DE19734549C1 - Entsperrbares Rückschlagventil, insbesondere für pneumatische Kanäle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein entsperrbares Rückschlagventil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Unter Druck stehende Leitungen oder Kanäle von pneumatischen Geräten - beispielsweise von Ventilen oder Grundplattenelementen - sind vor dem Trennen angeschlossener pneumatischer Leitungen oder Geräten zunächst drucklos zu schalten, um bei einem Trennen der ansonsten druckführenden Leitungen oder Kanäle ein Ausströmen von Druckmittel an die Atmosphäre zu verhindern. Dies kann zum einen durch ein Abschalten der Druckmittelquelle und nachfolgender Entlüftung der Leitungen bzw. Kanäle erfolgen.

Zum anderen werden zu diesem Zwecke auch allgemein bekannte entsperrbare Rückschlagventile eingesetzt. Die druckmittelschlüssige Verbindung wird bei derartigen Rückschlagventilen durch das Einstecken der Leitung in das druckmittefführende Gerät hergestellt, wobei das Rückschlagventil entsperrt wird, also seine Rückschlagventilfunktion aufgehoben wird. Solche Rückschlagventile werden beispielsweise bei Schnellkupplungen für Druckmittelleitungen verwendet. Damit muß die Druckmittelquelle zuvor nicht abgeschaltet werden, ehe ein Trennen oder Anschließen eines pneumatischen Gerätes erfolgen kann.

Ein Rückschlagventil der gattungsgemäßen Art geht beispielsweise aus dem DE 29 60 6479 U1 hervor. Hierbei ist zur Kopplung zweier Druckmittelleitungen in einem steckerartigen Kopplungsteil ein entsperrbares Rückschlagventil integriert. Das Rückschlagventil wird von einer in Druckmittelflußrichtung federbelasteten Kugel gebildet, die dichtend an einem Absatz einer stufenförmigen Bohrung zur Anlage kommt. In dieser Schließstellung wird ein Ausströmen von Druckmittel aus der druckmittelführenden Bohrung an die Atmosphäre verhindert. In einem komplementär zu diesem Kopplungsteil ausgebildeten zweiten Kopplungsteil läuft eine zu verbindende Druckmittelleitung in einen rohrförmigen Ansatz aus. Beim Zusammenstecken der beiden Kopplungsteile drückt der rohrförmige Ansatz derart entgegengesetzt der Federkraft auf die Kugel, daß diese von dem Absatz der druckmittelführenden Bohrung abgehoben wird und infolge dessen eine druckmittelschlüssige Verbindung zwischen den Anschlußpartnern hergestellt ist.

Diese konstruktive Ausgestaltungsform eines entsperrbaren Rückschlagventils durch ein im weitesten Sinne federbelastetes Absperrorgan bringt insbesondere den Nachteil mit sich, daß bei einem Einbau eines solchen Rückschlagventils direkt in die Anschlußöffnung einer druckmittelführenden Leitung oder eines Kanals ein erheblicher Platzbedarf erforderlich ist. Ein hoher Montageaufwand, verursacht von vielen Einzelteilen, stellt einen weiteren Nachteil bekannter, in Anschlußöffnungen von Leitungen oder Kanälen integrierter entsperrbarer Rückschlagventile dar.

Die DE 195 12 708 A1, zeigt und beschreibt ein entsperrbares Rückschlagventil in der Ausführung als Ventilkupplung, insbesondere Ventil-Meßkupplung für Fluidsysteme, bestehend aus einem Grundkörper, in dessen Bohrung ein selbstschließender, federbelasteter Ventilverschlußkörper angeordnet ist, wobei derselbe mit der Außenkante seiner Dichtschulter und/oder deren Stirnfläche an einem Dichtungselement aus elastischem Material anliegt und dabei den Strömungskanal abdichtet, durch eine zylindrische Verlängerung des Ventilverschlußkörpers im Strömungskanal einen Spalt bildet, der Ventilverschlußkörper in axialer Richtung durch einen, zugleich die innere Begrenzung der Ringnut bildenden Kragen fixiert ist und eine, in denselben eingebrachte und die Ringnut mit dem Spalt verbindende, Entlastungsbohrung angeordnet ist, wobei die Verlängerung des Ventilverschlußkörpers im geöffneten Zustand des Ventils im Spalt und/oder die Dichtschulter in Strömungsrichtung eine Drosselwirkung erzeugt/erzeugen.

Das DE 832 96 224 U1, offenbart eine Dichtungskombination für Schraubkupplungen oder Steckkupplungen zur Herstellung eines Anschlusses an ein unter Druck eines Fluids stehendes System mit einem in das Kupplungsgehäuse drängbaren und das darin eingebaute, von außen aufstoßbare Rückschlagventil entsperrenden Dichtnippel und mit einem an der Kupplungsseite des Rückschlagventils angeordneten und durch eine Haltebuchse in der vorgesehenen Lage gehaltenen, den Dichtungsraum zu einem ringförmigen Kanal abschließenden Dichtungsring.

Des weiteren geht aus diesem Gebrauchsmuster als bekannt hervor, daß die den Dichtnippel mittels des Dichtungsrings abdichtende Dichtungskombination eine einstöckige (einteilige) Baueinheit bildet, die aus der diese in axialer Richtung gegen ein verschieben haltenden Haltebuchse und aus einem mit dieser verbundenen, das Spiel zwischen dem Dichtnippel und der Dichtung verringernden und den Dichtungsring gegen ein Extrudieren sichernden elastischen Bauelement besteht.

Wesentlicher Nachteil der oben behandelten bekannten entsperrbaren Rückschlagventile ist die Verwendung eines federbelasteten Sperrkörpers zur Realisierung der Rückschlagfunktion, was sowohl die Bauteileanzahl als auch das Bauvolumen erhöht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein entsperrbares Rückschlagventil für pneumatische Leitungen oder Kanäle zu schaffen, das einerseits wenig Platz am Einbauort benötigt und sich andererseits durch wenige zu montierende Einzelteile auszeichnet.

Die Aufgabe wird ausgehend von einem entsperrbaren Rückschlagventil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, daß das Verschlußelement eines entsperrbaren Rückschlagventils topfförmig ausgebildet ist und an seiner Wandung mindestens einen Durchbruch aufweist. Es wird mit seiner Öffnung voran derart von der druckführenden Leitung bzw. Kanal her in die Anschlußöffnung eingesetzt, daß sein Bodenbereich dichtend an der Anschlußöffnung zur Anlage kommt. Das erfindungsgemäße Rückschlagventil läßt sich durch seinen hochfunktionsintegrierten Aufbau platzsparend direkt in der Anschlußöffnung eines mit druckführenden Kanälen ausgestatteten pneumatischen Gerätes oder auch in einer Druckmittelleitung unterbringen. Die Montage beschränkt sich dabei auf das Einlegen des im wesentlichen topfförmigen Verschlußelementes in die Anschlußöffnung.

Zur verbesserten Entsperrrbarkeit des Rückschlagventils sind vorzugsweise formschlüssig zusammenwirkende Anformungen und damit korrespondierende Ausnehmungen zumindest an dem Leitungsende und dem Randbereich des Verschlußelementes angeordnet.

Eine weitere die Erfindung verbessernde Maßnahme besteht darin, daß die Anschlußöffnung als abgesetzte Bohrung ausgeführt ist, deren größerer Durchmesserbereich über einen trichterförmigen Absatz in einen kleineren Durchmesserbereich übergeht und daß in einer Schließstellung das topfförmige Verschlußelement im kleineren Durchmesserbereich der Anschlußöffnung derart formschlüssig eingesetzt ist, daß eine entlang seines Randes angeformte Wulst am Absatz der Anschlußöffnung federnd zur Anlage kommt. Diese Maßnahme gibt dem Verschlußelement einen verbesserten Halt in der Anschlußöffnung, der ansonsten auch von der Druckkraft resultiert, die durch den Druck des druckmittelführenden Kanals erzeugt wird und auf den Bodenbereich des Verschlußelements wirkt.

Vorteilhafter Weise ist zur Verbesserung der Dichteigenschaften des Verschlußelements eine am Verschlußelement angeformte und im Bodenbereich radial nach außen sich erweiternde Dichtwulst vorgesehen, die an einer von der Anschlußöffnung und einem druckführenden Kanal gebildeten Dichtkante dichtend anliegt.

Zur Entsperrung des Rückschlagventils weist das einsteckbares Leitungsende vorzugsweise eine Ausnehmung in Form einer außenradialen Umfangsnut auf, deren leitungsendseitige Nutflanke in einen einen geringeren Durchmesser sowie Einlaufschrägen aufweisenden Einsteckbereich übergeht, wobei vom Leitungsende die im Randbereich des Verschlußelements angeformte Wulst durch Einstecken des Leitungsendes in dessen Umfangsnut drückbar ist. Diese speziell profilierte Ausgestaltung des Leitungsendes einer anzuschließenden Leitung oder eines rohrförmigen Ansatzes an einem Ventil gestattet eine besonders zuverlässige Entsperrbarkeit des Rückschlagventils. Durch das formschlüssige Ineinandergreifen von Wulst und Nut wird nicht allein das Entsperren bewirkt. Auch das Sperren des Rückschlagventils wird durch den Formschluß bei Herausziehen des Leitungsendes unterstützt.

Um günstige Dichteigenschaften des Rückschlagventils zu erzielen, besteht das topfförmige Verschlußelement vorzugsweise vollständig aus einem gummiartigen Material. Im Bereich seines Bodens und/oder seiner Wandung kann es zusätzlich mit einem eingegossenen oder eingeknöpften Verstärkungselement ausgerüstet sein.

Das erfindungsgemäße Rückschlagventil läßt sich überall dort verwenden, wo nach einem Trennen von unter Druck stehenden pneumatischen Geräten die Anschlußöffnung im druckführenden Gerät automatisch verschlossen werden soll. So beispielsweise bei einer Verbindung zwischen einem Ventil und einer pneumatische Kanäle aufweisenden Grundplatte. Ebenso läßt sich das erfindungsgemäße Rückschlagventil auch vorteilhafter Weise direkt mit bekannten Push-in-Fittings für Druckmittelleitungen kombinieren. Somit kann an einem Ventil beispielsweise eine Druckmittelleitung gelöst werden, ohne daß Druckmittel aus dem Ventil ausströmen kann. Bei dieser Anwendung kommen insbesondere die platzsparenden Vorzüge der Erfindung zum Tragen.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungen der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise Schnittdarstellung einer Anschlußöffnung mit integriertem Rückschlagventil in der Schließstellung,

Fig. 2 eine Darstellung nach Fig. 1, wobei sich das Rückschlagventil in einer Zwischenstellung befindet,

Fig. 3 eine Darstellung nach Fig. 1, wobei sich das Rückschlagventil in seiner Offenstellung befindet,

Fig. 4 eine teilweise Schnittdarstellung mit Detailansicht eines an einer Grundplatte angeflanschten Ventils und

Fig. 5 eine Schnittdarstellung eines einem Push-In-Fitting zugeordneten Rückschlagventils.

Ein Rückschlagventil nach Fig. 1 besteht aus einem topfförmigen Verschlußelement 1, das in einer Anschlußöffnung 2 - beispielsweise der eines pneumatischen Wegeventils - eingesetzt ist. Die Anschlußöffnung 2 zweigt von einem druckmittelführenden Kanal ab und besitzt einen oberen größeren Durchmesserbereich 4, der über einen trichterförmigen Ansatz 5 in einen kleineren Durchmesserbereich 6 mündet. In der aus der Fig. 1 ersichtlichen Schließstellung des Rückschlagventils ist das Verschlußelement 1 derart in den kleinen Durchmesserbereich 6 der Anschlußöffnung 2 eingesetzt, daß eine am Rand des Verschlußelementes 1 angeformte umlaufende Wulst 7 am Absatz 5 drückend und federnd zur Anlage kommt. Eine gegenüberliegend der Wulst 7 im Bodenbereich 8 angeformte Dichtwulst 9 kommt an einer zwischen dem Kanal 3 und der Anschlußöffnung 2 gebildeten ringförmigen Dichtkante dichtend zur Anlage. In dieser Schließstellung gelangt kein Druckmittel vom Kanal 3 in die Anschlußöffnung 2 und in ein dort hinein steckbares Leitungsende 10. Das Leitungsende 10 kann sich beispielsweise an einer freiliegenden Druckmittelleitung oder an einem rohrförmigen Ansatz eines Ventils befinden. Beim Einstecken des Leitungsendes 10 in die Anschlußöffnung 2 passiert ein Einsteckbereich 11 wegen seines geringen Durchmessers ungehindert die Wulst 7, so daß das Verschlußelement 1 nicht aus seiner Schließstellung bewegt wird.

Erst mit Erreichen einer in Fig. 2 dargestellten Zwischenstellung gelangt die Wulst 7 infolge weiteren Einsteckens des Leitungsendes 10 in eine dem Einsteckbereich 11 folgenden Umfangsnut 12. Dadurch wird die Wulst 7 vom Absatz 5 in Richtung des kleineren Durchmesserbereiches 6 der Anschlußöffnung 2 weggedrückt und die Dichtwulst 9 beginnt sich von der zwischen dem Kanal 3 und der Anschlußöffnung 2 gebildeten Dichtkante abzuheben.

Die Fig. 3 zeigt die Endlagenposition des Leitungsendes 10, das am Absatz 5 zur Anlage kommt. Insoweit ist die Offenstellung des Rückschlagventils erreicht, daß heißt, das Rückschlagventil ist entsperrt. Mithin kann Druckmittel vom Kanal 3 kommend über mehrere an der Wandung 13 des Verschlußelementes 1 befindliche fensterartige Durchbrüche 14 in das Innere des Leitungsendes 10 strömen. Eine druckmittelschlüssige Verbindung ist damit also hergestellt. Die Wulst 7 befindet sich vollständig in der Umfangsnut 12 und dichtet den Bereich zwischen dem Leitungsende 10 und der Anschlußöffnung 2 ab, so daß kein Druckmittel an die Atmosphäre abströmen kann.

Zum Schließen des Rückschalgventils wirkt zusätzlich zu der Kraft, die rückstellend vom Druckmittel auf das Verschlußelement 1 ausgeübt wird, auch eine Kraft infolge des Herausziehens des Leitungsendes 10. Diese Rückstellkraft wird vom Formschluß zwischen dem Ventilelement 1 und dem Leitungsende 10 bestimmt. Eine leitungsendseitige Nutflanke 15 der Umfangsnut 12 zieht das Verschlußelement 1 über seine Wulst 7 so lange in Richtung Schließstellung, bis die Wulst 7 wieder am Absatz 5 sowie am größeren Durchmesserbereich 4 der Anschlußöffnung 2 zur Anlage kommt. Zu diesem Zwecke ist die Wulst 7 in Richtung radialaußen vorgespannt. Der Einsteckbereich 11 kann nunmehr ungehindert die Wulst 7 passieren, so daß das Leitungsende 10 aus der Anschlußöffnung 2 herausziehbar ist und gleichzeitig das Rückschlagventil sich in Schließstellung befindet.

Um das Ventilelement 1, welches aus gummiartigem und insoweit dichtendem Material besteht, eine günstige Steifigkeit zu verleihen, die insbesondere dann gefordert ist, wenn das Rückschlagventil bei größeren Drücken funktionieren soll, ist es mit einem eingeknöpften Verstärkungselement 16 versehen. Das Verstärkungselement 16 ist vom Bodenbereich 8 des Ventilelementes 1 her, der im Bereich der Dichtwulst 9 überlappende Materialanformungen besitzt, in das Ventilelement 1 einknöpfbar.

Bei einem speziellen Anwendungsbeispiel befindet sich das erfindungsgemäße Rückschlagventil in eine Anschlußöffnung 2 einer Grundplatte 17 nach Fig. 4. Die Grundplatte 17 trägt ein ihr zugeordnetes Ventil 18. Das Ventil 18 ist - wie Detail A zeigt - derartig über ein am Ventil 18 angeformtes Leitungsende 10 an der Grundplatte 17 angeflanscht, daß sich das Verschlußelement 1 in seiner Offenstellung befindet, das Rückschlagventil also entsperrt ist. Damit ist ein ungehinderter Druckmittelfluß vom Kanal 3 zum Leitungsende 10 möglich. Beim Trennen des Ventils 18 von der Grundplatte 17 bewegt sich - wie vorstehend beschrieben - das Verschlußelement 1 in seine Schließstellung, so daß das Trennen eines Ventils 18 von seiner Grundplatte 17 möglich ist, ohne vorher die Druckmittelquelle abzuschalten. Ebenso kann das Rückschlagventil auch in entgegengesetzter Wirkrichtung in die Anschlußöffnung 19, 19' für eine Druckmittelleitung integriert werden, so daß ein druckloses Trennen der Druckmittelleitung vom Ventil 18 erfolgen kann.

Bei einem weiteren Anwendungsbeispiel gemäß Fig. 5 ist ein Rückschlagventil in einem Push-in-Fitting 20 zugeordnet, der im wesentlichen aus einer Einsteckbuchse 21 besteht, in die das Leitungsende 10 eingeführt und gehalten ist. Zum Halten des Leitungsendes 10 besitzt die Einsteckbuchse 21 eine über einen Klemmring 22 betätigbare Spannzange 23. Die ringförmig angeordnete Spannzange 23 besitzt innenradial mehrere in Einschiebrichtung wirkende Widerhaken 24, die in die Außenfläche des Leitungsendes 10 derart eindringen, daß das Leitungsende 10 in der Einsteckbuchse 21 gehalten ist. Erst eine Abwärtsbewegung des Klemmringes 22 löst die Widerhaken 24 und ermöglicht insoweit das Herausziehen des Leitungsendes 10 aus der Einsteckbuchse 21. Der Push-in-Fitting 20 ist über ein Verbindungsteil 25, an dem eine Schnappverbindung 26 ausgebildet ist, mit einer Anschlußplatte 27 verbunden. Die Anschlußplatte 27 weist einen druckmittelführenden Kanal 28 auf. In der davon abgehenden Anschlußöffnung 2 ist das Verschlußelement 1 eingelegt. Somit kann kein Druckmittel beim Lösen des Leitungsendes 10 vom Push-in-Fitting 20 aus dem druckmittelführenden Kanal 3 an die Atmosphäre strömen.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Anwendungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.

Bezugszeichenliste

1

Verschlußelement

2

Anschlußöffnung

3

Kanal

4

größerer Durchmesserbereich

5

Absatz

6

kleinerer Durchmesserbereich

7

Wulst

8

Bodenbereich

9

Dichtwulst

10

Leitungsende

11

Einsteckbereich

12

Umfangsnut

13

Wandung

14

Durchbruch

15

Nutflanke

16

Verstärkungselement

17

Grundplatte

18

Ventil

19

Anschlußöffnung

20

Push-in-Fitting

21

Einsteckbuchse

22

Klemmring

23

Spannzange

24

Widerhaken

25

Verbindungsteil

26

Schnappverbindung

27

Anschlußplatte

28

Kanal

Claims (9)

1. Entsperrbares Rückschlagventil, insbesondere für pneumatische Kanäle, mit einem Verschlußelement, das in eine Anschlußöffnung eingesetzt ist und durch das Einstecken eines Leitungsendes entsperrbar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß das Verschlußelement (1) topfförmig ausgebildet ist und an seiner Wandung mindestens einen Durchbruch (14) aufweist und mit seiner Öffnung voran derart von dem druckführenden Kanal (3) her in die Anschlußöffnung (2) eingesetzt ist,
daß sein Bodenbereich (8) dichtend an der Anschlußöffnung (2) zur Anlage kommt.

2. Entsperrbares Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entsperrung formschlüssig zusammenwirkende Anformungen und damit korrespondierende Ausnehmungen zumindest an dem Leitungsende (10) und dem Randbereich des Verschlußelementes (1) angeordnet sind.

3. Entsperrbares Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußöffnung (2) als abgesetzte Bohrung ausgeführt ist, deren größerer Durchmesserbereich (4) über einen trichterförmigen Absatz (5) in einen kleineren Durchmesserbereich (6) übergeht und daß in einer Schließstellung (Fig. 1) das topfförmige Verschlußelement (1) im kleineren Durchmesserbereich (6) der Anschlußöffnung (2) derart formschlüssig eingesetzt ist, daß eine entlang seines Randes angeformte Wulst (7) am Absatz (5) der Anschlußöffnung (2) federnd zur Anlage kommt.

4. Entsperrbares Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an einer von der Anschlußöffnung (2) und dem druckführenden Kanal (3) gebildeten Dichtkante eine am Bodenbereich (8) des Verschlußelementes (1) angeformte und diesen radial nach außen erweiternde Dichtwulst (9) dichtend zur Anlage kommt.

5. Entsperrbares Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entsperrung des Rückschlagventils ein einsteckbares Leitungsende (10) eine Ausnehmung in Form einer außenradiale Umfangsnut (12) aufweist, deren leitungsendseitige Nutflanke (15) in einen einen geringeren Durchmesser sowie Einlaufschrägen aufweisenden Einsteckbereich (11) übergeht und daß vom Leitungsende (10) die im Randbereich des Verschlußelements (1) angeformte Wulst (7) durch Einstecken des Leitungsendes (10) in dessen Umfangsnut (12) drückbar ist.

6. Entsperrbares Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das topfförmige Verschlußelement (1) aus einem gummiartigen Material besteht.

7. Entsperrbares Rückschlagventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das topfförmige Verschlußelement (1) im Bodenbereich (8) und/oder im Bereich seiner Wandung (13) ein eingegossenes oder eingeknöpftes Verstärkungselement (16) aufweist.

8. Entsperrbares Rückschlagventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Anschluß eines Ventils (18) die Anschlußöffnung (2) in einer Grundplatte (17) angeordnet ist.

9. Entsperrbares Rückschlagventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Anschluß eines Leitungsendes (10) die Anschlußöffnung (2) einem Push- in-Fitting (20) zugeordnet oder in einem Push-in-Fitting integriert ist.