DE2260309A1

DE2260309A1 - Rueckschlagventil und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2260309A1
Application number: DE19722260309
Authority: DE
Inventors: Gert Dipl Ing Schrader
Original assignee: Bendix GmbH
Current assignee: Bendix France SA
Priority date: 1972-12-09
Filing date: 1972-12-09
Publication date: 1974-06-12
Also published as: DE2260309C2

Description

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Rückschlagventil xind Verfahren zu seiner Herstellung.

Die Erfindung betrifft ein Rückschlagventil mit einem Gehäuse aus mindestens zwei koaxial angeordneten und mittels Reibschweissen verbundenen Gehäuseteilen, mit einem Einlass und einem Auslass und mit einem zwischen den beiden koaxialen Gehäuseteilen angeordneten flexiblen Ventilglied, das den Einlass überdeckt und einen Strömungsmittelstrom von Einlass zum Auslass gestattet.

Bei Servo-Bremsanlagen ist üblicherweise ein Rückschlagventil zwischen dem Bremskraftverstärker und einer Vakuumquelle angeordnet; diese Vakuumquelle kann bei Fahrzeugen, die mittels einer Brennkraftmaschine angetrieben werden, durch die Motorsaugleitung gebildet werden. Das Rückschlagventil gestattet einen Strömungsmittelstrom" in einer Richtung von der Servo-Bremsanlage zur Vakuumquelle. Nun ist es insbesondere unter ungünstigen Umständen - möglich, dass der Motor beim erneuten Anlassen im noch erhitzten Zustand über die Saugleitung rückzündet, so dass ein hoher innerer Überdruck anstatt eines Unterdrucks erzeugt wird. Ein Einwegrückschlagventil in der Bremsanlage verhindert, dass dieser Gegendruck den Bremskraftverstärker beschädigt. Diese Rückschlagventile sind üblicherweise aus zwei ineinander einschnappbaren Teilen, z.B. aus Kunststoff, aufgebaut, die jedoch infolge Wärmeeinwirkung sowie einer plötzlichen Änderung des Gegendruckes auseinanderschnappen können, wobei auch eine Bremskraftverstärkung der Bremsanlage nicht mehr möglich ist. Zur Vermeidung dieses Ausfalls des Ventils ist in der DT-OS 2119613 schon vorgeschlagen worden, ein Stützglied vorzusehen, durch das ein Ausbrechen des Verschlussgliedes unter Druckbeaufschlagung von innen verhindert ist.

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In dieser Patentanmeldung ist auch auf eine Schweissverbindung von Gehäuseteilen mittels Ultraschallschweissung hingewiesen.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Rückschlagventil zu schaffen, bei der eine Reibschveissverbindung von zwei koaxial angeordneten Gehäuseteilen ermöglicht ist, ohne dass die aufgrund dieses Verfahrens erforderlichen Masstoleranzen zwischen diesen Teilen oder zwischen diesen und weiteren Teilen des Ventils zu einer unzulässigen Beeinflussung der Furktionstüchtigkeit des Ventils führen.

Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe bei einem Rückschlagventil der eingangs genannten Art durch ein Begrenzungsglied, welches das Ventilglied in der axialen Beweglichkeit beschränkt und das sich über elastische Mittel am zweiten Gehäuseteil abstützt. Eine erfindungsgemässe Ausführungsform des Rückschlagventils, bei dem das Ventilglied ringscheibenförmig ausgebildet ist, auf einen zentrischen Zapfen des ersten Gehäuseteiles aufgeschoben ist und Einlassbohrungen des ersten Gehäuseteiles mit Vorspannung verschliesst, ist dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen zwischen dem Ventilglied und dem zweiten Gehäuseteil einen im Durchmesser verringerten Absatz aufweist, auf den das Begrenzungsglied in Form einer Ringscheibe aufgeschoben ist, wobei die axiale Beweglichkeit der Ringscheibe in Richtung auf das Ventilglied durch die Schulter des Absatzes begrenzt ist, und die Ringscheibe sich über elastische Mittel an dem zweiten Gehäuseteil abstützt.

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Zur einfachen und schnellen Vormontage der Einzelteile erfolgt die Anordnung derart„dass die elastischen Mittel sich am zweiten Gehäuseteil an einer Kreisringfläche abstützen , velche die Deckfläche eines zentrischen, kreisringzylindrischen Ansatzes des zweiten Gehäuseteiles bildet, wobei der Absatz des Zapfens in der Bohrung des Ansatzes mit Spiel geführt ist. Die Schließstellung des Ventilgliedes ist dadurch gesichert, dass die axiale, vorzugsweise vorgespannte Federkraft der elastischen Mittel um ein Vielfaches grosser ist als die Federkraft des elastischen Ventilgliedes. Als elastisches Mittel kann in einfacher Weise eine Druckfeder angeordnet sein. In einer bevorzugten Abwandlung der Erfindung dienen als elastische Mittel an das Begrenzungsglied selbst angeformte Finger. Desgleichen entfällt das elastische Mittel als separates Bauteil, indem als elastische Mittel an dem zweiten Gehäuseteil angeformte Vorsprünge dienen. Ein sehr einfacher Aufbau des Rückschlagventils ist dadurch erzielt, dass das Gehäuse lediglich aus zwei koaxial angeordneten, eine Rotationskontur aufweisendenGehäuseteilen gebildet ist, die im zu verbindenden Umfangsbereich über eine Doppelkonusfläche mittels Reibschweissen miteinander verbunden sind, und die jeweils einen Anschluss, für eine Einlass- bzw. Auslassleitung aufweisen. Ein vorteilhaftes, wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung eines Rückschlagventils, gemäss der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die beiden zu verschweissenden Gehäuseteile in koaxialen Reibschluss und in relativer Drehung zueinander gebracht und nach Erreichen der erforderlichen Schweisswärme ein vorbestimmtes Mass axial gegeneinander bewegt werden, wobei dieses vorbestimmte Mass gleich oder kleiner ist als der maximale Federweg der elastischen Mittel.

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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass die Herstellung des Rückschlagventils bedeutend erleichtert wird. Durch die erfindungsgemässe elastische Abstützung des Begrenzungsgliedes befindet sich das Ventilglied stets in der angestrebten Lage und innerhalb der erlaubten Toleranzen. Diese Lagerung ist durch die elastische Abstützung unabhängig vom axialen Stauchweg beim Verschweissen. Dies bedeutet eine höhere Funktionssicherheit einerseits und weniger Kontrollarbeit bzw. Ausschuss andererseits. Der zusätzliche Aufwand ist hingegen sehr gering, insbesondere wenn eine elastische ScheibeNoder eine elastische Anlage am Gehäuseteil erfolgt. (^. verwendet wird

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, das im folgenden näher beschrieben wird. Es zeigen

Fig. 1 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäss

ausgebildetes und hergestelltes Rückschlagventil,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II der Fig. 1,

Fig. 3 eine Teilansicht eines Schnittes durch ein abgewandeltes Rückschlagventil und

Fig. h eine Teilansicht eines Schnittes durch ein weiteres abgewandeltes Rückschlagventil.

Das Rückschlagventil 1 ist als symmetrischer Rotationskörper ausgebildet, der sidh aus zwei Gehäuseteilen2 und 3 zusammensetzt. Das Gehäuseteil 3 umfasst eine axial verlaufende Einlassöffnung U, die sich in einem mittleren, verdickten Abschnitt 5 in sechs im Durchmesser kleinere Bohrungen 6 fortsetzt.

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Die Bohrungen 6 sind um einen zentrischen Zapfen J angeordnet, auf den eine flexible, ringförmige Ventilplatte 8 aufgeschoben ist. Die Ventilplatte 8 liegt am Grund 9 des Zapfens 7 und im Abstand S₁ an einer kreisförmigen Dichtkante 10 an und hält somit die Bohrungen 6 verschlossen. Der Zapfen 7 weist im Abstand S„ zum Grund 9 einen im Durchmesser verringerten Absatz 1t auf. Auf den Absatz 11 ist eine Ringscheibe 12 aufgeschoben, die an der Schulter 13 des Absatzes 11 zur Anlage gelangt. Des weiteren ist auf den Absatz 11 eine Tellerfeder 1U aufgeschoben. Der Absati 11 des Zapfens 7 ist in eine Bohrung 15 des Gehäuseteiles 2 mit leichtem Spiel eingeführt. Dabei stützt sich die Tellerfeder 1U einerseits an der Scheibe 12 und andererseits an einer Ringfläche 16 des Gehäuseteiles 2 ab. Die Ringfläche 16 bildet die Deckfläche eines kreisringzylindrischen Ansatzes 17, dessen Innendurchmesser die Bohrung 15 bildet. Im Bereich ausserhalb des Aussendurchmessers des Ansatzes 17 erstreckt sich ein Ringraum 18. Der Ringraum 18 ist gegen die Bohrungen 6 mittels der Ventilplatte 8 abgedichtet; über Bohrungen -19» die ähnlich wie die Bohrungen 6 angeordnet sind, steht der Ringraum 18 mit einer Auslassbohrung 20 in Verbindung. Die Ansaugrichtung ist mit dem Pfeil V bezeichnet.

Die feste Verbindung der beiden Gehäuseteile 2 und 3 erfolgt mittels Reibschweissen. Hierzu sind die Gehäuseteile aus einem thermoplastischen Kunststoff hergestellt. Im mittleren, verdickten Bereich 5 ist dem Gehäuseteil 2 eine doppelkonische Ringkante 21 angeformt; der Ringkante 21 ist eine Ringnut 22 des Gehäuseteiles 3 zugeordnet.

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Zum Schweissen werden die Ventilplatte 8, die Scheibe 12 und die Tellerfeder 1U auf die entpsrechenden Absätze des Zapfens 7 geschoben und der Zapfen T in die Bohrung 15 eingeführt. Desgleichen wird die Ringkante 21 in die Ringnut 22 eingelegt, so dass ein Reibschluss in diesem Bereich vorhanden ist. In diesem Mcntagezustand ist die Tellerfeder 1U noch nicht oder nur sehr geringfügig gespannt.

Durch Drehen der beiden Gehäuseteile relativ zueinander wird infolge Reibschlusses bei entsprechend hoher Umfangsgeschwindigkeit im Bereich der Ringkante 21 bzw. der Ringnut 22 der Schmelzpunkt des Gehäusewerkstoffes überschritten. Die Relativdrehung wird beendet, und es erfolgt eine geringe axiale Annäherung der beiden Gehäuseteile 2 und 3, so dass sich eine innige Vereinigung der Schmelzbereiche ergibt. Nach Beendigung des Schweissvorganges hat die Tellerfeder 1U eine Vorspannung erfahren, die für eine genaue Fixierung der Scheibe 12 sorgt.— Auf eine ausführliche Erläuterung der Funktion des Ventils 1 wird verzichtet, da sie dem Fachmann bekannt ist und auch aus dem genannten Stand der Technik zu entnehmen ist.

In Fig. 3 ist eine Abwandlung der Erfindung dargestellt. Nichtbezeichnete Bauteile stimmen mit denen in Fig. 1 überein. Die Scheibe 12a stützt sich mittels elastischer Finger 1l*a unmittelbar am zweiten Gehäuseteil 2a ab. In Fig. k ist eine zweite Abwandlung der Erfindung dargestellt. Nichtbezeichnete Bauteile stimmen mit denen in Fig. 1 überein. Die Scheibe 12b stützt sich an elastischen Fingern 1Ub ab, die dem Gehäuseteil 2b angeformt sind.Neben dem in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Erfindung unter anderem auch bei einem bekannten Ventil mit nicht koaxialen Anschlüssen verwendbar.

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Claims

Patent- / Schutz-Ansprüche ι

Rückschlagventil mit einem Gehäuse aus mindestens zwei koaxial angeordneten und mittels Reibschweissen verbun- . denen Gehäuseteilen, mit einem Einlass und einem Auslass und mit einem zwischen den beiden koaxialen Gehäuseteilen angeordneten flexiblen Ventilglied, das den Einlass überdeckt und einen Strömungsmittelstrom von Einlass zum Auslass gestattet, gekennzeichnet durch ein Begrenzungsglied (12,12a,12b), welches das Ventilglied (8) in der axialen Beweglichkeit beschränkt, und das sich über elastische Mittel (lU,iUa,iUb) am zweiten Gehäuseteil (2, 2a,2b) abstützt.
2. Rückschlagventil nach Anspruch 1, bei dem das Ventilglied ringscheibenförmig ausgebildet ist, auf einen, zentrischen Zapfen des ersten Gehäuseteiles aufgeschoben ist und Einlassbohrungen des ersten Gehäuseteiles mit Vorspannung verschliesst, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (7) zwischen dem Ventilglied.(8) und dem zweiten Gehäuseteil (2,2a,2b) einen im Durchmesser verringerten Absatz (11)

aufweist, auf den das Begrenzungsglied in Form einer Ringscheibe (12,12a,12b) aufgeschoben ist, wobei axiale Beweglichkeit der Ringscheibe (12,12a,12b) in Richtung auf das Ventilglied (8) durch die Schulter (13) des Absatzes (11) begrenzt ist, und die Ringscheibe (12,12a,12b) sich über elastische Mittel (1^,1Ua,1Ub) an dem zweiten Gehäuseteil (2, 2a,2b) axial abstützt.

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3. Rückschlagventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Mittel (1b, 1W) sich am zweiten Gehäuseteil (2,2a) an einer Kreisringfläche (16) abstützen, welche die Deckfläche eines zentrischen, kreisringzylindrischen Ansatzes (17) des zweiten Gehäuseteiles (2,2a) bildet, wobei der Absatz (11) des Zapfens (T) in der Bohrung (15) des Ansatzes (17) mit Spiel geführt ist.
k. Rückschlagventil nach einen der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, dass die axiale vorzugsweise vorgespannte Federkraft der elastischen Mittel (iU,iUa,iUb) um ein Vielfaches grosser ist als die Federkraft des elastischen Ventilgliedes (8).
5· Rückschlagventil nach einen der Ansprüche 1 bis k_t dadurch gekennzeichnet, dass als elastisches Mittel eine Druckfeder (1U) angeordnet ist.
6. Rückschlagventil nach einen der Ansprüche 1 bis U, dadurch gekennzeichnet, dass als elastische-Mittel an das Begrenzungsglied (12a) selbst angeformte Finger (1Ua) dienen.
7. Rückschlagventil nach einen der Ansprüche 1 bis k_t dadurch gekennzeichnet, dass als elastische Mittel an dem zweiten Gehäuseteil (2b) angeformte Vorsprünge (iUb) dienen.
8. Rückschlagventil nach einen der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse lediglich aus zwei koaxial angeordneten, eine Rotationskontur aufweisenden Gehäuseteilen (1,2) gebildet ist, die im zu verbindenden Umfangsbereich (5) über eine Doppelkonusfläche (21,22) mittels Reibschweissen miteinander verbunden sind, und die jeweils einen Anschluss für eine Einlass- bzw. Auslassleitung (U bzw. 20) aufweisen.

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9. Verfahren zur Herstellung eines Rückschlag-Ventils nach einen der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden zu verschweissenden Gehäuseteile (1,2) in koaxialen Reibschluss und in relativer Drehung zueinander gebracht und nach Erreichen der erforderlichen Schweisswärme ein vorbestimmtes Mass axial gegeneinander bewegt werden, wobei dieses vorbestilmmte Mass gleich oder kleiner ist als der maximale Federweg der elastischen Mittel

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