DE19746239A1 - Anordnung eines Ventiles an einem Hohlkörper - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung eines mit einem Verschlußglied versehenen Ventiles an einem Hohlkörper gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

In einer Vielzahl von technischen Anwendungsgebieten ist es bekannt, als sogenannte Pilz­ ventile ausgebildete Rückschlagventile einzusetzen. Diese sind darauf ausgelegt, bei einem vorbestimmten Druckwertbereich eine durch sie verschlossene Öffnung freizugeben und nach dem Abbau des Überdruckes wieder zu verschließen.

Bekannte Einsatzgebiete sind im häuslichen Bereich z. B. Seifenspender oder Bewässe­ rungsgeräte, im medizinischen Bereich Diagnosegeräte, Mischkammern sowie Beatmungs­ systeme sowie im automobiltechnischen Bereich Kraftstoffsysteme, Tank- und Sicherheits­ ventile, Scheibenwaschanlagen und Abgasrückführsysteme.

Aus der JP 54-77 159 A ist es beispielsweise für die Anwendung in einem Ansaugsystem einer Hubkolbenbrennkraftmaschine bekannt, zur Vermeidung von zerstörerischen Druck­ spitzen in der Ansauganlage beim Starten des Ottomotores ein Überdruckventil vorzusehen. Zu diesem Zwecke weist die Wandung des Saugrohres eine Öffnung auf, deren Mantelflä­ che sich nach außen konisch erweitert. In diese greift ein durch eine Spiralfeder in Schließ­ stellung vorbelastetes Verschlußglied ein. Dieses wird von einem am Ansaugrohr mittels zweier Schrauben befestigten Gehäuse mit einer zentrischen Öffnung übergriffen. Ein stift­ förmiger Ansatz erstreckt sich von dem Verschlußglied durch diese Öffnung hindurch. Bei Anliegen eines einen kritischen Wert übersteigenden Druckes im Saugrohr hebt das Ver­ schlußglied mit seiner korrespondierend mit der konischen Abblaseöffnung geformten Ven­ tilsitz gegen die sich am Gehäuseboden abstützende Spiralfeder ab.

In EP 01 29410 B1 ist ein Rückschlagventil mit einem zweiteiligen Gehäuse offenbart, zwi­ schen welchen eine elastisch verformbare Dichtscheibe angeordnet ist. Durch besondere Formgestaltung beider Gehäuseteile wird diese Dichtscheibe in einem mittigen Bereich von einer Kante eines Gehäuseteiles vorgespannt, während sie mit ihrem peripheren Rand auf einer korrespondierenden Fläche des anderen Gehäuseteiles verspannt aufliegt. Die Dicht­ scheibe ist dadurch gekrümmt derartig angeordnet, daß über einen Stutzen zuströmendes Fluid auf eine konvex gekrümmte Oberfläche der Scheibe trifft und diese an ihrem Rand ent­ gegen der Vorspannung abheben muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung eines Ventiles an einem Hohlkör­ per zu schaffen, welche in möglichst einfacher Art und Weise und unter Verwendung einer möglichst geringen Anzahl von Bauteilen den Abbau von innerhalb des Hohlkörpers auftre­ tenden Druckspitzen ermöglicht.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß das Verschlußglied einstückig ausgebildet ist und eine die zu beherrschende Abblaseöffnung kreisringförmig umgebende Dichtfläche aufweist, welche unter elastischer Vorspannung an einer außen liegenden Planfläche des Hohlkörpers anliegt. Die Anordnung weist des weiteren einen Deckel mit einer Haltefahne auf, welche in dem Verschlußglied zentral aufgenommen ist, wobei dieser Deckel sowohl Verschlußglied als auch Abblaseöffnung überdeckt und Haltemittel zur lösbaren Befestigung des Ventiles an dem Hohlkörper aufweist.

Vorteilhafterweise benötigt diese Anordnung lediglich zwei an dem Hohlkörper angeordnete Bauteile, namentlich das unter elastischer Vorspannung stehende und abdichtende Ver­ schlußglied sowie den dieses Verschlußglied übergreifenden und mittels der Haltefahne auf­ nehmenden Deckel.

Diese Anordnung benötigt auf dem Hohlkörper eine vergleichsweise gering zu dimensionie­ rende Planfläche mit der darin angeordneten Abblaseöffnung. Bezüglich des bei Druckspit­ zen austretenden Fluides ist das Verschlußglied konkav ausgebildet und die kreisringför­ mige, radial außen liegende Dichtfläche muß zumindest abschnittsweise von der Planfläche des Hohlkörpers abheben. Der Deckel fixiert das Verschlußglied und schützt dieses gegen mechanische Beschädigungen von außen sowie gegen Fremdmedieneinwirkung.

In bevorzugter Weise ist vorgesehen, daß der Deckel eine dem Hohlkörper zugewandte An­ lagefläche derart aufweist, daß bei seiner formschlüssigen Anlage eine ringspaltartige Öff­ nung zwischen Deckel und Hohlkörper verbleibt. Im Betätigungsfalle des Ventiles, d. h. bei Fluidaustritt kann dieses ungehindert zwischen Hohlkörper und Deckel hindurchströmen.

Besonders bevorzugt ist der Deckel topfartig ausgebildet und mit seiner Öffnungsseite dem Hohlkörper zugewandt, wobei die in das Verschlußglied eingreifende Haltefahne zentral in dem Deckel von dessen Boden abragend angeordnet ist.

Hierbei kann in vorteilhafter Ausgestaltung eine Schulter derartig ausgeformt sein, daß bei Montage des Deckels an dem Hohlkörper diese Schulter das Verschlußglied elastisch gegen die Planfläche verspannt.

Integral mit dem Deckel sind Haltemittel ausgebildet, welche beispielsweise als Fahnen zur Aufnahme von Schraubverbindungen an den Deckel angespritzt sein können. Alternativ kann zumindest ein Befestigungsbereich dieser Haltemittel als Clip-Verbindung ausgebildet sein, welche in ein entsprechendes Gegenstück des Hohlkörpers eingreift, wobei der Deckel dann endgültig mittels beispielsweise einer Schraubverbindung an einem weiteren Befesti­ gungsbereich festgelegt wird.

In einer weiteren Alternative können sämtliche Haltemittel als Rast- oder Schnappverbin­ dungen ausgebildet sein.

Insgesamt bietet die Erfindung den Vorteil, daß ein funktionssicheres Ventil von überra­ schend einfachem Aufbau an dem Hohlkörper angeordnet werden kann. Eine materialein­ heitliche Ausbildung des Deckels mit der Haltefahne und Befestigungsmitteln vermeidet weitere Einzelteile und beschleunigt eine Montage.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläuterten Beispiel.

Es zeigen:

Fig. 1: Eine Draufsicht auf einen teilweise dargestellten Hohlkörper mit einer Planfläche,

Fig. 2: einen Schnitt entlang der Linie II-II gemäß Fig. 1 mit montiertem Ventil,

Fig. 3: eine Seitenansicht und eine Draufsicht einer Variante eines Ventiles,

Fig. 4: einen Schnitt entlang der Linie II-II gemäß Fig. 1 einer anderen Ausführungsform und

Fig. 5: einen Schnitt entlang der Linie II-II gemäß Fig. 1 einer weiteren Ausführungsform.

Ein als luftführendes Gehäuse ausgebildeter Hohlkörper 1 weist eine im wesentlichen kreis­ ringförmige, äußere Planfläche 2 auf. Diese umfaßt eine mittels Rippen 3 mehrteilig gestal­ tete Abblaseöffnung 4.

Die radial verlaufenden Rippen 3 halten einen innen liegenden Kreisring 5 mit einer zentra­ len, durchgehenden Öffnung 6.

Der Abblaseöffnung 4 ist ein insgesamt mit 7 bezeichnetes Ventil mit einem elastisch vorge­ spannten Verschlußglied 8 zugeordnet, welches bei im Hohlkörper 1 auftretenden Druckspit­ zen die Abblaseöffnung 4 freigibt.

Das Verschlußglied 8 ist als Elastomer schirmartig ausgebildet und besitzt bezüglich des durch die Abblaseöffnung 4 austretenden Fluids eine konkave Form.

Das Ventil 7 weist als zweites, weiteres Bauteil einen topfartig ausgebildeten Deckel 9 auf, welcher mit seiner Öffnungsseite 10 dem Hohlkörper 1 zugewandt das Verschlußglied 8 und die Abblaseöffnung 4 überdeckt.

Der Deckel 9 weist einen dieser Öffnungsseite 10 gegenüber liegenden Deckelboden 11 auf, welcher gemäß Fig. 2 im wesentlichen V-förmig gestaltet ist.

Auf der der Abblaseöffnung 4 abgewandten Seite weist der Deckelboden 11 mehrere radial verlaufende Rippen 12 auf, welche sich von einem außen liegenden, hohlzylindrischen Rand 13 bis zu einem integral ausgeformten, U-förmigen Kernbereich 14 erstrecken.

Ausgehend von diesem Kernbereich 14 erstreckt sich eine in Richtung des Hohlkörpers 1 weisende, insgesamt mit 15 bezeichnete Haltefahne, welche von einem zentralen Bereich des Verschlußgliedes 8 aufgenommen wird. Zwischen Kernbereich 14 und Verschlußglied 8 weist die Haltefahne 15 gemäß der beiden Ausführungen in Fig. 2 und 4 eine Schulter 16 auf, an welcher das Verschlußglied 8 anliegt. Von dieser Schulter 16 ausgehend erstreckt sich bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ein das Verschlußglied 8 durchsetzender Zap­ fen 17 bis in die Öffnung 6 der Planfläche 2.

Bei einer Ausführungsform nach Fig. 5 erstreckt sich dieser Zapfen 17 in eine korrespon­ dierende Ausnehmung 30, die sacklochartig in einem die Öffnung 6 durchsetzenden Ansatz 31 des Verschlußgliedes 8 ausgebildet ist.

Materialeinheitlich mit dem Deckel 9 sind an diesem Haltemittel 18 ausgebildet, welche ge­ mäß Fig. 2, 4 und 5 als Schrauben aufnehmende Fahnen 19 von Befestigungsbereichen 20 ausgebildet sind.

Nach Fig. 2 liegt im montierten Zustand der Deckel 9 formschlüssig mittels einer Anlage­ fläche 21 an dem Hohlkörper 1. Die Befestigungsbereiche 20 korrespondieren hierbei mit Befestigungsaufnahmen 22 des Hohlkörpers 1. Das Verschlußglied 8 ist axial zwischen Schulter 16 und Planfläche 2 verspannt und liegt mit einer Dichtfläche 23 auf dieser. Durch die Anlage der Anlagefläche 21 an dem Hohlkörper 1 ist zwischen Rand 13 und Planfläche 2 eine ringspaltartige Öffnung 24 bestimmt, welche bei auftretenden Druckspitzen im Hohlkör­ per 1 bei von der Planfläche 2 abgehobenem Verschlußglied 8 eine Verbindung zwischen Abblaseöffnung 4 und Atmosphäre bereitstellt.

Gemäß Fig. 3 kann unter Vermeidung von radial abstehenden Fahnen 19 der deckelseitige Befestigungsbereich 20 eine gemeinsame Kontaktfläche mit einem hohlkörperseitigen Be­ festigungsbereich aufweisen. Die zwischen diesen Bereichen liegende Kontaktfläche kann auf ihrem Umfang mit mehreren Erhebungen bzw. dazwischen liegenden Vertiefungen ver­ sehen sein, wobei die Erhebungen eine flach und spiralförmig verlaufende Kontur aufweisen. In Folge dieser Art von Verzahnung kann der Deckel 9 ohne weitere separate Befesti­ gungsmittel spielbehaftet auf den hohlkörperseitigen Befestigungsbereich gesetzt werden und durch anschließende rotatorische Bewegung zwischen den Erhebungen bzw. Vertie­ fungen mittels Selbsthemmung festgelegt werden. Eine solche Art der Befestigung ist für Welle-Nabe-Verbindungen beispielsweise aus DE 42 09 153 C2 bekannt.

Wie in Fig. 3 gezeigt, kann der Rand 13 des Deckels 9 plan ausgebildet sein, was im übri­ gen auch bei der Ausführung gemäß Fig. 2 möglich sein kann. Die dabei entstehende Planfläche 25 liegt auf der damit korrespondierenden Planfläche 2 des Hohlkörpers 1 auf. Der Rand 13 weist hierbei in ihrer Funktion der Öffnung 24 entsprechende Fenster 26 auf. Die im Zusammenhang mit Fig. 3 erläuterter Art der Deckelbefestigung mittels Erhebungen und Vertiefungen kann alternativ auch auf dem Außenumfang des Randes 13 ausgebildet sein, wobei dann die ausgebildeten Erhebungen in korrespondierende Vertiefungen eines Randes des Hohlkörpers 1 eingreifen.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 4 ist bezüglich Deckel 9 und Öffnung 24 identisch mit der Ausführungsform in Fig. 2. Hierbei ist jedoch das Verschlußglied 8 mit seinem Ansatz 31 durch die Öffnung 6 gepreßt und wird auf der gegenüberliegenden Seite von der zapfen­ freien Schulter 16 beaufschlagt.

Die Ausführungsform nach Fig. 5 zeigt einen modifizierten Deckel 9, dessen Zapfen 17 in die Ausnehmung 30 eingreift und daß Verschlußglied 8 in der Öffnung 6 fixiert und nieder­ hält.

Der Rand 13 weist umlaufend eine gleichbleibende Höhe auf und schließt somit ein Volumen zwischen Deckelboden 11 und Hohlkörper 1 ein. Zum Abbau der Druckspitzen weist dieser Rand 13 eine oder mehrere Öffnung 32 auf. Bei dieser Ausführung ist der Zapfen 17 schulterfrei direkt an den Deckelboden 11 angeformt.

Claims (10)

1. Anordnung eines Ventiles (7) an einem Hohlkörper (1), mit einer von einem Verschluß­ glied (8) beherrschten Abblaseöffnung (4) am Hohlkörper (1), wobei dieses Verschluß­ glied (8) mit elastischer Vorspannung versehen im Hohlkörper (1) auftretende Druckspit­ zen durch vorübergehendes Freigeben der Abblaseöffnung (4) abbaut,
dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußglied (8) einstückig ausgebildet eine die Ab­ blaseöffnung (4) kreisringförmig umgebende Dichtfläche (23) aufweist, die unter der elas­ tischen Vorspannung an einer äußeren Planfläche (2) des Hohlkörpers (1) anliegt, und
daß das Verschlußglied (8) zentral eine Haltefahne (15) eines Deckels (9) aufnimmt, welcher Verschlußglied (8) und Abblasöffnung (4) überdeckt und Haltemittel (18) zur lös­ baren Befestigung des Ventiles (7) am Hohlkörper aufweist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (9) topfartig aus­ gebildet mit seiner Öffnungsseite (10) dem Hohlkörper (1) zugewandt angeordnet ist und sich die einstückig und materialeinheitlich mit diesem Deckel (9) ausgebildete Haltefahne (15) zentral in diesem von einem Deckelboden (11) aus in Richtung auf die Abblaseöff­ nung (4) erstreckt.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußglied (8) zwischen einem Deckelboden (11) des Deckels (9) und der Planfläche (2) unter elasti­ scher Verformung axial verspannt gehalten ist.

4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckelboden (11) im Querschnitt V-förmig mit einem der Abblaseöffnung (4) zugewandten Scheitel ausgebildet ist, an welchem die Haltefahne (15) angeformt ist.

5. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Haltemittel (18) durch materialeinheitlich mit dem Deckel (9) ausgebil­ dete Befestigungsbereiche (20) gebildet sind, welche mit entsprechenden Befestigungs­ aufnahmen (22) am Hohlkörper (1) korrespondieren.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Befestigungs­ bereich (20) von einer in die Befestigungsaufnahme (22) eingreifenden Schraube durch­ setzt wird.

7. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein deckelseitiger Befesti­ gungsbereich (20) bzw. ein hohlkörperseitiger Befestigungsbereich eine gemeinsame Kontaktfläche mit mehreren Erhebungen bzw. Vertiefungen aufweisen, wobei die Erhe­ bungen eine flach und spiralförmig verlaufende Kontur zur Erzeugung von Selbsthem­ mung gegen die Vertiefungen aufweisen.

8. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine dem Hohlkörper (1) zugewandte Anlagefläche (21) des Deckels (9), welche durch formschlüssige Anlage in Folge der Be­ festigung des Ventiles (7) eine ringspaltartige, mit der Abblaseöffnung (4) in Verbindung stehende Öffnung (24) zwischen Planfläche (2) und Deckel (9) bestimmt.

9. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltefahne (15) benach­ bart zum Deckelboden (11) eine Schulter (16) aufweist, von welcher aus sich ein das Verschlußglied (8) durchsetzender Zapfen (17) erstreckt.

10. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltefahne (15) aus einem an den Deckelboden (11) angeformten Zapfen (17) gebildet ist, welcher sich in eine Ausnehmung (30) eines Ansatzes (31) des Verschlußgliedes (8) erstreckt.