DE202022106308U1 - Rückschlagventil - Google Patents

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Abstract

Rückschlagventil umfassend ein Ventilgehäuse (2) mit einem Einlass (2.1) und einem Auslass (2.2) und einen im Ventilgehäuse (2) in einem zwischen dem Einlass (2.1) und dem Auslass (2.2) verlaufenden Fluidkanal (3) verschiebbar geführten Ventilstößel (4), wobei am Ventilgehäuse (2) ein ringartiger, planarer Ventilsitz (2.3) vorgesehen ist, gegen den der Ventilstößel (4) mit einer daran vorgesehenen Dichtung (5) in einer Schließstellung zur Anlage gelangt, wobei der Ventilstößel (4) federbelastet ist, um ohne Vorhandensein eines positiven Druckunterschieds zwischen Einlass (2.1) und Auslass (2.2) oberhalb eines Öffnungsdruckschwellwerts in der Schließstellung gehalten zu werden und beim Überschreiten des Öffnungsdruckschwellwerts zwischen dem Einlass (2.1) und Auslass (2.2) in eine Offenstellung bewegt zu werden, wobei ein Bereich des Ventilstößels (4) radial innerhalb der Dichtung (5) einen Anlageabschnitt (4.1) gegenüber dem Ventilgehäuse (2) ausbildet, wobei der Anlageabschnitt (4.1) in Offenstellung des Ventilstößels (4) und damit im unkomprimierten Zustand der Dichtung (5) in axialer Richtung (aR), in der die Verschiebung des Ventilstößels (4) erfolgt, derart versetzt zu der von der Dichtung (5) aufgespannten Dichtfläche (DF) angeordnet ist, dass erst beim Überschreiten eines Sperrdruckschwellwerts der Anlageabschnitt (4.1) gegenüber dem Ventilgehäuse (2) anliegt und dadurch die elastische Verformung der Dichtung (5) begrenzt wird.

Description

  • Die Neuerung betrifft ein Rückschlagventil.
  • Rückschlagventile sind grundsätzlich bekannt. Insbesondere sind Rückschlagventile bekannt, die einen federbelasteten, axial verschiebbar geführten Ventilstößel aufweisen. Bei einem Anliegen eines Drucks in Durchflussrichtung wird der Ventilstößel vom Ventilsitz abgehoben, so dass Flüssigkeit durch das Ventil strömen kann. Beim Anliegen eines Drucks in Sperrrichtung hingegen wird der Ventilstößel an den Ventilsitz gepresst, so dass das Rückfließen der Flüssigkeit in Sperrrichtung durch einen Ventilstößel verhindert wird.
  • Bekannte Rückschlagventile weisen einen konischen Ventilsitz auf, so dass der Ventilstößel mit der darauf angeordneten Dichtung durch den in Sperrrichtung anliegenden Druck in den Konus hineingedrückt werden. Dadurch wird die Dichtung tordiert, was bei häufiger Betätigung des Ventils zu Abnutzungen an der Dichtung und damit zu unerwünschten Leckagen führt. Des Weiteren kann es beim Einpressen des Ventilstößels in den konischen Ventilsitz zu einem Verkanten kommen, was bei häufiger Betätigung des Ventils zu Abnutzungen am Ventilstößel selbst führen kann, da dieses beim Öffnen des Ventils aus der verkanteten Schließposition ruckartig aufgedrückt wird und dadurch die Gefahr eines Anschlagens an dem Ventilgehäuse besteht.
  • Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Neuerung, ein Rückschlagventil anzugeben, das auch bei Anliegen von hohem Druck in Sperrrichtung möglichst verschleißfrei arbeitet und dadurch Undichtigkeiten des Rückschlagventils vermieden werden.
  • Die Aufgabe wird durch ein Rückschlagventil gemäß den Merkmalen des Schutzanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Schutzansprüche.
  • Die Neuerung bezieht sich auf ein Rückschlagventil. Das Rückschlagventil umfasst ein Ventilgehäuse mit einem Einlass und einem Auslass und einen Ventilstößel, der im Ventilgehäuse in einem Fluidkanal, der zwischen dem Einlass und dem Auslass verläuft, verschiebbar geführt ist. Am Ventilgehäuse ist ein ringartiger, planarer Ventilsitz vorgesehen, gegen den der Ventilstößel mit einer daran vorgesehenen Dichtung in einer Schließstellung zur Anlage gelangt. Der Ventilstößel ist federbelastet, um ohne Vorhandensein eines positiven Druckunterschieds zwischen Einlass und Auslass, der oberhalb eines
    Öffnungsdruckschwellwerts liegt, in der Schließstellung gehalten zu werden und beim Überschreiten des Öffnungsdruckschwellwerts zwischen dem Einlass und dem Auslass in eine Offenstellung bewegt zu werden.
  • Die Dichtung wird vorzugsweise durch einen O-Ring gebildet. Ein Bereich des Ventilstößels radial innerhalb der Dichtung bildet einen Anlageabschnitt gegenüber dem Ventilgehäuse aus. Der Anlageabschnitt ist in Offenstellung des Ventilstößels und damit im unkomprimierten Zustand der Dichtung in axialer Richtung, in der die Verschiebung des Ventilstößels erfolgt, derart versetzt zu der von der Dichtung aufgespannten Dichtfläche angeordnet, dass erst beim Überschreiten eines Sperrdruckschwellwerts der Anlageabschnitt gegenüber dem Ventilgehäuse anliegt und dadurch die elastische Verformung der Dichtung begrenzt wird.
  • Der technische Vorteil des neuerungsgemäßen Rückschlagventils besteht darin, dass durch den planaren Ventilsitz und die Begrenzung der Deformation der Dichtung durch den Anlageabschnitt ein selbst bei hohen Drücken in Sperrrichtung sehr verschleißfrei arbeitendes Rückschlagventil geschaffen wird.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel grenzt der Anlageabschnitt in radialer Richtung innenseitig unmittelbar an die Dichtung an. Insbesondere ist der Anlageabschnitt als ringförmiger Bereich ausgebildet, der entlang des inneren Randes der Dichtung verläuft. Dadurch kann eine kompakte Bauform erreicht werden.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Dichtung eine Shore-A-Härte größer als 60, insbesondere 70 oder größer auf. Damit ist die Dichtung relativ hart ausgebildet, so dass der Anlageabschnitt des Ventilstößels nicht bereits durch die Federkraft der die Ventilstößelrückstellung bewirkenden Feder zur Anlage gegenüber dem Ventilgehäuse gelangt, sondern erst durch einen Fluiddruck in Sperrrichtung. Zudem erfüllt eine Dichtung mit hoher Shore-A-Härte häufig die für den Einsatz des Rückschlagventils im Lebensmittelbereich erforderlichen Zulassungen.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird die Dichtung in Schließstellung des Ventilstößels am Ventilsitz ausschließlich axial verpresst. In anderen Worten erfolgt damit keine Verpressung der Dichtung in einer Richtung schräg oder senkrecht zur Verschiebeachse des Ventilstößels. Dadurch wird erreicht, dass bei hohen Drücken in Sperrrichtung des Rückschlagventils die Dichtung am Ventilsitz nicht verklemmt und dadurch tordiert wird.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Federkraft der Feder, mittels der der Ventilstößel federbelastet ist und in Schließstellung rückgestellt wird, derart dimensioniert, dass diese keine oder im Wesentlichen keine elastische Verformung der Dichtung hervorruft. In anderen Worten wird durch die Feder lediglich eine Rückstellung des Ventilstößels derart bewirkt, dass die Dichtung am Ventilsitz anliegt, aber noch keine oder im Wesentlichen keine Verformung der Dichtung erfolgt. Dadurch ist der zum Öffnen des Rückschlagventils nötige Druck gering.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel liegt der Öffnungsdruckschwellwert bei Flüssigkeiten zwischen 0,05 bar und 0,2 bar, insbesondere beträgt er 0,1 bar oder im Wesentlichen 0,1 bar. Damit ist der durch das Öffnen des Rückschlagventils nötige Druckabfall sehr gering.
  • Wird das Rückschlagventil mit einem Gas in Durchflussrichtung beaufschlagt, erfolgt ein sehr starkes Voröffnen, d.h. bereits bei geringem positivem Druckunterschied zwischen dem Einlass und dem Auslass des Rückschlagventils öffnet der Ventilstößel bereits sehr stark.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel beträgt der Sperrdruckschwellwert, ab dem der Anlageabschnitt gegenüber dem Ventilgehäuse anliegt, mindestens 8 bar. Damit ist das Rückschlagventil speziell für hohe Sperrdrücke ausgebildet. Der Anlageabschnitt begrenzt dabei auch bei hohen Sperrdrücken das Zusammenpressen der Dichtung auf ein zulässiges Maß, damit eine zu hohe Quetschung der Dichtung, die aufgrund der dadurch entstehenden Spannungen zu einer frühzeitigen Alterung bzw. Zerstörung führen kann, vermieden wird.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Ventilgehäuse radial nach innen in den Fluidkanal abstehende Führungsrippen auf, an denen der Ventilstößel gleitend geführt ist. Dadurch wird der Ventilstößel neben einer Führung an dessen Gleitabschnitt auch in einem weiteren Bereich gleitgeführt, was die Gleitführung verbessert.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist der Ventilstößel einen über die Dichtung radial überstehenden Randabschnitt auf, wobei der Ventilstößel mittels des Randabschnitts an den Führungsrippen gleitgeführt ist. Dadurch wird der Ventilstößel neben einer Führung an einem Gleitabschnitt auch randseitig im Bereich der Dichtung gleitgeführt, was eine sichere und verkantungsfreie Führung des Ventilstößels ermöglicht.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist zwischen einem Paar von umfangsseitig aufeinander folgenden Führungsrippen ein Fluidkanalabschnitt vorgesehen. Vorzugsweise sind umfangsseitig um den Ventilstößel herum mehrere derartige Fluidkanalabschnitte vorgesehen, die jeweils durch ein Paar von axial verlaufender Führungsrippen begrenzt sind. Über diese Fluidkanalabschnitte kann die Flüssigkeit den Ventilstößel bei geöffnetem Rückschlagventil umfließen.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist der Ventilstößel eine radial innerhalb des Anlageabschnitts angeordnete Erhebung auf, die in Richtung des Einlasses vorsteht und die eine die Umströmung des Ventilstößels verbessernde Konturierung aufweist. Die Erhebung ist insbesondere kegelartig mit einer abgerundeten Spitze ausgebildet. Durch die Erhebung wird die Flüssigkeit aus der axialen Fließrichtung in eine radial gerichtete Strömung umgelenkt, was die Durchströmungseigenschaften des Rückschlagventils verbessert.
  • Die Ausdrücke „näherungsweise“, „im Wesentlichen“ oder „etwa“ bedeuten im Sinne der Erfindung Abweichungen vom jeweils exakten Wert um +/- 10%, bevorzugt um +/- 5% und/oder Abweichungen in Form von für die Funktion unbedeutenden Änderungen.
  • Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Neuerung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Neuerung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
  • Die Neuerung wird im Folgenden anhand von Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigen:
    • 1 beispielhaft ein neuerungsgemäßes Rückschlagventil in geöffneter Stellung in einer perspektivischen Schnittdarstellung;
    • 2 beispielhaft das neuerungsgemäße Rückschlagventil in geschlossener Stellung in einer perspektivischen Schnittdarstellung;
    • 3 beispielhaft das neuerungsgemäße Rückschlagventil gemäß 1 in geöffneter Stellung in einer seitlichen Schnittdarstellung;
    • 4 beispielhaft das neuerungsgemäße Rückschlagventil in teilgeschlossener Stellung ohne Verformung der Dichtung in einer seitlichen Schnittdarstellung; und
    • 5 beispielhaft das neuerungsgemäße Rückschlagventil in geschlossener Stellung mit komprimierter Dichtung in einer seitlichen Schnittdarstellung.
  • 1 und 2 zeigen perspektivische Schnittdarstellungen eines Rückschlagventils 1, wobei 1 das Rückschlagventil 1 in geöffneter Stellung und 2 das Rückschlagventil 1 in geschlossener Stellung zeigen.
  • Das Rückschlagventil 1 umfasst ein Ventilgehäuse 2, das einen Einlass 2.1 und einen Auslass 2.2 umfasst. Zwischen dem Einlass 2.1 und dem Auslass 2.2 des Ventilgehäuses 2 ist ein Fluidkanal 3 gebildet, durch den in der geöffneten Stellung des Rückschlagventils 1 eine Flüssigkeit von dem Einlass 2.1 in Richtung des Auslasses 2.2 fließen kann. In der in 2 gezeigten geschlossenen Stellung des Rückschlagventils 1 ist hingegen der Fluidkanal 3 gesperrt, wodurch insbesondere ein Rückfließen der Flüssigkeit in Sperrrichtung, d. h. von dem Auslass 2.2 in Richtung des Einlasses 2.1 unterbunden ist.
  • In dem Ventilgehäuse 2 ist ein Ventilstößel 4 verschiebbar geführt, und zwar in einer axialen Richtung aR, die parallel oder im Wesentlichen parallel zur Fließrichtung FR der Flüssigkeit durch das Ventilgehäuse 2. Der Ventilstößel 4 kann aufgrund der axialen Verschiebbarkeit in eine Offenstellung (s. 1) und eine Schließstellung (s. 2) positioniert werden. In der Schließstellung liegt eine an dem Ventilstößel 4 vorgesehene Dichtung 5 an einem am Ventilgehäuse 2 ausgebildeten Ventilsitz 2.3 an und blockiert damit den Rückfluss der Flüssigkeit in Sperrrichtung, in der Offenstellung hingegen ist die Dichtung 5 vom Ventilsitz 2.3 abgehoben, sodass der Fluidkanal 3 des Rückschlagventils 1 von der Flüssigkeit durchfließbar ist.
  • Der Ventilstößel 4 ist mittels einer Feder 6 federbelastet, und zwar derart, dass der Ventilstößel 4 ohne Druckbeaufschlagung, d.h. ohne Anliegen eines Druckunterschieds zwischen dem Einlass 2.1 und dem Auslass 2.2 in der Schließstellung gehalten wird. Die Federkraft der Feder 6 ist vorzugsweise gering gewählt, sodass bereits bei geringen positiven Druckunterschieden zwischen dem Einlass 2.1 und dem Auslass 2.2 der Ventilstößel 4 vom Ventilsitz 2.3 abgehoben wird. Der Öffnungsdruckschwellwert, ab dem ein Abheben des Ventilstößels 4 vom Ventilsitz 2.3 erfolgt, liegt vorzugsweise zwischen 0,05 bar und 0,2 bar. Insbesondere beträgt der Öffnungsdruckschwellwert 0,1 bar oder im Wesentlichen 0,1 bar. Dadurch kann der Druckabfall der Flüssigkeit in Sollfließrichtung minimiert werden.
  • In dem Ventilgehäuse 2 ist vorzugsweise eine Führungseinheit 7 eingebracht. Die Führungseinheit 7 weist einen Führungsabschnitt 7.1 auf, der eine Führungshülse für den Ventilstößel 4 bildet.
  • Auf der der Dichtung 5 abgewandten Seite weist der Ventilstößel 4 einen Gleitabschnitt 4.4 auf, der axial von dem Abschnitt 4a des Ventilstößels 4, an dem der Anlageabschnitt 4.1 und der Randabschnitt 4.2 vorgesehen sind, absteht. Der Gleitabschnitt 4.4 ist vorzugsweise stabförmig, insbesondere rundstabförmig bzw. zylindrisch ausgebildet. Der Gleitabschnitt 4.4 ist außenseitig an die Innenöffnung des Führungsabschnitts 7.1 angepasst, und zwar vorzugsweise der Form und Größe nach. Insbesondere ist der Ventilstößel 4 durch den Gleitabschnitt 4.4 in dem Führungsabschnitt 7.1 der Führungseinheit gleitgeführt, so dass der Ventilstößel 4 die für das Öffnen und Schließen des Rückschlagventils 1 nötige geführte Hubbewegung vollziehen kann.
  • Die Führungseinheit 7 weist zudem eine Vielzahl von in axialer Richtung verlaufenden Durchbrüchen 7.2 auf. Diese sind vorzugsweise umfangsseitig um den zentriert angeordneten Führungsabschnitt 7.1 herum vorgesehen und ermöglichen ein Hindurchfließen der Flüssigkeit durch die Führungseinheit 7.
  • Die Feder 6 stützt sich an einem freien Ende an Stegen 7.3 ab, die sich in radialer Richtung zwischen Führungsabschnitt 7.1 und einem Randabschnitt 7.4 der Führungseinheit 7 erstrecken und die in Umfangsrichtung die Durchbrüche 7.2 gegeneinander abgrenzen. Am anderen Ende liegt die Feder 6 gegenüber einer der Dichtung 5 abgewandten Rückseite des Ventilstößelabschnitts 4a an. Die Stege 7 können beispielsweise speichenartig ausgebildet sein.
  • Der sich an den Gleitabschnitt 4.4 anschließende Ventilstößelabschnitt 4a ist tellerartig ausgebildet. Der Durchmesser des Ventilstößelabschnitts 4a ist um ein Vielfaches größer ausgebildet als der Gleitabschnitt 4.4. Insbesondere ist der Durchmesser des Ventilstößelabschnitt 4a zumindest um den Faktor 2, insbesondere um den Faktor 3 oder 4 größer ausgebildet als der Durchmesser des Gleitabschnitts 4.4.
  • Der Ventilstößelabschnitt 4a ist im Ventilgehäuse 2 im Bereich dessen Randabschnitt 4.2 gleitgeführt. Hierzu weist das Ventilgehäuse 2 in dem Randbereich, das den Ventilstößelabschnitt 4a umgibt, mehrere umfangsseitig verteilt angeordnete Führungsrippen 2.4 auf. Diese erstrecken sich in axialer Richtung aR, d.h. in der Richtung, in der der Ventilstößel 4 die Hubbewegung vollziehen kann. Der Randabschnitt 4.2 kann sich an diesen Führungsrippen 2.4 abstützen und wird dadurch im Fluidkanal 3 geführt. Zwischen jeweils einem Paar von umfangsseitig aufeinander folgenden Führungsrippen 2.4 ist jeweils eine sich ebenfalls in axialer Richtung aR erstreckende Ausnehmung vorgesehen. Diese Ausnehmungen bilden jeweils einen Fluidkanalabschnitt 3.1, durch den hindurch die Flüssigkeit den Ventilstößel 4 umfließen kann.
  • Der Ventilstößelabschnitt 4a weist auf der dem Gleitabschnitt 4.4 abgewandten Seite des Ventilstößels 4 eine Aufnahme für die Dichtung 5 auf. Die Dichtung 5 ist insbesondere als O-Ring ausgebildet. Die Aufnahme für die Dichtung 5 liegt insbesondere auf der dem Gleitabschnitt 4.4 abgewandten Seite des Randabschnitts 4.2. Die Aufnahme wird beispielsweise durch eine Einkerbung gebildet, in die die Dichtung 5 formschlüssig aufgenommen werden kann. Dadurch wird ein sicherer Sitz der Dichtung 5 erreicht.
  • Die Dichtung 5 ist derart an dem Ventilstößel 4 angeordnet, dass diese in axialer Richtung aR gesehen in Richtung des Ventilsitzes 2.3 gegenüber dem Anlageabschnitt 4.1 des Ventilkörpers 4 vorsteht. Der Randabschnitt 4.2 steht gegenüber der Dichtung 5 in radialer Richtung vor. Dadurch wird erreicht, dass bei der Schließbewegung des Ventilstößels 4 die Dichtung 5 zunächst auf dem Ventilsitz 2.3 zur Anlage gelangt. Die Federkraft der Feder 6 ist derart gewählt, dass die Dichtung 5 durch die Feder 6 an dem Ventilsitz 2.3 zur Anlage gelangt, jedoch nicht oder im Wesentlichen nicht elastisch verformt wird. Insbesondere erfolgt keine Deformation der Dichtung 5 derart, dass der radial innerhalb der Dichtung 5 vorgesehene Anlageabschnitt 4.1 zur Anlage gegenüber dem Ventilgehäuse 2 gelangt (s. 4).
  • Erst bei Anliegen eines Fluiddrucks in Sperrrichtung (d.h. einem positiven Druckunterschied zwischen dem Auslass 2.2 und dem Einlass 2.1) oberhalb eines Sperrdruckschwellwerts erfolgt eine Deformation der Dichtung 5 derart, dass der Anlageabschnitt 4.1 gegenüber dem Ventilgehäuse 2 zur Anlage kommt und dadurch die Verformung der Dichtung 5 begrenzt wird.
  • Der Anlageabschnitt 4.1 kann insbesondere durch einen ringartig ausgebildeten Bereich des Ventilstößels 4 gebildet werden, der in radialer Richtung gesehen zwischen der Aufnahme für die Dichtung 5 und einer Erhebung 4.3 vorgesehen ist, die auf der dem Einlass 2.1 zugewandten Vorderseite des Ventilstößels 4 vorgesehen ist. Die Erhebung 4.3 dient der Umströmungsoptimierung des Ventilstößels 4.
  • Der Anlageabschnitt 4.1 ist vorzugsweise zur Anlage an einem Randbereich des Ventilgehäuses 2 vorgesehen, der eine im Ventilgehäuse 2 ausgebildete Einlassöffnung randseitig umgibt. Der Randbereich des Ventilgehäuses 2 ist vorzugsweise flächengleich zu dem Ventilsitz 2.3 angeordnet. Der Ventilsitz 2.3 ist vorzugsweise als planarer Ventilsitz ausgebildet, d.h. er liegt in einer Ebene, die senkrecht zur axialen Richtung aR verläuft, entlang der der Ventilstößel 4 verschoben werden kann. Aufgrund des planaren Ventilsitzes 2.3 erfolgt kein Tordieren der Dichtung 5, wie dies beispielsweise bei einem konisch ausgebildeten Ventilsitz der Fall wäre. Dadurch wird der Verschleiß an der Dichtung 5 durch häufiges Öffnen und Schließen des Rückschlagventils 1 wesentlich reduziert.
  • Die Dichtung 5, die insbesondere als O-Ring ausgebildet ist, weist insbesondere eine Shore-A-Härte von mindestens 60, insbesondere 70 oder größer auf. Dadurch hat die Dichtung 5 eine relativ hohe Härte. Durch den planaren Dichtsitz entstehen aber dadurch keine Nachteile, wie dies beispielsweise bei konischen Dichtsitzen der Fall ist. Dort können Dichtungen mit großen Shore-A-Härten zu einer schlagartigen Öffnungsbewegung führen, was bei häufigem Öffnen des Rückschlagventils zu Abnutzungen am Ventilstößel führen kann.
  • Nachfolgend wird anhand der 3 bis 5 das Öffnungs- bzw. Schließverhalten des Rückschlagventils 1 näher beschrieben.
  • 3 zeigt das Rückschlagventil 1 in geöffneter Stellung, d.h. der Ventilstößel wird durch einen positiven Druckunterschied zwischen Einlass 2.1 und Auslass 2.2 von dem Ventilsitz 2.3 abgehoben, so dass eine Flüssigkeit sich in Fließrichtung FR vom Einlass 2.1 durch den Fluidkanal 3 zum Auslass 2.2 fließen kann. Die Federkraft der Feder 6 ist vorzugsweise derart gewählt, dass der Öffnungsdruckschwellwert, ab dem der Ventilstößel 4 vom Ventilsitz 2.3 abgehoben ist, zwischen 0,05 bar und 0,2 bar liegt, insbesondere 0,1 bar oder im Wesentlichen 0,1 bar beträgt. Damit kann das Rückschlagventil 1 bereits bei einem sehr geringen Druck geöffnet werden.
  • 4 zeigt die Stellung des Ventilstößels 4 ohne Druckunterschied zwischen dem Einlass 2.1 und Auslass 2.2 des Rückschlagventils 1. Dabei liegt die Dichtung 5 zwar aufgrund der Federkraft der Feder 6 am Ventilsitz 2.3 an, jedoch erfolgt keine oder im Wesentlichen keine elastische Verformung der Dichtung 5. Aufgrund des Abstands der Dichtfläche DF der Dichtung 5, die durch den ringartigen Bereich der Dichtung 5, der dem Ventilsitz zugewandt ist, gebildet ist und dem Anlageabschnitt 4.1 des Ventilstößels 4 liegt der Anlageabschnitt 4.1 noch nicht am Ventilgehäuse 2 an.
  • 5 zeigt die Stellung des Ventilstößels 4 bei einem negativen Druckunterschied zwischen dem Einlass 2.1 und Auslass 2.2 des Rückschlagventils 1, d.h. einem Druckunterschied in Sperrrichtung, der größer ist als ein Sperrdruckschwellwert. Durch den Druckunterschied in Sperrrichtung erfolgt eine elastische Verformung der Dichtung 5 derart, dass der Anlageabschnitt 4.1 des Ventilstößels 4 zur Anlage an dem Ventilgehäuse 2 bzw. dem planaren Ventilsitz 2.3 kommt. Der Sperrdruckschwellwert kann beispielsweise 8 bar oder größer sein. Durch den Anlageabschnitt 4.1 wird erreicht, dass die elastische Verformung der Dichtung begrenzt und damit die Dichtung 5 nicht übermäßig deformiert wird.
  • Im Unterschied zu einem konischen Ventilsitz muss beim erneuten Öffnen des Rückschlagventils 1 keine Verklemmung der Dichtung im Ventilsitz überwunden werden, was das Öffnungsverhalten des Rückschlagventils 1 positiv beeinflusst und insbesondere ein zu Abnutzungen am Ventilstößel 4 führendes, schlagartiges Öffnen des Rückschlagventils 1 vermeidet.
  • Die Neuerung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Neuerung zugrunde liegende Gedanke verlassen wird.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Rückschlagventil
    2
    Ventilgehäuse
    2.1
    Einlass
    2.2
    Auslass
    2.3
    Ventilsitz
    2.4
    Führungsrippe
    3
    Fluidkanal
    3.1
    Fluidkanalabschnitt
    4
    Ventilstößel
    4a
    Ventilstößelabschnitt
    4.1
    Anlageabschnitt
    4.2
    Randabschnitt
    4.3
    Erhebung
    4.4
    Gleitabschnitt
    5
    Dichtung
    6
    Feder
    7
    Führungseinheit
    7.1
    Führungsabschnitt
    7.2
    Durchbruch
    7.3
    Steg
    7.4
    Randabschnitt
    aR
    axiale Richtung
    DF
    Dichtfläche
    FR
    Fließrichtung

Claims (11)

  1. Rückschlagventil umfassend ein Ventilgehäuse (2) mit einem Einlass (2.1) und einem Auslass (2.2) und einen im Ventilgehäuse (2) in einem zwischen dem Einlass (2.1) und dem Auslass (2.2) verlaufenden Fluidkanal (3) verschiebbar geführten Ventilstößel (4), wobei am Ventilgehäuse (2) ein ringartiger, planarer Ventilsitz (2.3) vorgesehen ist, gegen den der Ventilstößel (4) mit einer daran vorgesehenen Dichtung (5) in einer Schließstellung zur Anlage gelangt, wobei der Ventilstößel (4) federbelastet ist, um ohne Vorhandensein eines positiven Druckunterschieds zwischen Einlass (2.1) und Auslass (2.2) oberhalb eines Öffnungsdruckschwellwerts in der Schließstellung gehalten zu werden und beim Überschreiten des Öffnungsdruckschwellwerts zwischen dem Einlass (2.1) und Auslass (2.2) in eine Offenstellung bewegt zu werden, wobei ein Bereich des Ventilstößels (4) radial innerhalb der Dichtung (5) einen Anlageabschnitt (4.1) gegenüber dem Ventilgehäuse (2) ausbildet, wobei der Anlageabschnitt (4.1) in Offenstellung des Ventilstößels (4) und damit im unkomprimierten Zustand der Dichtung (5) in axialer Richtung (aR), in der die Verschiebung des Ventilstößels (4) erfolgt, derart versetzt zu der von der Dichtung (5) aufgespannten Dichtfläche (DF) angeordnet ist, dass erst beim Überschreiten eines Sperrdruckschwellwerts der Anlageabschnitt (4.1) gegenüber dem Ventilgehäuse (2) anliegt und dadurch die elastische Verformung der Dichtung (5) begrenzt wird.
  2. Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlageabschnitt (4.1) in radialer Richtung innenseitig unmittelbar an die Dichtung (5) angrenzt.
  3. Rückschlagventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (5) eine Shore-A-Härte größer als 60, insbesondere 70 oder größer aufweist.
  4. Rückschlagventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (5) in Schließstellung des Ventilstößels (4) am Ventilsitz (2.3) ausschließlich axial verpresst wird.
  5. Rückschlagventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkraft der Feder (6), mittels der der Ventilstößel (4) federbelastet ist, derart dimensioniert ist, dass diese keine oder im Wesentlichen keine elastische Verformung der Dichtung (5) hervorruft.
  6. Rückschlagventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungsdruckschwellwert zwischen 0,05 bar und 0,2 bar liegt, insbesondere 0,1 bar oder im Wesentlichen 0,1 bar beträgt.
  7. Rückschlagventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrdruckschwellwert, ab dem der Anlageabschnitt (4.1) gegenüber dem Ventilgehäuse (2) anliegt, 8 bar oder größer beträgt.
  8. Rückschlagventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (2) radial nach innen in den Fluidkanal abstehende Führungsrippen (2.4) aufweist, an denen der Ventilstößel (4) gleitend geführt ist.
  9. Rückschlagventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilstößel (4) einen über die Dichtung radial überstehenden Randabschnitt (4.2) aufweist, wobei der Ventilstößel (4) mittels des Randabschnitts (4.2) an den Führungsrippen (2.4) gleitgeführt ist.
  10. Rückschlagventil nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Paar von umfangsseitig aufeinander folgenden Führungsrippen (2.4) ein Fluidkanalabschnitt (3.1) zum Umfließen des Ventilstößels (4) vorgesehen ist.
  11. Rückschlagventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilstößel (4) eine radial innerhalb des Anlageabschnitts (4.1) angeordnete Erhebung (4.3) aufweist, die in Richtung des Einlasses (2.1) vorsteht und die eine die Umströmung des Ventilstößels (4) verbessernde Konturierung aufweist.
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