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Die Erfindung betrifft ein Rückschlagventil, das vorzugsweise als Überdruckventil oder Nachfüllventil ausgestaltet ist, für eine Spannvorrichtung eines Endloszugmitteltriebes eines Kraftfahrzeuges, wie eines Pkws, Lkws, Busses, landwirtschaftlichen Nutzfahrzeuges oder Motorrades, mit einem eine Durchlassöffnung aufweisenden Ventilsitzbereich sowie einem mit diesem Ventilsitzbereich zusammenwirkenden sowie relativ zu dem Ventilsitzbereich verschiebbaren Schließkörper, wobei der Schließkörper in einer ersten Ventilstellung so zu einem die Durchlassöffnung umgebenden Kontaktbereich des Ventilsitzbereiches beabstandet ist, dass sich ein erster Strömungsquerschnitt zur Durchlassöffnung hin ausbildet, und in einer zweiten Ventilstellung so an dem Kontaktbereich anliegt, dass sich ein zweiter Strömungsquerschnitt zu der Durchlassöffnung hin ausbildet, der kleiner als der erste Strömungsquerschnitt ist, oder die Durchlassöffnung vollständig abgeschlossen ist. Auch betrifft die Erfindung eine Spannvorrichtung selbst mit einem solchen Rückschlagventil.
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Gattungsgemäße Rückschlagventile, wie sie in Spannvorrichtungen verwendet sind, sind bspw. aus der
DE 10 2011 006 601 A1 bekannt. Hierin ist eine hydraulisch gedämpfte Spannvorrichtung offenbart, die in einem Zugmitteltrieb einer Brennkraftmaschine zum selbsttätigen Spannen eines Zugmittels eingesetzt ist. Diese Spannvorrichtung umfasst einen Zylinder, in dem ein Kolben linear verschiebbar geführt ist, wobei zwischen dem Zylinder und dem Kolben ein eine Spreizkraft ausübendes Federmittel eingesetzt ist und die Kolben-Zylinder-Einheit einen mit Hydraulikfluid gefüllten Druckraum begrenzt.
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Somit sind bereits Rückschlagventile bekannt, bei denen es beim Umschalten zwischen der ersten und der zweiten Ventilstellung, zu einem „Klebeeffekt“ (durch Quetschströmung verursacht) kommen kann. Dieser so genannte Klebeeffekt, der die Haftneigung des Schließkörpers an dem Ventilsitzbereich verstärkt, wird insbesondere dadurch ausgelöst, dass das Fluid nicht schnell genug zwischen dem Ventilsitzbereich und dem Schließkörper abfließen kann.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beheben und insbesondere ein Ventil zur Verfügung zu stellen, bei dem dieser so genannte „Klebeeffekt“ reduziert und ein Öffnen des Ventils möglichst rasch umgesetzt werden soll.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zumindest eine Vertiefung an dem Schließkörper und/oder dem Ventilsitzbereich ausgestaltet ist, die sich in radialer Richtung der Durchlassöffnung bis zu dem Kontaktbereich erstreckt.
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Durch eine solche Vertiefung wird der Kontaktbereich zwischen dem Ventilsitzbereich und dem Schließkörper gezielt durch Unebenheiten in Form der Vertiefungen beim Öffnen des Ventils unterspült. Dadurch wird der so genannte Klebeeffekt wesentlich abgeschwächt und das Ventil ist besonders rasch zwischen den einzelnen Ventilstellungen hin- und herschaltbar.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.
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Ist die Vertiefung als eine sich in radialer Richtung zu der Durchlassöffnung erstreckende Rille ausgebildet, ist die Vertiefung besonders einfach geometrisch ausgeführt. Bevorzugt ist die Rille mittels eines spanenden Bearbeitungsschrittes ausgeformt. Dadurch wird der Herstellaufwand des Rückschlagventils weiter reduziert.
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Weiterhin ist es von Vorteil, wenn sich die Vertiefung in radialer Richtung durchgängig oder abschnittsweise unterbrochen erstreckt und / oder beabstandet zu radialen Randbereichen an einer Innenseite und / oder an einer Außenseite des Ventilsitzbereiches oder des Schließkörpers angeordnet ist. Dadurch lassen sich die Vertiefungen besonders geschickt einbringen.
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Diesbezüglich ist es auch vorteilhaft, wenn mehrere Vertiefungen entlang des Umfangs gleichmäßig verteilt angeordnet sind, wobei eine erste Gruppe an Vertiefungen von einer radialen Außenseite aus nach innen verläuft und eine zweite Gruppe von Vertiefungen von einer radialen Innenseite aus nach außen verläuft. In diesem Zusammenhang ist es auch zweckmäßig, wenn die beiden Gruppen an Vertiefungen in radialer Richtung mit ihren jeweiligen Enden beabstandet zueinander angeordnet sind, sodass sich der Kontaktbereich dazwischen ausbildet. Der Kontaktbereich erstreckt sich bevorzugt durchgängig um den Umfang herum. Dadurch lässt sich eine besonders effektive Abdichtung in der zweiten Ventilstellung umsetzen. Auch sind die jeweiligen Gruppen an Vertiefungen weiter bevorzugt in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet und erstrecken sich besonders bevorzugt in radialer Richtung aneinander vorbei. Dabei erstrecken sich die jeweiligen Vertiefungen vorzugsweise jedoch nicht durchgängig von einer Innenseite zu der Außenseite hin. Somit wird der Fluideinleiteffekt weiter verbessert.
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Desweiteren betrifft die Erfindung eine Spannvorrichtung für einen Endloszugmitteltrieb, wie einen Riementrieb oder einen Kettentrieb, eines Kraftfahrzeuges mit einem Rückschlagventil nach zumindest einer der zuvor beschriebenen Ausführungen.
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In anderen Worten ausgedrückt, ist somit erfindungsgemäß vorzugsweise ein Rückschlagventil mit einer Vertiefungen aufweisenden Scheibe (Schließkörper oder Ventilsitzbereich) vorgeschlagen. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein Rückschlagventil für einen Kettenspanner. Dieses Rückschlagventil hilft die hydraulische Adhäsionseigenschaft des scheibenförmigen Schließkörpers des Rückschlagventils aufgrund einer Quetschströmung zu reduzieren. Erfindungsgemäß sind Maßnahmen aufgeführt, die diesen Einfluss der Quetschströmung vermeiden / reduzieren sollen. Infolgedessen wird durch die die Vertiefungen aufweisende Scheibe die Adhäsionsneigung reduziert.
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Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von verschiedenen Figuren näher erläutert, in welchem Zusammenhang auch unterschiedliche Ausführungsbeispiele dargestellt sind.
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Es zeigen:
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1 eine Draufsicht auf einen Ventilsitzbereich eines erfindungsgemäßen Rückschlagventils nach einem bevorzugten ersten Ausführungsbeispiel, mit mehreren von einer radialen Außenseite hin zu einer radialen Innenseite durchgängig verlaufenden Vertiefungen,
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2 eine Draufsicht auf einen Ventilsitzbereich eines Rückschlagventils nach einem weiteren, zweiten Ausführungsbeispiele, in dem die einzelnen Vertiefungen nicht mehr vollständig von der radialen Innenseite zur radialen Außenseite hin verlaufen, sondern mit ihren radial äußeren Enden beabstandet zu einem Randbereich an einer Außenseite des Ventilsitzbereiches sind,
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3 eine Draufsicht auf einen Ventilsitzbereich eines Rückschlagventils nach einem dritten Ausführungsbeispiel, in dem die einzelnen Vertiefungen mit ihren radial inneren Enden zu einem Randbereich einer Innenseite des Ventilsitzbereiches beabstandet sind,
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4 eine Draufsicht auf einen Ventilsitzbereich eines Rückschlagventils nach einem vierten Ausführungsbeispiel, in dem die einzelnen Vertiefungen in ihrer Erstreckung in radialer Richtung nach außen durch einen ringförmigen Kontaktbereich unterbrochen sind, und
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5 eine Draufsicht auf einen Ventilsitzbereich eines Rückschlagventils nach einem fünften Ausführungsbeispiel, wobei sich eine erste Gruppe an Vertiefungen von der radialen Außenseite aus nach innen, jedoch nicht vollständig bis zu der Innenseite hin, erstreckt und eine zweite Gruppe an Vertiefungen sich von der Innenseite aus in radialer Richtung nach außen, jedoch nicht vollständig bis zur Außenseite hin, erstreckt.
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Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Die unterschiedlichen Ausführungsbeispiele sind prinzipiell gleich aufgebaut sowie funktionierend.
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In Verbindung mit 1 ist ein erfindungsgemäßes Rückschlagventil 1 nach einem bevorzugten ersten Ausführungsbeispiel dargestellt. Von dem Rückschlagventil 1 ist hier der Übersichtlichkeit halber lediglich ein Ventilsitzbereich 3 dargestellt. Der Ventilsitzbereich 3 ist von einer Oberseite gezeigt und somit in einer Ebene dargestellt, die senkrecht zu seiner zentralen Durchlassöffnung 2 ausgeführt ist. Das Rückschlagventil 1 ist prinzipiell wie ein Plattenventil aufgebaut und funktionierend. Das Rückschlagventil 1 ist im Betrieb in einer Spannvorrichtung / einem Zugmittelspanner eines Endloszugmitteltriebes für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeuges eingesetzt.
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Das Rückschlagventil 1 weist neben dem in 1 dargestellten Ventilsitzbereich 3 üblicherweise einen plattenförmigen Sitzkörper / Schließkörper auf, der hier der Übersichtlichkeit halber nicht weiter dargestellt ist. Ventilsitzbereich 3 und Schließkörper wirken im Betrieb des Rückschlagventils 1 auf übliche Weise derart zusammen, dass sie in einer ersten (geöffneten) Ventilstellung so relativ zueinander beabstandet angeordnet sind, dass durch die Durchlassöffnung 2 hindurch, an dem Schließkörper vorbei, ein Fluidstrom durch einen ersten Strömungsquerschnitt zwischen dem Ventilsitzbereich 3 und dem Schließkörper hindurch strömt. In einer zweiten (geschlossenen) Ventilstellung liegt der Schließkörper an einem Kontaktbereich 4 des Ventilsitzbereiches 3 an. In dem Ausführungsbeispiel nach 1 weist das Rückschlagventil 1 auch in dieser zweiten Ventilstellung eine Leckage auf, sodass durch die Durchlassöffnung 2 ein gewisser Fluidstrom fließt. Dies wird durch mehrere nachfolgend näher beschriebene Vertiefungen 5 gewährleistet. Dabei ist das Ventil stets mit einem zweiten Strömungsquerschnitt zwischen dem Ventilsitzbereich 3 und dem Schließkörper geöffnet, wobei der zweite Strömungsquerschnitt wesentlich kleiner als der erste Strömungsquerschnitt ist.
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Den Leckage-Strom in der geschlossenen Ventilstellung ermöglichend, sind in diesem Ausführungsbeispiel in dem Ventilsitzbereich 3 mehrere Vertiefungen 5 eingebracht. Die Vertiefungen 5 erstrecken sich in radialer Richtung zu dem Kontaktbereich 4 hin und sogar durch diesen hindurch. Die Vertiefungen 5 unterbrechen somit den Kontaktbereich 4, sodass stets über die jeweilige Vertiefung 5 ein gewisser Leckage-Strom in der geschlossenen Ventilstellung vorhanden ist.
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Bei einem Öffnen des Ventils, d.h. einem Umschalten von der zweiten in die erste Ventilstellung, etwa durch ein Erhöhen des Druckes seitlich der Durchlassöffnung 2, wird Fluid entlang der Vertiefungen 5 in den Kontaktbereich 4 hinein verbracht und der Kontaktbereich 4 somit mit Fluid aufgefüllt, wodurch die geöffnete (erste) Ventilstellung rasch erreicht wird. Das Rückschlagventil 1 ist hier als ein Nachfüllventil ausgeführt. In einer weiteren Ausführung ist das Rückschlagventil 1 als Überdruckventil ausgebildet. Dabei wird das Rückschlagventil 1 bei einem Überdruck seitens des Schließkörpers relativ zu der Durchlassöffnung 2 geöffnet.
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Die Vertiefungen 5 sind als in radialer Richtung verlaufende Rillen 6 ausgeführt. Jede Rille 6 erstreckt sich linienförmig / gerade von einem ersten / inneren Randbereich 7 an einer radialen Innenseite 9 des Ventilsitzbereiches 3 (in Bezug auf die Durchlassöffnung 2) durchgängig zu einem zweiten / äußeren Randbereich 8 an einer radialen Außenseite 10 des Ventilsitzbereiches 3. Der Ventilsitzbereich 3 erstreckt sich gewölbt / konvex von der Innenseite 9 zur Außenseite 10. Der Kontaktbereich 4 ist an einem Hochpunkt des Ventilsitzbereiches 3 ausgebildet. Gemäß 1 ist der Kontaktbereich zwischen dem ersten und dem zweiten Randbereich 7 und 8 ausgebildet.
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Es sei hierbei auch darauf hingewiesen, dass es prinzipiell auch möglich ist, statt die Vertiefungen 5 in den Ventilsitzbereich 3 einzubringen, diese in den Schließkörper alternativ oder zusätzlich einzubringen. Dies ist in einem weiteren, hier der Übersichtlichkeit halber nicht weiter dargestellten, Ausführungsbeispiel umgesetzt.
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Gemäß den 2 bis 5 ist es auch möglich, den Kontaktbereich 4 in Umfangsrichtung durchgängig auszugestalten, sodass eine vollständige Abdichtung in der geschlossenen Ventilstellung umgesetzt ist.
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Gemäß 2 sind die einzelnen in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilten Vertiefungen 5 nicht mehr vollständig von der radialen Innenseite 9 hin zu der radialen Außenseite 10 verlaufend, sondern mit ihren radial äußeren Enden beabstandet zu dem zweiten Randbereich 8 an der radialen Außenseite 10 eingebracht. Dadurch bildet sich an dem zweiten Randbereich 8 eine ebene, ringförmige Fläche aus, die in diesem Ausführungsbeispiel den Kontaktbereich 4 bildet. Dies führt dazu, dass eine vollständige Abdichtung in der zweiten Ventilstellung umgesetzt ist.
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Im Zusammenhang mit 3 ist es auch ersichtlich, dass die einzelnen Vertiefungen 5 auch anstatt zur Außenseite 10, zur Innenseite 9 beabstandet sind. Damit sind die Vertiefungen 5 mit ihren radial inneren Enden beabstandet zu dem ersten Randbereich 7 an der radialen Innenseite 9. Somit bildet sich der Kontaktbereich 4 in Form einer ebenen, ringförmigen / vollständig entlang des Umfangs durchgängig verlaufenden Fläche aus.
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Gemäß 4 ist es auch möglich, die einzelnen Vertiefungen 5 in radialer Richtung zwischen dem ersten und dem zweiten Randbereich 7 und 8 zu unterbrechen. Hierdurch sind die Vertiefungen 5 in zwei einzelne Gruppen von Vertiefungen 5 aufgeteilt. Eine erste Gruppe von Vertiefungen 5 erstreckt sich von dem ersten Randbereich 7 aus nach radial außen, eine zweite Gruppe von Vertiefungen 5 erstreckt sich von dem zweiten Randbereich 8 in radialer Richtung nach innen. In Umfangsrichtung sind die einzelnen Vertiefungen 5 beider Gruppen hier fluchtend zueinander ausgerichtet und in radialer Richtung mittels des wiederum ringförmig verlaufenden Kontaktbereiches 4 räumlich voneinander getrennt.
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Gemäß 5 ist es auch wiederum möglich, die einzelnen Gruppen von Vertiefungen 5 in Umfangsrichtung versetzt zueinander anzuordnen. Hierbei erstrecken sich die einzelnen Vertiefungen 5 der ersten Gruppe gar so weit, dass sie sich mit den Vertiefungen 5 der zweiten Gruppe in radialer Richtung überlappen. Der Kontaktbereich 4 ist wiederum in Umfangsrichtung gesehen unterbrochen ausgebildet. Alternativ ist es jedoch auch möglich, den Kontaktbereich 4 wellenförmig auszubilden, sodass der Kontaktbereich 4 stets in Umfangsrichtung sowie in radialer Richtung zwischen den Rändern der Vertiefungen 5 vorbei verläuft.
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In anderen Worten ausgedrückt, wird erfindungsgemäß durch im Ventilsitz 3 und/oder Schließkörper eingebrachte radiale Rillen 6 das Befüllen des Bereichs zwischen Ventilsitz 3 und Schließkörper unterstützt. Der „Klebeeffekt“, durch die Quetschströmung wird so reduziert, dass er nicht mehr zum Tragen kommt. Die eingebrachten Rillen 6 unterstützen das Befüllen des Spalts zwischen Ventilsitz 3 und Schließkörper in Form einer Platte / Scheibe. Es werden Ausführungen vorgeschlagen, bei denen durchgehende Rillen 6 in dem Sockel / Ventilsitzbereich 3 und/oder dem Schließkörper (eine Vergrößerung des Leckage-Volumenstroms wird hier in Kauf genommen), Rillen 6 startend an der Bohrung 2 in Sockel 3 und/oder Schließkörper nicht über die gesamte Schließfläche, Rillen 6 startend an der Außenseite 10 in Sockel 3 und/oder Schließkörper nicht über die gesamte Schließfläche, oder Rillen 6 startend an der Bohrung 2 und an der Außenseite 10 in Sockel 3 und/oder Schließkörper, die sich nicht berühren, eingebracht sind. Die erfindungsgemäßen Plattenventile 1 werden sowohl in Kettenals auch Riementrieben eingesetzt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rückschlagventil
- 2
- Durchlassöffnung
- 3
- Ventilsitzbereich
- 4
- Kontaktbereich
- 5
- Vertiefung
- 6
- Rille
- 7
- erster Randbereich
- 8
- zweiter Randbereich
- 9
- Innenseite
- 10
- Außenseite
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011006601 A1 [0002]
