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Die
Erfindung betrifft ein Rückschlagventil, insbesondere
in einem automatisierten Schaltsystem in einem Kraftfahrzeug, nach
der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
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Automatisierte
Schaltsysteme bestehen hinsichtlich ihrer Hauptkomponenten aus konventionellen,
gegebenenfalls auch manuell betätigbaren Schaltsystemen,
bei denen das Betätigen
der Schalt- und/oder Anfahrkupplung zwischen Antriebsmotor und Getriebe
sowie das Wählen
und Schalten von Getriebegängen über entsprechende
Betätigungsmittel
automatisiert erfolgt. Diese Betätigungsmittel sind üblicherweise
als hydraulisch oder pneumatisch betätigbare Kolben-Zylinder-Anordnungen
oder als elektrische Aktuatoren ausgebildet, welche auf Stellmittel
für die
genannten Getriebefunktionen einwirken. Die Stellmittel können am
oder im Getriebe angeordnet sein.
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Zur
Ansteuerung von hydraulischen bzw. pneumatischen Betätigungsmitteln
sind Druckerzeugungs- und Steuerungsvorrichtungen notwendig, die gemäß dem Stand
der Technik eine Hydraulik- bzw. Pneumatikpumpe als Druckerzeugungsvorrichtung, einen
Druckspeicher, eine hydraulische bzw. pneumatische Steuerungseinheit
mit Steuerungsventilen und Sensoren umfassen, welche mit einer zentralen Steuerungs-
und Regelungsvorrichtung in Verbindung stehen und von dieser nach
dort abgespeicherten Steuerungs- und Regelungsfunktionen ansteuerbar
sind. Solche Druckerzeugungs- und Steuerungsvorrichtungen können unter
anderem Rückschlagventile
aufweisen.
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Rückschlagventile
sind aus dem Stand der Technik bekannt und können beispielsweise als Kugelrückschlag-,
Schieberrückschlag-
oder Lamellenventil ausgebildet sein. In Durchflussrichtung sollen Rückschlagventile
einen geringen Strömungswiderstand
aufweisen. Ein Rückflussstrom
in einer der Durchfluss richtung entgegengesetzten Richtung soll minimal
sein, um Druckrückwirkungen
auf beispielsweise Betätigungsmittel
zu vermeiden.
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In
der
EP 0 878 650 B1 ist
ein Kugelrückschlagventil
offenbart. Das Rückschlagventil
weist ein Gehäuse
auf, welches aus zwei Gehäuseteilen besteht.
Der erste Gehäuseteil
enthält
ein Führungselement
und der zweite Gehäuseteil
einen Ventilsitz. Im Gehäuse
ist eine auf dem Führungselement
bewegbare Kugel angeordnet, welche von einem Strömungsmedium mitnehmbar ist.
Das Führungselement
ist als ein zum Ventilsitz schräg
verlaufender Steg ausgebildet, an dessen Oberkante die Kugel infolge
Schwerkraft an oder in den Ventilsitz rollen kann. Eine freie axiale
Endfläche
des Führungselements
befindet sich innerhalb des ersten Gehäuseteiles und liegt zweckmäßig an einer
gegenüberliegenden
Fläche
eines Kunststoffes bzw. einer Kunststoffauskleidung des zweiten
Gehäuseteiles
an. Durch eine Ausbildung des Führungselementes
und des Ventilsitzes aus Kunststoff, wird eine leichtgängige Bewegbarkeit
der Kugel sichergestellt und bereits bei geringen Differenzdrücken ein
Durchflussstrom bzw. eine dichte Anlage der Kugel am Ventilsitz
gewährleistet.
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In
der
EP 1 125 074 B1 ist
ein Rückschlagventil
offenbart, welches ein Gehäuse
aufweist, das aus zwei Gehäuseteilen
besteht. Das zweite Gehäuseteil
ist so geformt, dass es auf das erste Gehäuseteil aufgesteckt werden
kann. Das erste Gehäuseteil weist
ein röhrenförmiges Ende
auf, welches einen Flüssigkeitseinlass
bildet, und das zweite Gehäuseteil
weist ein röhrenförmiges Ende
auf, welches einen Flüssigkeitsauslass
des Rückschlagventils
bildet. Zwischen den beiden Gehäuseteilen
befindet sich ein scheibenförmiges
Ventilteil aus Elastomer. Wenn durch den Einlass ein größerer Druck
auf das scheibenförmige
Ventilteil wirkt als durch den Auslass, dann löst sich das Ventilteil von
einem am Gehäuse angeordneten
Ventilsitz, und ein Flüssigkeitsstrom kommt
zum Fließen.
Ist der Druck durch den Auslass größer als der Druck durch den
Einlass des Ventils, dann wird das Ventilteil an eine Dichtkante
des Ventilsitzes gedrückt.
Das Rückschlagventil öffnet sich bei
niedrigem Druck und besitzt in Sperrrichtung eine hohe Dichtigkeit.
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Nachteile
des Standes der Technik sind, dass bekannte Rückschlagventile, insbesondere
Kugelrückschlagventile
und Schieberrückschlagventile, nicht
verschleißfrei
sind und dadurch ein immer größer werdender
Rückflussstrom
entstehen kann. Des Weiteren sind bekannte Rückschlagventile schmutzanfällig und
benötigen
einen großen
Bauraum, beispielsweise in einer Druckerzeugungs- und Steuerungsvorrichtung
in einem automatisierten Schaltsystem eines Kraftfahrzeuges.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rückschlagventil,
insbesondere für
ein automatisiertes Schaltsystem in einem Kraftfahrzeug darzustellen,
welches in ein weiteres Ventil integrierbar ist und die Nachteile
des Standes der Technik beseitigt.
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Die
der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch ein, auch die
kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisendes, gattungsgemäßes Rückschlagventil
gelöst.
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Aufgrund
einer kompakten Bauweise eines automatisierten Schaltsystems in
einem Kraftfahrzeug kann es zu Druckrückwirkungen auf vorhandene
Betätigungsmittel
kommen. Dies erfordert sehr dicht wirkende Rückschlagventile, welche einen
minimalen Bauraum benötigen,
um eine kompakte Bauweise des Schaltsystems aufrecht zu halten.
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Das
erfindungsgemäße Rückschlagventil
ist als hohler Körperstumpf
ausgebildet und direkt in ein Ventilgehäuse integrierbar. Beispielsweise
kann das Rückschlagventil
als hohler Kegelstumpf, Pyramidenstumpf oder in ovaler Körperform
ausgebildet sein. Vorzugsweise wird das Rückschlagventil in ein bereits
vorhandenes Ventil integriert, beispielsweise in ein Magnetventil
eines automatisierten Schaltsystems in einem Kraftfahrzeug. Das
Rückschlagventil besteht
aus einem dauerelastischen Werkstoff, beispielsweise aus einem Elastomer,
und weist einen Flansch auf. Über
diesen Flansch wird das Rückschlagventil
mit Hilfe eines Elements im Ventilgehäuse fixiert. Der Körperstumpf
weist ab einer bestimmten Körperhöhe eine
Verjüngung
des Körperquerschnitts
auf. Ab dieser Verjüngung
können
zwei gegenüberliegende
Seiten des Körperstumpfes
stärker abgeflacht
sein, wodurch eine entsprechende Form einer Körperstumpfdeckfläche entsteht.
Die Körperstumpfdeckfläche ist
mit einer Durchlassöffnung
versehen, welche beispielsweise schnittförmig ausgebildet sein kann.
Das Ventilgehäuse
weist mindestens eine Einlassöffnung
und mindestens eine Auslassöffnung
auf. Das Element zur Fixierung des Rückschlagventils im Ventilgehäuse ist
derart ausgebildet, dass es die Auslassöffnung des Ventilgehäuses nicht verschließt, beispielsweise
kann es zu den Auslassöffnungen
des Ventilgehäuses
deckungsgleiche Auslassöffnungen
aufweisen. Das Rückschlagventil
ist über
der Einlassöffnung
des Ventilgehäuses
angeordnet. Ein Durchflussstrom strömt durch die Einlassöffnung des
Ventilgehäuses,
die Durchlassöffnung an
der Körperstumpfdeckfläche des
Rückschlagventils,
die Auslassöffnung
am Ventilgehäuse
und gegebenenfalls durch die Auslassöffnung am Element zur Fixierung
des Rückschlagventils.
Das Rückschlagventil
ist so ausgebildet, dass schon ein kleiner Durchflussstrom durch
die Durchlassöffnung
fließen kann
und dabei nur ein minimaler Strömungswiderstand
vorherrscht. Entsteht ein dem Durchflussstrom in entgegengesetzter
Richtung wirkender Rückflussstrom
durch die Auslassöffnung
des Ventilgehäuses bzw.
des Elementes zur Fixierung des Rückschlagventils, welcher einen
Druck auf das Rückschlagventil
bewirkt, dann wird der hohle Körperstumpf
so verformt, dass die Durchlassöffnung
an der Körperstumpfdeckfläche dicht
macht. Somit ist gewährleistet,
dass kein bzw. nur ein minimaler, vernachlässigbarer Rückflussstrom durch die Durchlassöffnung an der
Körperstumpfdeckfläche und
somit durch die Einlassöffnung
des Ventilgehäuses
strömen
kann, wodurch Druckrückwirkungen
auf beispielsweise vorhandene Betätigungsmittel vermieden werden.
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Im
Folgenden wird das Grundprinzip der Erfindung, welche mehrere Ausführungsformen
zulässt,
an Hand einer Zeichnung beispielhaft näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 ein
Rückschlagventil,
welches in einem Ventilgehäuse
angeordnet ist und
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2 eine
Draufsicht der 1 entlang der Schnittlinie A.
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Die 1 zeigt
eine Darstellung des erfindungsgemäßen Rückschlagventils 1,
welches direkt in einem Ventilgehäuse 3 integriert ist.
Das Ventilgehäuse 3 besteht
aus einem oberen Gehäuseteil 4 und einem
unteren Gehäuseteil 5.
Das Rückschlagventil 1 ist
als hohler Kegelstumpf ausgebildet, welcher einen Flansch 2 aufweist
und aus einem dauerelastischen Werkstoff besteht, beispielsweise
aus einem Elastomer. Der Kegelstumpf weist ab einem bestimmten Durchmesser
eine stärkere
Verjüngung 16 des
Durchmessers auf. Ab dieser Verjüngung 16 sind zwei
gegenüberliegende
Seiten 17, 18 des Kegelstumpfes stärker abgeflacht,
wodurch eine entsprechende Kegelstumpfdeckfläche 19 entsteht. Die
Kegelstumpfdeckfläche 19 ist
mit einer Durchlassöffnung 15 versehen.
Das Ventilgehäuse 3 weist
eine Einlassöffnung 6 und
zwei Auslassöffnungen 7, 8 auf. Der
obere Gehäuseteil 4 des
Ventilgehäuses 3 ist
mit dem unteren Gehäuseteil 5 des
Ventilgehäuses 3 fest verbindbar,
beispielsweise über
Schraubverbindungen 12, 13. Wird der obere Gehäuseteil 4 des
Ventilgehäuses 3 mit
dem unteren Gehäuseteil 5 des
Ventilgehäuses 3 verbunden,
dann wird ein Element 9 auf den Flansch 2 des
Rückschlagventils 1 gedrückt. Hierdurch
wird das Rückschlagventil 1 im
Ventilgehäuse 3 fixiert
und eine dichtende Wirkung zwischen dem Ventilgehäuse 3 und
dem Flansch 2 erzielt. Das Rückschlagventil 1 ist über der
Einlassöffnung 6 des Ventilgehäuses 3 angeordnet.
Das Element 9 weist ebenfalls zwei Auslassöffnungen 10, 11 auf,
welche mit den Auslassöffnungen 7, 8 des
Ventilgehäuses 3 deckungs gleich
angeordnet sind. Ein Durchflussstrom 14 strömt durch
die Einlassöffnung 6 des
Ventilgehäuses 3 und
durch die Durchlassöffnung 15 an der
Kegelstumpfdeckfläche 19 des
Rückschlagventils 1.
Das Rückschlagventil 1 ist
so ausgebildet, dass schon ein kleiner Durchflussstrom 14 durch
die Durchlassöffnung 15 fließen kann.
Dieser Durchflussstrom 14 teilt sich in zwei Durchflussströme 14a, 14b auf,
welche durch die Auslassöffnungen 10, 11 des
Elementes 9 und die Auslassöffnungen 7, 8 des Ventilgehäuses 3 fließen können. Entsteht
ein dem Durchflussstrom 14a, 14b in entgegengesetzter Richtung
wirkender Rückflussstrom
durch die Auslassöffnungen 10, 11 des
Elementes 9 und die Auslassöffnungen 7, 8 des
Ventilgehäuses 3,
welcher einen Druck auf das Rückschlagventil 1 bewirkt,
dann wird der hohle Kegelstumpf derart verformt, dass die Durchlassöffnung 15 an
der Kegelstumpfdeckfläche 19 abdichtet.
Somit ist gewährleistet,
dass kein bzw. nur ein minimaler, vernachlässigbarer Rückflussstrom durch die Einlassöffnung 6 des
Ventilgehäuses 3 strömen kann.
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Die 2 zeigt
eine Draufsicht einer Ventilanordnung entlang der Schnittlinie A
in der 1. Durch ein Element 9, welches mit einem
Flansch 2 eines Rückschlagventils 1 in
Verbindung steht, wird das Rückschlagventil 1 in
einem unteren Gehäuseteil 5 eines
Ventilgehäuses 3 fixiert.
Das als hohler Kegelstumpf ausgebildete Rückschlagventil 1 weist
ab einem bestimmten Durchmesser eine stärkere Verjüngung 16 des Durchmessers
auf. Ab dieser Verjüngung 16 sind
zwei gegenüberliegende
Seiten 17, 18 des Kegelstumpfes stärker abgeflacht,
wodurch eine entsprechende Kegelstumpfdeckfläche 19 entsteht. Die
Kegelstumpfdeckfläche 19 weist
eine Durchlassöffnung 15 auf.
Durch die Auslassöffnungen 10, 11 im Element 9 und
die Auslassöffnungen 7, 8 im
unteren Gehäuseteil 5 des
Ventilgehäuses 3 kann
ein entsprechender Durchflussstrom fließen.
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Das
erfindungsgemäße Rückschlagventil 1 kann
auf engem Bauraum ausgebildet und in ein Ventilgehäuse 3 integriert
werden, beispielsweise in ein bereits vorhandenes Magnetventil in
einem automatisierten Schaltsystem in einem Kraftfahrzeug. Schon
bei geringen Druckrückwirkungen
weist das Rückschlagventil
eine extrem hohe Dichtigkeit auf. Im Vergleich zu anderen Rückschlagventilen,
beispielsweise Kugelrückschlag-
und Schieberrückschlagventilen,
ist das erfindungsgemäße Rückschlagventil
nicht schmutzanfällig
und verschleißfest.
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- 1
- Rückschlagventil
- 2
- Flansch
- 3
- Ventilgehäuse
- 4
- Gehäuseteil
- 5
- Gehäuseteil
- 6
- Einlassöffnung im
Ventilgehäuse
- 7
- Auslassöffnung im
Ventilgehäuse
- 8
- Auslassöffnung im
Ventilgehäuse
- 9
- Element
- 10
- Auslassöffnung im
Element
- 11
- Auslassöffnung im
Element
- 12
- Verbindung
- 13
- Verbindung
- 14
- Durchflussstrom
- 14a
- Durchflussstrom
- 14b
- Durchflussstrom
- 15
- Durchlassöffnung
- 16
- Verjüngung des
Körperquerschnitts,
Durchmesserverjüngung
- 17
- abgeflachte
Seite des Körperstumpfes
- 18
- abgeflachte
Seite des Körperstumpfes
- 19
- Körperstumpfdeckfläche
- A
- Schnittlinie
für 2