DE102012110489A1

DE102012110489A1 - Rückschlagventil

Info

Publication number: DE102012110489A1
Application number: DE201210110489
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Fukano; Tadashi Uchino
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 2011-11-04
Filing date: 2012-11-02
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2032-11-03
Also published as: TWI481790B; FR2982337B1; JP2013096553A; CN103090059A; JP5561492B2; US9046182B2; TW201331495A; US20130112302A1; KR101485143B1; CN103090059B; FR2982337A1; KR20130049738A; DE102012110489B4

Abstract

Ein Rückschlagventil (10) umfasst einen ersten, stromaufwärtsseitigen Körper (14) und einen zweiten stromabwärtsseitigen Körper (18), welcher mit dem ersten Körper (14) verbunden ist. Ein Ventilstopfen (20) ist verschiebbar in einer Verbindungskammer (42) im Inneren des ersten Körpers (14) angeordnet. Ein Mantel (64), welcher einen Grundkörperabschnitt (62) des Ventilstopfens (20) in einer Richtung vorspannt, in welcher der Grundkörperabschnitt (62) auf einer Ventilsitzfläche (46) aufsetzt, ist an dem Ventilstopfen (20) vorgesehen, so dass der Grundkörperabschnitt (62) durch eine elastische Kraft des Mantels (64) auf dem Ventilsitz (46) aufsetzt. Indem dem ersten Körper (14) ein Druckfluid zugeführt wird, wird der Ventilstopfen (20) entgegen der elastischen Kraft des Mantels (64) verschoben, wodurch das Innere des ersten Körpers (14) und das Innere des zweiten Körpers (18) in Verbindung miteinander gebracht werden und das Druckfluid dazwischen strömen kann.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kontroll- oder Rückschlagventil, das in der Lage ist, ein Druckfluid in einer Richtung entlang eines Strömungsdurchgangs fließen zu lassen, während die Strömung des Druckfluides in einer entgegengesetzten Richtung verhindert wird.
Die vorliegende Anmelderin hat in der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP 2003-322264 A ein Rückschlagventil vorgeschlagen, welches einen Grundkörper und ein Paar an gegenüberliegenden Endseiten des Grundkörpers vorgesehener Kupplungen aufweist, die lösbar mit einem Paar von Fluiddruckvorrichtungen verbunden sind. Das Rückschlagventil lässt das Druckfluid von einer der Druckfluidvorrichtungen strömen, während die Strömung des Druckfluids von der anderen der Fluiddruckvorrichtungen verhindert wird.
Außerdem ist bei dem in dem japanischen Patent JP 3369523 beschriebenen Rückschlagventil ein Ventilgrundkörper aus einem stromaufwärtsseitigen Körper und einem stromabwärtsseitigen Körper gebildet, wobei der stromaufwärtsseitige Körper und der stromabwärtsseitige Körper miteinander verbunden sind, und wobei ein Ventilstopfen und eine Feder aus einem Kunststoff in Form einer Kompressionsspulenfeder im Inneren des Ventilhauptkörpers aufgenommen sind. Der Ventilstopfen sitzt durch die elastische Vorspannkraft der Feder auf einem Ventilsitz auf. Indem dem Inneren des stromaufwärtsseitigen Körpers ein Druckfluid zugeführt wird, wird der Ventilstopfen entgegen der Vorspannkraft der Feder von dem Ventilsitz abgehoben, und das Druckfluid kann zu dem Inneren des stromabwärtsseitigen Körpers strömen. Andererseits wird in dem Fall, dass dem stromabwärtsseitigen Körper ein Druckfluid zugeführt wird, das Druckfluid daran gehindert, von dem stromabwärtsseitigen Körper zu der Seite des stromaufwärtsseitigen Körpers zu strömen, da der Ventilstopfen aufgrund der Vorspannkraft der Feder auf dem Ventilsitz aufsitzt und nicht bewegt werden kann.
Zusammenfassung der Erfindung
Auch wenn bei dem Rückschlagventil gemäß dem japanischen Patent JP 3369523 eine Kompressionsspulenfeder zum Vorspannen des Ventilstopfens zu dem Ventilsitz verwendet wird, ist die Herstellung der Feder sehr komplex, da die Feder aus einem Kunststoffmaterial besteht. Dies führt zu erhöhten Herstellungskosten. Wenn der Ventilstopfen in einem Ventil-Offen-Zustand ist, tritt außerdem ein Zustand auf, in dem die Feder durch den Ventilstopfen zusammengedrückt wird. Da die Zwischenräume zwischen den helixförmigen Drähten der Feder verengt werden, wird ein Durchflusswiderstand aufgebaut, wenn das Druckfluid hierdurch hindurchfließt. Als Folge hiervon wird die Strömungsrate des Druckfluides, das von dem stromaufwärtsseitigen Körper zu dem stromabwärtsseitigem Körper fließt, verringert.
Durch das Strömen des Druckfluides durch und vorbei an den inneren Abschnitten der Feder werden außerdem ungleichmäßige Lasten auf die Feder aufgebracht, was dazu führen kann, dass die Feder beschädigt wird.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Rückschlagventil vorzuschlagen, bei dem ein Fluid gleichmäßig strömen kann, indem der Strömungswiderstand verringert wird. Außerdem soll die Größe des Rückschlagventils minimiert werden.
Diese Aufgabe wird mit der Erfindung im Wesentlichen durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Ein Rückschlagventil gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst einen ersten Körper mit einem ersten Anschluss, dem ein Druckfluid zugeführt wird, einen zweiten Körper, der mit dem ersten Körper verbunden ist und einen zweiten Anschluss aufweist, von welchem das Druckfluid abgeführt wird, einen Ventilstopfen, der im Inneren der ersten und zweiten Körper angeordnet ist, um einen Verbindungszustand zwischen Strömungsdurchgängen, durch welche das Druckfluid fließt, umzuschalten, und elastische Mittel zum Vorspannen des Ventilstopfens zu einer Seite eines Ventilsitzes, der in dem ersten Körper ausgebildet ist, um den Ventilstopfen auf dem Ventilsitz aufzusetzen, wobei die elastischen Mittel ein Halteelement aufweisen, das an dem zweiten Körper gehalten wird, und ein blatt- oder filmförmiges elastisches Element, das mit dem Halteelement verbunden ist, um den Ventilkörper in einer Richtung weg von dem zweiten Körper vorzuspannen. In dem elastischen Element sind Löcher ausgebildet, durch welche das Druckfluid strömen kann.
Indem gemäß der vorliegenden Erfindung anstelle einer Kompressionsspulenfeder aus Kunststoff zum Aufbringen einer Kraft auf den Ventilstopfen ein blattförmiges elastisches Element mit einer elastischen Kraft zur Vorspannung des Ventilstopfens eingesetzt wird, kann der Aufbau vereinfacht werden, wobei gleichzeitig einer Verkleinerung des Rückschlagventils ermöglicht wird. Da in dem elastischen Element Löcher vorgesehen sind, kann auch in einem Zustand, bei dem der Ventilstopfen von dem Ventilsitz abgehoben ist, das Druckfluid gleichmäßig fließen, ohne einen Strömungswiderstand zu erfahren, weil das Druckfluid in geeigneter Weise zuverlässig durch die Löcher stromabwärts strömen kann.
Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung oder deren Rückbeziehung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Schnitt durch ein Rückschlagventil gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
2 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung des Rückschlagventils gemäß 1,
3A ist ein vergrößerter Schnitt eines distalen Endabschnitts eines ersten Verbindungsabschnitts, der an einem ersten Körper vorgesehen ist,
3B ist ein vergrößerter Schnitt, der einen Zustand zeigt, in welchem der erste Verbindungsabschnitt gemäß 3A mit einem zweiten Verbindungsabschnitt, der an einem zweiten Körper vorgesehen ist, verbunden ist,
4A ist ein vergrößerter Schnitt der Umgebung eines Ventilstopfens bei dem Rückschlagventil gemäß 1,
4B ist ein vergrößerter Schnitt, der einen Ventil-Offen-Zustand zeigt, in welchem der in 4A gezeigte Ventilstopfen von einer Ventilsitzfläche abgehoben ist,
5 ist ein Schnitt durch ein Rückschlagventil gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
6 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung des Rückschlagventils gemäß 5 und
7 ist ein Schnitt durch ein Rückschlagventil gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, umfasst ein Rückschlagventil 10 gemäß einer ersten Ausführungsform einen ersten Körper 14 mit einem ersten Anschluss 12, dem ein Druckfluid zugeführt wird, einen zweiten Körper 18 mit einem zweiten Anschluss 16, der mit dem ersten Körper 14 verbunden ist und von welchem das Druckfluid abgeführt wird, einen Ventilstopfen 20, der im Inneren der ersten und zweiten Körper 14, 18 vorgesehen ist, und einen Stopper 22, der in der Umgebung des Ventilstopfens 20 vorgesehen ist.
Im Einzelnen ist der erste Körper 14 an einer stromaufwärtsseitigen Seite (in der Richtung des Pfeils A) vorgesehen, welcher das Druckfluid zugeführt wird, und der zweite Körper 18 ist an einer stromabwärtsseitigen Seite (in Richtung des Pfeils B) vorgesehen, von welcher das Druckfluid abgeführt wird, nachdem es durch den ersten Körper 14 hindurchgetreten ist.
Der erste Körper 14 hat eine zylindrische Form und besteht bspw. aus einem Harz- oder Kunststoffmaterial. An seinem einen Ende ist eine erste Kupplung 24 vorgesehen, mit welcher ein Rohr 30a (der Begriff "Rohr" im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst auch Schläuche) verbunden ist. An seinem anderen Ende ist ein erster Verbindungsabschnitt 26 vorgesehen, welcher mit dem zweiten Körper 18 verbunden ist.
An dem Ende der ersten Kupplung 24 ist in der axialen Richtung (in der Richtung der Pfeile A und B) des ersten Körpers 14 an der äußeren Umfangsseite des ersten Anschlusses 12 eine Rohrnut 28a ausgebildet. Ein Ende des Rohres 30a, welches durch das oben genannte Ende der ersten Kupplung 24 eingesetzt wird, wird in die Rohrnut 28a eingesetzt und dort gehalten. Außerdem ist in der Umgebung der Rohrnut 28a in die äußere Umfangsfläche der ersten Kupplung 24 ein Gewinde 32a eingeschnitten.
Andererseits ist im Inneren der ersten Kupplung 24 ein erster Strömungsdurchgang 34 ausgebildet, der mit dem ersten Anschluss 12 in Verbindung steht und sich in der axialen Richtung (in der Richtung der Pfeile A und B) mit im Wesentlichen dem gleichen Durchmesser wie der erste Anschluss 12 gestreckt.
Außerdem ist in einem Zustand, in welchem das Rohr 30a in die Rohrnut 28a eingesetzt ist, eine zylindrische Befestigungshülse 36a auf den äußeren Umfang der ersten Kupplung 24 aufgesetzt und mit dem Gewinde 32a verschraubt. Hierdurch wird das Rohr 30a zwischen der Befestigungshülse 36a und der ersten Kupplung 24 gehalten und fixiert. Außerdem fließt ein Druckfluid, das von dem Rohr 30a zugeführt wird, durch den ersten Strömungsdurchgang 34 der ersten Kupplung 24 in das Innere des ersten Körpers 14.
Ein Außengewindeabschnitt 38, in dem ein Gewinde auf die äußere Umfangsfläche des ersten Verbindungsabschnitts 26 geschnitten ist, und ein später beschriebener zweiter Verbindungsabschnitt 52 des zweiten Körpers 18 sind miteinander verschraubt. Der Außengewindeabschnitt 38 ist bspw. als Trapezgewinde ausgebildet, wobei die Gewindespitzen einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen. Andererseits sind an einem inneren Bereich des ersten Verbindungsabschnitts 26 ein zweiter Strömungsdurchgang 40, dessen Durchmesser sich allmählich von dem ersten Strömungsdurchgang 34 aus erweitert, eine Verbindungskammer 42, deren Durchmesser im Vergleich zu dem zweiten Strömungsdurchgang 40 erweitert ist, und ein Stopperbefestigungsabschnitt 44, dessen Durchmesser im Vergleich zu der Verbindungskammer 42 erweitert ist, ausgebildet.
Die Verbindungskammer 42 ist gegenüber dem zweiten Strömungsdurchgang 40 abgestuft und weist einen im Wesentlichen konstanten Durchmesser mit einer festgelegten Länge zu der anderen Endseite des ersten Körpers 14 (in der Richtung des Pfeils B) auf. Eine ringförmige Ventilsitzfläche (Ventilsitz) 46 ist in der Verbindungskammer 42 ausgebildet und erstreckt sich senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der ersten und zweiten Strömungsdurchgänge 34, 40 in dem Grenzbereich zwischen der Verbindungskammer 42 und dem zweiten Strömungsdurchgang 40.
Außerdem ist in dem ersten Körper 14 an einer der anderen Endseite (in der Richtung des Pfeils B) an nächsten liegenden Stelle ein Stopperbefestigungsabschnitt 44 vorgesehen. Der Stopperbefestigungsabschnitt 44 hat eine ringförmige Gestalt mit im Wesentlichen konstantem Durchmesser.
Wie in den 3A und 3B gezeigt ist, ist ein Vorsprung 48, der sich ringförmig nach außen erweitert, an der äußeren Umfangsfläche des distalen Endes 26a der ersten Verbindungsabschnitt 26 ausgebildet. Wenn der zweite Körper 18 auf dessen äußerem Umfang angebracht wird, wird der Vorsprung 48 gestaucht, wenn er in Gleitkontakt mit der inneren Umfangsfläche des zweiten Verbindungsabschnitts 52 (wird später beschrieben) in dem zweiten Körper 18 tritt. Auf diese Weise wird durch den Vorsprung 48 zuverlässig ein luftdichter Zustand zwischen der inneren Umfangsfläche 18 und der äußeren Umfangsfläche des ersten Körpers 14 erreicht (vgl. 3B).
Ähnlich dem ersten Körper 14 hat der zweite Körper 18 bspw. eine zylindrische Form und besteht aus einem Harz- oder Kunststoffmaterial. An seinem einen Ende ist eine zweite Kupplung 50 vorgesehen, mit welcher ein Rohr 30b verbunden ist. An dem anderen Ende ist ein zweiter Verbindungsabschnitt 52 ausgebildet, welcher mit dem ersten Körper 14 verbunden ist.
An einem Ende der zweiten Kupplung 50 ist in axialer Richtung (in der Richtung der Pfeile A und B) des zweiten Körpers 18 eine Rohrnut 28b ausgebildet. Ein Ende des Rohres 30b, das durch das oben genannte eine Ende eingesetzt ist, wird in die Rohrnut 28b eingeführt und dort gehalten. Außerdem ist in der Umgebung der Rohrnut 28b in die äußere Umfangsfläche der zweiten Kupplung 50 ein Gewinde 32b geschnitten.
Andererseits ist im Inneren der zweiten Kupplung 50, nachdem sich diese um eine bestimmte Länge mit einem im Wesentlichen konstanten Durchmesser in der axialen Richtung erstreckt hat, ein dritter Strömungsdurchgang 54 ausgebildet, dessen Durchmesser sich allmählich zu dem zweiten Verbindungsabschnitt 52 erweitert.
Außerdem wird in einem Zustand, in welchem das Rohr 30b in die Rohrnut 28b eingesetzt ist, eine zylindrische Befestigungshülse 36b auf den äußeren Umfang der zweiten Kupplung 50 gesetzt und mit dem Gewinde 32b verschraubt. Hierdurch wird das Rohr 30b zwischen der Befestigungshülse 36b und der zweiten Kupplung 50 gehalten und fixiert. Außerdem strömt ein Druckfluid, das durch den dritten Strömungsdurchgang 54 des zweiten Körpers 18 fließt, durch den zweiten Verbindungsabschnitt 52 und in das Rohr 30b.
Ein Innengewindeabschnitt 56, in welchen ein Gewinde eingeschnitten ist, ist an der inneren Umfangsfläche des zweiten Verbindungsabschnitts 52 ausgebildet, so dass der erste Körper 14 und der zweite Körper 18 durch Verschrauben mit dem Außengewindeabschnitt 58 an dem ersten Verbindungsabschnitt 26 des ersten Körpers 14 einstückig miteinander verbunden werden. Hierbei wird eine weitere Verschiebung in der axialen Richtung (in der Richtung des Pfeils A) durch Anlage des anderen Endes des zweiten Körpers 18 an einem ringförmigen Flansch 58, der an der äußeren Umfangsseite des ersten Körpers 14 ausgebildet ist, begrenzt. Außerdem ist ähnlich dem Außengewindeabschnitt 38 ein Innengewindeabschnitt 56 bspw. als Trapezgewinde ausgebildet, dessen Gewindespitzen einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen.
Außerdem ist eine Pressnut 60, in welche das distale Ende 26a des ersten Verbindungsabschnitts 26 eingepresst wird, wenn der erste Körper 14 und der zweite Körper 18 miteinander verbunden werden, an dem zweiten Verbindungsabschnitt 52 vorgesehen. Die Pressnut 60 weist eine sich verjüngende, insbesondere konische Form auf, die sich in einer Richtung (in der Richtung des Pfeils B) weg von dem ersten Körper 14 verjüngt.
Wie in den 1, 2, 4a und 4b gezeigt ist, besteht der Ventilstopfen 20 bspw. aus einem Harz- oder Kunststoffmaterial und umfasst einen scheibenförmigen Grundkörperabschnitt 62, der in der Verbindungskammer 42 des ersten Körpers 14 vorgesehen ist, einen Mantel (elastisches Element) 64, dessen Durchmesser sich von dem Zentrum des Grundkörperabschnitts 62 allmählich radial nach außen erweitert, und ein Bein (Halteelement) 66, das an der Außenkante des Mantels 64, welche an einem später beschriebenen Stopper 22 anliegt, ausgebildet ist.
Der Grundkörperabschnitt 62 ist so vorgesehen, dass er in der axialen Richtung (in der Richtung der Pfeile A und B) im Inneren der Verbindungskammer 62 verschiebbar ist. Ein Sitzabschnitt 68, der ringförmig vorsteht, ist an einem Ende des Grundkörperabschnitts 62 ausgebildet, wobei der Sitzabschnitt 68 an der Ventilsitzfläche 46 der Verbindungskammer 42 anliegt. Im Einzelnen ist der Durchmesser des Sitzabschnitts 68 größer gewählt als der Durchmesser des zweiten Strömungsdurchgangs 40.
Außerdem ist an dem anderen Ende des Grundkörperabschnitts 62 ein von dessen Zentrum aus säulenförmig vorstehender Teil 70 ausgebildet. Der Mantel 64 erstreckt sich radial nach außen von der äußeren Umfangsfläche des vorstehenden Teils 70.
Der Mantel 64 ist als ein dünner Film (blattähnlich) mit einer bestimmten Elastizität ausgebildet, wobei eine Mehrzahl von bspw. vier ersten Löchern (Löcher) 72 vorgesehen ist, deren Mittelpunkte auf einem konzentrischen Kreis angeordnet sind. Die ersten Löcher 72 treten durch den Mantel 64 hindurch und weisen voneinander gleiche Abstände in einer Umfangsrichtung auf.
Außerdem weist der Mantel 64 in einem Ventil-Geschlossen-Zustand, in welchem der Grundkörperabschnitt 62 auf dem Ventilsitz 46 aufsitzt, im Querschnitt eine gekrümmte Gestalt auf, die den vorstehenden Teil 70 und die Beine 66 verbindet.
Andererseits sind mehrere ausgeschnittene Abschnitte 74, die in linearer Form ausgeschnitten sind, in gleichen Abständen in der Umfangsrichtung an der äußeren Umfangsfläche des Grundkörperabschnitts 62 ausgebildet. Die ausgeschnittenen Abschnitte 74 und gekrümmt geformte bogenförmige Abschnitte 76 sind abwechselnd um den Grundkörperabschnitt 62 herum angeordnet. Außerdem weisen die bogenförmige Abschnitte 76 des Grundkörperabschnitts 62 etwa den gleichen Durchmesser auf wie die innere Umfangsfläche der Verbindungskammer 42, wobei zwischen den ausgeschnittenen Abschnitten 74 und der inneren Umfangsfläche Abstände vorgesehen sind.
Das Bein 66 hat eine ringförmige Gestalt mit einer festgelegten Höhe in der axialen Richtung des Ventilstopfens 20. Seine äußere Umfangsfläche liegt an der inneren Umfangsfläche der Verbindungskammer 42 an. Die Kante des Beins 66 liegt an einer Endfläche des Stoppers 22 an. Außerdem liefert der Mantel 64 mit dem Ventilstopfen 20 eine elastische Kraft, um sich um das Bein 66 zu biegen, wobei das Bein 66 als Drehpunkt und Abstützung dient. Die elastische Kraft drückt den Grundkörperabschnitt 62 in einer Richtung (in der Richtung des Pfeils A) weg von dem Bein 66, so dass der Grundkörperabschnitt 62 normalerweise gegen den Ventilsitz 46 der Verbindungskammer 42 gepresst wird. Anders ausgedrückt dient der Mantel 64 als ein elastisches Element, um den Grundkörperabschnitt 62 in einer Richtung (in der Richtung des Pfeils A) zu drängen, in welcher er auf den Ventilsitz 46 aufsetzt.
Der Stopper 22 hat bspw. eine scheibenförmige Gestalt und besteht aus einem Harz- oder Kunststoffmaterial mit festgelegter Dicke. Er weist mehrere (bspw. vier) zweite Löcher 78 auf, deren Mittelpunkte auf einem konzentrischen Kreis angeordnet sind. Die zweiten Löcher 78 durchtreten den Stopper 22 und weisen voneinander gleiche Abstände in der Umfangsrichtung auf.
Außerdem ist der Stopper 22 an dem Stopperbefestigungsabschnitt 44 des ersten Körpers 14 befestigt. Indem er in Kontakt mit der Endfläche des Stopperbefestigungsabschnitts 44 gehalten wird, wird der Stopper 22 in axialer Richtung (in der Richtung der Pfeile A und B) in dem ersten Körper 14 positioniert. Wenn der zweite Körper 18 mit dem ersten Körper 14 verbunden wird, wird durch Anlage des Stoppers 22 an dem gestuften Abschnitt 80 des zweiten Körpers 18 der Stopper 22 zwischen dem gestuften Abschnitt 80 und dem Stopperbefestigungsabschnitt 44 gehalten und fixiert.
Da die mehreren zweiten Löcher 78 durch den Stopper 22 hindurchtreten, stehen die Verbindungskammer 42 und der dritte Strömungsdurchgang 54 normalerweise durch die zweiten Löcher 78 in Verbindung miteinander.
Das Rückschlagventil 10 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist im Wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Als nächstes werden die Betriebsweise und vorteilhafte Wirkungen des Rückschlagventils 10 erläutert. Es wird von einem Zustand ausgegangen, in dem ein Rohr 30a, das mit einer nicht dargestellten Druckfluidzufuhrquelle verbunden ist, vorab mit dem ersten Körper 14 des Rückschlagventils 10 verbunden wurde. Ein weiteres Rohr 30b, das mit einer Fluiddruckvorrichtung (nicht dargestellt), die durch die Zufuhr eines Druckfluides betrieben werden kann, verbunden ist, ist vorab mit dem zweiten Körper 18 verbunden.
In einem Ventil-Geschlossen-Zustand, in welchem der Sitzabschnitt 68 des Ventilstopfens 20, der in den 1 und 4a gezeigt ist, auf dem Ventilsitz 46 aufsitzt und die Verbindung zwischen den ersten und zweiten Strömungsdurchgängen 34, 40 des ersten Körpers 14 und dem dritten Strömungsdurchgang 54 des zweiten Körpers 18 blockiert ist, wenn ein Druckfluid von den stromaufwärtsseitigen Rohr 30a dem ersten Körper 14 zugeführt wird, wird anfangs der Grundkörperabschnitt 62 des Ventilstopfens 20 zu der Seite des zweiten Körpers 18 (in der Richtung des Pfeils B) gepresst, nachdem das Druckfluid in den ersten Strömungsdurchgang 34 und den zweiten Strömungsdurchgang 40 geströmt ist. Als Folge hiervon wird der Ventilstopfen 20 entgegen der elastischen Kraft des Mantels 64 zu der Seite des Stoppers 22 (in der Richtung des Pfeils B) bewegt, woraufhin der Sitzabschnitt 68 von dem Ventilsitz 46 abhebt. Dadurch strömt das Druckfluid von dem zweiten Strömungsdurchgang 40 und durch die Lücken zwischen den ausgeschnittenen Abschnitten 74 des Ventilstopfens 20 und der Verbindungskammer 42 und fließt in das Innere der Verbindungskammer 42. Zu dieser Zeit wird, wie in 4B gezeigt ist, die Verschiebung des Ventilstopfens 20 durch Anlage der Endfläche des vorstehenden Teils 70 an dem Stopper 22 begrenzt.
Außerdem wird das Druckfluid, nachdem es aus dem Inneren der Verbindungskammer 42 durch die ersten Löcher 72 des Mantels 74, die zweiten Löcher 78 des Stoppers 22 und den dritten Strömungsdurchgang 54 des zweiten Körpers 18 geströmt ist, durch das Rohr 20, das mit der zweiten Kupplung 50 verbunden ist, einer nicht dargestellten Fluiddruckvorrichtung zugeführt.
Als nächstes wird ein Fall erläutert, bei dem aus irgendeinem Grund das Druckfluid versucht, von dem zweiten Körper 18 in entgegengesetzter Richtung zu der Seite des ersten Körpers 14 (in der Richtung des Pfeils A) zu strömen. In diesem Fall bleiben die ersten und zweiten Strömungsdurchgänge 34, 40 des ersten Körpers 14 zur Umgebung offen, ohne dass ihnen Druckfluid zugeführt wird.
Wenn bspw. ein Druckfluid von dem stromabwärtsseitigen Rohr 30b dem dritten Strömungsdurchgang 54 des zweiten Körpers 18 zugeführt wird, tritt das Druckfluid durch die zweiten Löcher 78 des Stoppers 22 und die ersten Löcher 72 des Mantels 74 in dem Ventilstopfen 40 und fließt dann in die Verbindungskammer 42.
Zu dieser Zeit wird der Grundkörperabschnitt 62 des Ventilstopfens 20 durch die elastische Kraft des Mantels 64 zu der Seite der ersten Körpers 14 (in der Richtung des Pfeils A) gepresst, wobei er außerdem durch das Druckfluid zu der Seite des ersten Körpers 14 (in der Richtung des Pfeils A) gepresst wird. Dementsprechend wird der Ventilsitzabschnitt 68 des Ventilstopfens 20 auf den Ventilsitz 46 aufgesetzt und ein Ventil-Geschlossen-Zustand wird erreicht, in dem die Verbindung zwischen der Verbindungskammer 42 und dem zweiten Strömungsdurchgang 40 des ersten Körpers 14 blockiert ist (vgl. 1 und 4A).
Auch in dem Fall, in dem von dem zweiten Körper 18 ein Druckfluid zugeführt wird, wird somit das Druckfluid daran gehindert, zu den ersten und zweiten Strömungsdurchgängen 34, 40 des ersten Körpers 14 zu fließen, weil der Ventilstopfen 20 durch die elastische Kraft des Mantels 64 zuverlässig in einem Ventil-Geschlossen-Zustand gehalten wird.
Anders ausgedrückt wird lediglich in dem Fall, dass Druckfluid von der Seite des ersten Körpers 14 auf der stromaufwärtsseitigen Seite fließt, der Ventilstopfen 20 durch den Druck des Druckfluides von dem Ventilsitz 46 abgehoben. Außerdem verbleibt der Ventilstopfen 20 in dem Fall, dass ihm kein Druck zugeführt wird, durch die elastische Kraft des Mantels 74 auf dem Ventilsitz 46.
Bei der ersten Ausführungsform wird auf diese Weise der Mantel 64 integral mit dem Grundkörperabschnitt 62 des Ventilstopfens 20 vorgesehen anstatt eine Feder in Form einer Kompressionsspulenfeder aus einem Harzmaterial zum Aufbringen einer Druckkraft zum Aufsetzen des Ventilstopfens 20 zu verwenden. Der Mantel 64 liefert eine elastische Kraft und besteht aus einem Harz- oder Kunststoffmaterial. Somit wird die elastische Kraft des Mantels 64 zuverlässig und in geeignetem Maße auf den Grundkörperabschnitt 62 aufgebracht, wodurch der Sitzabschnitt 68 des Grundkörperabschnitts 62 auf dem Ventilsitz 46 aufsetzen kann. Als Folge hiervon kann im Vergleich zu dem herkömmlichen Rückschlagventil, bei dem eine Kunststofffeder vorgesehen ist und eine elastische Kraft der Feder dazu genutzt wird, den Ventilstopfen 20 aufzusetzen, der Aufbau vereinfacht und die Größe des Rückschlagventils verringert werden. Gleichzeitig können die Herstellungskosten reduziert werden.
Indem die mehreren ersten Löcher 72 in dem Mantel 64 vorgesehen werden, kann außerdem auch in einem Ventil-Offen-Zustand, in welchem der Ventilstopfen 20 von dem Ventilsitz 46 abgehoben ist, das Druckfluid zuverlässig durch die ersten Löcher 72 hindurchtreten und zu der stromabwärtsseitigen Seite fließen. Daher kann das Druckfluid gleichmäßig mit einer gewünschten Strömungsrate strömen, ohne eine Verringerung der Strömungsrate des Druckfluides zu bewirken, wie es bei dem Rückschlagventil gemäß dem Stand der Technik der Fall war. Da der Außengewindeabschnitt 38 an dem ersten Verbindungsabschnitt 26 des ersten Körpers 14 und dem Gewindeabschnitt 56 an dem zweiten Verbindungsabschnitt 52 des zweiten Körpers 18 jeweils als Trapezgewinde ausgebildet sind, kann außerdem die Verbindung zwischen diesen Elementen zuverlässig und fest erreicht werden, wobei gleichzeitig ein Lösen der Verbindung zwischen dem Außengewindeabschnitt 38 und dem Innengewindeabschnitt 56 vermieden werden kann, wenn der erste Verbindungsabschnitt 26 und der zweite Verbindungsabschnitt 52 miteinander verschraubt werden.
In dem ersten Körper 14 ist der Vorsprung 48, der sich an dem distalen Ende 26a des ersten Verbindungsabschnitts 26 ringförmig nach außen erweitert, an der äußeren Umfangsfläche vorgesehen. Indem die Pressnut 60, in welche das distale Ende 26a eingepresst wird, an dem zweiten Verbindungsabschnitt 52 des zweiten Körpers 18 vorgesehen wird, wird beim Verschrauben und Verbinden des ersten Körpers 14 mit dem zweiten Körper 18 der Vorsprung 48 in Gleitkontakt mit der inneren Umfangsfläche des zweiten Verbindungsabschnitts 52 gepresst und deformiert, wenn das distale Ende 26a des ersten Verbindungsabschnitts 26 in die Pressnut 60 eingepresst und deformiert wird. Dadurch können der erste Verbindungsabschnitt 26 und der zweite Verbindungsabschnitt 52 noch zuverlässiger und fester miteinander verbunden werden, wobei eine Abdichtung zwischen dem ersten Verbindungsabschnitt 26 und dem zweiten Verbindungsabschnitt 52 erreicht wird, so dass eine Leckage von Druckfluid durch den Verbindungsbereich zwischen dem ersten Körper 14 und dem zweiten Körper 18 zuverlässig verhindert werden kann.
Außerdem ist bei der ersten Ausführungsform eine Gestaltung vorgesehen, bei welcher das distale Ende 26a des ersten Verbindungsabschnitts 26 des ersten Körpers 14 in die Pressnut 60 des zweiten Körpers 18 eingepresst wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Gestaltung beschränkt. Bspw. kann eine Pressnut auch in dem ersten Verbindungsabschnitt 26 vorgesehen sein. Indem in dem zweiten Körper 18 an einem distalen Endabschnitt des zweiten Verbindungsabschnitts 52 ein Vorsprung vorgesehen wird, kann der distale Endabschnitt in die Pressnut eingepresst werden, um die Abdichtung zu erreichen.
Indem der Mantel 64, der als ein elastisches Element dient, integral und einstückig mit dem Ventilstopfen 20 ausgebildet wird, ist es außerdem möglich, den Mantel 64 (elastisches Element) zur selben Zeit zu montieren und anzubringen, zu der der Ventilstopfen 20 an den ersten und zweiten Körpern 14, 18 angebracht wird. Dadurch kann die Zahl der Montageschritte gleichzeitig mit der Zahl der Komponenten verringert werden.
Als nächstes wird ein Rückschlagventil 100 gemäß einer zweiten Ausführungsform mit Bezug auf die 5 und 6 erläutert. Diejenigen Aufbauelemente, die die gleichen sind wie bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform, werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und nicht erneut im Detail beschrieben. Insoweit wird auf die obige Beschreibung verwiesen.
Wie in den 5 und 6 gezeigt ist, unterscheidet sich das Rückschlagventil 100 gemäß der zweiten Ausführungsform von dem Rückschlagventil 10 der ersten Ausführungsform dahingehend, dass der Ventilstopfen 106 durch einen scheibenförmigen Grundkörperabschnitt 102 und ein elastisches Element 104 gebildet wird, welches getrennt von dem Grundkörperabschnitt 102 ausgebildet und mit diesem verbunden ist.
Der Ventilstopfen 106 des Rückschlagventils 100 umfasst den Grundkörperabschnitt 102 mit einem ringförmigen Sitzabschnitt 68 und das elastische Element 104, das in eine Einsetzöffnung 110 in einem vorstehenden Teil 108 des Grundkörperabschnitts 102 eingesetzt ist. Das elastische Element 104 umfasst einen Einsetzabschnitt 112, der im Zentrum des elastischen Elements 104 vorgesehen und in die Einsetzöffnung 110 eingesetzt ist, einen Mantel 64, dessen Durchmesser sich von der äußeren Umfangsfläche des Einsetzabschnitts 112 radial nach außen erweitert, und ein Bein 66, das an einer äußeren Kante des Mantels 64 ausgebildet ist.
Die Einsetzöffnung 110 weist eine festgelegte Tiefe von der Endfläche des vorstehenden Teils 108 auf, so dass durch Einsetzen des säulenförmigen Einsetzabschnitts 112 in die Einsetzöffnung 110 das elastische Element 104 einstückig mit dem Grundkörperabschnitt 102 verbunden wird, wobei der Einsetzabschnitt 112 einen Durchmesser aufweist, der gleich groß oder etwas größer ist als der Durchmesser der Einsetzöffnung 110.
Außerdem wird der Grundkörperabschnitt 102 des Ventilstopfens 106 durch das dem ersten Körper 14 zugeführte Druckfluid zu der Seite des zweiten Körpers 18 (in der Richtung des Pfeils B) gepresst. Indem der Grundkörperabschnitt 102 in einer Richtung verschoben wird, in der er sich entgegen der elastischen Kraft des elastischen Elements 104 von dem Ventilsitz 46 entfernt, werden außerdem die ersten und zweiten Strömungsdurchgänge 34, 40 des ersten Körpers 14 und der dritte Strömungsdurchgang 54 des zweiten Körpers 18 über die Verbindungskammer 42 in Verbindung miteinander gebracht.
Auf diese Weise wird bei der zweiten Ausführungsform eine Gestaltung erreicht, bei welcher der Ventilstopfen 106 getrennt von dem Grundkörperabschnitt 102 und dem elastischen Element 104 ausgebildet ist, die aneinander montiert werden. Im Vergleich zu einem Fall, bei dem der Grundkörperabschnitt 102 und das elastische Element 104 einstückig ausgebildet sind, kann bei der zweiten Ausführungsform das Rückschlagventil einfacher hergestellt werden. Dadurch lassen sich die Produktionskosten verringern, so dass ein preiswertes Rückschlagventil 100 hergestellt werden kann.
Außerdem können bei dem Ventilstopfen 106 durch getrennte Gestaltung des Grundkörperabschnitts 102 und des elastischen Elements 104 der Grundkörperabschnitt 102 und das elastische Element 104 aus unterschiedlichen Materialien hergestellt werden. Dadurch können die Materialien einfach geändert und an die Art des Druckfluids, das durch den Ventilstopfen 106 strömt, angepasst werden.
Als nächstes wird mit Bezug auf 7 ein Rückschlagventil 150 gemäß einer dritten Ausführungsform erläutert. Diejenigen Aufbauelemente, die die gleichen sind wie bei dem Rückschlagventil 100 gemäß der zweiten Ausführungsform, werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und nicht erneut im Detail erläutert. Insoweit wird auf die obige Beschreibung verwiesen.
Wie in 7 gezeigt ist, unterscheidet sich das Rückschlagventil 150 gemäß der dritten Ausführungsform von dem Rückschlagventil 100 gemäß der zweiten Ausführungsform dahingehend, dass beim Herstellen der Verbindung zwischen dem ersten Verbindungsabschnitt 26 des ersten Körpers 14 und dem zweiten Verbindungsabschnitt 156 des zweiten Körpers 154 nicht nur die ersten und zweiten Verbindungsabschnitte 26, 156 durch Verschrauben miteinander verbunden werden, sondern dass zusätzlich die ersten und zweiten Verbindungsabschnitte 26, 156 durch einen Löseverhinderungsmechanismus 152 (Verliersicherung) verbunden werden.
Der Löseverhinderungsmechanismus 152, der bei dem Rückschlagventil 150 eingesetzt wird, umfasst eine Durchgangsöffnung 158, die von der äußeren Umfangsfläche zu der inneren Umfangsseite des zweiten Verbindungsabschnitts 156 des zweiten Körpers 154 durchtritt, einen Verriegelungsstift 160, der in die Durchgangsöffnung 158 eingesetzt ist und in Eingriff mit dem Außengewindeabschnitt 58 des ersten Körpers 14 steht, und eine Dichtkugel 162, die in die Durchgangsöffnung 158 eingepresst ist, um ein Herausfallen des Verriegelungsstiftes 160 zu verhindern.
Die Durchgangsöffnung 158 ist an einer Position ausgebildet, die einem Talbereich des Außengewindeabschnitts 38 an den ersten Verbindungsabschnitts 26 zugewandt ist, wenn der erste Körper 14 und der zweite Körper 154 miteinander verbunden sind. Der Verriegelungsstift 160 ist von der äußeren Umfangsseite des zweiten Körpers 154 in die Durchgangsöffnung 158 eingesetzt. Die Dichtkugel 162 wird gegen eine äußere Umfangsseite des Verriegelungsstiftes 160 eingepresst.
Der Verriegelungsstift 160 besteht bspw. aus einem Metallmaterial in Form einer Welle mit einem im Wesentlichen konstanten Durchmesser, deren distales Ende eine Form hat, die dem Talbereich des Außengewindeabschnitts 38 entspricht. Die Dichtkugel 162 besteht bspw. aus einem Harz- oder Kunststoffmaterial und hat einen etwas größeren Durchmesser als der innere Umfangsdurchmesser der Durchgangsöffnung 158.
Nachdem der erste Verbindungsabschnitt 26 des ersten Körpers 14 und der zweite Verbindungsabschnitt 156 des zweiten Körpers 154 miteinander verschraubt und verbunden wurden, wird der Verriegelungsstift 160 von der äußeren Umfangsseite des zweiten Verbindungsabschnitts 156 durch die Durchgangsöffnung 158 eingesetzt, und sein distales Ende tritt in Eingriff mit dem Außengewindeabschnitt 38 an dem ersten Körper 14. Gleichzeitig wird die Dichtkugel 162 in die Durchgangsöffnung 158 eingepresst. Hierbei wird die Dichtkugel 162 so weit in die Durchgangsöffnung 158 eingepresst, dass sie von der Endfläche der Durchgangsöffnung 158 nicht vorsteht.
Auf diese Weise wird bei der dritten Ausführungsform durch Verschrauben des Außengewindeabschnitts 38 des ersten Verbindungsabschnitts 26 mit dem Innengewindeabschnitt 56 des zweiten Verbindungsabschnitts 156 nach der Verbindung des ersten Körpers 14 mit dem zweiten Körper 154 der Verriegelungsstift 160 durch die in dem zweiten Verbindungsabschnitt 156 ausgebildete Durchgangsöffnung 158 eingesetzt und in Eingriff mit dem ersten Verbindungsabschnitt 26 gebracht. Dementsprechend kann eine Relativverschiebung zwischen dem ersten Verbindungsabschnitt 26 und dem zweiten Verbindungsabschnitt 156 in axialer Richtung (in der Richtung der Pfeile A und B) zuverlässig verhindert werden. Als Folge kann bspw. auch in dem Fall, dass das Rückschlagventil 150 in einer Umgebung eingesetzt wird, in der Vibrationen oder dergleichen auftreten, ein Lösen der Verbindung zwischen dem ersten Körper 14 und dem zweiten Körper 154 durch den Löseverhinderungsmechanismus 152 zuverlässig verhindert werden. Dadurch kann das Rückschlagventil 150 in noch stabilerer Weise eingesetzt werden.
Außerdem ist in der Durchgangsöffnung 158 durch das Einpressen der Dichtkugel 162 in die äußere Umfangsseite des Verriegelungsstiftes 160 eine Verschiebung des Verriegelungsstiftes 160 aus der Durchgangsöffnung 158 begrenzt, so dass der Eingriffszustand zwischen dem ersten Körper 14 und dem zweiten Körper 154 durch den Verriegelungsstift 160 zuverlässig aufrecht erhalten werden kann. Ein Herausfallen des Verriegelungsstiftes 160 aus der Durchgangsöffnung 158 kann zuverlässig verhindert werden. Durch einfaches Einpressen der Dichtkugel 162 in die Durchgangsöffnung 158 wird somit ein Zustand erreicht, bei dem eine Bewegung oder ein Herausfallen des Verriegelungsstiftes 160 zuverlässig verhindert wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2003-322264 A [0002]
JP 3369523 [0003, 0004]

Claims

Rückschlagventil mit: einem ersten Körper (14) mit einem ersten Anschluss (12), dem ein Druckfluid zugeführt wird, einem zweiten Körper (18), der mit dem ersten Körper (14) verbunden ist und einen zweiten Anschluss (16) aufweist, von welchem das Druckfluid abgeführt wird, einem Ventilstopfen (20), der im Inneren der ersten und zweiten Körper (14, 18) angeordnet ist, um einen Verbindungszustand zwischen Strömungsdurchgängen (34, 40, 54), durch welche das Druckfluid strömt, umzuschalten, und einem elastischen Mittel zum Vorspannen des Ventilstopfens (20) zu einer Seite eines Ventilsitzes (46), der in dem ersten Körper (14) ausgebildet ist, um den Ventilstopfen (20) auf dem Ventilsitz (46) aufzusetzen, wobei das elastische Mittel ein Halteelement (66), welches an dem zweiten Element (18) gehalten ist, und ein blattähnliches elastisches Element (64) aufweist, welches mit dem Halteelement (66) verbunden ist, um den Ventilstopfen (20) in einer Richtung weg von dem zweiten Körper (18) vorzuspannen, und Löcher (72), durch welche das Druckfluid strömen kann und die in dem elastischen Element (64) ausgebildet sind.
Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element (64) einstückig mit dem Ventilstopfen (20) ausgebildet ist.
Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Mittel getrennt von dem Ventilstopfen (20) ausgebildet und von dem Ventilstopfen (20) lösbar vorgesehen ist.
Rückschlagventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Körper (14, 18), der Ventilstopfen (20) und das elastische Element (64) jeweils aus Harz- oder Kunststoffmaterialien hergestellt sind.
Rückschlagventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Körper (14) und der zweite Körper (18) miteinander durch Verschrauben von daran ausgebildeten Gewindeabschnitten (38, 56) verbunden sind, wobei die Gewindeabschnitte (38, 56) als Trapezgewinde ausgebildet sind.
Rückschlagventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Verbindungsbereich zwischen dem ersten Körper (14) und dem zweiten Körper (18) ein Löseverhinderungsmechanismus (152) vorgesehen ist, um ein Lösen der Schraubverbindung zwischen dem ersten Körper (14) und dem zweiten Körper (18) zu verhindern.
Rückschlagventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Löseverhinderungsmechanismus (152) einen Verriegelungsstift (160) aufweist, der in einer Richtung senkrecht zu der Achse der ersten und zweiten Körper (14, 18) eingesetzt ist.
Rückschlagventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Vorsprung (48), der radial nach außen vorsteht, an einer äußeren Umfangsfläche eines Endabschnitts des ersten Körpers (14) oder des zweiten Körpers (18) ausgebildet ist, und dass eine Nut (60), in welche der Endabschnitt eingepresst wird, an dem zweiten Körper (18) oder dem ersten Körper (14) ausgebildet ist, welcher dem ersten Körper (14) oder dem zweiten Körper (18), an welchem der Vorsprung (48) ausgebildet ist, gegenüberliegt.
Rückschlagventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element (64) einen gebogenen Querschnitt aufweist.
Rückschlagventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilstopfen (20) einen Sitzabschnitt (68) zum Aufsetzen auf den Ventilsitz (46) und ausgeschnittene Abschnitte (74) aufweist, die an einer äußeren Umfangsfläche des Sitzabschnitts (68) ausgebildet sind, wobei die ausgeschnittenen Abschnitte (74) aus der äußeren Umfangsfläche herausgeschnitten sind.