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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Rückschlagventil
zur Verwendung in einer Scheiben- oder Scheinwerferwaschanlage eines
Fahrzeugs mit einem Ventilgrundkörper
und einem daran ausgebildeten Ventilsitz und mit einem am Ventilsitz
gehaltenen Ventilkörper
aus einem formstabilen, aber elastischen Material, wobei der Ventilkörper unter
Druck eine durch eine Dichtkante begrenzte Fluidöffnung freigibt.
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Aus der
US 6,155,299 ist ein Rückschlagventil
einer Scheiben- oder Scheinwerferwaschanlage bekannt, dessen Ventilgrundkörper in
einer auf der Motorhaube aufgebrachten Düse angebracht ist. Auf dem
Ventilgrundkörper
ist im Bereich eines Ventilsitzes ein aus einem elastischen Gummi
gebildeter Ventilkörper
angeordnet. Dieser in Strömungsrichtung
kegelförmig
ausgebildete Ventilkörper
weist im Bereich seiner Kegelspitze eine Fluidöffnung auf, wobei die Fluidöffnung im
Ruhezustand geschlossen ist. Strömt
nun durch die am Ventilgrundkörper
angeschlossene Wasserleitung mit Druck beaufschlagtes Wasser an
den Ventilkörper
heran, so wird dieser aufgrund seiner hohen Elastizität derart
verformt, dass etwa in der Strömungsmitte
eine Fluidöffnung
freigegeben wird. Dabei muss der in der Leitung aufgebaute Druck
so groß sein,
dass hiermit die dem Ventilkörper
innewohnenden Materialkräfte überwunden
werden. Sobald der Druck nachlässt,
schließt
der elastische Ventilkörper
die Fluidöffnung
wieder, so dass kein weiteres Wasser austreten kann.
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In der Praxis hat es sich jedoch
als sehr schwierig erwiesen, die Fluidöffnung vollständig zu verschließen mit
der Folge, dass nach Beendigung des Waschvorganges kleinere Mengen
der Flüssigkeit
in unerwünschter
Weise aus dem Rückschlagventil
austreten. Auch kommt es vor, dass aufgrund fahrzeugbedingter Erschütterungen
gewisse Flüssigkeitsmengen
unkontrolliert austreten.
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Davon ausgehend liegt der vorliegenden
Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Rückschlagventil der eingangs
genannten Art dahingehend zu verbessern, dass keine Flüssigkeit
unkontrolliert austritt.
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Als technische Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Rückschlagventil
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen
sind den Unteransprüchen
zu entnehmen.
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Ein nach dieser technischen Lösung ausgebildetes
Rückschlagventil
hat den Vorteil, dass durch den Ventildorn eine großzügige Anlagefläche für die Dichtkante
bereit gestellt wird, so dass die elastische Dichtkante gegen den
unelastischen Ventildorn drücken
kann, ohne dass dieser nachgibt. Hierdurch wird eine sehr viel bessere
Abdichtung erreicht.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
reicht der Ventildorn durch die Fluidöffnung hindurch, so dass die
Dichtkante des Ventilkörpers
nunmehr seitlich am Ventildorn zur Anlage kommt. Es hat sich als vorteilhaft
erwiesen, den Ventildorn im Bereich des Kontaktes mit der Dichtkante
im Querschnitt kreisrund auszubilden, so dass sich die Dichtkante
kreisförmig
an den Ventildorn anlegen kann. Bei dieser Anordnung entspricht
die Fluidöffnung
nicht länger einer
Kreisfläche,
sondern ist vielmehr ringförmig ausgebildet.
Dies hat weiterhin den Vorteil, dass sich der Ventilkörper mit
seiner Dichtkante nicht länger vollständig zusammenziehen
muss, um die Fluidöffnung
zu verschließen,
sondern durch das bündige Anliegen
der Dichtkante am Ventilkörper
verbleibt die Dichtkante auf einer Kreisbahn und dichtet die Fluidöffnung dennoch
ab. Hierdurch benötigt
die Dichtkante eine vergleichsweise geringe Krümmung, um die Fluidöffnung dennoch
zuverlässig
zu verschließen. Diese
geringe Krümmung
ist von einem gummielastischen Ventilkörper sehr viel einfacher realisierbar,
als beispielsweise das Verschließen einer kreisflächigen Öffnung gemäß dem Stand
der Technik mit der Folge, dass durch die Anordnung des Ventildornes
in der Fluidöffnung
ein zuverlässiger
Verschluss der Fluidöffnung
erreicht wird.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin,
dass die Krümmung
der Dichtkante im Ruhezustand und die Krümmung der Dichtkante bei geöffnetem
Ventilkörper
relativ eng beieinanderliegen, so dass nunmehr nur eine geringe
Materialdehnung erforderlich ist, um die Fluidöffnung zu realisieren. Diese
geringe Materialdehnung hat weiterhin den Vorteil, dass die Materialbeanspruchung
insgesamt gering bleibt, was zu einer erhöhten Lebensdauer des Ventilkörpers führt. Ein
weiterer Vorteil dieses Rückschlagventils
besteht darin, dass das strömende
Fluid das Rückschlagventil
im wesentlichen in Strömungsrichtung
durchströmt,
so dass Umlenkungs- und Verwirbelungseffekte vermieden werden.
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Da der Ventildorn stets vom Fluid
umströmt wird,
hat es sich als vorteilhaft erwiesen, den Ventildorn zylindrisch,
oder besser noch stromlinienförmig auszubilden.
Hierdurch werden strömungsbedingte Verwirbelungen
reduziert oder gar vermieden.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform
ist der Ventildorn am Ventilkörper
gehalten. Dies hat den Vorteil, dass hierdurch das Rückschlagventil
als eine geschlossene Baueinheit realisiert ist und in einfacher
Weise in eine wasserführende
Leitung oder in eine Düse
einsetzbar ist.
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Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Rückschlagventiles
ergeben sich aus der beigefügten
Zeichnung und den nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen. Ebenso können die
vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils
einzeln oder in beliebigen Kombinationen miteinander verwendet werden.
Die erwähnten
Ausführungsformen
sind nicht als abschließende
Aufzählung
zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter. Es
zeigen:
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1 eine
geschnitten dargestellte Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Rückschlagventiles
im Ruhezustand, eingesetzt in einen Schlauchadappter;
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2 eine
geschnitten dargestellte Frontansicht des Rückschlagventiles gemäß 1, geschnitten entlang Linie
II-II in 1;
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3 eine
Seitenansicht des Rückschlagventils
gemäß 1, jedoch in geöffnetem
Zustand;
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4 eine
Frontansicht des Rückschlagventiles
gemäß 3, geschnitten entlang Linie
IV-IV in 3;
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5 eine
zweiten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Rückschlagventils
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In den 1 bis 4 ist ein erfindungsgemäßes Rückschlagventil 10 dargestellt,
welches in einen Schlauchadapter 12 eingesetzt ist. In
dieser Ausführungsform
umfasst das Rückschlagventil 10 einen Ventilgrundkörper 14,
einen Ventilkörper 16 aus
einem gummielastischen Material und einen am Ventilgrundkörper 14 angeformten
Ventildorn 18. Der Ventilgrundkörper 14 ist an seinem
schlauchseitigen Ende als Schlauchaufnahme 20 ausgebildet,
so dass das Rückschlagventil 10 direkt
an einen hier nicht dargestellten fluidführenden Schlauch angeschlossen
werden kann. Analoges gilt für
den Schlauchadapter 12.
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Der Ventilgrundkörper 14 weist an seinem der
Schlauchaufnahme 20 gegenüberliegenden Ende einen zylindrischen
Ventilsitz 22 auf, auf dem der elastische Ventilkörper 16 gehalten
ist. Der aus einem gummielastischen Material hergestellte Ventilkörper 16 wird
dabei unter Krafteinwirkung gedehnt und mittels dieser Vorspannung
auf den Ventilsitz 22 aufgebracht, so dass der Ventilkörper 16 kraftschlüssig auf
dem Ventilsitz 22 gehalten ist. Der an sich schlauchförmig ausgebildete
Ventilkörper 16 zieht sich
durch die dem Material innewohnenden Kräfte nach Verlassen des Ventilsitzes 22 derart
zusammen, dass er zumindest mit seinem entfernten, als Dichtkante 24 ausgebildeten
Ende am Ventildorn 18 zur Anlage kommt.
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Der im Wesentlichen zylindrisch ausgebildete
Ventildorn 18 ist in Fließrichtung und in der Strömungsmitte
angeordnet und über
drei Stege 26 einstückig
mit dem Ventilgrundkörper 14 verbunden.
Dabei sind die Kanten des Ventildornes 18 stromlinienförmig abgerundet.
Der Ventildorn 18 ist so ausgelegt, dass er durch den Ventilkörper 16 hindurch-
und diesen überragt.
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Die Dichtkante 24 ist wulstartig
ausgebildet, so dass hier eine größere Materialstärke vorliegt.
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In den 1 und 2 ist das erfindungsgemäße Rückschlagventil 10 im
Ruhezustand dargestellt, das heißt, das in der Fluidleitung
befindliche Fluid steht nicht unter Druck. In diesem Zustand bewirkt die
dem Ventilkörper 16 innewohnende
Rückstellkraft,
dass die Dichtkante 24 des Ventilkörpers 16 bündig am
Außenumfang
des Ventildorns 18 anliegt und den fluidführenden
Kanal 30 verschließt.
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In den 3 und 4 ist das erfindungsgemäße Rückschlagventil
in einem Zustand dargestellt, bei dem im fluidführenden Kanal 30 ein
angemessener Druck herrscht. Dieser Druck bewirkt eine Verdrängung des
Ventilkörpers 16 und
insbesondere der Dichtkante 24 mit der Folge, dass sich
zwischen der Dichtkante 24 und dem Ventildorn 18 eine
ringförmige
Fluidöffnung 28 ausbildet.
Durch diese Fluidöffnung 28 kann
das Fluid dann aus dem Rückschlagventil
herausströmen.
Sobald der Druck im Kanal 30 nachlässt, bewirkt die dem Material
innewohnende Rückstellkraft
des Ventilkörpers,
dass die Dichtkante 24 die Fluidöffnung 28 verschließt und dass
sich die Dichtkante 24 wieder am Ventildorn 18 anlegt.
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Insbesondere aus den 1 und 3 ist
zu erkennen, dass die Dichtkante 24 sowohl im geschlossenen,
als auch im geöffneten
Zustand kreisförmig ausgebildet
ist. Der Umfang dieses Kreises ist zwar im geöffneten Zustand größer als
im geschlossenen Zustand, jedoch ist der Unterschied relativ gering. Das
heißt,
dass die Dichtkante beim erfindungsgemäßen Rückschlagventil nur wenig gedehnt
wird, was eine geringe Materialbeanspruchung und eine geringe Materialermüdung zur
Folge hat.
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Es versteht sich, dass die Dichtkante 24 auch
im Ruhezustand vorgespannt auf dem Ventildorn 18 anliegt,
so dass die Dichtkante 24 auch bei geschlossener Fluidöffnung eine
Verschlusskraft ausübt
mit der Folge, dass aus der Fluidöffnung 28 kein Wasser
austreten kann.
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Durch die strömungstechnisch günstige Anordnung
des Ventildornes 18 wird das strömende Fluid wenig behindert,
so dass hierdurch nur geringe Strömungsverluste auftreten.
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Durch die Wahl des elastischen Materials des
Ventilkörpers 14,
insbesondere durch die Wahl der geeigneten Härte (Shore A) ist die gewünschte Verschlusskraft
des Rückschlagventiles
in einfacher Weise erzielbar.
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5 zeigt
eine zweite Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Rückschlagventils,
die sich von der ersten, in den 1 bis 4 gezeigten Ausführungsform
lediglich dadurch unterscheidet, dass die Dichtkante 34 nicht
wulstartig, sondern vielmehr sich zum freien Rand hin verjüngend ausgebildet
ist.
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- 10
- Rückschlagventil
- 12
- Schlauchadapter
- 14
- Ventilgrundkörper
- 16
- Ventilkörper
- 18
- Ventildorn
- 20
- Schlauchaufnahme
- 22
- Ventilsitz
- 24
- Dichtkante
- 26
- Steg
- 28
- Fluidöffnung
- 30
- Kanal
- 34
- Dichtkante