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Rückschlagventil Die Erfindung bezieht sich auf ein Rückschlagventil
mit rohrförmigem, elastischem Verschlußstück aus Gummi oder Kunststoff, dessen eines
Ende zur Befestigung in einer zylindrischen Ausnehmung des Ventilgehäuses als zylindrischer
Hohlkörper ausgebildet und mit einem oder mehreren Ringwülsten versehen ist und
dessen anderes Ende in eine einen Kegelstumpf bildende, ringförmige, sich verjüngende
lange Dichtlippe ausläuft, und mit einem als Sitz für die Dichtlippe dienenden,
koaxial im Gehäuseinneren mittels Rippen oder Stegen befestigten zylindrischen Körper,
dessen stirnseitige Kanten abgerundet sind.
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Bei einem bekannten Rückschlagventil ist das zur Befestigung im Ventilgehäuse
dienende Ende als zylindrischer Flansch ausgebildet. Dieser ist zwischen zwei Gehäuseteilen
fest eingeklemmt. Durch die Einklemmung des Materials ergibt sich eine sehr hohe
Beanspruchung der übergangsstelle vom Flansch zur Dichtlippe. Es besteht deswegen
die Gefahr, daß der Verschlußkörper wegen der ständigen auftretenden Wechselspannungen
an der übergangsstelle einreißt. Ferner wird durch die feste Einklemmung des Flansches
die Beweglichkeit der Dichtlippe beeinträchtigt, was sich sowohl auf die Dichtigkeit
des Ventils als auch auf die Schließ- und Öffnungsgeschwindigkeit ungünstig auswirkt.
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Ein weiteres bekanntes Rückschlagventil weist eine an einem zentralen
Ventilsitz anliegende Konusmembran auf, die ebenfalls mittels eines Flansches im
Ventilgehäuse befestigt ist. Die Flanschbefestigung bedingt hier die gleichen Nachteile
wie bei dem vorstehend geschilderten Rückschlagventil.
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Schließlich ist bereits eine Dichtungsscheibe vorgeschlagen worden,
die mit einem schmalen Flansch eingeklemmt ist und durch Einschnitte nach Art einer
Ziehharmonika dehnbar gemacht ist. Die Durchflußöffnung in der Scheibe wird in ihrer
Größe durch einen steifen Ring konstant gehalten. Das Öffnen des Ventils erfolgt
hier nicht durch Verschwenken einer Dichtlippe, sondern durch Dehnen der Scheibe.
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Schließlich sind Rückschlagventile mit metallischen Verschlußkörpern
bekannt, die auf einen Ventilsitz durch den Druck des Strömungsmittels oder durch
eine Druckfeder gepreßt werden. Diese Ventile unterliegen einem starken Verschleiß
und haben daher eine verhältnismäßig geringe Lebensdauer. Das Aufschlagen des metallischen
Verschlußkörpers auf den ebenfalls metallischen Ventilsitz verursacht außerdem unerwünschte
Geräusche.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem Rückschlagventil
der eingangs genannten Art eine lange Lebensdauer, geräuschloses Arbeiten und einwandfreie
Abdichtung im Gehäuse zu erreichen.
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Diese Aufgabe soll erfindungsgemäß dadurch gelöst werden, daß der
zylindrische Hohlkörper des Verschlußstückes länglich und rohrförmig ausgeführt
ist, die Ringwülsten an dessen äußerer Mantelfläche angeordnet sind und an der Wand
der zylindrischen Ausnehmung des Ventilgehäuses nahezu spannungslos anliegen, und
daß an der übergangsstelle vom rohrförmigen Teil des Verschlußstückes zur Dichtlippe
eine Ringnut zum Erleichtern der radialen Schwenkbewegung der Dichtlippe angeordnet
ist.
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Bei dem Rückschlagventil nach der Erfindung ist durch die rohrförmige
Ausbildung des einen Endes des Verschlußstückes und durch Anordnung von Ringwülsten
an der Außenseite des topfförmigen Endes ein nahezu spannungsloser Einbau des Verschlußstückes
möglich. Die Ringnut wirkt scharnierartig und erleichtert die Schwenkbewegung der
Dichtlippe. Das erfindungsgemäße Rückschlagventil hat eine lange Lebensdauer, dichtet
gut ab und arbeitet völlig geräuschlos.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt.
Es zeigt Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform des Verschlußstückes
eines erfindungsgemäßen Rückschlagventils, Fig. 2 eine Draufsicht auf das Verschlußstück
nach Fig. 1,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform
des Rückschlagventils nach der Erfindung mit dem Verschlußstück nach Fig. 1 und
2, wobei das Ventil links geschlossen und rechts geöffnet dargestellt ist, Fig.4
einen Querschnitt durch das Rückschlagventil nach Fig. 3 entsprechend der Schnittlinie
a-b, Fig. 5 eine Ansicht des Ventilsitzkörpers des Rückschlagventils. nach Fig.
3, Fig.6 eine andere Ausführungsform des Rückschlagventils nach der =Erfindung,
teilweise im Längsschnitt, teilweise in Ansicht, Fig. 7 eine Einzelheit -des Ventils
nach Fig. 6, gesehen in Richtung des Schnittes II-II in Fig. 6, Fig. 8 einen Teillängsschnitt
des Verschlußstückes des Rückschlagventils nach Fig. 6 vor dem Einbau, Fig. 9 einen
Querschnitt durch das Verschlußstück nach Fig. 8, gesehen in Richtung des Schnittes
IV-IV in Fig. 6, Fig. 10 eine weitere Ausführungsform des Rückschlagventils nach
der Erfindung, teilweise im Längsschnitt, teilweise in Ansicht, und Fig. 11 eine
schematische Darstellung der Anwendung zweier Rückschlagventile nach der Erfindung
bei einer .hydraulischen Fahrzeugaufhängung.
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Das in Fig. 1 bis 5 dargestellte Rückschlagventil weist ein in Fig.
1 und 2 für sich dargestelltes Verschlußstück 1 auf, das aus Gummi, Kunststoff oder
einem anderen elastischen Material besteht. Das eine Ende dieses -Verschlußstückes
ist als länglicher, rohrförmiger, zylindrischer Hohlkörper 1' ausgeführt, der zum
Einbau in ein Ventilgehäuse bestimmt ist. Der zylindrische Hohlkörper 1' des Verschlußstückes
1 besitzt an der Außenseite Ringwülste 2, 3. Das andere Ende des Verschlußstückes
1 läuft in eine einen Kegelstumpf bildende, ringförmige, sich verjüngende Dichtlippe
4 aus, deren Rand eine bei 5 abgeschrägte Kante aufweist. An der übergangsstelle
zwischen dem rohrförmigen Hohlkörper 1' und der Dichtlippe 4 ist eine Ringnut 6
vorgesehen, die scharnierartig wirkt und die Schwenkbewegung der Dichtlippe erleichtert.
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Das Verschlußstück 1 ist, wie aus Fig. 3 ersichtlich, in ein Ventilgehäuse
eingebaut, das aus zwei miteinander verschraubten Teilen 7 und 8 besteht. Die Teile
7 und 8 sind gegeneinander durch einen Dichtungsring 9 mit kreisförmigem Querschnitt
abgedichtet. Der Gehäuseteil weist eine Ausnehmung 11 auf, in der der rohrförmige
Teil l' des Verschlußstückes 1 nahezu spannungslos angeordnet ist.
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Als Ventilsitz ist im Gehäuseinneren ein zylindrischer Körper 13 befestigt,
der im einzelnen aus Fig. 4 und 5 ersichtlich ist. Der Körper 13 ist an beiden Enden
abgerundet, wie bei 14 und 15 gezeigt. Er ist durch Stege oder Rippen 16 mit einem
Haltering 12 verbunden, der in die zylindrische Ausnehmung 11 des Gehäuseteiles
7 eingepaßt ist. Der Haltering 12 dient gleichzeitig als axiales Widerlager für
den rohrförmigen Teil des Verschlußstückes 1. Die Rippen 16 besitzen an ihrer in
Strömungsrichtung hinteren Seite eine konkave Kontur, an die sich die Dichtlippe
4, wie in der linken Hälfte der Fig. 3 gezeigt, abdichtend anlegen kann. Zwischen
den Rippen 16 sind Durchflußkanäle 18 vorgesehen, die an ihrem Einströmende 20 erweitert
sind.
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Die Wirkungsweise des Rückschlagventils nach Fig. 1 bis 5 ist folgende:
Tritt in das Ventilgehäuse 7, 8 durch einen Einlaßstutzen 21 im Sinne des Pfeiles
19 ein Strömungsmittel ein, dann durchströmt dieses die Kanäle 18 und hebt die Dichtungslippe
4, wie in der rechten Hälfte der Fig. 3 gezeigt, von dem durch die Rippen 16 gebildeten
Ventilsitz ab. Das Strömungsmittel kann dann am anderen Ende das Ventilgehäuse 7,
8 wieder verlassen. Die Schwenkbewegung der Dichtlippe 4 wird durch die schamierartige
Ringnut 6 erleichtert. Aus diesem Grunde und wegen der Abrundungen 14, 15 sowie
der Erweiterung 20 der Kanäle 18 sind die Durchströmungsverluste minimal.
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Ein Rückströmen des Strömungsmittels ist nicht möglich, da die Dichtlippe
4 an ihren Sitz angepreßt wird, wenn der Druck am Auslaßende des Ventils den Druck
am Einlaßende des Ventils überwiegt. Das Ventil dichtet ausgezeichnet ab, da der
am Auslaßende herrschende Druck nicht nur die Dichtlippe 4 an ihren Sitz anpreßt,
sondern auch- den rohrförmigen Teil 1' axial zusammenpreßt, so daß die Ringwülste
2, 3 dicht an der Innenwand des Gehäuseteiles 7 anliegen.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 bis 9 ist ebenfalls ein elastisches
Verschlußstück 1 vorgesehen, das am einen Ende einen rohrförmigen, zylindrischen
Hohlkörper 1' besitzt. Dieser ist an seiner äußeren Mantelfläche mit drei Ringwulsten
2, 2', 3 versehen. Das Verschlußstück 1 besitzt wieder eine lange, sich verjüngende
Dichtlippe 4. Zusätzlich zu dieser ersten langen Dichtlippe ist eine zweite Dichtlippe
45 vorhanden, die wesentlich kürzer ist und einen sich nach dem Ende der Dichtlippe
zu erweiternden Kegelstumpf bildet. Zwischen den beiden Dichtlippen 4, 45 ist wiederum
eine Ringnut 6 vorgesehen, die die Schwenkbewegungen der Dichtlippen erleichtert.
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Der rohrförmige Teil 1' des Verschlußstückes 1 weist an seiner Innenseite
zweckmäßig Längsrippen 41 auf, zwischen denen sich achsparallele Durchlaßnuten 40
befinden.
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Das Verschlußstück nach Fig. 8 und 9 ist gemäß Fig. 6 in ein Ventilgehäuse
eingebaut, das aus zwei miteinander verschraubten Teilen 47, 47' besteht, die durch
einen Dichtungsring gegeneinander abgedichtet sind: Am Gehäuseteil 47 ist ein Einlaßstutzen
15' mit Hilfe einer überwurfmutter 10' festgeklemmt, die an einem Flansch 11' des
Einlaßstutzens angreift. Am anderen Ende des Ventilgehäuses ist ein Auslaßstutzen
16' angeordnet, der am Gehäuseteil 47' mit Hilfe einer an einem Flansch 12' des
Auslaßstutzens angreifenden überwurfmutter 9' befestigt ist. Eine Abdichtung zwischen
den beiden Stutzen 15', 16' und dem Ventilgehäuse wird durch Dichtungsringe 13',
14' erreicht.
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Der innere Gehäuseteil 47' weist an seiner Innenfläche vorteilhafterweise
einen Ringwulst 48 auf, der bei eingebautem Verschlußstück 1 von den beiden Ringwulsten
2, 2' umfaßt wird. Dadurch wird eine gute axiale Fixierung des Verschlußstückes
erreicht. Die axiale Zusammenpreßbarkeit des rohrförmigen Teiles 1' des Verschlußstückes
wird hierdurch nicht beeinträchtigt, da zwischen den Wülsten 2 und 3 ein freier
Raum beibehalten ist.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 bis 8 wird der Ventilsitz durch
einen kreiszylindrischen Körper 18' mit abgerundeten Stirnkanten gebildet. Dieser
ist mit einem fianschartigen Haltering 17' versehen, der zwischen den Gehäuseteilen
47, 47' eingeklemmt ist: Der Haltering 17' ist als Lochscheibe niit Löchern 19'
ausgebildet:
Die gegenseitige Anordnung des Verschlußstückes 1 und
des Halteringes 17' wird so getroffen, daß die Durchlaßnuten 40 wenigstens zum Teil
mit den Durchflußöffnungen 19' fluchten.
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Die Wirkungsweise des Rückschlagventils nach Fig. 6 bis 9 ist folgende:
Durch den Einlaßstutzen 15' eintretendes Strömungsmittel durchfließt die Löcher
19' und die Durchlaßnuten 40. Es hebt die Dichtlippe 4 von ihrem Sitz am Außenmantel
des Körpers 18 ab und gelangt in den Auslaßstutzen 16'.
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Überwiegt der Druck am Auslaßstutzen 16' denjenigen am Einlaßstutzen
15', so wird die Dichtlippe 4 fest gegen den Körper 18 und gleichzeitig die Dichtlippe
45 gegen die Innenwand des Gehäuseteiles 47' gepreßt. Ferner werden durch die axiale
Zusammenpressung des rohrförmigen Teiles des Verschlußstückes 1 die Wülste 2 und
3 gegen die Gehäuseinnenfläche gedrückt. Dadurch ergibt sich eine sehr gute Abdichtung
des Verschlußstückes, und es kann kein Strömungsmittel vom Auslaßstutzen 16' zum
Einlaßstutzen 15' fließen.
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Die in Fig. 10 gezeigte weitere Ausführungsform eines Rückschlagventils
nach der Erfindung besitzt ein Verschlußstück 1, das im wesentlichen genauso ausgeführt
ist wie das Verschlußstück des Ventils nach der Fig. 6 bis 9. Es besitzt lediglich
an Stelle der drei Wülste nur zwei Wülste 2, 2'. Die mit dem Verschlußstück des
Ventils nach der Fig. 6 bis 9 übereinstimmenden Teile sind im übrigen mit gleichen
Bezugszeichen versehen.
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Das Rückschlagventil nach Fig. 10 weist ein Gehäuse 50 auf,
in dessen beiden Enden ein Zulaufstutzen 55 und ein Ablaufstutzen 56 durch Umbördelung
der Gehäuseränder gehaltert sind. Zum Abdichten sind Dichtungsringe 54, 54' vorgesehen.
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Als Sitz für die Dichtlippe 4 ist ein zylindrischer Körper 58 vorgesehen,
der einen an der Eintrittsseite offenen Hohlraum 52 aufweist. Der Hohlraum 52 steht
mit der Auslaßseite durch eine kalibrierte Bohrung 53 in Verbindung. Der Körper
58 ist zur Befestigung im Ventilgehäuse 50 mit einem flanschartigen Haltering 57
versehen, der Löcher 59 besitzt.
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An der Gehäuseinnenseite ist wiederum ein Ringwulst 51 angeordnet,
der bei eingebautem Verschlußstück 1 von den beiden Ringwülsten 2, 2' umfaßt wird.
Die axiale Zusammenpreßbarkeit des rohrförmigen Teiles des Verschlußstückes wird
hierdurch nicht beeinträchtigt, da zwischen der Dichtlippe 45 und dem Ringwulst
2 ein freier Raum verbleibt.
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Die Wirkungsweise des Rückschlagventils nach Fig. 10 ist im Prinzip
die gleiche wie bei den beiden vorstehend beschriebenen Ausführungsformen. Es besteht
lediglich der Unterschied, daß durch die kalibrierte Bohrung 53 eine begrenzte Strömungsmittelmenge
in beiden Richtungen das Ventil durchströmen kann.
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In Fig. 11 ist die Anwendung des Ventils nach Fig. 10 bei einer hydraulischen
Fahrzeugaufhängung gezeigt. In Fig. 11 ist mit 28 ein Hydraulikzylinder eines Flüssigkeitsstoßdämpfers
bezeichnet, dessen beide Enden durch Leitungen 26, 27 mit den Auslässen zweier Rückschlagventile
24, 25 gemäß Fig. 10 verbunden sind. Die Einlaßenden dieser Ventile 24, 25
stehen über Leitungen 29 mit einem Flüssigkeitsbehälter 31 in Verbindung, der ein
unter Druck stehendes Reservoir zum Speisen des Hydraulikzylinders bildet. Bei dem
gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Flüssigkeit 32 durch eine Membran 34 von einem
Druckluftraum 33 getrennt.
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Die Wirkungsweise der Fahrzeugaufhängung nach Fig. 11 ist folgende:
Wird der Kolben des Hydraulikzylinders im Sinne des Pfeiles 35 plötzlich nach unten
bewegt, dann wird seine Bewegung durch die kalibrierte Öffnung 53 des Ventils 25
abgebremst, während sich das Ventil 24 weit öffnet und der unter Druck stehenden
Flüssigkeit aus. dem Behälter 31 gestattet, den im Zylinder 28 entstehenden Leerraum
sofort auszufüllen. Dadurch werden Kavitationserscheinungen vermieden, die die Ursache
von Stößen in der Aufhängung sein können.
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Bewegt sich der Kolben infolge eines Stoßes im Sinne des=Pfeiles 36
im Zylinder 28 nach oben, dann wird die Aufwärtsbewegung durch die kalibrierte Öffnung
53 des Ventils 24 gebremst, während das Ventil 25 die sofortige Auffüllung des sich
vergrößernden Zylinderraumes gestattet.