DE19711456A1 - Rückschlagventil - Google Patents
RückschlagventilInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rückschlagventil, mit einem gegen einen
Ventilsitz angefederten Schließkörper. Derartige Rückschlagventile werden
immer dann eingesetzt, wenn die Strömung von flüssigen oder gasförmigen
Medien beispielsweise in einer Rohrleitung in der einen Richtung möglich, in
der anderen jedoch durch Sperren des Rückschlagventils verhindert ist.
Aus der US-A 47 90 801 beispielsweise ist ein hydraulischer Riemenspanner
bekannt, wie er vorzugsweise in Riementrieben von Kraftfahrzeugen Anwen
dung findet. Derartige hydraulische Riemenspanner weisen einen Kolben und
einen Zylinder auf, die gemeinsam einen volumenveränderlichen Hochdruck
raum begrenzen. Stirnseitig ist an dem Zylinder ein Rückschlagventil angeord
net, das zwischen dem Hochdruckraum und einem Vorrat für Hydraulikflüssig
keit angeordnet ist. Infolge von Stellbewegungen des Kolbens variiert der Druck
in dem Hochdruckraum, so daß bei einem Druckgefälle von dem Vorrat hin zu
dem Hochdruckraum der Schließkörper von seinem Ventilsitz abhebt und
Hydraulikflüssigkeit aus dem Vorrat in den Hochdruckraum strömen kann. Bei
derartigen Rückschlagventilen, insbesondere aber auch bei der Anwendung von
Rückschlagventilen in den aufgezeigten Riemenspannern sind Klappergeräusche
beobachtet worden. Diese Klappergeräusche lassen sich auf auf einen Adhä
sionseffekt zwischen dem Schließkörper und dem Ventilsitz zurückführen. Bei
geschlossenem Rückschlagventil stellt sich ein enger Kontakt zwischen Schließ
körper und Ventilsitz ein, dessen Größe von der Geometrie des Schließkörpers
und des Ventilsitzes abhängig ist, wobei der Ventilsitz beispielsweise kegelig
ausgebildet sein kann. In diesem Kontakt tritt der Adhäsionseffekt auf. Stellt sich
nun ein leichtes Druckgefälle von dem Vorrat für die Hydraulikflüssigkeit in
Richtung auf den Hochdruckraum ein, hebt der Schließkörper nicht sofort von
seinem Ventilsitz ab. Schließlich überschreitet das Druckgefälle einen kritischen
Punkt, so daß der Schließkörper schlagartig von dem Ventilsitz abhebt und
gegen einen Boden des Rückschlagventils an schlägt. Bei gegenläufigem Druck
gefälle, insbesondere bei schlagartigem Druckanstieg im Hochdruckraum ist es
außerdem möglich, daß der Schließkörper impulsartig gegen seinen Ventilsitz
geschleudert wird. In den beschriebenen Fällen können diese Klappergeräusche
auftreten, die je nach Anwendung zum einen als störend empfunden werden,
zum anderen jedoch auch Verschleiß fördern können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Rückschlagventil gemäß
den Merkalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, daß
diese Klappergeräusche deutlich vermindert, günstigenfalls ausgeschlossen sind.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß Dämpfungsmittel zur
Dämpfung der Schließkörperbewegungen vorgesehen sind.
Wenn nun der Schließkörper infolge des beschriebenen Adhäsionseffekts erst
verzögert und mit großer Anfangskraft von seinem Ventilsitz abhebt, werden die
Schließkörperbewegungen durch die erfindungsgemäße Dämpfungseinrichtung
derart gedämpft, daß ein Anschlagen beispielsweise gegen einen Boden des
Rückschlagventils und auch ein Zurückfedern gegen den Schließsitz mit erneu
tem Anschlagen gegen den Ventilsitz sicher vermieden sind bzw. stark ver
mindert ist.
Eine besonders zweckmäßige erfindungsgemäße Weiterbildung sieht hydrauli
sche Dämpfungsmittel vor, wobei der Schließkörper eine mit Hydraulikflüssig
keit versehene Kammer begrenzt und lageabhängig deren Volumen verändert,
wobei die Kammer mit einem Leckspalt kommuniziert. Hebt der Schließkörper
von seinem Ventilsitz ab, wird das Volumen der Kammer reduziert, so daß
Hydraulikflüssigkeit durch den Leckspalt verdrängt wird. Diese Verdrängerarbeit
geht mit einer Dämpfung der Schließkörperbewegung bzw. einer teilweisen
Vernichtung der kinetischen Energie des Schließkörpers einher, so daß die Klap
pergeräusche deutlich reduziert sind.
Der Leckspalt kann beispielsweise durch den Schließkörper selbst begrenzt sein.
Diese Anordnung ist besonders dann zweckmäßig, wenn der Schließkörper
zwischen dem Ventilsitz und einer Ventilkappe angeordnet ist, wobei die
Ventilkappe die Kammer begrenzt. Diese erfindungsgemäßen Weiterbildungen
lassen sich in besonders einfacher Art und Weise bei dem aus der oben bereits
genannten US-A 47 90 801 bekannten Rückschlagventil verwirklichen. Bei
diesem bekannten Rückschlagventil wird die hohlzylindrische Ventilkappe in
ihrem inneren Durchmesser derart verjüngt, daß zwischen der Ventilkappe und
dem als Kugel ausgebildeten Schließkörper der Leckspalt gebildet ist. Da diese
Ventilkappe bodenseitig geschlossen ist, ist zwischen der Kugel und der Ventil
kappe die erfindungsgemäß vorgesehen Kammer gebildet. Beim Abheben des
Schließkörpers von seinem Ventilsitz wird das Volumen der Kammer reduziert,
wobei verdrängte Hydraulikflüssigkeit durch den Leckspalt entweicht. Schließ
körperbewegungen in dieser Richtung sind demzufolge derart gedämpft, daß ein
Anschlagen des Schließkörpers gegen den Boden der Ventilkappe ausgeschlos
sen ist. Schließkörperbewegungen in der anderen Richtung sind ebenfalls
gedämpft, da bei einer Vergrößerung des Volumens der erfindungsgemäß
vorgesehen Kammer ein Druckgefälle derart entsteht, daß Hydraulikflüssigkeit
durch den Leckspalt hindurch in diese Kammer hineinströmen muß. Die auf
diese Art und Weise erzielte Dämpfung verhindert ein hartes Anschlagen des
Schließkörpers gegen seinen Ventilsitz. Es ist anzumerken, daß der Leckspalt
nicht notwendigerweise so weit reichen muß, bis der Schließkörper an seinem
Ventilsitz anliegt. Selbst wenn der Leckspalt vorzeitig endet, ist die kinetische
Energie des Schließkörpers derart herabgesetzt, daß die nachteiligen Klapperge
räusche nicht oder vernachlässigbar schwach auftreten.
Der Leckspalt ist vorzugsweise ringförmig ausgebildet, was dadurch erreicht
werden kann, daß eine innere Kammerwand der Kammer zylindrisch ausgebil
det ist und der Schließkörper eine kreisringförmige Kontur aufweist. Schließkör
per mit einer kreisringförmigen Kontur sind beispielsweise Zylinder oder Ku
geln. Selbstverständlich sind auch von einem Kreisring abweichende Ausfüh
rungsarten eines Leckspalts möglich, die u. U. jedoch einen erhöhten Ferti
gungsaufwand an dem Rückschlagventil bedeuten.
Anstelle der obenbeschriebenen hydraulischen Dämpfungsmittel sind erfin
dungsgemäße Weiterbildungen denkbar, bei denen mechanische Dämpfungs
mittel vorgesehen sind, die mit dem Schließkörper derart reibend zusammen
wirken, daß Schließkörperbewegungen gedämpft sind. Diese mechanischen
Dämpfungsmittel können beispielsweise mit dem Schließkörper zusammen
wirkende Zungen aufweisen. Schließkörperbewegungen werden durch Reibung
mit den Zungen gedämpft. Wenn - wie weiter oben bereits beschrieben wurde - der
Schließkörper zwischen einer Ventilkappe und dem Ventilsitz angeordnet
ist, ist es auch denkbar die innere Wand der Ventilkappe derart auszubilden,
daß sie in reibendem Kontakt mit dem Schließkörper steht. Eine besonders
einfache erfindungsgemäße Weiterbildung sieht vor, daß mehrere über den
Umfang der Ventilkappe verteilt angeordnete Einschnitte derart vorgesehen sind,
daß federelastische Zungen gebildet sind, die nach innen vorspringen.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von drei in insgesamt vier Figuren
dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Riemenspanner mit dem erfin
dungsgemäßen Rückschlagventil,
Fig. 2 in vergrößerter Darstellung einen Längsschnitt durch ein erfin
dungsgemäßes Rückschlagventil,
Fig. 3 eine weitere erfindungsgemäße Variante eines Rückschlagven
tils im Längsschnitt, und
Fig. 4 eine weitere erfindungsgemäße Variante eines Rückschlagven
tils im Längsschnitt.
Fig. 1 zeigt im Längsschnitt einen hydraulischen Riemenspanner, wie er bei
spielsweise in Riementrieben von Kraftfahrzeugen verwendet wird. Der Riemen
spanner weist ein unbewegliches Element 1 und ein bewegliches Element 2 auf,
die längsverschieblich zueinander angeordnet sind. Dem unbeweglichen Ele
ment 1 ist ein Kolben 3 zugeordnet, der in einem dem beweglichen Element 2
zugeordneten Zylinder 4 längsverschieblich angeordnet ist. Stirnseitig ist an dem
Zylinder 4 ein Rückschlagventil 5 vorgesehen. Der Zylinder 4 und der Kolben
3 begrenzen einen Hochdruckraum 6. Das Rückschlagventil 5 ist zwischen
diesem Hochdruckraum 6 und einem Vorrat 7 angeordnet, aus dem Hydraulik
flüssigkeit in den Hochdruckraum 6 hineingesaugt werden kann. Das Rück
schlagventil 5 ist derart angeordnet, daß es bei Druckgefälle von dem Hoch
druckraum 6 zum Vorrat 7 schließt bzw. bei annäherndem Druckgleichgewicht
durch die Feder 11 geschlossen ist.
Ein die Erfindung darstellendes Rückschlagventil 5, wie es in dem obenbeschrie
benen Anwendungsfall vorgesehen sein kann, ist der Fig. 2 zu entnehmen.
Eine Ventilplatte 8 ist mit einem kegelig ausgebildeten Ventilsitz 9 für eine
Kugel 10 versehen, die mittels einer Feder 11 gegen den Ventilsitz 9 angefedert
ist. Eine Ventilkappe 12 ist an der Ventilplatte 8 befestigt, wobei im Inneren der
Ventilkappe 12 die Feder 11 und die Kugel 10 angeordnet sind. Die Feder 11
ist am Boden 13 der Ventilkappe 12 abgestützt. Die innere Wand 14 der
Ventilkappe 12 ist zylindrisch glatt ausgebildet und begrenzt gemeinsam mit der
Kugel 10 einen kreisringförmigen Leckspalt 15 mit einer Ringdicke S, die
abhängig von Viskositäten der verwendeten hydraulischen Flüssigkeit und
geometrischen Verhältnissen bestimmt wird. Zwischen der Ventilkappe 12 und
der Kugel 10 ist eine Kammer 16 gebildet, die mit dem Leckspalt 15 kommuni
ziert. Weiterhin ist die Ventilkappe 12 mit wenigstens einem Durchlaß 17 für
Hydraulikflüssigkeit versehen.
Nachstehend wird die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Rückschlagventils
5 erläutert. Bei einem Druckgefälle in Richtung des Pfeils D hebt die Kugel 10
von ihrem Ventilsitz 9 entgegen der Kraft der Feder 11 und nach Überwinden
einer Adhäsionskraft zwischen der Kugel 10 und dem Ventilsitz 9 ab. Dadurch
erfährt die Kugel 10 einen Impuls in Richtung auf den Boden 13 der Ventilkap
pe 12. Während ihrer Bewegung in Richtung auf den Boden 13 wird Hydraulik
flüssigkeit aus der sich verkleinernden Kammer 16 durch den Leckspalt 15
hindurch verdrängt. Infolge dieser Dämpfungsarbeit wird die kinetische Energie
der Kugel 10 teilweise vernichtet. Bei Bewegungsumkehr der Kugel 10 ver
größert sich das Volumen der Kammer 16, so daß Hydraulikflüssigkeit durch
den Leckspalt 15 in die Kammer 16 hineinströmt. Die dabei verrichtete Dämp
fungsarbeit bewirkt, daß ebenfalls kinetische Energie der sich in Richtung auf
ihren Ventilsitz 9 bewegenden Kugel teilweise vernichtet wird. Im Moment der
Berührung der Kugel 10 mit ihrem Ventilsitz 9 hat die Kugel 10 so viel kineti
sche Energie verloren, daß Klappergeräusche erheblich reduziert bzw. ausge
schlossen sind. Mit diesem erfindungsgemäßen Rückschlagventil 5 ist sicherge
stellt, daß die Kugel 10 weder an ihrem Ventilsitz 9 noch an dem Boden 13 der
Ventilkappe 12 derart anschlägt, daß laute Klappergeräusche hervorgerufen
werden. Durch die teilweise Vernichtung der kinetischen Energie der Kugel 10
ist auch ein wenn auch geringfügiger Verschleiß am Rückschlagventil 5 redu
ziert.
Das in der Fig. 3 dargestellte erfindungsgemäße Rückschlagventil unterscheidet
sich von dem aus der Fig. 2 lediglich dadurch, daß anstelle einer Kugel 10 ein
pilzförmiger Schließkörper 18 verwendet wird.
Das in der Fig. 4 dargestellte erfindungsgemäße Rückschlagventil 5 unter
scheidet sich von dem aus der Fig. 2 dadurch, daß anstelle einer hydrauli
schen Dämpfung eine mechanische Dämpfung vorgesehen ist. Zu diesem
Zweck sind mehrere über den Umfang der Ventilkappe 12 vorgesehene Ein
schnitte 19 derart ausgebildet, daß federelastische Zungen 20 gebildet sind, die
nach innen vorspringen. Die federelastischen Zungen 20 stehen in Reibkontakt
mit der Kugel 10. Ebenso wie in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen
erfolgt auch hier eine Dämpfung bzw. eine teilweise Vernichtung kinetischer
Energie der Kugel 10 in ihren beiden Bewegungsrichtungen.
1
bewegliches Element
2
unbewegliches Element
3
Kolben
4
Zylinder
5
Rückschlagventil
6
Hochdruckraum
7
Vorrat
8
Ventilplatte
9
Ventilsitz
10
Kugel
11
Feder
12
Ventilkappe
13
Boden
14
innere Wand
15
Leckspalt
16
Kammer
17
Durchlaß
18
pilzförmiger Schließkörper
19
Einschnitt
20
federelastische Zungen
Claims (13)
1. Rückschlagventil (5) mit einem gegen einen Ventilsitz (9) angefederten
Schließkörper (10, 18), dadurch gekennzeichnet, daß Dämpfungsmittel (10, 18,
15, 14, 16) zur Dämpfung der Schließkörperbewegungen vorgesehen sind.
2. Rückschlagventil (5) nach Anspruch 1, bei dem hydraulische Dämpfungs
mittel (10, 14, 16, 15, 18) vorgesehen sind, wobei der Schließkörper (10, 18)
eine mit Hydraulikflüssigkeit versehene Kammer (16) begrenzt und lageabhängig
deren Volumen verändert, wobei die Kammer (16) mit einem Leckspalt (15)
kommuniziert.
3. Rückschlagventil (5) nach Anspruch 2, bei dem der Schließkörper (10, 18)
den Leckspalt (15) begrenzt.
4. Rückschlagventil (5) nach Anspruch 1, bei dem der Schließkörper (10, 18)
zwischen dem Ventilsitz (9) und einer Ventilkappe (12) angeordnet ist, wobei
die Ventilkappe (12) die Kammer (16) begrenzt.
5. Rückschlagventil (5) nach Anspruch 3, bei dem eine den Leckspalt (15)
begrenzende innere Kammerwand (14) zylindrisch ausgebildet ist.
6. Rückschlagventil (5) nach Anspruch 5, bei dem der Schließkörper (10, 18)
eine kreisringförmige Kontur aufweist.
7. Rückschlagventil (5) nach Anspruch 4, bei dem ein Durchlaß (17) für Hydrau
likflüssigkeit an der Ventilkappe (12) vorgesehen ist, der zwischen der Kammer
(16) und dem Ventilsitz (9) angeordnet ist.
8. Rückschlagventil (5) nach Anspruch 1, bei dem mechanische Dämpfungs
mittel (10, 20) vorgesehen sind, die mit dem Schließkörper (10) derart reibend
zusammenwirken, daß Schließkörperbewegungen gedämpft sind.
9. Rückschlagventil (5) nach Anspruch 8, bei dem die mechanischen Dämp
fungsmittel durch mit dem Schließkörper (10) zusammenwirkenden Zungen (20)
gebildet sind.
10. Rückschlagventil (5) nach Anspruch 8, bei dem der Schließkörper (10) zwi
schen einer Ventilkappe (12) und dem Ventilsitz (9) angeordnet ist, wobei die
Dämpfungsmittel durch eine mit dem Schließkörper (10) zusammenwirkende
innere Wand (20) der Ventilkappe (12) gebildet ist.
11. Rückschlagventil (5) nach Anspruch 9, bei dem die Zungen (20) an der
Ventilkappe (12) abgestützt sind.
12. Rückschlagventil (5) nach Anspruch 9, bei dem mehrere über den Umfang
der Ventilkappe (12) verteilt angeordnete Einschnitte (19) derart ausgebildet
sind, daß federelastische Zungen (20) gebildet sind, die nach innen vorspringen.
13. Rückschlagventil (5) nach Anspruch 1, das in einem hydraulischen Riemen
spanner vorgesehen ist, der einen Kolben (3) und einen Zylinder (4) umfaßt, die
gemeinsam einen volumenveränderlichen Hochdruckraum (6) begrenzen, wobei
stirnseitig an dem Zylinder (4) das Rückschlagventil (5) angeordnet ist, das zwi
schen dem Hochdruckraum (6) und einem Vorrat (7) für Hydraulikflüssigkeit an
geordnet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997111456 DE19711456A1 (de) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | Rückschlagventil |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997111456 DE19711456A1 (de) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | Rückschlagventil |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19711456A1 true DE19711456A1 (de) | 1998-09-24 |
Family
ID=7823905
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1997111456 Withdrawn DE19711456A1 (de) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | Rückschlagventil |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19711456A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1234980A2 (de) * | 2001-02-22 | 2002-08-28 | Alfred Kärcher GmbH & Co. | Pumpeneinheit für ein Hochdruckreinigungsgerät |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1784524U (de) * | 1959-01-15 | 1959-03-05 | Bopp & Reuther Gmbh | Rueckschlagventil, insbesondere fuer fernheizleitungen. |
US3048188A (en) * | 1957-10-29 | 1962-08-07 | Frank B Hunter | Relief valve |
DE1550077B1 (de) * | 1965-11-30 | 1970-11-12 | Alkon Products Corp | Rueckschlagventil mit kugelfoermigem Verschlussstueck und Haltekaefig |
-
1997
- 1997-03-19 DE DE1997111456 patent/DE19711456A1/de not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP1234980A3 (de) * | 2001-02-22 | 2003-12-10 | Alfred Kärcher GmbH & Co. KG | Pumpeneinheit für ein Hochdruckreinigungsgerät |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |