DE102007010949A1 - Hydraulikventil - Google Patents
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Abstract
Description
- Gebiet der Erfindung
- Die Erfindung betrifft ein als Plattenventil ausgebildetes Hydraulikventil, das in einem Hydrauliksystem als Rückschlagventil eingesetzt ist. Der Aufbau umfasst ein rotationssymmetrisch gestaltetes, topfartiges Gehäuse, zur Aufnahme eines linear verschiebbaren, angefederten Kolbens, der gemeinsam mit dem Gehäuse einen mit Hydraulikfluid gefüllten Druckraum begrenzt.
- Hintergrund der Erfindung
- Hydraulikventile der zuvor genannten Bauart werden u. a. in hydraulische Zugmittel-Spannsysteme für einen Kettentrieb einer Brennkraftmaschine eingesetzt, wobei das Gehäuse über eine Hydraulikfluidöffnung in Verbindung mit einem Rückschlagventil gespeist wird.
- Die
DE 10 2004 047 450 A1 zeigt ein hydraulisches Zugmittel-Spannsystem. Der Aufbau des darin offenbarten Spannsystems umfasst ein zumindest teil weise zylinderförmig ausgebildetes Gehäuse, in dem ein Kolben eines zugehörigen Maschinenteils linear verschiebbar geführt ist. Der zylinderbildende Teil des Gehäuses und der Kolben begrenzen einen mit Hydraulikfluid gefüllten Druckraum. Bei einer Stellbewegung des Kolbens erfolgt ein Volumenaustausch des Hydraulikfluids zwischen dem Druckraum und einem im Kolben ausgebildeten integrierten Vorratsraum über ein stirnseitig im Kolben angeordnetes Rückschlagventil. Die Passungsmaße des im Gehäuse geführten Kolbens sind so ausgelegt, dass bei einer Verstellung des Kolbens in Richtung des Druckraums, das Hydraulikfluid über einen sich zwischen dem Kolben und dem Gehäuse einstellenden Leckspalt in den Vorratsraum entweicht. Bei einer umgekehrten Stellbewegung des Kolbens strömt Hydraulikfluid von dem Vorratsraum über das bodenseitig im Druckraum angeordnete Rückschlagventil. Nachteilig erfordert die Realisierung des bekannten Rückschlagventils einen großen Montageaufwand sowie hohe Erstellungskosten. - Aufgabe der Erfindung
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein wirksames, preisgünstig herstellbares und einfach montierbares Rückschlagventil zu schaffen.
- Zusammenfassung der Erfindung
- Die Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der vorliegenden Erfindung gekennzeichnet durch Mittel, wonach innerhalb des Gehäuses, beabstandet zu dem Boden, ein Übertrittsöffnungen einschließender Zwischenboden angeordnet ist. Kolbenseitig dient der Zwischenboden zur Abstützung der den Kolben beaufschlagenden Druckfeder. Gegenseitig begrenzt der Zwischenboden einen Einbauraum für einen als Platte ausgebildeten Ventilkörper. Die Anordnung des Ventilkörpers sieht vor, dass dieser mit zumindest einer Öffnung im Boden des Gehäuses zusammenwirkt und bei einer Druckdifferenz eine Strömung des Hydraulikfluids in den Druckraum ermöglicht. Der Aufbau des erfindungsgemäßen, als Plattenventil gestalteten Rückschlagventils umfasst die rotationssymmetrisch gestalteten Einzelteile, den Zwischenboden, sowie den Ventilkörper, die in hohen Stückzahlen kostengünstig herstellbar sind. Dazu eignet sich insbesondere ein spanloses Stanzverfahren. Die Einbringung des Zwischenbodens bewirkt einen vollständig getrennten Einbau des Ventilkörpers von allen übrigen Bauteilen des Gehäuses, was sich vorteilhaft auf die Funktionssicherheit des Rückschlagventils auswirkt. Der Aufbau und die Gestaltung des Plattenventils erfordert weiterhin keinen lageorientierten Einbau der Einzelteile, wodurch Fehlmontagen wirksam unterbunden werden.
- Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2–9.
- Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Plattenventils sieht vor, dass der Zwischenboden über zumindest einen Zapfen an dem Boden des Gehäuses abgestützt ist. Der dabei zentrisch positionierte Zapfen ist dazu durch eine Öffnung des Ventilkörpers geführt. Zur Vermeidung einer nachteiligen Beeinflussung, die zu einer Funktionsstörung des Plattenventils führen kann, ist die Öffnung in dem Ventilkörper deutlich größer ausgeführt als der Durchmesser des Zapfens. Alternativ zu einer zentrischen Abstützung des Zwischenbodens bietet es sich an, diesen beispielsweise mit drei symmetrisch angeordneten Zapfen zu versehen, die durch korrespondierende Öffnungen des Ventilkörpers geführt, an dem Boden des Gehäuses abgestützt sind. Zur Vermeidung einer gegenseitigen Beeinflussung ist der Zapfen bzw. sind die Zapfen des Zwischenbodens außerhalb der Eintritte für das Hydraulikfluid in den Druckraum positioniert.
- Eine alternative Anordnung des Zwischenbodens sieht vor, diese an einer umlaufenden Stufe spielbehaftet oder mit einer gewissen Vorspannung abzustützen. Zur Schaffung von Übertrittsöffnungen, die einen Hydraulikfluideintritt in den Druckraum ermöglichen, ist der Zwischenboden vorteilhaft am Außenumfang mit radial nach innen gerichteten Ausnehmungen versehen. Alternativ oder ergänzend dazu bietet es sich an, den Zwischenboden mit Öffnungen, insbesondere Bohrungen versetzt zur Außenkontur zur versehen, über die das Hydraulikfluid ungehindert in den Druckraum einströmen kann.
- Die Ventilscheibe des Plattenventils ist bevorzugt spielbehaftet in dem Gehäuse eingesetzt. Zur Erzielung einer definierten Lageposition bietet es sich weiterhin an, die Ventilscheibe unter Einhaltung eines ausreichenden Einbauspiels an der Innenwand des Gehäuses zu zentrieren.
- Zur Bildung einer Übertrittsöffnung schließt die Ventilscheibe zumindest eine versetzt zur Öffnung des Gehäuses für den Hydraulikfluideintritt versetzte Ausnehmung oder Öffnung ein. Um eine möglichst widerstandsfreie ungehinderte Einströmung des Hydraulikfluids in den Druckraum zu gewährleisten bietet es sich an, die Ventilscheibe mit mehreren symmetrisch positionierten Öffnungen zu versehen.
- Eine bevorzugte Ausgestaltung der Ventilscheibe, die wirksam eine Geräuschentwicklung im Betriebszustand unterbindet sieht vor, eine aus einem Gummiwerkstoff oder einem Kunststoff hergestellte Ventilscheibe einzusetzen. Als Kunststoff eignet sich dazu bevorzugt HNBR oder RSHB.
- Erfindungsgemäß bietet es sich außerdem an, die Ventilscheibe mittels einer Verschnappung, an dem Zwischenboden zu befestigen. Vorteilhaft ist dazu der durch eine zentrische Öffnung der Ventilscheibe geführte Zapfen an dem freien Ende mit einer radial nach außen gerichteten Wulst versehen. Nach Aufschieben einer aus einem elastischen Werkstoff hergestellten Ventilscheibe auf den Zapfen bewirkt die Wulst eine wirksame, auch als Zerfallssicherung zu bezeichnende Verliersicherung der Ventilscheibe. Diese Maßnahme vereinfacht die Montage bzw. das Handling des gesamten Plattenventils.
- Kurze Beschreibung der Zeichnungen
- Weitere erfindungsgemäße Maßnahmen werden nachstehend anhand der Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:
-
1 in einer Schnittdarstellung ein erfindungsgemäßes als Plattenventil aufgebautes Rückschlagventil; -
2 in einer Schnittansicht das Rückschlagventil gemäß einer Linie 2-2 gemäß1 ; -
3 ein erfindungsgemäßes Rückschlagventil als Einzelteil, das eine Zerfallsicherung einschließt. - Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
- Die
1 zeigt den teilweisen Aufbau eines hydraulischen Spannsystems1 , dass für eine in1 nicht abgebildeten Zugmitteltrieb einer Brennkraftmaschine bestimmt ist. Der Aufbau des Spannsystems1 umfasst ein rotationssymmetrisch gestaltetes, topfartig ausgebildetes Gehäuse2 , in dem ein Kolben3 linear verschiebbar geführt ist. Das Gehäuse2 in Verbindung mit dem Kolben3 begrenzen einen mit Hydraulikfluid gefüllten Druckraum4 . Zur kraftschlüssigen, angefederten Anordnung des Kolbens3 ist eine Druckfeder5 im Druckraum4 eingesetzt, die sich gegenseitig vom Kolben3 an einem Zwischenboden6 abstützt. Eine Stellbewegung des Kolbens3 beeinflusst das im Druckraum4 eingeschlossene Volumen des Hydraulikfluids. Bei einer Kolbenbewegung in Pfeilrichtung verringert sich der Druck im Druckraum4 , sodass nach Erreichen einer definierten Druckdifferenz über einen Eintritt7a ,7b , der mit einer in1 nicht abgebildeten Druckleitung verbunden ist, Hydraulikfluid in den Druckraum4 nachströmen kann, sobald ein als Plattenventil gestaltetes Rückschlagventil10 den Eintritt7a ,7b öffnet. Als Rückschlagventil10 ist ein scheibenartig bzw. plattenförmig ausgebildeter Ventilkörper9 vorgesehen, der in einem von dem Zwischenboden6 und dem Boden8 des Gehäuses2 begrenzten Einbauraum11 eingesetzt ist. Eine Beabstandung des Zwischenbodens6 zu dem Boden8 erfolgt über einen zentrischen Zapfen12 , über den der Zwischenboden6 an dem Boden8 abgestützt ist. Dabei ist der Zapfen12 durch eine zentrische Öffnung13 des Ventilkörpers9 geführt. Um eine widerstandsfreie Strömung vom Eintritt7a ,7b in den Druckraum4 zu ermöglichen ist der Ventilkörper9 sowie der Zwischenboden6 gegenüber einer Innenwand14 des Gehäuses2 spielbehaftet angeordnet. Bei einer der Pfeilrichtung entgegen gesetzten Kolbenbewegung wird Hydraulikfluid aus dem Druckraum4 über einen Leckspalt19 , der sich zwischen dem Kolben3 und der Innenwand14 einstellt abgeführt. - Aus der
2 sind weitere Details des Rückschlagventils10 ersichtlich. Zur Erzielung einer optimalen widerstandsfreien Umströmung des Ventilkörpers9 in der geöffneten Position weist dieser am Außenumfang symmetrisch angeordnete Ausnehmungen15 auf. Weiterhin zeigt die2 vier als Bohrungen in den Zwischenboden6 eingebrachte Übertritte16 , die ebenfalls dazu vorgesehen sind, das Hydraulikfluid ungehindert in den Druckraum4 eintreten zu lassen. - Die
3 zeigt das Rückschlagventil10 in einer Einzelteilzeichnung, das den Zwischenboden6 sowie den Ventilkörper9 umfasst. Zur Schaffung einer Zerfallssicherung beider Bauteile ist der Zapfen12 endseitig mit einer partiell oder umlaufend angeordneten Wulst17 versehen, die nach Montage des Ventilkörpers9 aufgrund einer radialen Überdeckung gegenüber der Öffnung13 eine wirksame Verliersicherung18 bildet. Dazu ist der Ventilkörper9 vorzugsweise aus einem elastischen Material wie Kunststoff hergestellt, der bei der Montage durch eine radiale Aufweitung der Öffnung13 auf den Zapfen12 aufschiebbar ist. Außerdem verdeutlicht die3 die Dimensionierung und Lage der Ausnehmungen15 im Bereich einer Außenkontur des Ventilkörpers9 , sowie die als Bohrungen gestalteten Übertritte16 des Zwischenbodens6 , die gemeinsam das Einströmen des Hydraulikfluids in den Druckraum4 verbessern. -
- 1
- Spannsystem
- 2
- Gehäuse
- 3
- Kolben
- 4
- Druckraum
- 5
- Druckfeder
- 6
- Zwischenboden
- 7a
- Eintritt
- 7b
- Eintritt
- 8
- Boden
- 9
- Ventilkörper
- 10
- Rückschlagventil
- 11
- Einbauraum
- 12
- Zapfen
- 13
- Öffnung
- 14
- Innenwand
- 15
- Ausnehmung
- 16
- Übertritt
- 17
- Wulst
- 18
- Verliersicherung
- 19
- Leckspalt
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 102004047450 A1 [0003]
Claims (9)
- Als ein Plattenventil ausgebildetes, in einem Hydrauliksystem eingesetztes Rückschlagventil (
10 ), umfassend ein rotationssymmetrisch gestaltetes, topfartiges Gehäuse (2 ), zur Aufnahme eines linear verschiebbaren, angefederten Kolbens (3 ), der gemeinsam mit dem Gehäuse (2 ) einen mit Hydraulik gefüllten Druckraum (4 ) begrenzt, wobei das Gehäuse zumindest einen Eintritt (7a ,7b ) aufweist, dem ein Ventilkörper (9 ) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Gehäuses (2 ) beabstandet zu einem Boden (8 ) ein zumindest einen Übertritt (16 ) einschließender Zwischenboden (6 ) eingesetzt ist, an der kolbenseitig eine Druckfeder (5 ) abgestützt ist und der gegenseitig einen Einbauraum (11 ) für einen als Platte oder Scheibe ausgebildeten Ventilkörper (9 ) begrenzt, und der mit dem Eintritt (7a ,7b ) zusammenwirkende Ventilkörper (9 ) bei einer Druckdifferenz eine Strömung des Hydraulikfluids in den Druckraum (4 ) sicherstellt. - Plattenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenboden (
6 ) über zumindest einen Zapfen (12 ) an dem Boden (8 ) abgestützt ist. - Plattenventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (
9 ) an dem Zapfen (12 ) des Zwischenbodens mittels einer Verliersicherung (18 ) gesichert ist. - Plattenventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (
12 ) durch eine Öffnung (13 ) des Ventilkörpers (9 ) geführt ist. - Plattenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenboden (
6 ) an einer umlaufenden Stufe des Gehäuses (2 ) abgestützt ist. - Plattenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung von Übertrittsöffnungen der Zwischenboden (
6 ) und/oder der Ventilkörper (9 ) am Außenumfang radial nach innen gerichtete Ausnehmungen (15 ) einschließt. - Plattenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der eine weitestgehend geschlossene Kreisfläche bildende Ventilkörper (
9 ) in dem Gehäuse (2 ) an einer Innenwand (14 ) unter Einhaltung eines Einbauspiels geführt ist. - Plattenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (
9 ) zumindest eine zu dem Eintritt (7a ,7b ) des Gehäuses (2 ) versetzte Ausnehmung oder Öffnung einschließt. - Plattenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (
9 ) aus einem elastischen Werkstoff, insbesondere Gummiwerkstoff oder einem Kunststoff, wie HNBR oder RSHB hergestellt ist.
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2007
- 2007-03-07 DE DE102007010949.2A patent/DE102007010949B4/de not_active Expired - Fee Related
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