DE102015224411B4

DE102015224411B4 - Rückschlagventil

Info

Publication number: DE102015224411B4
Application number: DE102015224411.3A
Authority: DE
Inventors: Martin Fehlbier; Jakob Glück; Andreas Schilling; Jens Röse; Andreas Gebauer-Teichmann
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2015-12-07
Filing date: 2015-12-07
Publication date: 2019-08-22
Anticipated expiration: 2035-12-08
Also published as: DE102015224411A1

Abstract

Rückschlagventil (1), insbesondere zur Regulierung der Strömung einer Schmelze, mit einem Ventilkörper (2) und einem Strömungskanal (3) mit einem Stromeinlass (4) sowie einem Stromauslass (5), wobei das Rückschlagventil (1) an seiner Mantelfläche (6) ein Heizelement (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (1) zumindest zwei Verschlusskörper (8, 9), welche im Strömungskanal (3) angeordnet sind, und der Strömungskanal (3) zumindest drei Kanalabschnitte (10, 11, 12) aufweist, welche sich in ihrem lichten Maß (13, 14, 15) in der Art unterscheiden, dass das lichte Maß (13) eines zumindest ersten Kanalabschnittes (10) geringer ist als das lichte Maß (14) eines zumindest zweiten Kanalabschnittes (11), weiterhin das lichte Maß (14) des zumindest zweiten Kanalabschnittes (11) geringer ist als das lichte Maß (15) eines zumindest dritten Kanalabschnittes (12) und zwischen diesen jeweiligen Kanalabschnitten (10, 11, 12) jeweils ein die sich unterscheidenden lichten Maße (13, 14, 15) überbrückender Übergangsbereich (16, 17) ausgeprägt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Rückschlagventil, insbesondere zur Regulierung der Strömung einer Schmelze, mit einem Ventilkörper und einem Strömungskanal mit einem Stromeinlass sowie einem Stromauslass, wobei das Rückschlagventil an seinem Umfang ein Heizelement aufweist.
Die Bauteile, die in einer modernen Fahrzeugkarosserie verwendet werden, können bezüglich ihrer Herstellungsweise hauptsächlich in drei Kategorien einteilt werden. Neben Strangpressprofilen und Blechumformteilen finden sich hierbei vor allem Gussteile wieder, die hauptsächlich im Druckgussverfahren gefertigt werden.
Im Allgemeinen haben sich im Bereich des Metall-Druckgusses im Wesentlichen zwei Verfahren herausgebildet, die sich in das Warmkammerverfahren und das Kaltkammerverfahren unterteilen lassen.
Wird die Schmelze in einem Tiegel stets auf Temperatur gehalten und steht der Tiegel bzw. der Gießbehälter, der in der Regel im Tiegel angeordnet ist und sich direkt in der Schmelze befindet, dabei über ein Steigrohr stets in Kontakt mit der Druckgießform so spricht man vom Warmkammer-Druckgussverfahren. Hierbei wird anschließend an die Befüllung der Gießkammer die Schmelze aus dieser Gießkammer in die Gießform gedrückt, wobei darauffolgend, nach der Aufwärtsbewegung des Gießkolbens im Gießzylinder, erneut Schmelze über Öffnungen im Gießbehälter aus dem Tiegel in die Gießkammer einströmt und diese somit wieder befüllt ist.
Beim Kaltkammerverfahren hingegen befindet sich die Gießform nicht stets in Kontakt mit einem Schmelztiegel. Es findet bei diesem Verfahren eine Trennung zwischen Ofen, welcher die Schmelze erzeugt, sowie der Druckgießmaschine statt. Über einen Dosierlöffel oder auch eine Gießrinne wird die für einen jeweiligen Gießvorgang notwendige Schmelze in die Gießkammer eingefüllt und mittels des Gießkolbens in den Formhohlraum der Druckgießform gedrückt.
Verwendet werden die Verfahren unter anderem zum Druckguss von Zink, Aluminium und Magnesium respektive Legierungen dieser Metalle. Ausgehend von Aluminium eignet sich vor allem das Kaltkammer-Druckgussverfahren. Bei einer Verwendung einer Warmkammer-Anordnung würde dies aufgrund des reaktiven Verhaltens des flüssigen Aluminiums zu einer Auflösung des Gießbehälters führen. Somit ist das Warmkammerverfahren hierfür ungeeignet. Ganz im Gegensatz zur Verwendung von beispielsweise Zink. Beide Varianten lassen sich jedoch zur Herstellung von Druckgussteilen aus Magnesium verwenden.
Erwähnt sei, dass der Anteil an Kreislaufmaterial, wie es beispielsweise für Überläufe sowie Vakuum-, Lauf- und Anschnittkanäle notwendig ist, bei beiden Verfahren, Warm- sowie Kaltkammer, über 50 %, gar bis zu 250 % des Gussteilmaterials zur Herstellung eines Gussteiles, z. B. eines dünnwandigen, großflächigen Magnesiumdruckgussteiles, betragen kann.
Abgesehen von den genannten Verfahren zum Druckgießen von Metallen ist zur Herstellung von Kunststoffteilen das Spritzgießen als das am weitesten verbreitete Verfahren bekannt, welches diesbezüglich Anwendung findet. Im Rahmen des Verfahrens wird der Kunststoff zunächst aufgeschmolzen bzw. plastifiziert und unter Druck in eine jeweils gewünschte Form eingespritzt.
Durch die DE 26 36 665 C3 ist eine Transporteinrichtung für eine Metallschmelze bekannt, bei der mittels eines an einem Schwenkarm angebrachten Behälters die Schmelze in den Gusskanal einer Druckgussmaschine überführt werden kann. Der Behälter weist dabei ein Kugelventil auf, bei welchem die Kugel über eine Zugstange mit einem Kolben verbunden ist, welcher pneumatisch betätigt werden kann und gegen eine Verschlussfeder arbeitet. Hierdurch kann das Ventil geöffnet und geschlossen werden.
Die DE 195 01 725 A1 beschreibt ein Kugelrückschlagventil für Kunststoffschmelzen. Das Ventil weist hierbei eine Kugel auf, welche sich in einer Ventilkammer befindet und im geschlossenen Zustand, im Ventilsitz sitzend, den Ventileinlass des Ventils verschließt. Am Ventilauslass ist das Kugelwiderlager ausgeführt, welches einen kugelkalottenförmigen Sitz zur Aufnahme der Kugel sowie Überströmöffnungen zum Austritt der Kunststoffschmelze aufweist. Weiterhin verfügt das Ventil über eine Gehäusebohrung, über die im geschlossenen Zustand stets Kunststoffschmelze austreten kann. Das Ventil ist überdies mit einem umgebenden Heizelement versehen.
In der DE 10 2009 057 197 B3 ist eine Gießeinheit für eine Druckgießmaschine offenbart, bei welcher der Gießeinlass für die Schmelze über ein Kugelrückschlagventil gegenüber der Gießkammer abgegrenzt ist. Die in die Gießkammer gelangte Schmelze wird mittels eines Gießkolbens aus der Kammer über einen Gießauslass hinausgepresst. Die beschriebene Gießkammer ist hierbei von einer Temperiereinrichtung umgeben.
Als weiterer gattungsbildender Stand der Technik offenbart die US 2012/0111 426 A1 eine Filtervorrichtung für Kunststoffschmelzen. Die DE 1450483 A1 beschreibt ein beheizbares Rückschlagventil für hohe Drücke. Die DE 30 23 261 A1 offenbart eine Dosiereinrichtung für flüssiges Metall und die US 2006/ 0243 414 A1 beschreibt eine Schmelzvorrichtung für metallische Werkstoffe.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Rückschlagventil der eingangs genannten Art derart auszuführen, dass das Angusssystem und das Kreislaufmaterial minimiert und die Zykluszeit eines Gussvorganges reduziert werden, wobei mittels des Rückschlagventils eine Verbindung eines eine Schmelze produzierenden Ofens mit einer Gießkammer und das Verhindern des Rückflusses der Schmelze aus der Gießkammer in den Ofen bei Beaufschlagung einer Druckkraft auf die Schmelze erreicht wird und die Schmelze in ihrer Viskosität beeinflusst sowie das sich in der Schmelze befindliche Material in kurzer Zeit verfestigt oder verflüssigt werden kann.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Rückschlagventil gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
Erfindungsgemäß ist also ein Rückschlagventil, insbesondere zur Regulierung der Strömung einer Schmelze, vorgesehen, welches einen Ventilkörper und einen Strömungskanal mit einem Stromeinlass sowie einem Stromauslass aufweist und am Umfang des Rückschlagventils ein Heizelement angeordnet ist. Hierbei weist das Rückschlagventil zumindest zwei Verschlusskörper, welche im Strömungskanal angeordnet sind, und der Strömungskanal zumindest drei Kanalabschnitte auf, welche sich in ihrem lichten Maß in der Art unterscheiden, dass das lichte Maß eines zumindest ersten Kanalabschnittes geringer ist als das lichte Maß eines zumindest zweiten Kanalabschnittes, weiterhin das lichte Maß des zumindest zweiten Kanalabschnittes geringer ist als das lichte Maß eines zumindest dritten Kanalabschnittes und zwischen diesen jeweiligen Kanalabschnitten jeweils ein die sich unterscheidenden lichten Maße überbrückender Übergangsbereich ausgeprägt ist. Die Kanalabschnitte des Strömungskanals könnten sich an den Stromeinlass anschließen, wobei dieser Stromeinlass in seinem lichten Maß, beispielsweise in seinem Durchmesser, größer ausgeprägt sein könnte als der erste Kanalabschnitt, der auf den Stromeinlass folgt. Weiterhin könnte der Stromeinlass auch so ausgestaltet sein, dass dieser eine Aufnahme für ein Anschlussstück zur Verbindung mit einem die Schmelze zur Verfügung stellenden Ofen darstellt. Der Strömungskanal könnte weiterhin so ausgeformt sein, dass sich das lichtes Maß, beispielsweise der Durchmesser, der aufeinanderfolgenden Kanalabschnitte vom sich an den Stromeinlass anschließenden ersten Kanalabschnitt über den zweiten Kanalabschnitt hin zum dritten Kanalabschnitt, auf den der Strömungsauslass folgt, jeweils erhöht. Der jeweilige Übergangsbereich zwischen den Kanalabschnitten könnte so ausgeprägt sein, dass diese Übergangsbereiche als Lager für die Verschlusskörper dienen und im Falle der momentanen Lagerung der Verschlusskörper in diesen Lagern das Rückschlagventil verschlossen sein könnte. Das lichte Maß der jeweiligen Übergangbereiche, z. B. deren Durchmesser, könnte sich von einem Kanalabschnitt zum folgenden Kanalabschnitt laufend ändern, sodass sich im Falle kreisförmig bzw. zylindrisch ausgeprägter Kanalabschnitte beispielweise ein konusförmiger Verlauf der Übergangsbereiche ergibt. Überdies könnte weiterhin denkbar sein, dass mehr als drei Kanalabschnitte vorhanden sind und der jeweils auf einen vorhergehenden Kanalabschnitt folgende Kanal ein größeres lichtes Maß aufweisen könnte als der vorhergehende Kanalabschnitt. Somit wäre es überdies möglich, dass auch eine höhere Anzahl an Verschlusskörpern und Übergangsbereichen im Strömungskanal angeordnet bzw. ausgeprägt ist. Hierbei könnte jeweils ein Verschlusskörper sowie ein Übergangsbereich weniger angeordnet bzw. ausgeprägt sein als der Strömungskanal an Kanalabschnitten aufweist. Durch die Ausgestaltung des Strömungskanals in Verbindung mit den zumindest zwei Verschlusskörpern könnte besonders vorteilhaft eine Erhöhung der Dichtfunktion des Rückschlagventils erreicht werden. Die regulierte Schmelze könnte eine Metallschmelze, insbesondere eine Nichteisen-Metallschmelze, z. B. eine Magnesiumschmelze oder eine Schmelze einer Magnesiumlegierung, darstellen.
In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Ventilkörper des Rückschlagventils im Bereich des ersten Kanalabschnittes des Strömungskanals und/oder des Stromeinlasses des Rückschlagventils zumindest eine Ausnehmung auf, in welche ein Kühlmittel einströmbar ist. Diese zumindest eine Ausnehmung, welche beispielsweise als eine Kühlbohrung ausgeprägt sein könnte, könnte hierbei von der Mantelfläche des Ventilkörpers in Richtung des Zentrums, z. B. radial, in den Ventilkörper eingebracht sein. Insbesondere bestünde die Möglichkeit, dass mehrere Ausnehmung in dem Ventilkörper ausgeformt und diese Ausnehmungen in Umfangsrichtung beabstandet, insbesondere mit gleichem Winkelabstand, angeordnet sind. Somit könnte äußerst vorteilhaft eine im Bereich des ersten Kanalabschnittes befindliche Schmelze temperiert, insbesondere gekühlt, werden und hierdurch die Viskosität und/oder der Aggregatzustand eines beispielhaft als Schmelze vorliegenden Metalles, z. B. fest oder flüssig, beeinflusst werden. Eine im ersten Kanalabschnitt erstarrte Schmelze könnte zusätzlich zum Verschluss des Rückschlagventils verwendet werden.
Als weiterhin überaus einträglich stellt sich dar, wenn zumindest im jeweiligen Übergangsbereich zwischen erstem Kanalabschnitt und zweitem Kanalabschnitt sowie zweitem Kanalabschnitt und drittem Kanalabschnitt zumindest ein erster Verschlusskörpersitz sowie ein zweiter Verschlusskörpersitz für jeweils einen Verschlusskörper ausgeprägt ist. Dieser Verschlusskörpersitz könnte so ausgestaltet sein, dass dieser eine dem Verschlusskörper angepasste Form aufweist. Beispielsweise könnte der Verschlusskörpersitz zumindest abschnittsweise konisch und/oder abschnittsweise zylindrisch ausgeformt sein. Es bestünde die Möglichkeit, dass ein Verschlusskörpersitz als ein Hohlkörper mit einem Abschnitt, bestehend aus einem Innenzylinder, und einem Abschnitt, bestehend aus einem Innenkonus, ausgeführt ist. Die Außenkontur könnte weiterhin so ausgeprägt sein, dass sie sich zumindest abschnittsweise an die Form der Übergangsbereiche anpasst. Durch Anordnung eines Verschlusskörpersitzes im jeweiligen Übergangsbereich könnte die Lagerung der Verschlusskörper zum Zwecke des Verschlusses des Strömungskanals gegenüber der Schmelze, beispielsweise durch eine passgenaue Fertigung der Sitze, verbessert und ferner das Material des Verschlusskörpersitzes und des Verschlusskörpers an gesteigerte Anforderungen in diesem Bereich, unter anderem an eine erhöhte Abriebfestigkeit oder Korrosionsbeständigkeit, angepasst werden. Als ein mögliches Kühlmittel könnte beispielsweise Kohlenstoffdioxid eingesetzt werden. Überdies könnte in der zumindest einen Ausnehmungen auch zumindest ein Kühlelement angeordnet sein.
Sind darüber hinaus zumindest im zweiten Kanalabschnitt sowie im dritten Kanalabschnitt zumindest ein erstes Verschlusskörperwiderlager sowie ein zweites Verschlusskörperwiderlager angeordnet, welche zur Aufnahme der zumindest zwei Verschlusskörper in einer Offenposition des Rückschlagventils dienen, und sind diese Verschlusskörperwiderlager über Verschlusskörperkulissen mit den zugehörigen Verschlusskörpersitzen verbunden, so ist dies ausdrücklich als gewinnbringend anzusehen. Durch die Anordnung von Verschlusskörperwiderlagern und deren Verbindung mit den Verschlusskörpersitzen über Verschlusskörperkulissen könnte vorteilhaft eine Lagerung der Verschlusskörper in verschiedenen Zuständen, also z. B. im geschlossenen sowie im geöffneten Zustand, des Rückschlagventils und eine gerichtete Führung zwischen den Verschlusskörpersitzen sowie Verschlusskörperwiderlagern über die Verschlusskörperkulissen gewährleistet werden. Beispielsweise würden sich die sich im geschlossenen Zustand möglicherweise in den Verschlussköpersitzen befindlichen Verschlusskörper durch eine über den Stromeinlass in den Strömungskanal fließende Schmelze durch den Druck der Schmelze aus den Verschlusskörpersitzen über die Verschlusskörperkulissen geführt in die Verschlusskörperwiderlager bewegen und aufgrund des Druckes dort gehalten werden bis der Druck nachlässt oder ein gegenläufiger Schmelzefluss erfolgt. Hierbei könnten die Verschlusskörper wieder in die Verschlusskörpersitze bewegt werden und das Rückschlagventil somit wieder verschlossen sein. Ein solches Verschlusskörperwiderlager könnte so ausgestaltet sein, dass es zumindest abschnittsweise innen konisch und/oder zylindrisch ausgeformt ist oder sich als zentrisch, beispielsweise radial, gerichteter Vorsprung manifestiert. Hierbei wäre es möglich, dass das zumindest erste Verschlusskörperwiderlager an dem zumindest zweiten Verschlusskörpersitz mit geringerem Abstand zum Stromeinlass angeordnet ist oder sich in einem kleinen Abstand, beispielsweise 1 Millimeter bis 5 Millimeter, dazu befindet. Das zumindest zweite Verschlusskörperwiderlager könnte jedoch beabstandet, mit größerer Distanz zum Stromeinlass, von dem zumindest zweiten Verschlusskörpersitz angeordnet sein.
Eine eigens viel versprechende Ausführungsform der Erfindung liegt darin, dass im Strömungskanal ein Ventileinsatz angeordnet ist, dieser Ventileinsatz so ausgestaltet ist, dass er die Verschlusskörpersitze, die Verschlusskörperwiderlager sowie die Verschlusskörperkulissen zur Führung der Verschlusskörper aufweist und/oder zumindest das lichte Maß des dritten Kanalabschnittes eine solche Höhe aufweist, dass zumindest das zweite Verschlusskörperwiderlager von der Schmelze umströmbar ist. Die Verschlusskörpersitze, -widerlager und -kulissen könnten als ein Verbund ein- oder mehrteilig ausgeführt sein. Somit wäre es denkbar, dass die Lage von Verschlusskörpersitz zu Verschlusskörperwiderlager und die Führung zwischen diesen über die Verschlusskörperkulissen eng toleriert und somit passgenau ausgeführt ist. Überdies könnte hierdurch vorteilhaft ein einfacher Austausch des Verbundes ermöglicht werden.
Ist eine Weiterbildung der Erfindung so ausgestaltet, dass die jeweiligen Verschlusskörper zwischen jeweilig zugehörigem Verschlusskörpersitz und jeweilig zugehörigem Verschlusskörperwiderlager beweglich eingebracht und in einer Verschlussposition im jeweiligen Verschlusskörpersitz, wobei der Strömungskanal zumindest teilweise geschlossen ist, oder in einer Offenposition im jeweiligen Ventilkörperwiderlager, wobei der Strömungskanal zumindest teilweise geöffnet ist, angeordnet sind bzw. sich in einer Zwischenposition zwischen Verschlusskörpersitz und Verschlusskörperwiderlager befinden, so könnte es beispielsweise möglich sein, dass sich die Verschlusskörper zwischen dem jeweiligen Verschlusskörpersitz und dem zugehörigem Verschlusskörperwiderlager aufgrund eines durch die Schmelze hervorgerufenen Druckes zwischen diesen bewegen. Bei einer Schmelzeströmung von Stromeinlass in Richtung Stromauslass würden sich die Verschlusskörper z. B. aus der Verschlussposition und somit dem jeweiligen Verschlusskörpersitz über eine Zwischenposition, in welcher sich die Verschlusskörper zwischen jeweiligem Verschlusskörpersitz sowie jeweiligem Verschlusskörperwiderlager befinden und der Schmelzekanal bereits geöffnet wäre, in eine Offenposition bewegen, in welcher die Verschlusskörper im Verschlusskörperwiderlager angeordnet wären. Bei einer gegenteiligen Strömungsrichtung, d. h. von Stromauslass zu Stromeinlass der Schmelze könnte eine gegengerichtete Bewegung der Verschlusskörper aus der Offenposition über die Zwischenposition in der Verschlussposition stattfinden. Somit wäre diese Strömungsrichtung blockiert und lediglich eine gewünschte Strömungsrichtung, von Stromein- zu Stromauslass, möglich.
Als insbesondere funktional stellt sich dar, wenn an der Mantelfläche des Rückschlagventils mindestens zwei Heizelemente entlang der Richtung des Strömungskanals der Schmelze beabstandet angeordnet sind. Eine sich im Strömungskanal befindliche Schmelze könnte hierdurch genau temperiert, insbesondere geheizt, werden und hierdurch die Viskosität und/oder der Aggregatzustand eines beispielhaft als Schmelze vorliegenden Metalles, z. B. fest oder flüssig, beeinflusst werden. Eine unter Umständen zum Verschluss des ersten Kanalabschnittes in diesem erstarrte Schmelze könnte zum Öffnen des Rückschlagventils erneut verflüssigt werden. Aufgrund der Verwendung von zumindest zwei entlang des Strömungskanals angeordneten Heizelementen könnte in verschiedenen Zonen des Strömungskanals eine in diesem befindliche Schmelze unterschiedlich temperiert werden. Ebenso wäre es hierdurch möglich, eine in dem zweiten sowie dritten Kanalabschnitt vorhandene Schmelze in flüssigem Zustand zu halten, während in beispielsweise dem ersten Kanalabschnitt eine erstarrte Schmelze vorliegen könnte.
In einer darüber hinaus besonders vorteilhaften Weiterbildung verringert sich das lichte Maß des ersten Kanalabschnittes vom Übergangsbereich zum zweiten Kanalabschnitt in Richtung des Stromeinlasses über die Länge des ersten Kanalabschnittes. Der erste Kanalabschnitt könnte somit als Konus ausgeformt sein. Hierdurch könnte z. B. eine sich in diesem Kanal befindliche, erstarrte Schmelze einen Pfropfen in Konusform ausbilden und dieser Kanalabschnitt formschlüssig verschlossen sein, wodurch eine erhöhte Reaktionskraft auf eine gegendrückende Schmelze erreicht werden könnte.
Sind die Verschlusskörper als Kugeln mit unterschiedlichem Kugeldurchmesser ausgeprägt und sind zumindest der zweite Kanalabschnitt sowie der dritte Kanalabschnitt zumindest abschnittsweise zylindrisch ausgeformt, so ist dies als vornehmlich Erfolg verheißend anzusehen. Durch die mögliche Kugelform der Verschlusskörper könnte eine besonders einfache Gestaltung und Fertigung der Verschlusssitze, -widerlager und -kulissen gewährleistet werden. Durch die sich unterscheidenden Kugeldurchmesser würden sich diese in die entsprechenden Kanalabschnitte einpassen und einen weitgehend optimalen Verschluss der Kanalabschnitte ermöglichen. Durch die zumindest abschnittsweise zylindrische Gestaltung der Kanalabschnitte könnten diese auf simple Weise an die Kugelform angepasst werden.
Zudem kann eine Ausführungsform als eindeutig vorteilhaft betrachtet werden, wenn zumindest das erste Verschlusskörperwiderlager und/oder der zweite Verschlusskörpersitz zumindest eine Überströmöffnung aufweisen, durch welche in der Offenposition des Rückschlagventils ein Überströmen der Schmelze über das erste Verschlusskörperwiderlager ermöglicht und/oder in der Verschlussposition des Rückschlagventils der Rückfluss der Schmelze über den zweiten Ventilkörpersitz lediglich gedrosselt wird. Die Überströmöffnungen könnten beispielsweise durch Durchbrechungen, insbesondere Schlitze, in Verschlusskörpersitz und/oder -widerlager realisiert werden, wodurch ein Vorbeiströmen der Schmelze an den in den Widerlagern befindlichen Verschlusskörpern ermöglicht würde. Im Falle der Offenposition könnte somit der sich im zumindest ersten Verschlusskörperwiderlager befindliche Verschlusskörper überströmt und ein Verschluss des Strömungskanals verhindert werden. Im Falle der Verschlussposition würde der Strömungskanal z. B. nicht vollständig verschlossen, jedoch könnte die Rückströmung der im Strömungskanal befindlichen Schmelze so gedrosselt werden, dass ein Verschluss des Kanals über den im zumindest ersten Verschlusssitz befindlichen Verschlusskörper ermöglicht würde.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in

1 eine schematische Darstellung einer Weiterbildung des Rückschlagventils;
2 eine schematische Darstellung einer Weiterbildung des Rückschlagventils in einer Offenposition;
3a eine schematische Darstellung einer Weiterbildung des Rückschlagventils in einer Zwischenposition;
3b eine schematische Darstellung einer Weiterbildung des Rückschlagventils in einer Verschlussposition.

1 zeigt ein Rückschlagventil 1, insbesondere zur Regulierung der Strömung einer Schmelze, mit einem Ventilkörper 2 und einem Strömungskanal 3 mit einem Stromeinlass 4 sowie einem Stromauslass 5, wobei an der Mantelfläche 6 zwei Heizelemente 7 entlang der Richtung des Strömungskanals 3 der Schmelze beabstandet angeordnet sind. Das Rückschlagventil 1 weist hierbei zwei Verschlusskörper 8, 9 auf, welche im Strömungskanal 3 angeordnet und als Kugeln mit unterschiedlichem Kugeldurchmesser ausgeprägt sind. Weiterhin weist der Strömungskanal 3 drei Kanalabschnitte 10, 11, 12 auf, welche sich in ihrem lichten Maß 13, 14, 15 in der Art unterscheiden, dass das lichte Maß 13 des ersten Kanalabschnittes 10 geringer ist als das lichte Maß 14 des zweiten Kanalabschnittes 11, das lichte Maß 14 des zweiten Kanalabschnittes 11 geringer ist als das lichte Maß 15 des dritten Kanalabschnittes 12 und zwischen diesen jeweiligen Kanalabschnitten 10, 11, 12 jeweils ein die sich unterscheidenden lichten Maße 13, 14, 15 überbrückender Übergangsbereich 16, 17 ausgeprägt ist. Das lichte Maß 13 des ersten Kanalabschnittes 10 verringert sich in dieser Weiterbildung vom Übergangsbereich 16 zum zweiten Kanalabschnitt 11 in Richtung des Stromeinlasses 4 über die Länge des ersten Kanalabschnittes 10. Zudem ist im jeweiligen Übergangsbereich 16, 17 zwischen erstem Kanalabschnitt 10 und zweitem Kanalabschnitt 11 sowie zweitem Kanalabschnitt 11 und drittem Kanalabschnitt 12 ein erster Verschlusskörpersitz 19 sowie ein zweiter Verschlusskörpersitz 20 für jeweils einen Verschlusskörper 8, 9 ausgeprägt. Weiterhin sind im zweiten Kanalabschnitt 11 sowie im dritten Kanalabschnitt 12 ein erstes Verschlusskörperwiderlager 21 sowie ein zweites Verschlusskörperwiderlager 22 angeordnet, welche zur Aufnahme der zwei Verschlusskörper 8, 9 des Rückschlagventils 1 dienen und diese Verschlusskörperwiderlager 21, 22 sind über Verschlusskörperkulissen 23, 24 mit den zugehörigen Verschlusskörpersitzen 19, 20 verbunden. Überdies verfügt der Ventilkörper 2 des Rückschlagventils 1 im Bereich des ersten Kanalabschnittes 10 des Strömungskanals 3 des Rückschlagventils 1 über vier Ausnehmungen 18, in welche ein Kühlmittel einströmbar ist. Der Stromeinlass 4 ist in dieser Weiterbildung so ausgestaltet, dass dieser eine Aufnahme für ein Anschlussstück 26 zur Verbindung mit einem die Schmelze zur Verfügung stellenden Ofen darstellt.
In 2 ist ein Rückschlagventil 1, mit dem Ventilkörper 2 und einem Strömungskanal 3 mit einem Stromeinlass 4 sowie einem Stromauslass 5 dargestellt, wobei das Rückschlagventil 1 an seiner Mantelfläche 6 zwei Heizelemente 7 aufweist, welche entlang der Richtung des Strömungskanals 3 der Schmelze beabstandet angeordnet sind. Im Strömungskanal 3 ist ein Ventileinsatz 27 angeordnet, welcher so ausgestaltet ist, dass er die Verschlusskörpersitze 19, 20, die Verschlusskörperwiderlager 21, 22 sowie die Verschlusskörperkulissen 23, 24 zur Führung der Verschlusskörper 8, 9, welche als Kugeln mit unterschiedlichem Kugeldurchmesser ausgeprägt sind, aufweist. Der zweite Kanalabschnitt 11 sowie der dritte Kanalabschnitt 12 sind überdies zylindrisch ausgeformt. Das lichte Maß 13 des ersten Kanalabschnittes 10 verringert sich hingegen vom Übergangsbereich 16 zum zweiten Kanalabschnitt 11 in Richtung des Stromeinlasses 4 über die Länge des ersten Kanalabschnittes 10, wodurch sich eine Konusform des ersten Kanalabschnittes 10 ergibt. Weiterhin weist das lichte Maß 15 des dritten Kanalabschnittes 12 eine solche Höhe auf, dass das zweite Verschlusskörperwiderlager 22 von der Schmelze umströmbar ist. Der erste Verschlusskörpersitz 19 sowie der zweite Verschlusskörpersitz 20 sind im jeweiligen Übergangsbereich 16, 17 zwischen erstem Kanalabschnitt 10 und zweitem Kanalabschnitt 11 sowie zweitem Kanalabschnitt 11 und drittem Kanalabschnitt 12 angeordnet. Überdies sind das erste Verschlusskörperwiderlager 21 sowie das zweite Verschlusskörperwiderlager 22 im zweiten Kanalabschnitt 11 sowie im dritten Kanalabschnitt 12 angeordnet, wobei diese in der dargestellten Offenposition OP, in welcher der Strömungskanal 3 geöffnet ist, zur Aufnahme der zwei Verschlusskörper 8, 9 dienen. Die Verschlusskörperwiderlager 21, 22 sind ferner über Verschlusskörperkulissen 23, 24 mit den zugehörigen Verschlusskörpersitzen 19, 20 verbunden. Das erste Verschlusskörperwiderlager 21 und der zweite Verschlusskörpersitz 20 weisen in dieser Weiterbildung eine Überströmöffnung 25 auf, durch welche in der Offenposition OP des Rückschlagventils 1 ein Überströmen der Schmelze über das erste Verschlusskörperwiderlager 21 ermöglicht wird. Letztendlich sind im Ventilkörper 2 des Rückschlagventils 1 im Bereich des ersten Kanalabschnittes 10 des Strömungskanals 3 vier Ausnehmungen 18 eingebracht, in welche ein Kühlmittel einströmbar ist.
Die 3a und 3b zeigen jeweils ein Rückschlagventil 1, wobei die jeweiligen Verschlusskörper 8, 9 zwischen jeweilig zugehörigem Verschlusskörpersitz 19, 20 und jeweilig zugehörigem Verschlusskörperwiderlager 21, 22 beweglich eingebracht sind und sich, wie in 3a gezeigt, in einer Zwischenposition ZP zwischen Verschlusskörpersitz 19, 20 und Verschlusskörperwiderlager 21, 22 oder, wie in 3b gezeigt, in einer Verschlussposition VP im jeweiligen Verschlusskörpersitz 19, 20 befinden. In beiden 3a und 3b weisen das im Ventileinsatz 27 ausgeformte erste Verschlusskörperwiderlager 21 und der zweite Verschlusskörpersitz 20 eine Überströmöffnung 25 auf, durch welche in der Verschlussposition VP des Rückschlagventils 1, in welcher der Strömungskanal 3 geschlossen ist, der Rückfluss der Schmelze über den zweiten Ventilkörpersitz 20 lediglich gedrosselt wird.
Weiterhin zeigt 3a einen aufgrund der Deaktivierung der Heizelemente 7 nahezu, die 3b einen aufgrund der Deaktivierung der Heizelemente 7 und des Einströmens eines Kühlmittels in die Ausnehmungen 18 vollständig erstarrten Schmelzepropfen 29.
Bezugszeichenliste

1: Rückschlagventil
2: Ventilkörper
3: Strömungskanal
4: Stromeinlass
5: Stromauslass
6: Mantelfläche
7: Heizelement
8, 9: Verschlusskörper
10, 11, 12: Kanalabschnitt
13, 14, 15: Lichtes Maß
16, 17: Übergangsbereich
18: Ausnehmung
19, 20: Verschlusskörpersitz
21, 22: Verschlusskörperwiderlager
23, 24: Verschlusskörperkulisse
25: Überströmöffnung
26: Anschlussstück
27: Ventileinsatz
29: Schmelzepropfen
OP: Offenposition
VP: Verschlussposition
ZP: Zwischenposition

Claims

Rückschlagventil (1), insbesondere zur Regulierung der Strömung einer Schmelze, mit einem Ventilkörper (2) und einem Strömungskanal (3) mit einem Stromeinlass (4) sowie einem Stromauslass (5), wobei das Rückschlagventil (1) an seiner Mantelfläche (6) ein Heizelement (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (1) zumindest zwei Verschlusskörper (8, 9), welche im Strömungskanal (3) angeordnet sind, und der Strömungskanal (3) zumindest drei Kanalabschnitte (10, 11, 12) aufweist, welche sich in ihrem lichten Maß (13, 14, 15) in der Art unterscheiden, dass das lichte Maß (13) eines zumindest ersten Kanalabschnittes (10) geringer ist als das lichte Maß (14) eines zumindest zweiten Kanalabschnittes (11), weiterhin das lichte Maß (14) des zumindest zweiten Kanalabschnittes (11) geringer ist als das lichte Maß (15) eines zumindest dritten Kanalabschnittes (12) und zwischen diesen jeweiligen Kanalabschnitten (10, 11, 12) jeweils ein die sich unterscheidenden lichten Maße (13, 14, 15) überbrückender Übergangsbereich (16, 17) ausgeprägt ist.
Rückschlagventil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (2) des Rückschlagventils (1) im Bereich des ersten Kanalabschnittes (10) des Strömungskanals (3) und/oder des Stromeinlasses (4) des Rückschlagventils (1) zumindest eine Ausnehmung (18) aufweist, in welche ein Kühlmittel einströmbar ist.
Rückschlagventil (1) nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest im jeweiligen Übergangsbereich (16, 17) zwischen erstem Kanalabschnitt (10) und zweitem Kanalabschnitt (11) sowie zweitem Kanalabschnitt (11) und drittem Kanalabschnitt (12) zumindest ein erster Verschlusskörpersitz (19) sowie ein zweiter Verschlusskörpersitz (20) für jeweils einen Verschlusskörper (8, 9) ausgeprägt sind.
Rückschlagventil (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest im zweiten Kanalabschnitt (11) sowie im dritten Kanalabschnitt (12) zumindest ein erstes Verschlusskörperwiderlager (21) sowie ein zweites Verschlusskörperwiderlager (22) angeordnet sind, welche zur Aufnahme der zumindest zwei Verschlusskörper (8, 9) in einer Offenposition (OP) des Rückschlagventils (1) dienen und diese Verschlusskörperwiderlager (21, 22) über Verschlusskörperkulissen (23, 24) mit den zugehörigen Verschlusskörpersitzen (19, 20) verbunden sind.
Rückschlagventil (1) nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Strömungskanal (3) ein Ventileinsatz (27) angeordnet ist, dieser Ventileinsatz (27) so ausgestaltet ist, dass er die Verschlusskörpersitze (19, 20), die Verschlusskörperwiderlager (21, 22) sowie die Verschlusskörperkulissen (23, 24) zur Führung der Verschlusskörper (8, 9) aufweist und/oder zumindest das lichte Maß (15) des dritten Kanalabschnittes (12) eine solche Höhe aufweist, dass zumindest das zweite Verschlusskörperwiderlager (22) von der Schmelze umströmbar ist.
Rückschlagventil (1) nach Anspruch 3 und 4 oder Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Verschlusskörper (8, 9) zwischen jeweilig zugehörigem Verschlusskörpersitz (19, 20) und jeweilig zugehörigem Verschlusskörperwiderlager (21, 22) beweglich eingebracht und in einer Verschlussposition (VP) im jeweiligen Verschlusskörpersitz (19, 20), wobei der Strömungskanal (3) zumindest teilweise geschlossen ist, oder in der Offenposition (OP) im jeweiligen Ventilkörperwiderlager (21, 22), wobei der Strömungskanal (3) zumindest teilweise geöffnet ist, angeordnet sind bzw. sich in einer Zwischenposition (ZP) zwischen Verschlusskörpersitz (19, 20) und Verschlusskörperwiderlager (21, 22) befinden.
Rückschlagventil (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Mantelfläche (6) des Rückschlagventils (1) mindestens zwei Heizelemente (7) entlang der Richtung des Strömungskanals (3) der Schmelze beabstandet angeordnet sind.
Rückschlagventil (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das lichte Maß (13) des ersten Kanalabschnittes (10) vom Übergangsbereich (16) zum zweiten Kanalabschnitt (11) in Richtung des Stromeinlasses (4) über die Länge des ersten Kanalabschnittes (10) verringert.
Rückschlagventil (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlusskörper (8, 9) als Kugeln mit unterschiedlichem Kugeldurchmesser ausgeprägt sind und zumindest der zweite Kanalabschnitt (11) sowie der dritte Kanalabschnitt (12) zumindest abschnittsweise zylindrisch ausgeformt sind.
Rückschlagventil (1) nach Anspruch 3 und 4, Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das erste Verschlusskörperwiderlager (21) und/oder der zweite Verschlusskörpersitz (20) zumindest eine Überströmöffnung (25) aufweisen, durch welche in der Offenposition (OP) des Rückschlagventils (1) ein Überströmen der Schmelze über das zumindest erste Verschlusskörperwiderlager (21) ermöglicht und/oder in der Verschlussposition (VP) des Rückschlagventils (1) der Rückfluss der Schmelze über den zumindest zweiten Ventilkörpersitz (20) lediglich gedrosselt wird.