. Mit anderen Worten, ein Durchmesser des Dichtringes 30 kann erweitert werden, wenn der Dichtring 30 an der Ringnut 26 des Ventilelements 20 montiert wird. Der Durchmesser des Dichtringes 30 wird danach reduziert, so dass der Dichtring 30 in die Ringnut 26 des Ventilelements 20 eingesetzt und in dieser aufgenommen wird.
Wie in den 3 und 4 dargestellt, sind an jedem Umfangsende 36a/36b des Dichtrings 30 ein vorstehender Abschnitt 361 und ein Aufnahmeabschnitt 362 ausgebildet. Der an einem der Umfangsenden (z.B. einem rechten Ende 36a) ausgebildete Vorsprungsabschnitt 361 wird in Umfangsrichtung des Dichtringes 30 zum anderen Umfangsende (einem linken Ende 36b) hin projiziert, während der an dem einen Umfangsende (dem rechten Ende 36a) ausgebildete Aufnahmeabschnitt 362 den Vorsprungsabschnitt 361 des anderen Umfangsendes (dem linken Ende 36b) aufnimmt. Gemäß der obigen Struktur wird der Dichtring 30 ganz bzw. vollständig in der Umfangsrichtung in die Ringnut 26 eingesetzt. Mit anderen Worten, wie in 3 dargestellt, überlappen sich die Umfangsenden 36a und 36b des Passabschnitts 36 (die vorstehenden Abschnitte 361 und die Aufnahmeabschnitte 362) nicht nur in Umfangsrichtung, sondern auch in axialer Richtung und einer radialen Richtung, wenn sich das Ventilelement 20 in der geschlossenen Position befindet. Die Form des Passabschnitts 36 ist in den 3 und 4 als Beispiel dargestellt, ist aber nicht auf die Form der Zeichnungen beschränkt. Die Form des Passabschnitts 36 kann auf verschiedene Weise verändert werden, sofern sich jedes Umfangsende 36a mit dem anderen Umfangsende 36b in Umfangsrichtung, in Axialrichtung und in Radialrichtung überlappt.
Wie in 2 dargestellt, wird der Dichtring 30 durch eine Druckdifferenz, die zwischen dem Fluiddruck auf der stromaufwärts gerichteten Seite und dem Fluiddruck auf der stromabwärts gerichteten Seite des Ventilelements 20 erzeugt wird, in axialer Richtung zur stromabwärts gerichteten Seite gedrückt, wenn sich das Ventilelement 20 in der geschlossenen Position des Ventils befindet. In einem geschlossenen Ventilzustand ist ein Teil 39 einer stromabwärtsseitigen Ringfläche 32 (im Folgenden ein axialseitiger Dichtflächenabschnitt 39) des Dichtringes 30 fest mit einer stromabwärtsseitigen Nutfläche 263 der ventilseitigen Ringnut 26 verbunden. Daher wird im geschlossenen Zustand des Ventils ein Fluidstrom von der stromaufwärts gelegenen Seite zur stromabwärts gelegenen Seite durch einen radialen Innenraum 26a, der in der Ringnut 26 zwischen dem inneren Umfangsabschnitt 33 des Dichtrings 30 und einem Nutbodenabschnitt 261 der Ringnut 26 ausgebildet ist, abgeschnitten. Der Fluiddruck im radialen Innenraum 26a zwischen dem inneren Umfangsabschnitt 33 und dem Nutgrundabschnitt 261 wird dadurch erhöht.
In einem Verfahren, bei dem sich das Ventilelement 20 in die geschlossene Position des Ventils bewegt, strömt das Fluid durch einen radial äußeren Raum zwischen einer äußeren Umfangsfläche 35a des äußeren Umfangsabschnitts 35 des Dichtrings 30 und der inneren Umfangsfläche 13a des Düsenelements 13. Der Fluiddruck am radial-außenliegenden Raum wird dadurch verringert. Dadurch wird der Dichtring 30 in radialer Auswärtsrichtung um die Druckdifferenz zwischen dem Fluiddruck im radialen Innenraum 26a der Ringnut 26 (auf der Seite des inneren Umfangsabschnitts 33) und dem Fluiddruck im radial äußeren Raum zwischen der äußeren Umfangsfläche 35a des Dichtrings 30 und der inneren Umfangsfläche 13a des Düsenelements 13 (auf der Seite des äußeren Umfangsabschnitts 35) erweitert. Daher ist die äußere Umfangsfläche 35a des äußeren Umfangsabschnitts 35 des Dichtrings 30 fest mit der inneren Umfangsfläche 13a des Düsenelements 13 verbunden, wenn das Ventilelement 20 in die geschlossene Position des Ventils bewegt wird. Die äußere Umfangsfläche 35a wirkt als Dichtfläche und wird auch als radialseitiger Dichtflächenabschnitt 35a bezeichnet.
Gemäß der obigen Struktur ist nicht nur der axialseitige Dichtflächenabschnitt 39 des Dichtringes 30 fest mit der stromabwärtsseitigen Nutfläche 263 der Ringnut 26 des Ventilelements 20 in axialer Richtung in Kontakt, sondern auch der radialseitige Dichtflächenabschnitt 35a des Dichtringes 30 ist fest mit der inneren Umfangsfläche 13a des Düsenelements 13 in radialer Richtung in Kontakt. Wie vorstehend wird ein radialer Spalt zwischen dem Ventilelement 20 und dem Düsenelement 13 durch den Dichtring 30 abgedichtet, wenn das Ventilelement 20 in die geschlossene Position bewegt wird.
Bei dem obigen Verfahren, dass sich das Ventilelement 20 in die geschlossene Position des Ventils bewegt, der Dichtring 30 in radialer Richtung nach außen expandiert und jedes der Umfangsenden 36a und 36b am Passabschnitt 36 in Umfangsrichtung vom anderen Umfangsende weg bewegt wird. Überlappende Abschnitte zwischen den beiden Umfangsenden 36a und 36b werden jedoch durch die Druckdifferenzen in axialer Richtung und in radialer Richtung eng miteinander in Kontakt gebracht. Dementsprechend ist es möglich zu verhindern, dass das Fluid von der stromaufwärts gerichteten Seite zur stromabwärts gerichteten Seite durch einen am Passabschnitt 36 zu bildenden Spalt strömt.
Wie in den 2 und 3 dargestellt, werden auf der stromabwärtsseitigen Ringoberfläche 32 des Dichtringes 30 mehrere vertiefte Abschnitte 34 gebildet und jeder der vertieften Abschnitte 34 befindet sich in einer radialen Innenposition des axialseitigen Dichtflächenabschnitts 39. Jeder der vertieften Abschnitte 34 ist in axialer Richtung von der stromabwärtsseitigen Ringfläche 32 ausgespart und in radialer Richtung von einer inneren Umfangsfläche 33a des inneren Umfangsabschnitts 33 nach außen ausgespart bzw. vertieft. Die mehreren vertieften Abschnitte 34 sind in Umfangsrichtung des Dichtringes 30 in gleichen Abständen angeordnet. Die vertieften Abschnitte 34 sind an Umfangsaußenpositionen des Passabschnitts 36 ausgebildet, so dass der vertiefte Abschnitt 34s an Positionen, die in Umfangsrichtung vom Passabschnitt 36 beabstandet sind, angeordnet ist. In der vorliegenden Ausführungsform sind sechs vertiefte bzw. ausgesparte Abschnitte 34 ausgebildet. Wie nachstehend erläutert, haben die vertieften Abschnitte 34 eine Funktion, um zu verhindern, dass der Dichtring 30 in radialer Richtung nach außen aus der ventilseitigen Ringnut 26 des Ventilelements 20 herauskommt, wenn das Ventilelement 20 in die geöffnete Position des Ventils bewegt wird.
In einem in 6 dargestellten Vergleichsbeispiel weist ein Dichtring 30R keine Struktur auf, die den vertieften Abschnitten 34 der ersten Ausführungsform entspricht. Der Dichtring 30R wird in radialer Auswärtsrichtung durch die Druckdifferenz zwischen dem Fluiddruck im radialen Innenraum am inneren Umfangsabschnitt 33 und dem Fluiddruck im radialen Außenraum am äußeren Umfangsabschnitt 35 erweitert, wenn das Ventilelement 20 in die geöffnete Position des Ventils bewegt wird, da es in einem geöffneten Zustand wie der inneren Umfangsfläche 13a des Düsenelements 13 im geschlossenen Zustand des Ventils keinen begrenzenden Abschnitt gibt. Dann kann der innere Umfangsabschnitt 33 des Dichtringes 30R möglicherweise aus der ventilseitigen Ringnut 26 herauskommen. Wenn der Dichtring 30R aus der Ringnut 26 herausgekommen ist, kann ein Teil des Dichtrings 30R in einen Spalt zwischen dem Ventilelement 20 und dem Düsenelement 13 gesteckt werden und die Ventilvorrichtung kann außer Betrieb gesetzt werden.
Andererseits weist der Dichtring 30 der vorliegenden Ausführungsform, wie in den 2 bis 5 dargestellt, die vertieften Abschnitte 34 auf. Die vertieften Abschnitte 34 sind im geschlossenen Zustand des Ventils, wie in 2 dargestellt, vollständig in der Ringnut 26 untergebracht, so dass das Fluid nicht durch die vertieften Abschnitte 34 fließen kann. Wenn das Ventilelement 20 in die geöffnete Position des Ventils bewegt wird, wird der Dichtring 30 in radialer Richtung nach außen erweitert. Anschließend werden die vertieften Abschnitte 34 entsprechend in radialer Auswärtsrichtung bewegt und ein Teil der vertieften Abschnitte 34 tritt aus der Ringnut 26 aus, wie in 5 dargestellt. Dadurch kann das Fluid von der stromaufwärts gelegenen Seite zur stromabwärts gelegenen Seite durch den radialen Innenraum 26a am inneren Umfangsabschnitt 33 und durch die vertieften Abschnitte 34 strömen, wie durch einen Pfeil einer durchgezogenen Linie in 5 angezeigt. Dementsprechend ist es möglich, den Anstieg des Fluiddrucks im radialen Innenraum 26a am inneren Umfangsabschnitt 33 des Dichtringes 30 zu verhindern, bevor der Dichtring 30 aus der Ringnut 26 herauskommt. Mit anderen Worten, die Druckdifferenz zwischen dem radialen Innenraum 26a am inneren Umfangsabschnitt 33 und dem radialen Außenraum am äußeren Umfangsabschnitt 35 kann verkleinert werden, um dadurch zu verhindern, dass der Dichtring 30 aus der Ringnut 26 herauskommt.
Der vertiefte Abschnitt 34 entspricht „einem Fluidaustrittsabschnitt“, der an einer Position angrenzend an den inneren Umfangsabschnitt 33 des Dichtrings 30 (an der radialen Innenposition des axialseitigen Dichtflächenabschnitts 39) gebildet ist, durch den das Fluid von der stromaufwärtigen Seite des Düsenelements 13 zur stromabwärtigen Seite des Düsenelements 13 strömt, wenn das Ventilelement 20 in die geöffnete Position des Ventils bewegt wird.
Wie vorstehend erläutert, werden die mehreren vertieften Abschnitte 34 in gleichen Abständen in Umfangsrichtung des Dichtrings 30 gebildet. Dadurch ist es möglich, den Fluiddruck im radialen Innenraum 26a am inneren Umfangsabschnitt 33 entlang der Umfangsrichtung gleichmäßig zu verringern und dadurch zu verhindern, dass der Dichtring 30 in radialer Richtung nach außen aus der Ringnut 26 herauskommt.
Darüber hinaus werden, wie vorstehend erläutert, die vertieften Abschnitte 34 an den Umfangsaußenpositionen des Passabschnitts 36 gebildet, so dass die vertieften Abschnitte 34 an Positionen außerhalb des Passabschnitts 36 in Umfangsrichtung angeordnet sind. Der Passabschnitt 36 ist so ausgebildet, dass der Dichtring 30 in radialer Auswärtsrichtung aufgeweitet werden kann. Daher ist die Steifigkeit des Passabschnitts 36 geringer als die des anderen Abschnitts des Dichtrings 30. In einem Fall, dass der vertiefte Abschnitt 34 an der Position des Passabschnitts 36 gebildet wurde, kann die Steifigkeit des Passabschnitts 36 wesentlich geringer werden. Dann wird der Dichtring 30, insbesondere die Umfangsenden 36a und 36b, leicht in radialer Auswärtsrichtung aufgeweitet und dadurch kann der Dichtring 30 leichter aus der Ringnut 26 herauskommen. In der obigen Sichtweise ist es vorzuziehen, die vertieften Abschnitte 34 an solchen Positionen (die Umfangsaußenpositionen) zu bilden, die vom Passabschnitt 36 in Umfangsrichtung getrennt sind.
Da sich dagegen jedes der Umfangsenden 36a und 36b des Dichtringes 30 am Passabschnitt 36 leicht in radialer Auswärtsrichtung dehnen lässt, entspricht das Umfangsende 36a/36b einem solchen Abschnitt, der leicht in radialer Auswärtsrichtung aus der Ringnut 26 herauskommen kann. In diesem Gesichtspunkt ist es vorzuziehen, den vertieften Abschnitt 34 an einer solchen Position näher am Passabschnitt 36 in Umfangsrichtung zu bilden, um dadurch den Fluiddruck in der Ringnut 26, der auf die Umfangsenden 36a und 36b anzuwenden ist, im geöffneten Zustand des Ventils so weit wie möglich zu verringern.
Daher ist es vorzuziehen, die vertieften Abschnitte 34 an den umlaufenden Außenpositionen des Passabschnitts 36 in Umfangsrichtung zu bilden, aber einen der vertieften Abschnitte 34 (einen dem Passabschnitt 36 am nächsten liegenden vertieften Abschnitt) an einer solchen Position nicht im Passabschnitt 36, sondern so weit wie möglich näher am Passabschnitt 36 zu positionieren. Der nächstgelegene vertiefte Abschnitt kann an jeder Umfangsseite des Passabschnitts 36 ausgebildet werden. Dadurch wird es möglich, nicht nur die Abnahme der Steifigkeit des Dichtringes 30 am Passabschnitt 36 zu unterdrücken, sondern auch zu verhindern, dass der Dichtring 30 (insbesondere die Umfangsenden 36a und 36b) aus der Ringnut 26 herauskommt.
So ist es beispielsweise vorzuziehen, jeden der nächstgelegenen vertieften Abschnitte 34 an der Umfangsaußenposition des Passabschnitts 36 in Umfangsrichtung, aber in einem solchen Winkelbereich zu lokalisieren, der kleiner als 90 Grad von einer Bezugslinie ist, die die Mittelachse des Dichtrings 30 mit dem Passabschnitt 36 verbindet. Darüber hinaus ist es vorzuziehen, den nächstgelegenen vertieften Abschnitt 34 nicht nur an der Umfangsaußenposition des Passabschnitts 36, sondern auch in einem anderen Winkelbereich kleiner als 45 Grad von der Bezugslinie zu lokalisieren. Alternativ ist es weiterhin vorzuziehen, den nächstgelegenen vertieften Abschnitt 34 an der Umfangsaußenposition des Passabschnitts 36 zu lokalisieren, jedoch in einem weiteren Winkelbereich kleiner als 30 Grad von der Bezugslinie.
Wie vorstehend erläutert, ist der Dichtring 30 aus dem Harz gefertigt. Daher ist es möglich, den Dichtring 30 mit dem Passabschnitt 36 und den vertieften Abschnitten 34 einfach aus Harzmaterial herzustellen.
(Zweite Ausführungsform)
Eine Ventilvorrichtung 10a einer zweiten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die 7 und 8 erläutert. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass der Dichtring 30 der ersten Ausführungsform durch einen Dichtring 30a ersetzt wird.
Wie in den 7 und 8 dargestellt, weist der Dichtring 30a der zweiten Ausführungsform an den Stellen der vertieften Abschnitte 34 der ersten Ausführungsform mehrere ausgesparte Abschnitte bzw. vertiefte Abschnitte 34a auf. Jeder der ausgesparten Abschnitte 34a durchläuft den Dichtring 30a in axialer Richtung. Der ausgesparte Ausschnitt 34a entspricht dem „Fluidaustrittsabschnitt“. Der Dichtring 30a besteht aus dem Harz in gleicher Weise wie der Dichtring 30 der ersten Ausführungsform.
8 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie VIII-VIII in 7 und zeigt den Dichtring 30a und einen Teil des Ventilelements 20 einschließlich des äußeren Umfangsabschnitts 25 davon.
Wie in 8 dargestellt, strömt das Fluid im Dichtring 30a mit den ausgesparten Abschnitten 34a durch die ausgesparten Abschnitte 34a des Dichtrings 30a von der stromaufwärts gerichteten Seite zur stromabwärts gerichteten Seite, wenn das Ventilelement 20 in die geöffnete Position des Ventils bewegt wird, bevor der Dichtring 30a in radialer Richtung nach außen erweitert wird und in radialer Richtung nach außen aus der ventilseitigen Ringnut 26 austritt. Gemäß der Ventilvorrichtung 10a der zweiten Ausführungsform ist es möglich, zu verhindern, dass der Dichtring 30a aus der Ringnut 26 austritt, ebenso wie die Ventilvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform mit dem Dichtring 30. Da die ausgesparten Abschnitte 34a den Dichtring 30a in axialer Richtung durchlaufen, kann das Fluid zudem im Vergleich der ausgesparten Abschnitte 34a mit den vertieften Abschnitten 34 der ersten Ausführungsform von der stromaufwärts gerichteten Seite zur stromabwärts gerichteten Seite fließen. Dadurch ist es möglich, den Fluiddruck im radialen Innenraum 26a der Ringnut 26 am inneren Umfangsabschnitt 33 des Dichtringes 30a effektiver zu verringern.
Die Anordnung der ausgesparten Abschnitte 34a an der radialen Innenposition des axialseitigen Dichtflächenabschnitts 39 sowie die Anordnung der ausgesparten Abschnitte 34a in gleichen Abständen in Umfangsrichtung in der Ventilvorrichtung 10a der zweiten Ausführungsform ist gleich der der vertieften Abschnitte 34 in der Ventilvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform. Daher kann die Ventilvorrichtung 10a die im Wesentlichen gleichen Vorteile erhalten wie die Ventilvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform. Da der Dichtring 30a aus dem Harz besteht, ist es ebenfalls möglich, den Dichtring 30a problemlos herzustellen.
(Dritte Ausführungsform)
Eine Ventilvorrichtung 10b einer dritten Ausführungsform wird anhand der 9 und 10 erläutert. Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass der Dichtring 30 der ersten Ausführungsform durch einen Dichtring 30b ersetzt wird.
Wie in den 9 und 10 dargestellt, weist der Dichtring 30b der dritten Ausführungsform an den Stellen der vertieften Abschnitte 34 der ersten Ausführungsform mehrere Durchgangslochabschnitte 34b auf. Jeder der Durchgangslochabschnitte 34b durchläuft den Dichtring 30b in axialer Richtung. Der Durchgangslochabschnitt 34b entspricht dem „Fluidaustrittsabschnitt“. Der Dichtring 30b besteht aus dem Harz in gleicher Weise wie der Dichtring 30 der ersten Ausführungsform.
10 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie X-X in 9 und zeigt den Dichtring 30b und einen Teil des Ventilelements 20 einschließlich des äußeren Umfangsabschnitts 25 davon.
Wie in 10 dargestellt, strömt das Fluid im Dichtring 30b mit den Durchgangslochabschnitten 34b durch die Durchgangslochabschnitte 34b des Dichtrings 30b von der stromaufwärts gerichteten Seite zur stromabwärts gerichteten Seite, wenn das Ventilelement 20 in die geöffnete Position des Ventils bewegt wird, bevor der Dichtring 30b in radialer Richtung nach außen erweitert wird und in radialer Richtung nach außen aus der ventilseitigen Ringnut 26 austritt. Gemäß der Ventilvorrichtung 10b der dritten Ausführungsform ist es möglich zu verhindern, dass der Dichtring 30b aus der Ringnut 26 austritt, ebenso wie die Ventilvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform mit dem Dichtring 30. Da die Durchgangslochabschnitte 34b den Dichtring 30b in axialer Richtung durchlaufen, kann das Fluid zudem im Vergleich der Durchgangslochabschnitte 34b mit den vertieften Abschnitten 34 der ersten Ausführungsform glatter bzw. besser von der stromaufwärts gerichteten Seite zur stromabwärts gerichteten Seite fließen. Dadurch ist es möglich, den Fluiddruck im radialen Innenraum 26a der Ringnut 26 am inneren Umfangsabschnitt 33 des Dichtringes 30b effektiver zu verringern. Darüber hinaus ist es in der dritten Ausführungsform mit den Durchgangslochabschnitten 34b möglich, die Abnahme der Steifigkeit des Dichtringes 30b im Vergleich der Durchgangslochabschnitte 34b mit den vertieften Abschnitten 34 der ersten Ausführungsform oder den ausgesparten Abschnitten 34a der zweiten Ausführungsform effektiver zu unterdrücken.
Die Anordnung (an der radialen Innenposition des axialseitigen Dichtflächenabschnitts 39) und die Anordnung (in gleichen Abständen in Umfangsrichtung) der Durchgangslochabschnitte 34b in der Ventilvorrichtung 10b der dritten Ausführungsform sind identisch mit denen der vertieften Abschnitte 34 in der Ventilvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform. Daher kann die Ventilvorrichtung 10b der dritten Ausführungsform die im Wesentlichen gleichen Vorteile erhalten wie die Ventilvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform. Da der Dichtring 30b aus dem Harz besteht, ist es auch möglich, den Dichtring 30b problemlos herzustellen.
(Vierte Ausführungsform)
Eine Ventilvorrichtung 10c einer vierten Ausführungsform wird anhand der 11 bis 13 erläutert. Die vierte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass jedes der Ventilelemente 20 und der Dichtring 30 der ersten Ausführungsform durch ein Ventilelement 20c und einen Dichtring 30c ersetzt werden.
Wie in den 11 bis 13 dargestellt, ist das Ventilelement 20c scheibenförmig und der Dichtring 30c ringförmig ausgebildet. Wie in 12 dargestellt, ist am inneren Umfangsabschnitt 33 des Dichtrings 30c eine ringseitige Ringnut 330 bzw. ringförmige Nut 330 ausgebildet. Die ringseitige Ringnut 330 weist einen rechteckigen Querschnitt auf, der in radialer Richtung nach außen von der inneren Umfangsfläche 33a ausgespart bzw. vertieft ist. 12 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XII-XII in 11 und zeigt den Dichtring 30c und einen Teil des Ventilelements 20c einschließlich des äußeren Umfangsabschnitts 25 davon.
Das Ventilelement 20c ist aus dem Metall in gleicher Weise wie das Ventilelement 20 der ersten Ausführungsform hergestellt. Der Dichtring 30c besteht aus dem Harz in gleicher Weise wie der Dichtring 30 der ersten Ausführungsform.
Wie in 12 dargestellt, wird der äußere Umfangsabschnitt 25 des Ventilelements 20c in die ringseitige Ringnut 330 eingesetzt. Wie in 11 dargestellt, ist im Dichtring 30c ein Passabschnitt 360 vorgesehen, der dem Passabschnitt 36 der ersten Ausführungsform ähnlich ist. Bei der Montage des Dichtringes 30c an das Ventilelement 20c wird der Dichtring 30c in radialer Auswärtsrichtung so aufgeweitet, dass beide Umfangsenden des Dichtringes 30c am Passabschnitt 360 in Umfangsrichtung voneinander getrennt sind. Der Durchmesser des Dichtringes 30c wird reduziert, nachdem der äußere Umfangsabschnitt 25 des Ventilelements 20c in die ringseitige Ringnut 330 eingesetzt wurde.
Wie in 12 dargestellt, wird der Dichtring 30c durch den Fluiddruck in axialer Richtung zur Abströmseite bzw. zur stromabwärtigen Seite gedrückt, wenn sich das Ventilelement 20c in der geschlossenen Position des Ventils befindet. Ein Teil einer stromaufwärtsseitigen Nutfläche 332 der ringseitigen Ringnut 330 (im Folgenden auch als axialseitiger Dichtflächenabschnitt 39 bezeichnet) steht fest in Kontakt mit einer stromaufwärtsseitigen Ventilfläche 21 des Ventilelements 20c am äußeren Umfangsabschnitt 25. Darüber hinaus wird der Dichtring 30c in radialer Auswärtsrichtung um die Druckdifferenz zwischen dem Fluiddruck am inneren Umfangsabschnitt 33 und dem Fluiddruck am äußeren Umfangsabschnitt 35 des Dichtrings 30c erweitert. Daher ist die äußere Umfangsfläche 35a (die als radialseitiger Dichtflächenabschnitt wirkt) des äußeren Umfangsabschnitts 35 des Dichtrings 30c fest mit der inneren Umfangsfläche 13a des Düsenelements 13 in Kontakt.
Gemäß der obigen Struktur ist nicht nur der axialseitige Dichtflächenabschnitt 39 der stromaufwärtsseitigen Nutfläche 332 der ringseitigen Ringnut 330 fest mit der stromaufwärtsseitigen Ventilfläche 21 des Ventilelements 20c in axialer Richtung in Kontakt, sondern auch der radialseitige Dichtflächenabschnitt 35a am äußeren Umfangsabschnitt 35 des Dichtringes 30c ist eng bzw. fest bzw. dichtend mit der inneren Umfangsfläche 13a des Düsenelements 13a in radialer Richtung in Kontakt, wenn sich das Ventilelement 20c in der geschlossenen Position des Ventils befindet. Die Funktion des Passabschnitts 360 der vorliegenden Ausführungsform ist die gleiche wie die des Passabschnitts 36 der ersten Ausführungsform.
Wie in den 11 und 12 dargestellt, werden an der stromaufwärtsseitigen Nutfläche 332 der ringseitigen Ringnut 330 an radialen Innenpositionen des axialseitigen Dichtflächenabschnitts 39 des Dichtrings 30c, ähnlich wie bei den vertieften Abschnitten 34 der ersten Ausführungsform, mehrere vertiefte Abschnitte 34c gebildet. Die radiale Innenposition ist eine Position, die dem inneren Umfangsabschnitt 33 näher liegt als der axialseitige Dichtflächenabschnitt 39 in radialer Richtung. Wie in 12 dargestellt, ist der axialseitige Dichtflächenabschnitt 39 mit der stromaufwärtsseitigen Ventilfläche 21 in Kontakt und dadurch werden die vertieften Abschnitte 34c geschlossen. Das Fluid kann nicht von der stromaufwärtsseitigen zur stromabwärtsseitigen Seite durch die vertieften Abschnitte 34c strömen bzw. es wird verhindert dass das Fluid derart strömt, wenn das Ventilelement 20c in die geschlossene Position des Ventils bewegt wird.
Wie in 13 dargestellt, kann das Fluid, wenn das Ventilelement 20c in die geöffnete Position des Ventils bewegt wird, in axialer Richtung von der stromaufwärts gelegenen Seite zur stromabwärts gelegenen Seite durch einen in der ringseitigen Ringnut 330a ausgebildeten radialen Innenraum 330a und durch die vertieften Abschnitte 34c strömen, bevor der Dichtring 30c in radialer Richtung nach außen gedehnt wird und dadurch der Dichtring 30c aus dem Ventilelement 20c austritt. Dementsprechend ist es möglich, den Fluiddruck im radialen Innenraum 330a zu verringern, der in der ringseitigen Ringnut 330 zwischen einem Nutgrundabschnitt 331 des Dichtringes 30c und dem äußeren Umfangsabschnitt 25 des Ventilelements 20c gebildet ist. Daher ist es möglich, die Druckdifferenz zwischen dem Fluiddruck am inneren Umfangsabschnitt 33 und dem Nutgrundabschnitt 331 und dem Fluiddruck am äußeren Umfangsabschnitt 35 des Dichtrings 30c kleiner zu machen bzw. zu gestalten. Dadurch ist es möglich, zu verhindern, dass der Dichtring 30c aus dem Ventilelement 20c herauskommt. Der vertiefte bzw. ausgesparte Abschnitt 34c entspricht dem Fluidaustrittsabschnitt.
In der Ventilvorrichtung 10c der vierten Ausführungsform sind die Anordnung der vertieften Abschnitte 34c an der radialen Innenposition des axialseitigen Dichtflächenabschnitts 39 und die Anordnung der vertieften Abschnitte 34c in den gleichen Abständen in Umfangsrichtung identisch mit denen der vertieften Abschnitte 34 in der Ventilvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform. Daher kann die Ventilvorrichtung 10c der vierten Ausführungsform die im Wesentlichen gleichen Vorteile erhalten wie die Ventilvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform. Da der Dichtring 30c aus dem Harz besteht, ist es ebenfalls möglich, den Dichtring 30c problemlos herzustellen.
(Fünfte Ausführungsform)
Eine Ventilvorrichtung 10d einer fünften Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die 14 und 15 erläutert. Die fünfte Ausführungsform unterscheidet sich von der vierten Ausführungsform dadurch, dass der Dichtring 30c der vierten Ausführungsform durch einen Dichtring 30d ersetzt wird.
Wie in den 14 und 15 dargestellt, werden im Dichtring 30d anstelle und an Stellen der vertieften Abschnitte 34c der vierten Ausführungsform mehrere ausgesparte Abschnitte 34d gebildet. Jeder der ausgesparten Abschnitte 34d durchläuft einen stromaufwärtsseitigen Wandabschnitt des Dichtringes 30d, wie der Ausschnitt 34a des Dichtringes 30a der zweiten Ausführungsform (8). Der ausgesparte Abschnitt 34d entspricht dem Fluidaustrittsabschnitt. Der Dichtring 30d besteht aus dem Harz in gleicher Weise wie der Dichtring 30c der vierten Ausführungsform (11 bis 13).
15 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XV-XV in 14 und zeigt den Dichtring 30d und einen Teil des Ventilelements 20c einschließlich des äußeren Umfangsabschnitts 25 davon.
Wie in 15 dargestellt, ist es möglich zu verhindern, dass der Dichtring 30d aus dem Ventilelement 20c herauskommt, wenn das Ventilelement 20c in die geöffnete Position des Ventils bewegt wird, ebenso wie der Dichtring 30c der vierten Ausführungsform (13). In dem Dichtring 30d mit den ausgesparten Abschnitten 34d ist es möglich, den auf den inneren Umfangsabschnitt 33 und den Nutgrundabschnitt 331 aufgebrachten Fluiddruck in ähnlicher Weise wie die ausgesparten Abschnitte 34a der zweiten Ausführungsform (8) oder die vertieften Abschnitte 34c der vierten Ausführungsform (13) zu verringern. Darüber hinaus kann der Fluiddruck durch die ausgesparten Abschnitte 34d effektiver verringert werden als durch die vertieften Abschnitte 34c der vierten Ausführungsform (13).
In der Ventilvorrichtung 10d der fünften Ausführungsform sind die Lage der ausgesparten Abschnitte 34d (an der radialen Innenlage des axialseitigen Dichtflächenabschnitts 39) und die Anordnung der ausgesparten Abschnitte 34d (in gleichen Abständen in Umfangsrichtung) gleich denen der vertieften Abschnitte 34c in der Ventilvorrichtung 10c der vierten Ausführungsform. Daher kann die Ventilvorrichtung 10d der fünften Ausführungsform die im Wesentlichen gleichen Vorteile erhalten wie die Ventilvorrichtung 10c der vierten Ausführungsform. Da der Dichtring 30d aus dem Harz besteht, ist es ebenfalls möglich, den Dichtring 30d problemlos herzustellen.
(Sechste Ausführungsform)
Eine Ventilvorrichtung 10e einer sechsten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die 16 und 17 erläutert. Die sechste Ausführungsform unterscheidet sich von der vierten Ausführungsform dadurch, dass der Dichtring 30c der vierten Ausführungsform durch einen Dichtring 30e ersetzt wird.
Wie in den 16 und 17 dargestellt, werden im Dichtring 30e anstelle und an Stellen der vertieften Abschnitte 34c der vierten Ausführungsform mehrere Durchgangslochabschnitte 34e gebildet (11-13). Jeder der Durchgangslochabschnitte 34e durchläuft den stromaufwärtsseitigen Wandabschnitt des Dichtringes 30e, wie der Durchgangslochabschnitt 34b des Dichtringes 30b der dritten Ausführungsform (10). Der Durchgangslochabschnitt 34e entspricht dem Fluidaustrittsabschnitt. Der Dichtring 30e besteht aus dem Harz in gleicher Weise wie der Dichtring 30c der vierten Ausführungsform.
17 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XVII-XVII in 16 und zeigt den Dichtring 30e und einen Teil des Ventilelements 20c einschließlich des äußeren Umfangsabschnitts 25 davon.
Wie in 17 dargestellt, ist es möglich zu verhindern, dass der Dichtring 30e aus dem Ventilelement 20c herauskommt, wenn das Ventilelement 20c in die geöffnete Position des Ventils bewegt wird. In dem Dichtring 30e mit den Durchgangslochabschnitte 34e ist es möglich, den auf den inneren Umfangsabschnitt 33 und den Nutbodenabschnitt 331 aufgebrachten Fluiddruck in ähnlicher Weise wie die Durchgangslochabschnitte 34b der dritten Ausführungsform (10) oder die vertieften Abschnitte 34c der vierten Ausführungsform (13) zu verringern. Darüber hinaus kann der Fluiddruck durch die Durchgangslochabschnitte 34e effektiver verringert werden als durch die vertieften Abschnitte 34c der vierten Ausführungsform (13). Darüber hinaus ist es in der sechsten Ausführungsform mit den Durchgangslochabschnitten 34e möglich, eine Verringerung der Steifigkeit des Dichtringes 30e zu unterdrücken, wenn man die Durchgangslochabschnitte 34e mit den vertieften Abschnitten 34c der vierten Ausführungsform (13) oder den ausgesparten Abschnitten 34d der fünften Ausführungsform vergleicht (15).
In der Ventilvorrichtung 10e der sechsten Ausführungsform sind die Position der Durchgangslochabschnitte 34e (an der radialen Innenposition des axialseitigen Dichtflächenabschnitts 39) und die Anordnung der Durchgangslochabschnitte 34e (in gleichen Abständen in Umfangsrichtung) identisch mit denen der vertieften Abschnitte 34c in der Ventilvorrichtung 10c der vierten Ausführungsform. Daher kann die Ventilvorrichtung 10e der sechsten Ausführungsform die im Wesentlichen gleichen Vorteile erhalten wie die Ventilvorrichtung 10c der vierten Ausführungsform. Da der Dichtring 30e aus dem Harz besteht, ist es ebenfalls möglich, den Dichtring 30e einfach herzustellen.
(Siebte Ausführungsform)
Eine Ventilvorrichtung 10f einer siebten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die 18 und 19 erläutert. Die siebte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass der Dichtring 30 und das Ventilelement 20 der ersten Ausführungsform jeweils durch einen Dichtring 30f und ein Ventilelement 20f ersetzt sind.
Wie in den 18 und 19 dargestellt, ist jede Struktur des Dichtringes 30f und des Ventilelements 20f im Wesentlichen identisch mit der des Dichtringes 30 und des Ventilelements 20 der ersten Ausführungsform. In der siebten Ausführungsform werden mehrere vertiefte Abschnitte 251f als die Fluidaustrittsabschnitte in der stromabwärtsseitigen Nutfläche 263 der ventilseitigen Ringnut 26 gebildet, anstelle der im Dichtring 30 der ersten Ausführungsform ausgebildeten vertieften Abschnitte 34. Genauer gesagt, ist jeder der vertieften Abschnitte 251f in einem stromabwärtsseitigen Wandabschnitt ausgebildet, nämlich in der stromabwärtsseitigen Nutfläche 263 des äußeren Umfangsabschnitts 25 des Ventilelements 20f. Darüber hinaus ist der vertiefte Abschnitt 251f in einer radial-außenliegenden Position eines axialseitigen Dichtflächenabschnitts 269 auf der stromabwärtsseitigen Nutfläche 263 ausgebildet. Der Dichtring 30f wird durch den Fluiddruck in axialer Richtung zur stromabwärtsseitigen Nutfläche 263 gedrückt, wenn das Ventilelement 20f in die Ventilschließposition bewegt wird und die stromabwärtsseitige Ringfläche 32 des Dichtringes 30f fest mit dem axialseitigen Dichtflächenabschnitt 269 des Ventilelements 20f in Kontakt steht. Die mehreren vertieften Abschnitte 251f sind in gleichen Abständen in Umfangsrichtung des Ventilelements 20f angeordnet. Jeder der vertieften Abschnitte 251f ist in axialer Richtung nach unten von der stromabwärtsseitigen Nutfläche 263 und in radialer Richtung nach innen von der äußeren Umfangsfläche 25a des äußeren Umfangsabschnitts 25 ausgespart bzw. vertieft. Jeder der mehreren vertieften Abschnitte 251f befindet sich an einer Umfangsaußenposition eines Nutabschnitts entsprechend dem Passabschnitt 36 des Dichtrings 30f.
19 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XIX-XIX in 18 und zeigt den Dichtring 30f und einen Teil des Ventilelements 20f einschließlich des äußeren Umfangsabschnitts 25 davon.
Wie in 19 dargestellt, kann das Fluid in der Struktur des Ventilelements 20f mit den vertieften Abschnitten 251f von der stromaufwärts gelegenen Seite zur stromabwärts gelegenen Seite durch die in der ventilseitigen Ringnut 26 ausgebildeten vertieften Abschnitte 251f strömen, bevor der Dichtring 30f aus der ventilseitigen Ringnut 26 austritt, wenn das Ventilelement 20f in die geöffnete Position des Ventils bewegt wird. Dadurch ist es möglich, zu verhindern, dass der Dichtring 30f aus der ventilseitigen Ringnut 26 des Ventilelements 20f austritt, ebenso wie die Ventilvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform mit dem Dichtring 30.
In der Ventilvorrichtung 10f der siebten Ausführungsform sind die Lage der vertieften Abschnitte 251f (an der radial-außenliegenden Position des axialseitigen Dichtflächenabschnitts 269) und die Anordnung der vertieften Abschnitte 251f (in gleichen Abständen in Umfangsrichtung) ähnlich denen der vertieften Abschnitte 34 in der Ventilvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform. Daher kann die Ventilvorrichtung 10f der siebten Ausführungsform die im Wesentlichen gleichen Vorteile umsetzen, wie die Ventilvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform.
(Achte Ausführungsform)
Eine Ventilvorrichtung 10g einer achten Ausführungsform wird anhand der 20 und 21 erläutert. Die achte Ausführungsform unterscheidet sich von der siebten Ausführungsform dadurch, dass das Ventilelement 20f der siebten Ausführungsform durch ein Ventilelement 20g ersetzt wird.
Wie in den 20 und 21 dargestellt, werden am stromabwärtsseitigen Wandabschnitt des äußeren Umfangsabschnitts 25 des Ventilelements 20g anstelle der vertieften Abschnitte 251f der siebten Ausführungsform mehrere ausgesparte Abschnitte 251g gebildet. Jeder der ausgesparten Abschnitte 251g durchdringt den stromabwärtsseitigen Wandabschnitt der ventilseitigen Ringnut 26 in axialer Richtung. Darüber hinaus ist jeder der ausgesparten Abschnitte 251g in radialer Innenrichtung von der äußeren Umfangsfläche 25a des äußeren Umfangsabschnitts 25 ausgespart bzw. vertieft. Der ausgesparte Ausschnitt 251g entspricht dem Fluidaustrittsabschnitt.
21 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XXI-XXI in 20 und zeigt den Dichtring 30f und einen Teil des Ventilelements 20g einschließlich des äußeren Umfangsabschnitts 25 davon.
Wie in 21 dargestellt, kann das Fluid im Ventilelement 20g mit den ausgesparten Abschnitten 251g von der stromaufwärts gerichteten Seite zur stromabwärts gerichteten bzw. stromabwärtsseitigen Seite durch die ausgesparten Abschnitte 251g strömen, die im stromabwärts gerichteten bzw. stromabwärtigen Wandabschnitt des Ventilelements 20g gebildet sind, bevor der Dichtring 30f aus der ventilseitigen Ringnut 26 austritt, wenn das Ventilelement 20g in die geöffnete Position des Ventils bewegt wird. Dadurch ist es möglich, zu verhindern, dass der Dichtring 30f aus der ventilseitigen Ringnut 26 des Ventilelements 20g austritt, ebenso wie die Ventilvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform mit dem Dichtring 30. Da der ausgesparte Ausschnitt 251g eine Struktur aufweist, in der das Fluid von der stromaufwärts gerichteten Seite zur stromabwärts gerichteten Seite leichter fließen kann als der vertiefte Abschnitt 251f, ist es möglich, den Fluiddruck im radialen Innenraum 26a der ventilseitigen Ringnut 26a, die auf den inneren Umfangsabschnitt 33 des Dichtrings 30f aufgebracht ist, effektiver zu verringern.
In der Ventilvorrichtung 10g der achten Ausführungsform sind die Position bzw. Lage der ausgesparten Abschnitte 251g (an der radial-außenliegenden Lage des axialseitigen Dichtflächenabschnitts 269) und die Anordnung der ausgesparten Abschnitte 251g (in gleichen Abständen in Umfangsrichtung) gleich denjenigen der vertieften Abschnitte 251f in der Ventilvorrichtung 10f der siebten Ausführungsform. Daher kann die Ventilvorrichtung 10g der achten Ausführungsform die im Wesentlichen gleichen Vorteile umsetzen, wie die Ventilvorrichtung 10f der siebten Ausführungsform.
(Neunte Ausführungsform)
Eine Ventilvorrichtung 10h einer neunten Ausführungsform wird anhand der 22 und 23 erläutert. Die neunte Ausführungsform unterscheidet sich von der siebten Ausführungsform dadurch, dass das Ventilelement 20f der siebten Ausführungsform durch ein Ventilelement 20h ersetzt wird.
Wie in den 22 und 23 dargestellt, werden im stromabwärtsseitigen Wandabschnitt des äußeren Umfangsabschnitts 25 des Ventilelements 20h anstelle der vertieften Abschnitte 251f der siebten Ausführungsform mehrere Durchgangslochabschnitte 251h gebildet. Jeder der Durchgangslochabschnitte 251h durchläuft den stromabwärtsseitigen Wandabschnitt der ventilseitigen Ringnut 26 in axialer Richtung. Der Durchgangslochabschnitt 251h entspricht dem Fluidaustrittsabschnitt.
23 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XXIII-XXIII in 22 und zeigt den Dichtring 30f und einen Teil des Ventilelements 20h einschließlich des äußeren Umfangsabschnitts 25 davon.
Wie in 23 dargestellt, kann das Fluid in der Struktur des Ventilelements 20h mit den Durchgangslochabschnitte 251h von der stromaufwärts gerichteten bzw. stromaufwärtigen Seite zur stromabwärts gerichteten bzw. stromabwärtigen Seite durch die Durchgangslochabschnitte 251h strömen, die im stromabwärts gerichteten bzw. stromabwärtigen Wandabschnitt der ventilseitigen Ringnut 26 gebildet sind, bevor der Dichtring 30f aus der ventilseitigen Ringnut 26 austritt, wenn das Ventilelement 20h in die geöffnete Position des Ventils bewegt wird. Dadurch ist es möglich, die Druckdifferenz zwischen dem Fluiddruck am inneren Umfangsabschnitt 33 und dem Fluiddruck am äußeren Umfangsabschnitt 35 des Dichtringes 30f in gleicher Weise zu verringern wie bei der Ventilvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform mit dem Dichtring 30. Dadurch ist es möglich, zu verhindern, dass der Dichtring 30f aus der ventilseitigen Ringnut 26 des Ventilelements 20h herauskommt. Da der Durchgangslochabschnitt 251h eine Struktur aufweist, in der das Fluid von der stromaufwärts gelegenen Seite zur stromabwärts gelegenen Seite fließen kann als der vertiefte Abschnitt 251f der siebten Ausführungsform, ist es möglich, den Fluiddruck im radialen Innenraum 26a der ventilseitigen Ringnut 26a, die auf den inneren Umfangsabschnitt 33 des Dichtringes 30f aufgebracht ist, effektiver zu verringern.
In der Ventilvorrichtung 10h der neunten Ausführungsform sind die Lage der Durchgangslochabschnitte 251h (an der radial-außenliegenden Position des axialseitigen Dichtflächenabschnitts 269) und die Anordnung der Durchgangslochabschnitte 251h (in gleichen Abständen in Umfangsrichtung) identisch mit denen der vertieften Abschnitte 251f in der Ventilvorrichtung 10f der siebten Ausführungsform. Daher kann die Ventilvorrichtung 10h der neunten Ausführungsform die im Wesentlichen gleichen Vorteile erhalten wie die Ventilvorrichtung 10f der siebten Ausführungsform.
(Zehnte Ausführungsform)
Eine Ventilvorrichtung 10i einer zehnten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die 24 und 25 erläutert. Die zehnte Ausführungsform unterscheidet sich von der vierten Ausführungsform (11 und 12) dadurch, dass der Dichtring 30c und das Ventilelement 20c der vierten Ausführungsform jeweils durch einen Dichtring 30i und ein Ventilelement 20i ersetzt sind.
Wie in den 24 und 25 dargestellt, ist jede Struktur des Dichtringes 30i und des Ventilelements 20i im Wesentlichen identisch mit der des Dichtringes 30c und des Ventilelements 20c der vierten Ausführungsform. In der vorliegenden Ausführungsform werden mehrere vertiefte Abschnitte 251i als die Fluidaustrittsabschnitte in der stromaufwärtsseitigen Ventilfläche 21 des Ventilelements 20i anstelle der vertieften Abschnitte 34c gebildet, die im Dichtring 30c der vierten Ausführungsform ausgebildet sind.
Genauer gesagt, ist jeder der vertieften Abschnitte 251i in der stromaufwärtsseitigen Ventilfläche 21 am äußeren Umfangsabschnitt 25 des Ventilelements 20i ausgebildet. Der vertiefte Abschnitt 251i ist nämlich in einer radial-außenliegenden Position des axialseitigen Dichtflächenabschnitts 269 auf der stromaufwärtsseitigen Ventilfläche 21 ausgebildet. Der Dichtring 30i wird durch den Fluiddruck in axialer Richtung zur stromaufwärtsseitigen Ventilfläche 21 gedrückt, wenn das Ventilelement 20i in die Ventilschließposition bewegt wird und die stromaufwärtsseitige Nutfläche 332 des Dichtringes 30i fest mit dem axialseitigen Dichtflächenabschnitt 269 des Ventilelements 20i in Kontakt steht. Die mehreren vertieften Abschnitte 251i sind in gleichen Abständen in Umfangsrichtung des Ventilelements 20i angeordnet. Jeder der vertieften Abschnitte 251i ist in axialer Richtung nach unten von der stromaufwärtsseitigen Ventilfläche 21 und in radialer Richtung nach innen von der äußeren Umfangsfläche 25a des äußeren Umfangsabschnitts 25 ausgespart. Die mehreren vertieften Abschnitte 251i befinden sich an der Umfangsaußenposition eines Ventilabschnitts, der dem Passabschnitt 360 (nicht in den 24 und 25 dargestellt) des Dichtringes 30i entspricht, ähnlich wie die mehreren vertieften Abschnitte 251f des Ventilelements 20f in der siebten Ausführungsform.
25 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XXV-XXV in 24 und zeigt den Dichtring 30i und einen Teil des Ventilelements 20i einschließlich des äußeren Umfangsabschnitts 25 davon.
Wie in 25 dargestellt, kann das Fluid in der Struktur des Ventilelements 20i mit den vertieften Abschnitten 251i von der stromaufwärts gerichteten Seite zur stromabwärts gerichteten Seite durch die vertieften Abschnitte 251i strömen, die in der stromaufwärts gerichteten Ventilfläche 21 des Ventilelements 20i ausgebildet sind, bevor der Dichtring 30i aus dem Ventilelement 20i austritt, wenn das Ventilelement 20i in die geöffnete Position bewegt wird. Daher ist es in der Ventilvorrichtung 10i der zehnten Ausführungsform möglich, zu verhindern, dass der Dichtring 30i aus dem Ventilelement 20i austritt, ebenso wie die Ventilvorrichtung 10c der vierten Ausführungsform.
In der Ventilvorrichtung 10i der zehnten Ausführungsform sind die Lage der vertieften Abschnitte 251i (an der radial-außenliegenden Position des axialseitigen Dichtflächenabschnitts 269) und die Anordnung der vertieften Abschnitte 251i (in gleichen Abständen in Umfangsrichtung) ähnlich wie die der vertieften Abschnitte 251f in der Ventilvorrichtung 10f der siebten Ausführungsform. Daher kann die Ventilvorrichtung 10i der zehnten Ausführungsform die im Wesentlichen gleichen Vorteile erhalten wie die Ventilvorrichtung 10f der siebten Ausführungsform.
(Elfte Ausführungsform)
Eine Ventilvorrichtung 10j einer elften Ausführungsform wird anhand der 26 und 27 erläutert. Die elfte Ausführungsform unterscheidet sich von der zehnten Ausführungsform (24 und 25) dadurch, dass das Ventilelement 20i der zehnten Ausführungsform durch ein Ventilelement 20j ersetzt wird.
Wie in den 26 und 27 dargestellt, sind am äußeren Umfangsabschnitt 25 des Ventilelements 20j anstelle der vertieften bzw. ausgesparten Abschnitte 251i der zehnten Ausführungsform mehrere ausgesparte Abschnitte 251j ausgebildet. Jeder der ausgesparten Abschnitte 251j durchdringt bzw. penetriert das Ventilelement 20j in axialer Richtung. Darüber hinaus ist jeder der ausgesparten Abschnitte 251j in radialer Innenrichtung von der äußeren Umfangsfläche 25a des äußeren Umfangsabschnitts 25 ausgespart bzw. vertieft. Der ausgesparte Ausschnitt 251j entspricht dem Fluidaustrittsabschnitt.
27 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XXVII-XXVII in 26 und zeigt den Dichtring 30i und einen Teil des Ventilelements 20j einschließlich des äußeren Umfangsabschnitts 25 davon.
Wie in 27 dargestellt, kann das Fluid im Ventilelement 20j mit den ausgesparten Abschnitten 251j von der stromaufwärts gelegenen Seite zur stromabwärts gelegenen Seite durch die im Ventilelement 20j gebildeten ausgesparten Abschnitte 251j strömen, bevor der Dichtring 30i aus dem Ventilelement 20j austritt, wenn das Ventilelement 20j in die geöffnete Position des Ventils bewegt wird. Dadurch ist es möglich, zu verhindern, dass der Dichtring 30i aus dem Ventilelement 20j austritt, ebenso wie die Ventilvorrichtung 10i der zehnten Ausführungsform mit dem Dichtring 30i. Da der ausgesparte Ausschnitt 251j eine Struktur aufweist, in der das Fluid von der stromaufwärts gerichteten Seite zur stromabwärts gerichteten Seite leichter fließen kann als der vertiefte Abschnitt 251i der zehnten Ausführungsform, ist es möglich, den Fluiddruck, der auf den inneren Umfangsabschnitt 33 des Dichtrings 30i aufgebracht wird, in radialer-Auswärtsrichtung effektiver zu verringern.
In der Ventilvorrichtung 10j der elften Ausführungsform sind die Lage der ausgesparten Ausschnitte 251j (an der radial-außenliegenden Position des axialseitigen Dichtflächenabschnitts 269) und die Anordnung der Ausschnitte 251j (in gleichen Abständen in Umfangsrichtung) identisch mit denen der vertieften Abschnitte 251i in der Ventilvorrichtung 10i der zehnten Ausführungsform. Daher kann die Ventilvorrichtung 10j der elften Ausführungsform die im Wesentlichen gleichen Vorteile erhalten wie die Ventilvorrichtung 10i der zehnten Ausführungsform.
(Zwölfte Ausführungsform)
Eine Ventilvorrichtung 10k einer zwölften elften Ausführungsform wird anhand der 28 und 29 erläutert. Die zwölfte Ausführungsform unterscheidet sich von der zehnten Ausführungsform (24 und 25) dadurch, dass das Ventilelement 20i der zehnten Ausführungsform durch ein Ventilelement 20k ersetzt wird.
Wie in den 28 und 29 dargestellt, werden am äußeren Umfangsabschnitt 25 des Ventilelements 20k anstelle der vertieften Abschnitte 251i der zehnten Ausführungsform mehrere Durchgangslochabschnitte 251k gebildet. Jeder der Durchgangslochabschnitte 251k durchdringt das Ventilelement 20k in axialer Richtung. Der Durchgangslochabschnitt 251k entspricht dem Fluidaustrittsabschnitt.
29 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XXIX-XXIX in 28 und zeigt den Dichtring 30i und einen Teil des Ventilelements 20k einschließlich des äußeren Umfangsabschnitts 25 davon.
Wie in 29 dargestellt, kann das Fluid im Ventilelement 20k mit den Durchgangslochabschnitten 251k von der stromaufwärts gerichteten Seite zur stromabwärts gerichteten Seite durch die im Ventilelement 20k gebildeten Durchgangslochabschnitten 251k strömen, bevor der Dichtring 30i aus dem Ventilelement 20k austritt, wenn das Ventilelement 20k in die geöffnete Position des Ventils bewegt wird. Dadurch ist es möglich, zu verhindern, dass der Dichtring 30i aus dem Ventilelement 20k austritt, ebenso wie die Ventilvorrichtung 10i der zehnten Ausführungsform mit dem Dichtring 30i. Da der Durchgangsabschnitt 251k eine Struktur aufweist, in der das Fluid von der stromaufwärts gerichteten Seite zur stromabwärts gerichteten Seite leichter fließen kann als der vertiefte Abschnitt 251i der zehnten Ausführungsform, ist es möglich, den Fluiddruck effektiver zu verringern, der auf den inneren Umfangsabschnitt 33 des Dichtrings 30i in radialer-außen gerichteter Weise aufgebracht wird.
In der Ventilvorrichtung 10k der zwölften Ausführungsform sind die Lage der Durchgangslochabschnitte 251k (an der radial-außenliegenden Position des axialseitigen Dichtflächenabschnitts 269) und die Anordnung der Durchgangslochabschnitte 251k (in gleichen Abständen in Umfangsrichtung) identisch mit denen der vertieften Abschnitte 251i in der Ventilvorrichtung 10i der zehnten Ausführungsform. Daher kann die Ventilvorrichtung 10k der zwölften Ausführungsform die im Wesentlichen gleichen Vorteile erhalten wie die Ventilvorrichtung 10i der zehnten Ausführungsform.
(Weitere Ausführungsformen und/oder Modifikationen)
(M1) Der Dichtring ist aus dem Harz in den oben genannten Ausführungsformen hergestellt. Der Dichtring kann jedoch aus Metall, wie z.B. SUS (Edelstahl), Aluminiumlegierung usw. bestehen.
(M2) In den obigen Ausführungsformen, beispielsweise in dem in 4 dargestellten Passabschnitt 36, sind der von einem der Umfangsenden 36a zum anderen Umfangsende 36b vorstehende Vorsprungsabschnitt 361 und der Aufnahmeraum 362 zur Aufnahme des Vorsprungsabschnitts 361 des anderen Umfangsendes 36b so ausgebildet, dass die Umfangsenden 36a und 36b in axialer Richtung und in radialer Richtung miteinander überlappen. Der Dichtring kann jedoch in einer solchen Ringform mit einem Passabschnitt hergestellt werden, der den vorstehenden Abschnitt und den Aufnahmebereich nicht aufweist.
Darüber hinaus ist es in jedem der Dichtringe 30c bis 30e der vierten bis sechsten Ausführungsform oder in jedem der Dichtringe 30i der zehnten bis zwölften Ausführungsform nicht immer notwendig, den Passabschnitt vorzusehen.
(M3) In den vorstehenden Ausführungsformen sind die mehreren Fluidaustrittsabschnitte in gleichen Abständen in Umfangsrichtung angeordnet. Eine Anzahl der Fluidaustrittsabschnitte ist nicht auf die in jeder der Ausführungsformen angegebene Anzahl (z.B. 6 oder 12) beschränkt, aber es können ein oder mehrere Fluidaustrittsabschnitte gebildet werden. Es ist vorzuziehen, dass sich die Fluidaustrittsabschnitte an der Umfangsaußenposition des Passabschnitts in Umfangsrichtung befinden, wie in der ersten Ausführungsform erläutert. Andererseits ist es vorzuziehen, dass sich einer der dem Passabschnitt am nächsten liegenden Fluidaustrittsabschnitte an der Position nicht nur außerhalb des Passabschnitts, sondern auch in Umfangsrichtung näher am Passabschnitt befinden kann. So ist es beispielsweise vorzuziehen, dass sich die Fluidaustrittsabschnitte an den Positionen im Winkelbereich von 90 Grad in beiden Umfangsrichtungen von der Bezugslinie, die die Mittelachse des Ventilelements (oder des Dichtrings) mit dem Passabschnitt verbindet, befinden. Es ist besser, dass sich die Fluidaustrittsabschnitte an den umlaufenden Außenpositionen des Passabschnitts in Umfangsrichtung, aber im Winkelbereich von 45 Grad in beiden Umfangsrichtungen von der Bezugslinie, die die Mittelachse mit dem Passabschnitt verbindet, befinden. Es ist ferner vorzuziehen, dass sich die Fluidaustrittsabschnitte an den umlaufenden Außenpositionen des Passabschnitts in Umfangsrichtung, aber im Winkelbereich von 30 Grad in beiden Umfangsrichtungen von der Referenzlinie, die die Mittelachse mit dem Passabschnitt verbindet, befinden.
(M4) In den vorstehenden Ausführungsformen wird die Ventilvorrichtung auf die AGR-Vorrichtung angewendet. Die Ventilvorrichtung der vorliegenden Offenbarung kann jedoch auf eine Ventilvorrichtung jeder anderen Art zum Öffnen und Schließen eines Fluidkanals angewendet werden.
Die vorliegende Ausführungsform ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsformen beziehungsweise Modifikationen beschränkt, sondern kann auf verschiedene Arten weiter modifiziert werden, ohne sich von einem Geist der vorliegenden Offenbarung zu entfernen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2016211678 [0002]

Claims

Ventilvorrichtung, umfassend; ein Ventilelement (20), das beweglich in einem Fluidkanal (12) zum Öffnen und Schließen des Fluidkanals (12) aufgenommen ist; einen Dichtring (30, 30a, 30b), der an einem äußeren Umfangsabschnitt (25) des Ventilelements (20) zum Abdichten eines Spalts zwischen dem Ventilelement (20) und dem Fluidkanal (12) vorgesehen ist, wenn das Ventilelement (20) in eine geschlossene Position bewegt wird; eine ventilseitige Ringnut (26), die am äußeren Umfangsabschnitt (25) des Ventilelements (20) ausgebildet ist und sich in einer Umfangsrichtung vollständig entlang des äußeren Umfangsabschnitts (25) erstreckt, so dass ein innerer Umfangsabschnitt (33) des Dichtrings (30, 30a, 30b) beweglich in die ventilseitige Ringnut (26) in einer radialen Einwärtsrichtung eingesetzt ist; einen Dichtflächenabschnitt (39), der auf einer stromabwärtsseitigen Ringfläche (32) des Dichtrings (30, 30a, 30b) ausgebildet ist, wobei der Dichtflächenabschnitt (39) eng mit einer stromabwärtsseitigen Nutfläche (263) der ventilseitigen Ringnut (26) in Kontakt steht, wenn das Ventilelement (20) in die Ventilschließposition bewegt wird; und einen Fluidaustrittsabschnitt (34, 34a, 34b), der im inneren Umfangsabschnitt (33) des Dichtrings (30, 30a, 30b) an einer radialen Innenposition des Dichtflächenabschnitts (39) ausgebildet ist, so dass das Fluid von einer stromaufwärtigen Seite zu einer stromabwärtigen Seite des Ventilelements (20) durch den Fluidaustrittsabschnitt (34, 34a, 34b) strömt, wenn das Ventilelement (20) in eine offene Position des Ventils bewegt wird.
Ventilvorrichtung, umfassend; ein Ventilelement (20c), das beweglich in einem Fluidkanal (12) zum Öffnen und Schließen des Fluidkanals (12) aufgenommen ist; einen Dichtring (30c, 30d, 30e), der an einem äußeren Umfangsabschnitt (25) des Ventilelements (20c) zum Abdichten eines Spalts zwischen dem Ventilelement (20c) und dem Fluidkanal (12) vorgesehen ist, wenn das Ventilelement (20c) in eine geschlossene Position bewegt wird; eine ringseitige Ringnut (330), die an einem inneren Umfangsabschnitt (33) des Dichtrings (30c, 30d, 30e) ausgebildet ist und sich in einer Umfangsrichtung vollständig entlang des inneren Umfangsabschnitts (33) erstreckt, so dass der äußere Umfangsabschnitt (25) des Ventilelements (20c) beweglich in die ringseitige Ringnut (330) in einer radialen Auswärtsrichtung eingesetzt ist; einen Dichtflächenabschnitt (39), der auf einer stromaufwärtsseitigen Nutfläche (332) des Dichtrings (30c, 30d, 30e) ausgebildet ist, wobei der Dichtflächenabschnitt (39) fest mit einer stromaufwärtsseitigen Ventilfläche (21) des Ventilelements (20c) in Kontakt steht, wenn das Ventilelement (20c) in die geschlossene Position des Ventils bewegt wird; und einen Fluidaustrittsabschnitt (34c, 34d, 34e), der in dem inneren Umfangsabschnitt (33) eines stromaufwärtsseitigen Wandabschnitts des Dichtrings (30c, 30d, 30e) an einer radialen Innenposition des Dichtflächenabschnitts (39) ausgebildet ist, so dass das Fluid von einer stromaufwärtigen Seite zu einer stromabwärtigen Seite des Ventilelements (20c) durch den Fluidaustrittsabschnitt (34c, 34d, 34e) strömt, wenn das Ventilelement (20c) in eine geöffnete Position des Ventils bewegt wird.
Ventilvorrichtung, umfassend; ein Ventilelement (20f, 20g, 20h), das beweglich in einem Fluidkanal (12) zum Öffnen und Schließen des Fluidkanals (12) untergebracht ist; einen Dichtring (30f), der an einem äußeren Umfangsabschnitt (25) des Ventilelements (20f, 20g, 20h) zum Abdichten eines Spalts zwischen dem Ventilelement (20f, 20g, 20h) und dem Fluidkanal (12) vorgesehen ist, wenn das Ventilelement (20f, 20g, 20h) in eine geschlossene Position bewegt wird; eine ventilseitige Ringnut (26), die am äußeren Umfangsabschnitt (25) des Ventilelements (20f, 20g, 20h) ausgebildet ist und sich in einer Umfangsrichtung vollständig entlang des äußeren Umfangsabschnitts (25) erstreckt, so dass ein innerer Umfangsabschnitt (33) des Dichtrings (30f) in radialer Einwärtsrichtung beweglich in die ventilseitige Ringnut (26) eingesetzt ist; einen Dichtflächenabschnitt (269), der auf einer stromabwärtsseitigen Nutfläche (263) eines stromabwärtsseitigen Wandabschnitts des Ventilelements (20f, 20g, 20h) ausgebildet ist, wobei eine stromabwärtsseitige Ringfläche (32) des Dichtrings (30f) fest mit dem Dichtflächenabschnitt (269) in Kontakt steht, wenn das Ventilelement (20f, 20g, 20h) in die geschlossene Position bewegt wird; und einen Fluidaustrittsabschnitt (251f, 251g, 251h), der in dem stromabwärtsseitigen Wandabschnitt des Ventilelements (20f, 20g, 20h) in einer radialen Außenposition des Dichtflächenabschnitts (269) ausgebildet ist, so dass das Fluid von einer stromaufwärtigen Seite zu einer stromabwärtigen Seite des Ventilelements (20f, 20g, 20h) durch den Fluidaustrittsabschnitt (251f, 251g, 251h) strömt, wenn das Ventilelement (20f, 20g, 20h) in eine offene Ventilstellung bewegt wird.
Ventilvorrichtung, umfassend; ein Ventilelement (20i, 20j, 20k), das beweglich in einem Fluidkanal (12) zum Öffnen und Schließen des Fluidkanals (12) untergebracht ist; einen Dichtring (30i), der an einem äußeren Umfangsabschnitt (25) des Ventilelements (20i, 20j, 20k) zum Abdichten eines Spalts zwischen dem Ventilelement (20i, 20j, 20k) und dem Fluidkanal (12) vorgesehen ist, wenn das Ventilelement (20i, 20j, 20k) in eine geschlossene Position bewegt wird; eine ringseitige Ringnut (330), die an einem inneren Umfangsabschnitt (33) des Dichtrings (30i) ausgebildet ist und sich in einer Umfangsrichtung vollständig entlang des inneren Umfangsabschnitts (33) erstreckt, so dass der äußere Umfangsabschnitt (25) des Ventilelements (20i, 20j, 20k) beweglich in die ringseitige Ringnut (330) in einer radialen Auswärtsrichtung eingesetzt ist; einen Dichtflächenabschnitt (269), der auf einer stromaufwärtsseitigen Ventilfläche (21) des Ventilelements (20i, 20j, 20k) ausgebildet ist, wobei eine stromaufwärtsseitige Nutfläche (332) des Dichtrings (30i) eng mit dem Dichtflächenabschnitt (269) in Kontakt steht, wenn das Ventilelement (20i, 20j, 20k) in die geschlossene Position des Ventils bewegt wird; und einen Fluidaustrittsabschnitt (251i, 251j, 251k), der im äußeren Umfangsabschnitt (25) des Ventilelements (20i, 20j, 20k) in einer radial äußeren Position des Dichtflächenabschnitts (269) ausgebildet ist, so dass das Fluid von einer stromaufwärtigen Seite zu einer stromabwärtigen Seite des Ventilelements (20i, 20j, 20k) durch den Fluidaustrittsabschnitt (251i, 251j, 251k) strömt, wenn das Ventilelement (20i, 20j, 20k) in eine offene Ventilstellung bewegt wird.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Fluidaustrittsabschnitt (34, 34c), der in dem Dichtring (30, 30c) ausgebildet ist, aus einem vertieften Abschnitt (34, 34c) besteht, der in einer axialen Richtung des Dichtrings (30, 30c) vertieft ist und in einer radialen Richtung von einer inneren Umfangsfläche (33a) eines inneren Umfangsabschnitts (33) des Dichtrings nach außen (30, 30c) vertieft ist.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Fluidaustrittsabschnitt (34a, 34d), der in dem Dichtring (30a, 30d) ausgebildet ist, aus einem ausgesparten Abschnitt (34a, 34d) besteht, der in radialer Richtung nach außen von einer inneren Umfangsfläche (33a) eines inneren Umfangsabschnitts (33) des Dichtrings (30a, 30d) ausgespart ist und in einer axialen Richtung des Dichtrings (30a, 30d) in den Dichtring (30a, 30d) eindringt.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Fluidaustrittsabschnitt (34b, 34e), der in dem Dichtring (30b, 30e) ausgebildet ist, aus einem Durchgangslochabschnitt (34b, 34e) besteht, der den Dichtring (30b, 30e) in einer axialen Richtung des Dichtrings (30b, 30e) durchdringt.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Fluidaustrittsabschnitt (251f, 251i), der in dem Ventilelement (20f, 20i) ausgebildet ist, aus einem vertieften Abschnitt (251f, 251i) besteht, der in einer axialen Richtung des Ventilelements (20f, 20i) vertieft ist und in einer radialen Einwärtsrichtung von einer äußeren Umfangsfläche (25a) eines äußeren Umfangsabschnitts (25) des Ventilelements (20f, 20i) vertieft ist.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Fluidaustrittsabschnitt (251g, 251j), der in dem Ventilelement (20g, 20j) ausgebildet ist, aus einem Ausschnittabschnitt (251g, 251j) besteht, der das Ventilelement (20g, 20j) in einer axialen Richtung des Ventilelements (20g, 20j) durchdringt und der in einer radialen Einwärtsrichtung von einer äußeren Umfangsfläche (25a) eines äußeren Umfangsabschnitts (25) des Ventilelements (20g, 20j) vertieft ist.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Fluidaustrittsabschnitt (251h, 251k), der in dem Ventilelement (20h, 20k) ausgebildet ist, aus einem Durchgangslochabschnitt (251h, 251k) besteht, der das Ventilelement (20h, 20k) in einer axialen Richtung des Ventilelements (20h, 20k) durchdringt.
Ventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Dichtring einen Passabschnitt (36, 360) aufweist, an dem jedes der Umfangsenden (36a, 36b) in einer Umfangsrichtung des Dichtrings voneinander getrennt werden kann, so dass der Dichtring in einer radialen Auswärtsrichtung erweitert wird, und der Fluidaustrittsabschnitt, der in dem Dichtring oder dem Ventilelement ausgebildet ist, an einer Umfangsaußenposition des Passabschnitts in Umfangsrichtung angeordnet ist, jedoch in einem Winkelbereich von 90 Grad von einer Referenzlinie, die eine Mittelachse des Dichtrings mit dem Anschlussabschnitt verbindet, angeordnet ist.
Ventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei mehrere Fluidaustrittsabschnitte im Dichtring oder dem Ventilelement gebildet und in Umfangsrichtung angeordnet sind.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 12, wobei die mehreren Fluidaustrittsabschnitte in gleichen Abständen in Umfangsrichtung angeordnet sind.
Die Ventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der Dichtring aus Harz gefertigt ist.