DE19622123A1

DE19622123A1 - Rückschlagventil

Info

Publication number: DE19622123A1
Application number: DE1996122123
Authority: DE
Inventors: Hermann Wiehl
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1996-06-01
Filing date: 1996-06-01
Publication date: 1997-12-04

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rückschlagventil, mit einer Hülse, deren eines axiale Ende mit einem einen Ventilsitz aufweisenden Ventilträger und deren anderes axiales Ende mit einem wenigstens eine Ausnehmung aufweisen den Boden versehen ist, wobei ein Ventilkörper, insbesondere Kugel, mittels eines an dem Boden abgestützten Federelementes, insbesondere Schrauben druckfeder, gegen den Ventilsitz angefedert ist. Ein derartiges Rückschlagventil ist beispielsweise aus der US-A 37 25 990 bekannt. Der Ventilsitz und die Ausnehmung sind beide zentrisch in der Hülse angeordnet. Eine als Kegel druckfeder ausgebildete, zentrisch angeordnete Schraubenfeder liegt mit ihrem erweiterten Ende an dem Boden und mit ihrem verjüngten Ende an einer Kugel an. Öffnet das Rückschlagventil, strömt das Fluid zwischen Kugel und Ventilsitz in die Hülse hinein, umströmt die Windungen der Schraubendruckfeder um dann durch die zentrische Ausnehmung abzuströmen. Das Fluid strömt also von außen in den von den Windungen der Schraubendruckfeder begrenzten Raum, wobei sich im Inneren der Hülse turbulente Strömungsverhältnisse einstellen, die den Strömungswiderstand in dem Rückschlagventil erhöhen.

Zusammenfassung der Erfindung

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, das gattungsgemäße Rück schlagventil derart weiterzuentwickeln, daß sich im Inneren des Rückschlagven tils günstigere, verlustarme Strömungsverhältnisse einstellen. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Boden radial außen mit der Aus nehmung versehen ist, wobei das Federelement radial innerhalb der Ausneh mung und des Ventilkörperumfangs, insbesondere Kugeldurchmesser angeord net ist. Bei dieser Anordnung ist ein Strömungsweg des Fluids zwischen Eingang und Ausgang des Rückschlagventils gewährleistet, wobei das Federelement weitestgehend außerhalb des Strömungsquerschnitts angeordnet ist. Die Turbu lenzen innerhalb des Rückschlagventils sind daher erheblich reduziert, was zu deutlich geringeren Druckverlusten zwischen Eingang und Ausgang führt.

Vorzugsweise weist die Hülse mehrere über den Umfang verteilte, nach radial innen vorspringende, axial gerichtete Stege auf, wobei zwischen umfangsseitig einander benachbarten Stegen die Ausnehmung angeordnet ist. Der Boden des Rückschlagventils weist dann einen in Richtung auf den Ventilträger vorsprin genden, zentrisch angeordneten Vorsprung und mehrere, an den Vorsprung anschließende, über den Umfang verteilte, sich radial erstreckende Arme auf, die an den Stegen abgestützt sind. Die Hülse und die Arme begrenzen dann die kreissektorförmige Ausnehmung. Zur Befestigung des Ventilträgers an der Hülse rasten die Arme zweckmäßiger Weise formschlüssig in Ausnehmungen der Stege ein.

Wenn die Hülse aus dünnwandigem, insbesondere im Tiefziehverfahren spanlos verformten Blech gebildet ist, lassen sich die Stege durch in den Hülsenmantel eingeformte Sicken ausbilden. Bei diesem erfindungsgemäßen Rückschlagventil sind die Sicken in den radialen Richtungen elastisch federnd ausgebildet. Oftmals werden derartige Rückschlagventile in Bohrungen eines Anschlußbau teils eingepreßt. Aufgrund von Toleranzschwankungen können Schwierigkeiten beim Einfügen des Rückschlagventils in die Bohrung auftreten: beispielsweise kann die Hülse radiales Spiel in der Bohrung aufweisen, oder aber es kann eine Preßpassung vorliegen, bei der die erforderlichen Einpreßkräfte zu einer Beschä digung des Rückschlagventils führen. Dadurch, daß die Sicken in den radialen Richtungen elastisch federnd ausgebildet, weichen die Wandungsbereiche der Hülse, die an der Bohrungswandung anliegen, nach radial innen aus, wobei die Sicken elastisch verformt werden. Da die Hülse außerdem nicht mit ihrem gesamten Umfang in die Bohrung eingepreßt wird, sondern nur mit Teilberei chen, sind die Einpreßkräfte reduziert.

Bei spanloser Fertigung der Hülse bietet sich an, daß der Boden einstückig mit der Hülse gebildet ist.

Der Ventilträger weist vorzugsweise einen zentrisch angeordneten, hohlzylin drischen Stutzen auf, an dessen dem Boden zugewandten Stirnseite der Ventil sitz für eine Kugel ausgebildet ist, wobei ein nach radial außen gerichteter Bord an den Stutzen anschließt und an der Hülse abgestützt ist. Der Bord kann beispielsweise in einer Umfangsnut der Hülse formschlüssig befestigt sein. Der Ventilträger kann ebenso wie die Hülse aus dünnwandigem, insbesondere im Tiefziehverfahren spanlos verformten Blech gebildet sein. Auch hier ist es günstig, den Ventilträger und die Hülse einstückig auszubilden.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von drei in insgesamt acht Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein in einem Eckventil eingebautes erfindungsgemäßes Rückschlagventil,

Fig. 2 in vergrößerter Darstellung das Rückschlagventil aus Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt durch das Rückschlagventil aus Fig. 2,

Fig. 4 eine Prinzipskizze mit der Verformung der Hülse des Rück schlagventils aus Fig. 2,

Fig. 5 einen Längsschnitt durch ein weiteres erfindungsgemäßes Rückschlagventil,

Fig. 6 einen Querschnitt durch das Rückschlagventil aus Fig. 5,

Fig. 7 einen Längsschnitt durch ein weiteres erfindungsgemäßes Rückschlagventil und

Fig. 8 einen Querschnitt durch das Rückschlagventil aus Fig. 7.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt ein Eckventil 1 in dessen einer Bohrung 2 ein erfindungsgemäßes Rückschlagventil 3 eingepreßt ist. Fig. 2 zeigt dieses Rückschlagventil im Längsschnitt in vergrößerter Darstellung. Eine Hülse 4 ist an ihrem einen axialen Ende mit einem einen Ventilsitz 5 aufweisenden Ventilträger 6 versehen. An dem anderen axialen Ende ist die Hülse 4 mit einem Boden 7 versehen. Der Boden 7 weist mehrere über den Umfang verteilt angeordnete Ausnehmungen 8 auf. Eine Schraubendruckfeder 9 ist einerseits an dem Boden 7 und anderer seits an einer Kugel 10 abgestützt, wobei die Kugel 10 gegen den Ventilsitz 5 angefedert ist. Zur Zentrierung der Schraubendrehfeder 9 ist der Boden 7 mit einem spanlos eingedrückten Zapfen 11 versehen, der auf den Ventilträger 6 vorspringt. Der Boden 7 ist einstückig mit der Hülse 4 verbunden. Der Ventil träger 6 weist einen zentrisch angeordneten, hohlzylindrischen Stutzen 12 auf, an dessen dem Boden 7 zugewandten Stirnseite der Ventilsitz 5 für die Kugel 10 ausgebildet ist. Weiterhin ist der Ventilträger 6 mit einem einstückig ange formten, radial nach außen gerichteten Bord 13 versehen, der in eine Umfangs nut 14 der Hülse 4 formschlüssig eingreift. Der Ventilträger 6 ist aus dünn wandigem, insbesondere im Tiefziehverfahren spanlos verformtem Blech gebil det.

In der Fig. 2 sind die Ausnehmungen 8 deutlich zu erkennen. An den Zapfen 11 des Bodens 7 schließen einstückig angeformte Arme 15 an, die sich radial nach außen erstrecken, und die einstückig mit der Hülse 4 gebildet sind. Die Hülse 4 und die Arme 15 begrenzen dabei die kreissektorförmigen Ausnehmun gen 8. Die Hülse 4 weist mehrere über den Umfang verteilte, nach radial innen vorspringende, axial gerichtete Sicken 16 auf, die in den radialen Richtungen elastisch federnd ausgebildet sind. Die Ausnehmungen 8 sind jeweils zwischen einander benachbarten Sicken 16 angeordnet. Durch die dünnwandige Aus bildung der Hülse 4 und das Vorsehen der Sicken 16 ist diese Hülse 4 geeignet, auch große Toleranzschwankungen zwischen Außendurchmesser der Hülse und Bohrungsdurchmesser des Anschlußelements beispielsweise des Eckventils auszugleichen, wie anhand der Prinzipskizze Fig. 4 näher erläutert wird. Die durchgezogene Linie stellt die Mantelfläche der unbelasteten, nicht eingebauten Hülse 4 dar, und die strichpunktierte Linie stellt die Mantelfläche der Hülse 4 in belastetem, eingebauten Zustand dar. Die Verformung tritt ein, wenn die Hülse 4 in eine Bohrung hineingepreßt wird, deren Durchmesser kleiner als der Außendurchmesser der unbelasteten Hülse 4 ausgebildet ist. Dadurch, daß die Sicken 16 radial elastisch ausgebildet sind, weichen die umfangsseitigen Enden der Sicken - ähnlich wie eine Blattfeder - nach radial nach innen aus, wenn die Hülse 4 eingepreßt wird. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die Einpreß kräfte einem zulässigen Toleranzbereich liegen, in dem eine Beschädigung des Rückschlagventils ausgeschlossen ist.

Dadurch, daß die Ausnehmungen 8 soweit wie möglich nach radial außen verlegt sind, und daß der Durchmesser der Schraubendruckfeder 9 innerhalb der Ausnehmungen 8 und innerhalb des Kugeldurchmessers angeordnet sind, ist sichergestellt, daß das zwischen der Kugel 10 und dem Ventilsitz 5 strömende Fluid direkt durch die kreissektorförmigen Ausnehmungen 8 abströmen kann. Die Druckverluste im Inneren des Rückschlagventils sind auf diese Weise deutlich reduziert.

Das in den Fig. 5 und 6 abgebildete erfindungsgemäße Rückschlagventil unterscheidet sich von dem obenbeschriebenen im wesentlichen dadurch, daß ein Ventilträger 17 anders als der obenbeschriebene Ventilträger nicht aus einem separaten Bauteil, sondern einstückig mit der Hülse 4 gebildet ist. Der Ventilträger 17 weist ebenso wie der obenbeschriebene Ventilträger einen hohlzylindrischen Stutzen 18 und einen daran anschließenden Bord 19 auf, der allerdings im Gegensatz zu dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel einstückig mit der Hülse 4 verbunden ist. Ebenso wie in dem obenbeschriebe nen Ausführungsbeispiel ist der Ventilträger 17 mit einem Ventilsitz 20 für die Kugel 10 versehenen. Ein weiterer Unterschied besteht darin, daß ein separates Bauteil einen Boden 21 bildet. Ebenso wie in dem obenbeschriebenen Aus führungsbeispiel weist der Boden 21 sowohl einen zentrisch angeordneten Zapfen 22 auf, der in Richtung auf die Kugel 10 vorspringt, als auch Arme 23, die in eine Umfangsnut 24 der Sicken 16 formschlüssig eingreifen.

Das in den Fig. 7 und 8 dargestellte erfindungsgemäße Rückschlagventil unterscheidet sich von dem aus den Fig. 5 und 6 im wesentlichen dadurch, daß die Hülse 4 nicht spanlos im Tiefziehverfahren sondern als Fließpreßteil ausgebildet ist. Zur axialen Lagesicherung in der Bohrung 2 des Eckventils 1 ist hier ein in einer Umfangsnut 24 der Hülse 4 angeordneter Sicherungsring 25 vorgesehen, der in eine Umfangsnut 26 des Eckventils 1 formschlüssig ein schnappt.

In allen Ausführungsbeispielen sind die Ausnehmungen 8 radial möglichst weit nach außen verlagert. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß das Fluid zwischen Eingang und Ausgang des Rückschlagventils 3 strömen kann, ohne daß die Schraubendruckfeder 9 störend im Weg ist.

Bezugszeichenliste

1 Eckventil
2 Bohrung
3 Rückschlagventil
4 Hülse
5 Ventilsitz
6 Ventilträger
7 Boden
8 Ausnehmung
9 Schraubendruckfeder
10 Kugel
11 Zapfen
12 hohlzylindrischer Stutzen
13 Bord
14 Umfangsnut
15 Arm
16 Sicke
17 Ventilträger
18 hohlzylindrischer Stutzen
19 Bord
20 Ventilsitz
21 Boden
22 Zapfen
23 Arm
24 Umfangsnut
25 Sicherungsring
26 Umfangsnut

Claims

1. Rückschlagventil (3), mit einer Hülse (4), deren eines axiale Ende mit einem einen Ventilsitz (5, 20) aufweisenden Ventilträger (6, 17), und deren anderes axiales Ende mit einem wenigstens eine Ausnehmung (8) aufweisenden Boden (7, 21) versehen ist, wobei ein Ventilkörper, insbesondere Kugel (10) mittels eines an dem Boden (7, 21) abgestützten Federelementes, insbesondere Schrau bendruckfeder (9) gegen den Ventilsitz (5, 20) angefedert ist, dadurch gekenn zeichnet, daß der Boden (7,21) radial außen mit der Ausnehmung (8) versehen ist, wobei das Federelement (9) radial innerhalb der Ausnehmung (8) und des Ventilkörperumfangs, insbesondere Kugeldurchmesser, angeordnet ist.

2. Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (4) mehrere über den Umfang verteilte, nach radial innen vorspringende, axial gerichtete Stege (16) aufweist, wobei zwischen umfangsseitig einander benach barten Stegen (16) die Ausnehmung (8) angeordnet ist.

3. Rückschlagventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (7, 21) einen in Richtung auf den Ventilträger (6, 17) vorspringenden, zentrisch angeordneten Vorsprung (11, 22) und mehrere an den Vorsprung (11, 22) anschließende, über den Umfang verteilte, sich radial erstreckende Arme (15, 23) aufweist, die an den Stegen (16) abgestützt sind.

4. Rückschlagventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (4) und die Arme (15, 23) die kreissektorförmige Ausnehmung (8) begrenzen.

5. Rückschlagventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Arme (15, 23) formschlüssig in Ausnehmungen (24) der Stege (16) einrasten.

6. Rückschlagventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (4) aus dünnwandigem, insbesondere im Tiefziehverfahren spanlos verformten Blech gebildet ist, wobei die Stege durch in den Hülsenmantel eingeformte Sicken (16) gebildet sind.

7. Rückschlagventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicken (16) in den radialen Richtungen elastisch federnd ausgebildet sind.

8. Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (7) einstückig mit der Hülse (4) gebildet ist.

9. Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventil träger (5, 17) einen zentrisch angeordneten, hohlzylindrischen Stutzen (12,18) aufweist, an dessen dem Boden (7, 21) zugewandten Stirnseite der Ventilsitz (5, 20) für eine Kugel (10) ausgebildet ist, wobei ein nach radial außen gerichteter Bord (13,19) an den Stutzen (12, 18) anschließt und an der Hülse (4) abgestützt ist.

10. Rückschlagventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Bord (13) in einer Umfangsnut (14) der Hülse (4) formschlüssig befestigt ist.

11. Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilträger (6) aus dünnwandigem, insbesondere im Tiefziehverfahren spanlos verformten Blech gebildet ist.

12. Rückschlagventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilträger (17) und die Hülse (4) einstückig gebildet sind.