DE102008033269B4

DE102008033269B4 - Rückschlagventil

Info

Publication number: DE102008033269B4
Application number: DE200810033269
Authority: DE
Inventors: Hubert Beck; Klaus Schmitz
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2008-07-15
Filing date: 2008-07-15
Publication date: 2013-05-29
Anticipated expiration: 2028-07-16
Also published as: US8381400B2; DE102008033269A1; US20100011578A1

Abstract

Rückschlagventil, bestehend aus einem Gehäuse, einer Bohrung und einem hubbeweglichen Ventilkörper, welcher zumindest nach einem geringen axialen Weg des Ventilkörpers federvorgespannt ist und an einem Ventilsitz dichtend anliegt, wobei die Bohrung als Stufenbohrung ausgebildet ist und die im Durchmesser kleinere Bohrung den Ventilsitz aufweist und die im Durchmesser größere Bohrung den hubbeweglichen Ventilkörper aufnimmt, wobei als Ventilkörper eine Kugel vorgesehen ist, die durch ein in der Bohrung angeordnetes Halteelement verliersicher gehalten ist, wobei der Ventilsitz im Bereich der Anlagefläche des Ventilkörpers eine dem Ventilkörper entsprechende Kontur aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) für den Ventilkörper (5) aus Sintermetall besteht, wobei der Bereich der Anlagefläche des Ventilkörpers (5) einen ringförmigen Rücksprung (11) aufweist und dass der Rücksprung (11) mittels eines Kalibrierwerkzeuges (13) hergestellt und dabei das Material im Bereich des Rücksprunges (11) verfestigt und geglättet wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Rückschlagventil, bestehend aus einem Gehäuse, einer Bohrung und einem hubbeweglichen Ventilkörper, welcher zumindest nach einem geringen axialen Weg des Ventilkörpers federvorgespannt ist und an einem Ventilsitz dichtend anliegt, wobei die Bohrung als Stufenbohrung ausgebildet ist und die im Durchmesser kleinere Bohrung den Ventilsitz aufweist und die im Durchmesser größere Bohrung den hubbeweglichen Ventilkörper aufnimmt, wobei als Ventilkörper eine Kugel vorgesehen ist, die durch ein in der Bohrung angeordnetes Halteelement verliersicher gehalten ist, wobei der Ventilsitz im Bereich der Anlagefläche des Ventilkörpers eine dem Ventilkörper entsprechende Kontur aufweist.
Es sind bereits Rückschlagventile bekannt ( DE 10 2006 036 691 A1 ), bei denen eine in einem Gehäuse angeordneten Bohrung ein hubbeweglicher Ventilkörper federvorgespannt angeordnet ist. Der Ventilkörper ist in einer Stufenbohrung angeordnet, wobei der Übergang der im Durchmesser größeren Bohrung zu der im Durchmesser kleineren Anströmbohrung der Ventilsitz gebildet ist, an dem eine Kugel als Ventilkörper zur Anlage gelangt. Üblicherweise werden die Gehäuse solcher Rückschlagventile aus Sintermetall hergestellt. Eine entsprechende Bearbeitung des Ventilsitzes dient dabei der einwandfreien Abdichtung des Ventilkörpers gegenüber dem Ventilsitz.
Des Weiteren sind Ventile bekannt ( FR 982 305 A ), bei denen eine Kugel am Ventilsitz anliegt, auf Grund der großen Dichtfläche ist lediglich eine spanabhebende Bearbeitung möglich, um den Dichtsitz herzustellen. Dies trifft ebenfalls für den Ventilsitz gemäß der FR 981 999 A zu.
Weitere Ventile (z. B. US 5,107,890 A ) sind mehrteilig aufgebaut, so dass das den Ventilsitz aufweisende Bauteil als separates Drehteil herstellbar und anschließend in einem entsprechenden Gehäuse einpressbar ist. Vor dem Einbau des Drehteils ist ein Ausmessen von Ventilsitz und Ventilkörper notwendig, um durch Einhaltung entsprechender Toleranzen ein funktionsfähiges Ventil zu gewährleisten.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Rückschlagventil, bestehend aus einem Gehäuse, einer Bohrung und einem hubbeweglichen Ventilkörper derart auszubilden, dass eine Bearbeitung des Ventilsitzes mit einfachen Mitteln erzielt werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Gehäuse für den Ventilkörper aus Sintermetall besteht, wobei der Bereich der Anlagefläche des Ventilkörpers einen ringförmigen Rücksprung aufweist und dass der Rücksprung mittels eines Kalibrierwerkzeuges hergestellt und dabei das Material im Bereich des Rücksprunges verfestigt und geglättet wird.
Vorteilhaft ist hierbei, dass der Ventilsitz über eine Anlagefläche verfügt, die im Prinzip der Außenfläche des Ventilkörpers entspricht, um somit eine einwandfreie Abdichtung des Ventilkörpers gegenüber dem Ventilsitz zu erzielen.
Der durch ein Kalibrierwerkzeug hergestellte Rücksprung zeichnet sich dadurch aus, dass mittels eines Kalibrierstempels das Material im Bereich des Rücksprunges verdichtet und dabei kalt verformt wird. Hierdurch lässt sich die Oberflächengüte, insbesondere die Rauhigkeit verbessern, gleichfalls wird die Oberfläche in diesem Bereich verfestigt.
Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, dass die Kontur durch ein Prägeelement oder durch den Ventilkörper selbst hergestellt wird.
Im Anschluss daran kann die Kontur im Bereich des Ventilsitzes über ein Prägewerkzeug bzw. den Ventilkörper selbst mit einer entsprechenden, dem Ventilkörper entsprechenden, Kontur versehen werden.
Dieser Prägevorgang lässt sich einerseits durch den Ventilkörper selbst oder alternativ durch ein Prägewerkzeug herstellen.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Ventilsitz mit mindestens einem konstanten Durchlass versehen ist. Vorteilhaft ist hierbei, dass dieser konstante Durchlass entweder zusammen mit dem Kalibriervorgang oder dem Prägevorgang der Kontur des Ventilsitzes erzeugt werden kann. Dieses lässt sich in einem Arbeitsgang kostengünstig durchführen.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die im Durchmesser größere Bohrung mit mindestens drei radial nach innen verlaufenden Führungsstegen versehen ist. Vorteilhaft ist hierbei, dass auch die im gesinterten Gehäuse vorhandenen Führungsstege im ersten Schritt mit dem Kalibrierwerkzeug und/oder im zweiten Schritt mit dem Prägewerkzeug hergestellt werden können.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass der Rohling des Gehäuses im Übergang von der im Durchmesser kleineren Anströmbohrung zu der im Durchmesser größeren Bohrung mit einem Radius kleiner 0,5 mm versehen ist.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt.
Es zeigt:
1 bis 3 ein vollständig bestücktes Rückschlagventil im Schnitt und in Draufsicht
4, 4a und 5 ein Gehäuse als gesinterter Rohling,
6, 6a und 7 ein Gehäuse zusammen mit einem Kalibrierwerkzeug zur Herstellung des Rücksprunges im Schnitt und Draufsicht
8, 8a, 9 und 9a ein Gehäuse, bei dem das Prägen der Kontur mittels des Ventilkörpers selbst hergestellt wird.
Aus den 1 bis 3 ist ein Rückschlagventil 1 dargestellt, mit einem Gehäuse 2, welches vorzugsweise ohne Hinterschnitte, also formgebunden, ohne jegliche spanabhebende Nacharbeit, werkzeugfallend hergestellt werden kann. Als Herstellverfahren ist bei diesem Gehäuse eine Sinter- und/oder Presstechnik bevorzugt.
Das Gehäuse 2 besitzt eine zentrale Anströmbohrung 3, die am Übergang zur großen Bohrung 12 den Ventilsitz 4 bildet. Die Anströmbohrung 3 im Bereich ihres Ventilsitzes 4 wird durch die als Ventilkörper 5 ausgebildete Kugel verschlossen. Oberhalb des Ventilkörpers 5 ist ein Halteelement 6, in Form einer innen konturierten Federscheibe so angeordnet, dass sie einerseits am äußeren Rand fest mit dem Gehäuse 2 verbunden ist und andererseits den Ventilkörper 5 direkt oder zumindest näherungsweise federnd beaufschlagt.
In der 4 ist ein Gehäuse 2 als Einzelteil im Schnitt dargestellt, in der größeren Bohrung 12 sind die Führungsstege 8 angeordnet und der Übergang von der größeren Bohrung 12 zur Anströmbohrung 3 ist als Ventilsitz 4 ausgebildet.
Der Ventilsitz 4 ist in der 4a dargestellt, aufgrund des sintertechnischen Herstellungsverfahrens lässt sich der Ventilsitz 4 nur mit einem Radius von mindestens 0,1 mm herstellen.
Ausgehend von diesem Rohling des Gehäuses 2 wird gemäß 6 bzw. 6b mit einem Kalibrierwerkzeug 13 gemäß 6 ein Rücksprung 11 erzeugt. Hierbei wird das Material im Rücksprung 11 verdichtet und kalt verformt, so dass die Oberflächengüte, insbesondere die Oberflächenrauhigkeit verbessert wird. Der Radius 14 erzeugt dabei den Rücksprung 11 zusammen mit dem Radius 15 am Gehäuse 2, da das Maß X des Kalibrierwerkzeuges 13 dem Maß Y des Gehäuses 2 entspricht. Mittels des Kalibrierwerkzeuges 13 lassen sich auch die Führungsstege 8 in ihrem Durchmesser in einem Arbeitsgang auf Maß bringen.
Die 8 bis 9a zeigen, dass nach Kalibrieren und Erzeugen des Rücksprunges 11 mittels eines Prägewerkzeuges oder wie in den Zeichnungen 8 und 9 dargestellt, mittels der als Ventilkörper ausgebildeten Kugel die Kontur am Ventilsitz 4 entsprechend bearbeiten, so dass im Endergebnis wie aus der 9a zu entnehmen ist, der Ventilsitz 4 eine Anlagefläche aufweist, die der Kontur 10 des Ventilkörpers entspricht.
Durch Kalibrieren und Prägen gemäß den einzelnen Schritten der 6 bis 9 ist also der Sinterwerkstoff des Gehäuses 2 im Bereich des Ventilsitzes verfestigt und über die Erzeugung der gewünschten Kontur mit der erforderlichen Dichtheit ausgebildet.
Bezugszeichenliste

1: Rückschlagventil
2: Gehäuse
3: Anströmbohrung
4: Ventilsitz
5: Ventilkörper
6: Halteelement
7: Federzunge
8: Führungsstege
9: Längskanäle
10: Kontur
11: Rücksprung
12: größere Bohrung
13: Kalibrierwerkzeug
14: Radius am Kalibrierwerkzeug
15: Radius am Gehäuse

Claims

Rückschlagventil, bestehend aus einem Gehäuse, einer Bohrung und einem hubbeweglichen Ventilkörper, welcher zumindest nach einem geringen axialen Weg des Ventilkörpers federvorgespannt ist und an einem Ventilsitz dichtend anliegt, wobei die Bohrung als Stufenbohrung ausgebildet ist und die im Durchmesser kleinere Bohrung den Ventilsitz aufweist und die im Durchmesser größere Bohrung den hubbeweglichen Ventilkörper aufnimmt, wobei als Ventilkörper eine Kugel vorgesehen ist, die durch ein in der Bohrung angeordnetes Halteelement verliersicher gehalten ist, wobei der Ventilsitz im Bereich der Anlagefläche des Ventilkörpers eine dem Ventilkörper entsprechende Kontur aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) für den Ventilkörper (5) aus Sintermetall besteht, wobei der Bereich der Anlagefläche des Ventilkörpers (5) einen ringförmigen Rücksprung (11) aufweist und dass der Rücksprung (11) mittels eines Kalibrierwerkzeuges (13) hergestellt und dabei das Material im Bereich des Rücksprunges (11) verfestigt und geglättet wird.
Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur (10) durch ein Prägeelement oder durch den Ventilkörper (5) selbst hergestellt wird.
Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kalibrierwerkzeug (13) einen Radius (14) aufweist, der dem Radius (15) des Gehäuses (2) entspricht.
Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (4) mit mindestens einem konstanten Durchlass versehen ist.
Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die im Durchmesser größere Bohrung (12) mit mindestens drei radial nach innen verlaufenden Führungsstegen (8) versehen ist.
Rückschlagventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohling des Gehäuses (2) im Übergang von der im Durchmesser kleineren Anströmbohrung (3) zu der im Durchmesser größeren Bohrung (12) mit einem Radius kleiner 0,5 mm versehen ist.