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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Überstromventil, bestehend aus
einem Ventilgehäuse
mit mindestens zwei Anschlüssen
für Fluidleitungen,
und zwar mindestens einem Vorlauf-Anschluss und mindestens einem
Rücklauf-Anschluss,
und einem innerhalb des Ventilgehäuses zwischen den Vor- und Rücklauf-Anschlüssen angeordneten,
in Richtung des Vorlauf-Anschlusses mit einer Schließfederkraft beaufschlagten
Rückschlagventil,
wobei das Rückschlagventil
einen von einer Schließfeder
mit der Schließfederkraft
beaufschlagten, mit einem Ventilsitz zusammenwirkenden Ventilkörper aufweist.
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Derartige Überstromventile
werden dazu verwendet, bestimmte Bauteile oder Aggregate vor einem
Fluid-Überdruck
zu schützen.
Beispielsweise ist dies bei Wärmetauschern,
wie bei Kühlern
von Verbrennungsmaschinen, der Fall. Dabei strömt ein Medium (Kühlwasser) über eine
Vorlaufleitung in den Wärmetauscher
und über
eine Rücklaufleitung
zurück
zum Motor. In solchen Systemen können
Drücke von
beispielsweise 4,5 bis 6 bar herrschen, wobei die Systemdrücke Schwankungen
unterliegen können, so
dass vor dem Wärmetauscher
im Vorlauf ein anderer, häufig
höherer
Druck als hinter dem Wärmetauscher
im Rücklauf
herrschen kann. Durch zu hohe Druckdifferenzen kann es zu Beschädigungen
des Wärmetauschers
kommen. Aus diesem Grund wird dem Wärmetauscher in aller Regel
ein Überstromventil
der beschriebenen Art zwischen Vor- und Rücklaufleitung vorgeschaltet
(parallel geschaltet). Das Überstromventil
ist im Normalbetrieb durch seine Schließfederkraft geschlossen; es öffnet selbsttätig, wenn
der Druck im Vorlauf um einen bestimmten Differenzdruck von beispielsweise
ab etwa 0,4 bar höher
als der Druck im Rücklauf
ist. Das geöffnete
Ventil bildet dann einen Bypass, über den der Überdruck am
Wärmetauscher
vorbei in den Rücklauf
entweichen kann.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Überstromventil
der genannten Art zu schaffen, welches einfach und wirtschaftlich
herstellbar ist und verbesserte Gebrauchseigenschaften aufweist.
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Erfindungsgemäß wird dies
dadurch erreicht, dass das Ventilgehäuse eine Montageöffnung für den Ventilkörper und
die Schließfeder
aufweist, wobei die Montageöffnung
durch ein lösbar
mit dem Ventilgehäuse
verbundenes, deckelartiges Verschlusselement dicht verschlossen
ist. Auf Grund des lösbaren Verschlusselementes
ist die Montage des Überstromventils
sehr einfach, indem das Ventilgehäuse nach dem Einsetzen der
Ventilteile nur noch mit dem Verschlusselement geschlossen zu werden
braucht. Dabei ist es vorteilhaft, wenn das Verschlusselement über einen
elastischen Dichtring (O-Ring) abgedichtet bereichsweise nach Art
eines Verschluss-Stopfens in die Montageöffnung eingesteckt ist. Ferner
ist das Verschlusselement zweckmäßig über formschlüssige, lösbare Rastmittel
mit dem Ventilgehäuse
verbunden. Dies gestattet ein sehr einfaches und schnelles Verschließen des
Ventilgehäuses
durch einfaches Einstecken des Verschlusselementes, bis eine formschlüssige Halterung über die
Rastmittel gewährleistet
ist. Vorteilhafterweise kann dadurch das Ventilgehäuse später – beispielsweise
für Wartungs-
oder Reparaturmaßnahmen – auch jederzeit wieder
geöffnet
werden.
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In
weiterer vorteilhafter Ausgestaltung erfüllt das Verschlusselement eine
Mehrfachfunktion, indem es auch zur axialen und insbesondere auch
radialen Abstützung
und Führung
der Schließfeder dient.
Ferner kann das Verschlusselement auch – über mindestens einen in das
Ventilgehäuse
ragenden Ansatz – als
Anschlag für
den Ventilkörper
zur Begrenzung von dessen Öffnungsbewegung
fungieren.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale sind in den abhängigen Ansprüchen und
der anschließenden
Beschreibung enthalten.
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Anhand
eines bevorzugten, in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiels
soll die Erfindung genauer erläutert
werden. Dabei zeigen:
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1 eine
Seitenansicht (Ansicht in Pfeilrichtung I gemäß 2) des erfindungsgemäßen Überstromventils,
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2 eine
Draufsicht auf die Seite des Verschlusselementes in Pfeilrichtung
II gemäß 1,
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3 einen
vergrößerten Längsschnitt
in der Ebene III-III gemäß 2,
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4 eine
Explosionsdarstellung der Bestandteile des erfindungsgemäßen Überstromventils als
Seitenansicht entsprechend 1,
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5 eine
entsprechende Explosionsdarstellung in einer Ansicht von der Seite
in Pfeilrichtung V gemäß 4 und
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6 eine
weitere Explosionsdarstellung als Schnitt in der Ebene VI-VI gemäß 4.
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In
den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets
mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Ein
erfindungsgemäßes Überstromventil 1 besteht
aus einem Ventilgehäuse 2 mit
mindestens zwei Anschlüssen
für nicht
dargestellte Fluidleitungen (Schlauch- oder Rohrleitungen für beliebige
hydraulische oder auch pneumatische Strömungsmedien), und zwar mit
mindestens einem Vorlauf-Anschluss 4 und mindestens einem
Rücklauf-Anschluss 6.
Bei der dargestellten, bevorzugten Ausführung weist allerdings das
Ventilgehäuse 2 einerseits
zwei Vorlauf-Anschlüsse 4 zum
direkten Durchverbinden von zwei Vorlauf-Leitungen sowie andererseits
zwei Rücklauf-Anschlüsse 6 zum
direkten Durchverbinden von zwei Rücklauf-Leitungen auf. Diese
paarweise zugehörigen
Anschlüsse 4, 6 erstrecken
sich jeweils gleichachsig in unterschiedliche Richtungen und definieren
so zwei Strömungsachsen 8, 10,
die zueinander parallel und zu einer Ventilachse 12 rechtwinklig verlaufen.
Hierdurch ergibt sich praktisch eine H-Form bzw. eine Doppel-T-Form
des Ventilgehäuses 2.
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Innerhalb
des Ventilgehäuses 2 ist
zwischen den Vorlauf-Anschlüssen 4 einerseits
und den Rücklauf-Anschlüssen 6 andererseits
ein Rückschlagventil 14 angeordnet.
Hierzu wird insbesondere auf 3 verwiesen.
Dieses Rückschlagventil 14 besteht
nach Art eines Überdruckventils
aus einem Ventilkörper 16 und
einem Ventilsitz 18 des Ventilgehäuses 2. Der Ventilkörper 16 wird
derart von einer Schließfeder 20 mit
einer Schließfederkraft
F beaufschlagt, dass das Rückschlagventil 14 eine
federkraftbedingte Schließlage
aufweist und gegen die Federkraft F in eine Öffnungslage bringbar ist. Das Rückschlagventil 14 weist
eine Wirkrichtung derart auf, dass die Schließfederkraft F in Richtung der
Vorlauf-Anschlüsse 4 wirkt.
Dadurch öffnet das
Rückschlagventil 14,
wenn ein Druck p1 auf der Seite des Vorlaufs 4 um einen
bestimmten Differenzdruck größer wird
als ein gegenüberliegender
Druck p2 auf der Seite des Rücklaufs 6.
Das Überstromventil 1 bzw. das
Rückschlagventil 14 kann
dabei so ausgelegt sein, dass es ab einem Differenzdruck von 0,4
bar gegen die Schließfederkraft
F öffnet.
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Erfindungsgemäß weist
das Ventilgehäuse 2 auf
seiner in Richtung der Ventilachse 12 dem Ventilsitz 18 axial
gegenüberliegenden
Seite eine Montageöffnung 22 auf
(siehe hierzu insbesondere auch 6), über die
die inneren Bestandteile in das Ventilgehäuse 2 eingesetzt werden
können.
Hierbei ist die Montageöffnung 22 erfindungsgemäß durch
ein lösbar
mit dem Ventilgehäuse 2 verbundenes,
deckel- oder stopfenartiges Verschlusselement 24 dicht verschlossen
(siehe 3).
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In
bevorzugter Ausgestaltung ist das Verschlusselement 24 über einen
elastischen Dichtring 26 abgedichtet bereichsweise in die
Montageöffnung 22 eingesteckt
(nach Art eines Verschluss-Stopfens). Dabei liegt der Dichtring 26 als
Radialdichtung zwischen zylindrischen Dichtflächen des Verschlusselementes 24 und
des Ventilgehäuses 2;
siehe 3. Diese Art der Abdichtung mittels eines elastischen Dichtringes
ist konstruktiv leicht beherrschbar und gewährleistet auch im Falle vorhandener
Maßtoleranzen
eine gute Dichtigkeit. Sofern der Dichtring 26 auf dem
Verschlusselement 24 vormontiert wird, ist es vorteilhaft,
wenn sich an den Bereich der zylindrischen Dichtfläche innerhalb
des Ventilgehäuses 2 eine
sich nach außen
konisch erweiternde Einführschrägfläche 28 für den Dichtring 26 anschließt.
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In
weiterer bevorzugter Ausgestaltung ist das Verschlusselement 24 über formschlüssige, aber lösbare Rastmittel 30 mit
dem Ventilgehäuse 2 verbunden.
Als Rastmittel 30 kann das Verschlusselement 24 mit
Vorteil mindestens zwei das Ventilgehäuse 2 außen übergreifende,
radial federelastische Rastarme 32 aufweisen, die mit Rastelementen 34 auf
der Außenseite
des Ventilgehäuses 2 zusammenwirken.
Wie dargestellt sind bevorzugt zwei diametral gegenüberliegende
Rastarme 32 mit zugehörigen
Rastelementen 34 vorgesehen. Jeder Rastarm 32 ist
vorzugsweise als elf U-förmiger
Bügel ausgebildet,
der das zugehörige,
als nasenartiger Ansatz ausgebildete Rastelement 34 des
Ventilgehäuses 2 rastend
formschlüssig übergreift.
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Durch
diese Ausgestaltung der Rastmittel 30 kann eine sehr feste,
formschlüssige
Halterung des Verschlusselementes 24 an dem Ventilgehäuse 2 erreicht
werden.
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Deshalb
kann das Verschlusselement 24 vorteilhafterweise trotz
seiner Lösbarkeit
die Schließfeder 20 auf
deren dem Ventilkörper 16 gegenüberliegenden
Seite axial gegen die Schließfederkraft
F abstützen.
Hierzu wird nochmals besonders auf 3 verwiesen.
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In
weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist das erfindungsgemäße Verschlusselement 24 für weitere Zusatzfunktionen
ausgebildet. So dient das Verschlusselement 24 auch dazu,
die Schließfeder 20 auf
ihrer dem Ventilkörper 16 gegenüberliegenden Seite
in seitlichen, radialen Richtungen zu fixieren (Seitenführung).
Für die
beschriebenen Funktionen weist das Verschlusselement 24 auf
seiner der Schließfeder 20 zugewandten
Seite eine Anlagefläche 36 als
Widerlager für
die Schließfeder 20 auf,
wobei die Anlagefläche 36 zur
radialen Führung
der Schließfeder 20 von
einem axial vorspringenden Ringkragen 38 umschlossen ist.
Vorzugsweise ist hierbei ferner vorgesehen, dass der Ringkragen 38 in seinem
radial nach innen weisenden Bereich eine konische Zentrierfläche 40 für die Schließfeder 20 aufweist
(nur in 3 bezeichnet).
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Wie
sich weiterhin aus 1, 4, 5 und 6 ergibt,
weist das Ventilgehäuse 2 auf
seiner Außenfläche in den
sich an das freie Ende jedes Rastarmes 32 des montierten
Verschlusselementes 24 anschließenden Bereichen jeweils einen
Sicherungsansatz 42 derart auf, dass radiale Spaltbereiche
zwischen den freien Enden der Rastarme 32 und dem Ventilgehäuse 2 weitgehend
abgedeckt sind, so dass eine Sicherung gegen ungewolltes Lösen erreicht
wird. Konkret wird durch die Sicherungsansätze 42 vermieden,
dass irgendwelche Teile zwischen das Ventilgehäuse 2 und die freien
Enden der Rastarme 32 geraten könnten, wodurch dann womöglich die
Rastarme 32 radial nach außen bewegt und das Verschlusselement 24 gelöst werden
könnte.
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In
weiterer bevorzugter Ausgestaltung ist das Verschlusselement 24 für noch eine
Zusatzfunktion ausgelegt. Dazu weist das Verschlusselement 24 mindestens
einen, vorzugsweise aber zwei diametral gegenüberliegende, sich axial in
Richtung des Ventilkörpers 16 in
das Ventilgehäuse 2 hinein
erstreckende Ansätze 44 als
Anschlag für
den Ventilkörper 16 in dessen Öffnungsstellung
auf. Gemäß 3 ragen diese
Ansätze 44 somit
auch in den Verbindungsbereich zwischen den beiden Rücklauf-Anschlüssen 6. Deshalb
sind im Zusammenhang mit dieser Ausgestaltung Positionierungsmittel
für das
Verschlusselement 24 derart vorgesehen, dass das Verschlusselement 24 nur
in einer solchen Drehausrichtung in die Montageöffnung 22 einsetzbar
ist, dass die in das Ventilgehäuse 2 ragenden
Ansätze 44 nicht
die interne Verbindung der beiden Rücklauf-Anschlüsse 6 beeinträchtigen.
Dies bedeutet, dass die Ansätze 44 nicht
die inneren Mündungsöffnungen
der Anschlüsse 6 zum
Ventil-Innenraum
hin verschließen
oder verengen dürfen.
Zu diesem Zweck ist durch die Positionierungsmittel sichergestellt,
dass eine Montage des Verschlusselementes 24 nur so möglich ist,
dass die Ansätze 44 zwischen
sich die Strömungsverbindung
zwischen den Anschlüssen 6 freilassen.
Vorteilhafterweise wirken die Rastarme 32 in diesem Zusammenhang
als Positionierungsmittel, indem sie auf der Außenseite des Ventilgehäuses 2 nur
in einer definierten Ausrichtung aufsetzbar sind. Dies kann durch
Positionsnocken 46 erreicht werden; siehe dazu 4 und 5.
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Ergänzend sei
noch erwähnt,
dass der Ventilkörper 16 bevorzugt über ein
Dichtelement 48 in Form einer Scheibe aus einem elastomeren
Material mit dem Ventilsitz 18 zusammenwirkt. Das Dichtelement 48 kann
an einem knopfartigen Ansatz 50 des Ventilkörpers 16 unverlierbar
montiert werden. Der Ventilsitz 18 kann gemäß 3 von
einem innerhalb des Ventilgehäuses 2 angeordneten,
insbesondere einstückig
geformten Ringkragen 52 gebildet sein.
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Die
Anschlüsse 4, 6 können als
Stutzen zum Aufstecken jeweils einer Leitung ausgebildet sein. Die
Leitungen werden dann üblicherweise
umfangsgemäß mit Schellen
oder dergleichen Haltemitteln radial geklemmt. Dazu ist es vorteilhaft,
wenn innerhalb jedes Stutzens eine Stützhülse 54 angeordnet
ist, die den Stutzen gegen eine radiale Klemmkraft abstützt (s. 3).
Die jeweilige Stützhülse 54 wird
von außen
axial in den jeweiligen Anschluss (Stutzen) 4, 6 eingesteckt,
wobei bevorzugt eine radiale Anschlagkante 56 das Einsetzen
begrenzt.
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Gemäß 3 bis 6 ist
es außerdem
vorteilhaft, wenn der Ventilkörper 16 innerhalb
des Ventilgehäuses 2 im
Bereich einer im Innenquerschnitt insbesondere kreisförmigen Führungswandung 58 nur über radial
vorspringende und axial verlaufende Führungsstege 60 beweglich
geführt
ist. Dadurch sind jeweils umfangsgemäß zwischen den Führungsstegen 60 zur
Wandung 58 hin axiale Passagen gebildet, um eventuelle
Verunreinigungen, die mit dem jeweiligen Fluidmedium über den
Vorlauf in das Ventil 1 gelangen könnten, frei in Richtung des
Rücklaufs durchzulassen.
Dadurch wird effektiv vermieden, dass sich Verunreinigungen im Bereich
zwischen dem Ventilkörper 16 und
der Führungswandung 58 des
Ventilgehäuses 2 festsetzen
und dadurch womöglich
die Beweglichkeit des Ventilkörpers 16 beeinträchtigen
können.
In Abweichung von der in 3 bis 6 dargestellten
Ausführung
sollte ein die freien, dem Ventilsitz 18 fern liegenden
Enden der Führungsstege 60 verbindender
Versteifungsring 62 mit radialem Abstand von der Ventil-Führungswandung 58 im
inneren Bereich der Führungsstege 60 liegen,
um auch in diesem Bereich die axialen Passagen zu bilden.
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Das
Ventilgehäuse 2 besteht
vorzugsweise aus einem einstückigen
Kunststoff-Formteil.
Entsprechendes gilt bevorzugt auch für das Verschlusselement 24.
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Die
Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt,
sondern umfasst auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden
Ausführungen.
Ferner ist die Erfindung bislang auch noch nicht auf die im jeweiligen
unabhängigen
Anspruch definierte Merkmalskombination beschränkt, sondern kann auch durch
jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller
insgesamt offenbarten Einzelmerkmalen definiert sein. Dies bedeutet,
dass grundsätzlich
praktisch jedes Einzelmerkmal des jeweiligen unabhängigen Anspruchs
weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung
offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann. Insofern sind die
Ansprüche
lediglich als ein erster Formulierungsversuch für eine Erfindung zu verstehen.