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Die Erfindung betrifft ein Druckventil, insbesondere Rückschlagventil
für pulsartig geförderte Strömungsmittel, bei dem in einem Zylinderraum des Ventilgehäuses
ein kolbenartiges Ventilverschlußstück angeordnet ist, das von einer Schließfeder
in Richtung auf die Zuflußöffnung für das Strömungsmittel gedrückt wird.
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Bei bekannten Ventilen dieser Art, die üblicherweise hinter Kolbenpumpen
oder andere Druckimpulse erzeugende Maschinen geschaltet werden, wird das Ventilverschlußstück
entsprechend den Druckimpulsen durch das Strömungsmittel bewegt. Das Ventilverschlußstück
wird dabei vom Ventilsitz abgehoben und je nach der in der Strömungsmittelleitung
vor oder hinter dem Ventil herrschenden Druckdifferenz mehr oder weniger stark wieder
auf den Ventilsitz aufgesetzt. Mit jedem Druckimpuls ist also ein Abheben und ein
Aufsetzen des Ventilverschlußstückes vom bzw. auf den Ventilsitz verbunden. Hierdurch
sind diese Teile einer starken Abnutzung unterworfen, und es ist deshalb meist ein
sehr genau zu bearbeitendes und aus sehr hartem Werkstoff hergestelltes Ventilverschlußstück
mit einem ebensolchen Ventilsitz notwendig. Dieses ist aufwendig und mit hohen Kosten
verbunden. Außerdem wird durch das Aufschlagen des Ventilverschlußstückes auf den
Ventilsitz ein störendes Geräusch erzeugt. Versuche, das harte Aufsetzen des Verschlußstückes
auf dem Ventilsitz bei derartigen Rückschlagventilen zu dämpfen, brachten mit vertretbaren
Mitteln bisher keinen Erfolg.
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Es sind auch Rückschlagventile bekannt, bei denen ein das Ventilgehäuse
fast ganz ausfüllendes Ventilverschlußstück mittels Federkraft entweder direkt auf
den Ventilsitz gedrückt wird oder vor der Einflußöffnung in Schwebe gehalten wird.
Diese Ventile weisen einerseits den großen Nachteil auf, daß wegen der dichtenden
Wirkung des Ventilverschlußstückes im Ventilgehäuse ein großer Weg zurückgelegt
werden muß, damit der gesamte Ventilquerschnitt geöffnet wird. Andererseits ist
bei den bekannten Rückschlagventilen keine Sicherung für den Fall vorgesehen, daß
von der Druckpumpe zeitweise ein zu großer Förderstrom gefördert wird, so daß sich
deshalb ein nachteiliger Druck in der Verbraucher- , Leitung aufbaut. Die Wirkung
des Druckventils, in der Verbraucherleitung ein stets gleichmäßig strömendes Medium
zu erzeugen, geht infolgedessen verloren.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Nachteile
zu vermeiden. Die Lösung erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß der Zylinderraum in
zwei Teilräume aufgeteilt ist, von denen der eine nach der Zuflußöffnung zu gelegene
und das Ventilverschlußstück in der Schließstellung aufnehmende Teilraum im Durchmesser
etwas größer ausgebildet ist als das Ventilverschlußstück und der andere, an den
ersten anschließenden Teilraum, der die Schließfeder aufnimmt, mit wenigstens einem
nutenartigen Längskanal in der Zylinderwandung versehen ist und mit der Anschlußöffnung
zur Verbraucherstelle und gegebenenfalls außerdem mit einem Druckspeicher verbunden
ist.
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Durch eine derartige Ausbildung des Ventils wird ein Aufschlagen des
Ventilverschlußstückes auf den Ventilsitz während der Förderung des Strömungsmittels
vermieden. Während des Fördervorganges vollführt das das Ventilverschlußstück bildende
kolbenartige Glied eine schwingende hin- und hergehende Bewegung aus, ohne auf den
Ventilsitz aufzusetzen. Eine Berührung des Ventilverschlußstückes mit dem Ventilsitz
kann erst dann wieder erfolgen, wenn bei abgeschalteter Förderpumpe der Druck in
der Verbraucherleitung, bzw. gegebenenfalls in dem Druckspeicher, den Druck in der
Zuführungsleitung überschreitet, so daß das Ventilverschlußstück durch den Druck
des Mediums und durch die Federkraft der Schließfeder gegen den Ventilsitz gedrückt
wird. Diese Berührung geschieht dann aber nicht mehr schlagartig, sondern erfolgt
stark gedämpft, da in der Zuführungsleitung immer ein bestimmter Druck des Fördermediums
vorhanden sein wird.
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In vorteilhafter Weise kann die Anschlußleitung zur Verbraucherstelle
an der Übergangsstelle von einem zum anderen Teilraum des Zylinderraumes in an sich
bekannter Weise senkrecht zum Zylinderraum angeordnet sein und die Anschlußleitung
zu dem Druckspeicher in axialer Richtung am offenen Ende des zweiten Teilraumes
anschließen. Das kolbenartige Ventilverschlußstück kann in Durchmesser und Länge
etwa die Abmessungen des ersten Teilraumes des Zylinderraumes aufweisen.
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Eine gute Arbeitsweise des Ventils wird dann erreicht, wenn zwischen
dem kolbenartigen Ventilverschlußstück und der Wand des ersten Teilraumes des Zylinderraumes
ein Ringspalt vorgesehen ist, dessen Querschnitt einer geringeren Strömungsmittelmenge
als der geförderten den Durchtritt gestattet und der im Zusammenwirken mit der Kraft
der Schließfeder die Zeit des Zurückwanderns des Ventilverschlußstückes bestimmt.
Hierbei wird die Mündung der Zuflußöffnung für das Strömungsmittel als Ventilsitz
ausgebildet. Außerdem kann der Boden des Ventilverschlußstückes als eine nach außen
gewölbte Dichtfläche ausgebildet sein, die bei geschlossenem Ventil auf der als
Ventilsitz ausgebildeten Mündung der Zuflußöffnung aufliegt. Als Schließfeder kann
eine Schraubenfeder Verwendung finden.
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An Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles
wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert.
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In der Zeichnung ist ein Ventil dargestellt, welches in eine beliebige
Leitung, die ein impulsartig gefördertes Strömungsmittel führt, eingesetzt werden
kann. Das Strömungsmittel kann beispielsweise Öl sein, das von einer Pumpe mit nur
einem Kolben gefördert wird. Derartige hydraulische Anlagen werden immer häufiger
in Kraftfahrzeugen eingesetzt, um als Servo-Einrichtung oder als vollautomatische
Einrichtung die Fenster, Dächer, Sitze, Sitzlehnen, Kofferraumdeckel u. dgl. zu
verstellen oder auch um die Verriegelung der Türschlösser zu unterstützen.
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Das dargestellte Ventil besteht im wesentlichen aus einem Ventilgehäuse
1 mit einem Zylinderraum 2, in dem das kolbenartig ausgebildete Ventilverschlußstück
3 axial verschiebbar eingesetzt ist. Der Eingang des Ventils wird durch eine koaxial
zum Zylinderraum 2 des Ventilgehäuses 1 angebrachte Bohrung 4 gebildet, deren in
den Zylinderraum 2 mündende öffnung als Ventilsitz 5 ausgebildet ist. Auf diesen
Ventilsitz 5 wird das Ventilverschlußstück 3, dessen Boden 6 eine nach außen
gewölbte Dichtfläche aufweist, bei geschlossenem Ventil durch die als Schraubenfeder
ausgebildete Schließfeder 7 gedrückt. Die Schließfeder 7 ist verhältnismäßig weich
und stützt sich mit ihrem einen Ende an einer ringförmigen
Scheibe
S ab, die durch einen Sicherungsring 9 gehalten ist. Sie kann mit ihrem anderen
Ende einen Absatz 10 des Ventilverschlußstückes 3 umschließen.
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Der zum Verbraucher führende Ausgang des Ventils wird durch eine senkrecht
zum Zylinderraum 2 in der Wand des Ventilgehäuses 1 angebrachte Bohrung 11 gebildet,
in der ein Stutzen 12 befestigt ist. Außerdem ist das offene Ende 13 des Zylinderraumes
2 mit einem Druckspeicher verbunden. Die Anschlußstellen für die Strömungsmittelleitung
und den Druckspeicher sind mit Gewinden versehen. Ferner sind die Bohrung 4 und
die Bohrung des Stutzens 12 an ihren zu den Strömungsmittelleitungen weisenden Enden
trichterförmig aufgeweitet.
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Der Zylinderraum 2 ist in zwei Teilräume aufgeteilt. Der erste Teilraum
ist nach der Zuflußöffnung zu gelegen und nimmt das kolbenartige Ventilverschlußstück
3 in der Schließstellung auf. Er hat eine glatte zylindrische Innenwand, und das
Ventilverschlußstück 3 versperrt dem geförderten Strömungsmittel zum überwiegenden
Teil den Weg. Zwischen dem Ventilverschlußstück und der Wand des Zylinderraumes
2 ist ein Ringspalt 15 gebildet, dessen Querschnitt einer geringeren Strömungsmittelmenge
als der geförderten den Durchtritt gestattet. An diesen ersten Teilraum schließt
sich der zweite Teilraum mit gleichem Durchmesser an. Dieser nimmt die Schließfeder
7 auf und ist mit wenigstens einem nutenartigen Längskanal 14 in seiner Zylinderwandung
versehen, dessen Querschnitt einen ausreichenden Durchlaß für das geförderte Strömungsmittel
darstellt. Dieser zweite Teilraum weist die Anschlußöffnung zum Verbraucher und
in dem Ausführungsbeispiel außerdem noch die Anschlußöffnung zu einem Druckspeicher
auf. Die die Anschlußöffnung zum Verbraucher darstellende Bohrung 11 bildet mit
ihrer zur Zuflußbohrung 4 gerichteten Wand die übergangssteile zwischen den beiden
Teilräumen des Zylinderraumes 2.
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Bei Inbetriebnahme der Förderpumpe wird das Ventilverschlußstück 3
- auf der Zeichnung gesehen - nach unten zurückgedrängt. Dieser Bewegung wirkt die
Schraubenfeder 7 entgegen. Eine Geringe Menge des Strömungsmittels gelangt hierbei
bereits durch den Ringspalt 15 in den zweiten Teilraum. Jedoch erst dann, wenn das
Ventilverschlußstück 3 so weit nach unten gedrückt ist, daß es den nutenartigen
Längskanal 14 bzw. im Beispiel, die eine Verlängerung dieses Längskanals 14 darstellende
Bohrung 11 freigibt, kann das gesamte Strömungsmittel zum Verbraucher und zum Druckspeieher
strömen. Bei der nun fortgesetzten Förderung des Strömungsmittels wird das Ventilverschlußstück
im Bereich des übergangs von einem Teilraum zum anderen Teilraum des Zylinderraumes
2 entsprechend den Strömungsimpulsen des Mediums axial gerichtete Bewegungen ausführen.
Es schlägt dabei jedoch nicht auf den Ventilsitz 5 zurück. Erst wenn die Förderpumpe
nicht mehr fördert, wird das Ventilverschlußstück 3 von der Schließfeder 7 auf den
Ventilsitz 5 zurückgedrückt. Diese Bewegung des Ventilverschlußstückes 3 wird durch
das im ersten Teilraum des Zylinderraumes 2 befindliche Strömunesmittel, welches
durch den Ringspalt langsam in den zweiten Teilraum überströmt, sehr gediimpft und
das Ventilverschlußstück 3 setzt langsam auf den Ventilsitz 5 auf. Die zum Zurückführen
des Ventilverschlußstückes 3 auf den Ventilsitz 5 erforderliche Zeit kann durch
eine entsprechende Auslegung der Schließfeder 7 und Bemessung des Ringspaltes 15
zwischen dem Ventilverschlußstück und der Wand des ersten Teilraumes vorbestimmt
werden.
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Möglich ist auch eine Ausführung, bei der das Ventilverschlußstück
3 sehr genau in den Zylinderraum 2 eingepaßt wird, so daß kein Ringspalt vorhanden
ist.