DE102007029466B4

DE102007029466B4 - check valve

Info

Publication number: DE102007029466B4
Application number: DE102007029466.4A
Authority: DE
Inventors: Rainer Fuhrmann; Peter Tyroller
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-06-26
Filing date: 2007-06-26
Publication date: 2015-12-31
Anticipated expiration: 2027-06-27
Also published as: DE102007029466A1

Abstract

Rückschlagventil mit einem kreiszylindrischen Gehäuse (18), welches eine äußere Umfangsnut (19) zur Aufnahme eines Dichtringes (20) und an einem axialen Ende eine Durchtrittsöffnung (24) aufweist, die von einem Ventilsitz (23) umgeben ist, mit einem in dem Gehäuse (18) angeordneten und darin befestigten Käfig (21), der an seinem von dem Ventilsitz (23) abgewandten axialen Ende einen mit wenigstens einer Durchtrittsöffnung (26) versehenen Käfigboden (25) aufweist, an welchem eine in dem Käfig (21) eingesetzte Druckfeder (22) mit einem Ende abgestützt ist, sowie mit einem in dem Käfig (21) axial beweglich angeordneten und von der Druckfeder (22) an den Ventilsitz (23) andrückbaren Verschlussstück (27, 28), dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (18) ein aus Weißblech spanlos geformtes Bauteil ist.Check valve with a circular cylindrical housing (18) having an outer circumferential groove (19) for receiving a sealing ring (20) and at one axial end a passage opening (24) which is surrounded by a valve seat (23), with a in the housing (18) arranged and fixed therein cage (21) having at its remote from the valve seat (23) axial end with at least one passage opening (26) provided cage bottom (25) on which a in the cage (21) inserted compression spring (22) is supported with one end, and with a in the cage (21) arranged axially movable and by the compression spring (22) to the valve seat (23) andrückbar Verschlussstück (27, 28), characterized in that the housing (18 ) is a chipless formed from tinplate component.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft ein Rückschlagventil mit einem kreiszylindrischen Gehäuse, welches eine äußere Umfangsnut zur Aufnahme eines Dichtringes und an einem axialen Ende eine Durchtrittsöffnung aufweist, die von einem Ventilsitz umgeben ist, mit einem in dem Gehäuse angeordneten und darin befestigten Käfig, der an seinem von dem Ventilsitz abgewandten axialen Ende einen mit wenigstens einer Durchtrittsöffnung versehenen Käfigboden aufweist, an welchem eine in dem Käfig eingesetzte Druckfeder mit einem Ende abgestützt ist, sowie mit einem in dem Käfig axial beweglich angeordneten und von der Druckfeder an den Ventilsitz andrückbaren Verschlussstück.The invention relates to a check valve with a circular cylindrical housing, which has an outer circumferential groove for receiving a sealing ring and at one axial end a passage opening which is surrounded by a valve seat, with a housing arranged in the cage and secured therein, at its from the Valve seat facing away from the axial end has a cage bottom provided with at least one passage opening, on which a compression spring inserted in the cage is supported by one end, and arranged in the cage axially movable and can be pressed by the compression spring to the valve seat closure piece.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Ein solches Rückschlagventil kann beispielsweise in den Ölkreislauf eines Verbrennungsmotors eingebaut werden, wo es Bestandteil einer hydraulisch betätigten Vorrichtung, z. B. einer Nockenwellenverstellung, sein kann. Auf diese Weise kann bei bestimmten Betriebszuständen ein Zurückfließen des Motoröls verhindert werden, welches hier als Hydraulikmittel wirkt.Such a check valve can be installed for example in the oil circuit of an internal combustion engine, where it is part of a hydraulically operated device, for. B. a camshaft adjustment can be. In this way, under certain operating conditions, a backflow of the engine oil can be prevented, which acts as a hydraulic medium here.

Aus der Druckschrift DE 100 19 534 A1 ist ein Rückschlagventil der eingangs genannten Art bekannt. Dort ist das Gehäuse als massives Bauteil ausgeführt. Wie der Zeichnung entnehmbar ist, befindet sich an der äußeren Oberfläche des kreiszylinderförmigen Gehäuses, axial hinter einem Befestigungsgewinde, mit welchem das Rückschlagventil in eine Gewindebohrung des Motors eingeschraubt werden kann, ein Dichtring. Dieser ist in einer Umfangsnut des Gehäuses eingesetzt. Die Nut ist so dargestellt, dass sie möglicherweise nur durch eine spangebende Umformung in das Gehäuse eingebracht werden konnte.From the publication DE 100 19 534 A1 a check valve of the type mentioned is known. There, the housing is designed as a solid component. As can be seen from the drawing, located on the outer surface of the circular cylindrical housing, axially behind a fastening thread, with which the check valve can be screwed into a threaded bore of the motor, a sealing ring. This is inserted in a circumferential groove of the housing. The groove is shown so that it could possibly be introduced only by a cutting deformation in the housing.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein in günstiger Weise herstellbares Rückschlagventil anzugeben, bei welchem bei der Herstellung auf eine spangebende Umformung des Ventilgehäuses verzichtet werden kann.The invention has for its object to provide a manufacturable in a favorable manner non-return valve, in which can be dispensed with in the manufacture of a cutting forming of the valve housing.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Gehäuse ein aus Weißblech spanlos geformtes Bauteil ist.This object is achieved in that the housing is a chipless formed from tinplate component.

Durch die Ausführung des Gehäuses aus Weißblech kann an dem Rückschlagventil an geeigneter Stelle, z. B. an einem axialen Ende, spanlos zusätzlich eine Kontur zur Aufnahme eines Dichtringes (z. B. eines O-Ringes) angebracht werden. Dagegen ist an einem Gehäuse aus Bandstahl, z. B. aus Band St 4, ein solcher Umformvorgang, insbesondere an im Durchmesser sehr kleinen Bauteilen, nicht möglich. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Rückschlagventils aus Weißblech können also auch sehr kleine und kompakte Ventile spanlos (z. B. durch Rollieren) geformt werden, wobei dann eine genau definierte Kontur der Umfangsnut für den Dichtring in einem einzigen Arbeitsgang mit eingebracht wird. Bei diesem Umformvorgang werden gleichzeitig die einzelnen Bestandteile des Ventils aneinander fixiert.By the execution of the housing made of tinplate can at the check valve at a suitable location, eg. B. at an axial end, without cutting a contour for receiving a sealing ring (eg., An O-ring) are attached. In contrast, on a housing made of steel strip, z. B. from band St 4, such a forming process, especially on very small diameter components, not possible. The inventive design of the check valve made of tinplate so very small and compact valves can be formed without cutting (eg., By rolling), in which case a well-defined contour of the circumferential groove for the sealing ring is introduced in a single operation. In this forming process, the individual components of the valve are simultaneously fixed together.

Damit ist in Bezug auf die Kosten ein Vorteil erzielbar, denn bei anderen Ausführungen eines Rückschlagventils muss häufig die Kontur für den Dichtring mittels eines zusätzlichen spangebenden Arbeitsganges gebildet werden, was bei dem erfindungsgemäßen Rückschlagventil nicht erforderlich ist.This is an advantage in terms of cost, because in other embodiments of a check valve often the contour for the sealing ring must be formed by means of an additional cutting operation, which is not required in the check valve according to the invention.

Die erfindungsgemäße Konstruktion erlaubt es, das Rückschlagventil je nach Anforderung sowohl als Kugelventil (mit einer Kugel als Verschlussstück) als auch als Plattenventil (mit einer Platte als Verschlussstück) auszuführen. Wenn das Verschlussstück eine Platte ist, kann diese einstückig mit einem Kreiszylinder ausgeführt und an dessen einem axialen Ende angeordnet sein.The construction according to the invention makes it possible to carry out the non-return valve as required, both as a ball valve (with a ball as a closure piece) and as a plate valve (with a plate as a closure piece). If the closure piece is a plate, this can be carried out integrally with a circular cylinder and arranged at one axial end thereof.

Die Führung des Verschlussstücks (Kugel oder Platte) erfolgt im Käfig. Dieser ist bevorzugt aus einem Kunststoff hergestellt. Er kann z. B. mit drei Käfigstreben als Dreibein oder mit vier Käfigstreben als Vierbein strömungstechnisch günstig ausgelegt sein, so dass beim Durchströmen des Hydraulikmittels ein nur geringer Druckverlust entsteht.The guide of the closure piece (ball or plate) takes place in the cage. This is preferably made of a plastic. He can z. B. be designed with three cage struts as a tripod or four cage struts as Vierbein fluidly favorable, so that when flowing through the hydraulic fluid only a small pressure loss.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail below. Show it:

1 ein erfindungsgemäßes Rückschlagventil mit einem als Platte ausgeführten Verschlussstück, im Längsschnitt; 1 an inventive check valve with a plate designed as a closure piece, in longitudinal section;

2 eine perspektivische Ansicht des Rückschlagventils gemäß 1; 2 a perspective view of the check valve according to 1 ;

3 ein weiteres erfindungsgemäßes Rückschlagventil mit einem als Kugel ausgeführten Verschlussstück, im Längsschnitt; 3 another inventive check valve with a designed as a ball closure piece, in longitudinal section;

4 ein vorbekanntes Rückschlagventil mit einem massiven Gehäuse, im Längsschnitt; 4 a previously known check valve with a solid housing, in longitudinal section;

5 ein weiteres vorbekanntes Rückschlagventil, in einer stirnseitigen Ansicht gemäß Pfeil V der 6; 5 another previously known check valve, in an end view according to arrow V of 6 ;

6 das Rückschlagventil nach 5, im Längsschnitt. 6 the check valve after 5 , in longitudinal section.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing

Das in 4 dargestellte Rückschlagventil nach dem vorbekannten Stand der Technik enthält fünf Bauteilelemente, nämlich ein massives kreiszylindrisches Gehäuse 1, einen als Käfig 2 wirkenden Ventilkörper, ein als Kugel ausgebildetes Verschlussstück 3, eine Druckfeder 4 und einen Dichtungsring 5, der in eine äußere Umfangsnut 6 des massiv ausgeführten Gehäuses 1 eingesetzt ist.This in 4 illustrated check valve according to the prior art includes five component elements, namely a solid circular cylindrical housing 1 one as a cage 2 acting valve body, designed as a ball closure piece 3 , a compression spring 4 and a sealing ring 5 placed in an outer circumferential groove 6 of the massively executed housing 1 is used.

Das kreiszylindrische Gehäuse 1 weist an einem axialen Ende einen Ventilsitz 7 auf, der eine zentrale Durchtrittsöffnung 8 des Gehäuses 1 umgibt. Die Druckfeder 4 und das Verschlussstück 3 sind in den Käfig 2 eingesetzt und die so entstandene Baugruppe ist in das Gehäuse 1 eingesetzt und dort befestigt. Wie 4 zeigt, ist die Befestigung durch Verbördelung des Gehäuses 1 erfolgt, wodurch die Bauteilelemente des Rückschlagventils zusammengehalten werden.The circular cylindrical housing 1 has a valve seat at one axial end 7 on top of a central opening 8th of the housing 1 surrounds. The compression spring 4 and the closure piece 3 are in the cage 2 used and the resulting assembly is in the housing 1 used and fastened there. As 4 shows, the attachment is by crimping of the housing 1 takes place, whereby the component elements of the check valve are held together.

Im geöffneten Zustand des Rückschlagventils kann Hydraulikmittel durch die Durchtrittsöffnung 8 in den Käfig 2 einströmen und durch eine weitere zentrale Durchtrittsöffnung 9, die sich im Käfigboden 10 befindet, aus dem Käfig 2 ausströmen. Zur Herstellung der Umfangsnut 6 war offenbar eine spangebende Umformung des massiven Gehäuses 1 und damit ein zusätzlicher Arbeitsgang erforderlich.In the open state of the check valve hydraulic fluid through the passage opening 8th in the cage 2 inflow and through a further central passage opening 9 that are in the cage floor 10 located, out of the cage 2 flow out. For the production of the circumferential groove 6 was apparently a cutting reshaping of the massive housing 1 and thus an additional operation required.

Bei dem ähnlich ausgeführten, vorbekannten Rückschlagventil nach den 5 und 6 mit einem Gehäuse 11, einem Käfig 12, einem Verschlussstück 13, einer Druckfeder 14, einer Durchtrittsöffnung 15 für den Eintritt und Durchtrittsöffnungen 16 für den Austritt von Hydraulikmittel ist eine Umfangsnut mit einem eingesetzten Dichtring nicht vorgesehen. Der Käfig 12 ist hier mit drei Käfigstreben als Dreibein ausgeführt. Die Durchtrittsöffnungen 16 befinden sich am Käfigboden 17.In the similarly executed, prior art check valve after the 5 and 6 with a housing 11 a cage 12 , a closure piece 13 , a compression spring 14 , a passage opening 15 for entry and passageways 16 for the discharge of hydraulic fluid, a circumferential groove with an inserted sealing ring is not provided. The cage 12 is here with three cage struts designed as a tripod. The passages 16 are located on the cage floor 17 ,

Im Gegensatz zu diesen vorbekannten Ventilausführungen zeigen die ähnlichen, in den 1 bis 3 dargestellten Rückschlagventile jeweils Gehäuse 18, die erfindungsgemäß aus Weißblech bestehen und mit spanlos geformten Umfangsnuten 19 mit eingesetzten Dichtungsringen 20 versehen sind. Sie enthalten jeweils ebenso, wie das gattungsgemäße Rückschlagventil nach 4, einen in das Gehäuse 18 eingesetzten Käfig 21 mit einem Verschlussstück und einer Druckfeder 22. Das Gehäuse 18 ist kreiszylindrisch ausgeführt und an einem axialen Ende mit einem Ventilsitz 23 versehen, der eine zentrale Durchtrittsöffnung 24 für den Eintritt von Hydraulikmittel umgibt. Der Käfig 21 ist ein Kunststoffteil. Er weist an seinem Käfigboden 25 mindestens eine Durchtrittsöffnung 26 für den Austritt des Hydraulikmittels auf. Das Verschlussstück 27 des Rückschlagventils nach 1 ist eine Platte, die mit einem angrenzenden Kreiszylinder einstückig ausgeführt ist. Das Verschlussstück 28 des Rückschlagventils nach 3 ist dagegen eine Kugel.In contrast to these previously known valve designs show the similar, in the 1 to 3 shown check valves respectively housing 18 , According to the invention consist of tinplate and with non-cutting formed circumferential grooves 19 with inserted sealing rings 20 are provided. They contain each as well as the generic check valve after 4 , one in the housing 18 inserted cage 21 with a locking piece and a compression spring 22 , The housing 18 is designed circular cylindrical and at one axial end with a valve seat 23 provided, which has a central passage opening 24 surrounds for the entry of hydraulic fluid. The cage 21 is a plastic part. He points to his cage floor 25 at least one passage opening 26 for the discharge of the hydraulic fluid. The closure piece 27 of the check valve 1 is a plate that is integral with an adjacent circular cylinder. The closure piece 28 of the check valve 3 is a ball.

Die Druckfeder 22 und das Verschlussstück 27 bzw. 28 sind in dem Käfig 21 axial beweglich angeordnet. Die Druckfeder 22 ist als Schraubenfeder ausgebildet, die sich mit einem Ende an der Innenseite des Käfigbodens 25 und mit dem anderen Ende an dem Verschlussstück 27 bzw. 28 abstützt. Sie bewirkt die axiale Anlage des Verschlussstücks 27 bzw. 28 an dem Ventilsitz 23 des Gehäuses 18. Während des Betriebes strömt Hydraulikmittel in axialer Einströmrichtung durch die Durchtrittsöffnung 24 in das Rückschlagventil ein. Dabei wird infolge des Druckes des Hydraulikmittels die Kraft der Druckfeder 22 überwunden, so dass das Verschlussstück 27 bzw. 28 von dem Ventilsitz 23 abheben und das Ventil öffnen muss. Nach dem Durchströmen des Rückschlagventils gelangt das Hydraulikmittel in axialer Ausströmrichtung durch die Durchtrittsöffnung 26 des Käfigbodens 25 aus dem Ventil wieder heraus.The compression spring 22 and the closure piece 27 respectively. 28 are in the cage 21 arranged axially movable. The compression spring 22 is designed as a helical spring, with one end on the inside of the cage floor 25 and with the other end on the closure piece 27 respectively. 28 supported. It causes the axial abutment of the closure piece 27 respectively. 28 at the valve seat 23 of the housing 18 , During operation, hydraulic fluid flows in the axial inflow direction through the passage opening 24 in the check valve. In this case, due to the pressure of the hydraulic fluid, the force of the compression spring 22 overcome, leaving the closure piece 27 respectively. 28 from the valve seat 23 lift off and open the valve. After flowing through the check valve, the hydraulic fluid passes in the axial outflow direction through the passage opening 26 of the cage floor 25 out of the valve again.

Das erfindungsgemäße Rückschlagventil nach 1 oder 3 wird in eine Aufnahmebohrung nicht eingepresst, sondern nur eingesteckt. Die Abdichtung erfolgt dann über den Dichtring 20. Die Einzelteile des Ventils werden durch den Umformvorgang, z. B. das Rollieren fixiert und somit zusammengehalten. Mit dem Umformvorgang wird auch die Kontur für den Dichtring 20, also die Umfangsnut 19, spanlos hergestellt. Eine Besonderheit der Erfindung lag dabei darin, einen geeigneten Werkstoff zu finden, welcher einen sehr hohen Umformgrad bzw. einen solchen „Rolliervorgang” erlaubt. Der Käfig 21, in welchem die Führung des Verschlussstücks 27 bzw. 28 erfolgt, ist strömungstechnisch günstig ausgelegt, so dass im Ventil ein nur geringer Drosselverlust des Hydraulikmittels entsteht. Er kann vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt werden. Die Konstruktion der erfindungsgemäßen Rückschlagventile ist jeweils so gewählt, dass sich deren Einzelteile mit Technologien herstellen lassen, welche für große Stückzahlen geeignet sind, was sich kostengünstig auswirkt.The check valve according to the invention 1 or 3 is not pressed into a locating hole, but only inserted. The sealing then takes place via the sealing ring 20 , The items of the valve are by the forming process, for. B. fixed the curling and thus held together. With the forming process also the contour for the sealing ring 20 So the circumferential groove 19 , made without cutting. A special feature of the invention was to find a suitable material, which allows a very high degree of deformation or such a "rolling process". The cage 21 in which the guide of the closure piece 27 respectively. 28 takes place, is designed fluidically low, so that in the valve only a small throttle loss of the hydraulic fluid is formed. It can preferably be made of plastic. The construction of the check valves according to the invention is in each case chosen so that their individual parts can be produced using technologies which are suitable for large quantities, which has a cost effective.

Bei der Montage eines erfindungsgemäßen Rückschlagventils kann in das noch nicht vollständig bearbeitete Gehäuse 18 aus Weißblech eine beispielsweise aus Stahl oder Aluminium bestehende Ventilsitzplatte eingelegt werden. Bei den dargestellten Ventilen liegt das Verschlussstück 27 bzw. 28 jedoch ohne Ventilsitzplatte unmittelbar an dem Ventilsitz 23 an. Die Druckfeder 22 und das Verschlussstück 27 bzw. 28 (Platte bzw. Kugel) wird in den Käfig 21 eingelegt. Anschließend wird diese Baugruppe in das Gehäuse 18 eingeschoben. Durch den Umformvorgang (z. B. das Rollieren), der an einem axialen Ende des Gehäuses 18 erfolgt, wobei gleichzeitig auch die Kontur (die Umfangsnut 19) für den Dichtring 20 spanlos gebildet wird, werden die Bauteile des Rückschlagventil zusammengefügt bzw. zusammengehalten.When mounting a check valve according to the invention can in the not yet completely processed housing 18 from tinplate one example of steel or aluminum existing valve seat plate can be inserted. In the illustrated valves, the closure piece is located 27 respectively. 28 but without valve seat plate directly to the valve seat 23 at. The compression spring 22 and the closure piece 27 respectively. 28 (Plate or ball) is in the cage 21 inserted. Subsequently, this assembly is in the housing 18 inserted. By the forming process (eg, the rolling), at one axial end of the housing 18 takes place, at the same time also the contour (the circumferential groove 19 ) for the sealing ring 20 is formed without cutting, the components of the check valve are joined together or held together.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Gehäusecasing
22: KäfigCage
33: Verschlussstückclosing piece
44: Druckfedercompression spring
55: Dichtungsringsealing ring
66: Umfangsnutcircumferential groove
77: Ventilsitzvalve seat
88th: DurchtrittsöffnungThrough opening
99: DurchtrittsöffnungThrough opening
1010: Käfigbodencage floor
1111: Gehäusecasing
1212: KäfigCage
1313: Verschlussstückclosing piece
1414: Druckfedercompression spring
1515: DurchtrittsöffnungThrough opening
1616: DurchtrittsöffnungThrough opening
1717: Käfigbodencage floor
1818: Gehäusecasing
1919: Umfangsnutcircumferential groove
2020: Dichtungsringsealing ring
2121: KäfigCage
2222: Druckfedercompression spring
2323: Ventilsitzvalve seat
2424: DurchtrittsöffnungThrough opening
2525: Käfigbodencage floor
2626: DurchtrittsöffnungThrough opening
2727: Verschlussstückclosing piece
2828: Verschlussstückclosing piece

Claims

Check valve with a circular cylindrical housing ( 18 ), which has an outer circumferential groove ( 19 ) for receiving a sealing ring ( 20 ) and at one axial end a passage opening ( 24 ), of a valve seat ( 23 ), with one in the housing ( 18 ) and mounted therein cage ( 21 ), which at its from the valve seat ( 23 ) facing away from an axial end with at least one passage opening ( 26 ) provided cage floor ( 25 ), on which one in the cage ( 21 ) used compression spring ( 22 ) is supported with one end, as well as with one in the cage ( 21 ) arranged axially movable and by the compression spring ( 22 ) to the valve seat ( 23 ) press-on closure piece ( 27 . 28 ), characterized in that the housing ( 18 ) is a chipless formed from tinplate component.

Check valve according to claim 1, characterized in that the housing ( 18 ) together with its through the circumferential groove ( 19 ) formed contour in a single operation.

Check valve according to claim 1, characterized in that the closure piece ( 27 ) is a plate which is integral with a circular cylinder and arranged at one axial end thereof.

Check valve according to claim 1, characterized in that the closure piece ( 28 ) is a ball.

Check valve according to claim 1, characterized in that the cage ( 21 ) consists of a plastic.

Check valve according to claim 1, characterized in that the cage ( 21 ) is designed with three cage struts as a tripod.

Check valve according to claim 1, characterized in that the pressure spring ( 22 ) is designed as a helical spring.