DE2449443B2 - Umkehrbar in eine Bohrung eines Modulblocks einsetzbares Rückschlagventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein umkehrbar in eine abgestufte Bohrung eines Modulblocks abgedichtet einsetzbares, als Patrone ausgebildetes Rückschlagventil (einschließlich der Bauart als Blendenrückschlagventil). Ein Ventil dieser Art ist aus der US-Patentschrift 34 963 bekannt. Das bekannte Rückschlagventil soll in den Strömungsmittelpfad zwischen zwei benachbarten Modulblöcken eingesetzt werden. Dieser Strömungsmittelpfad wird von einer Hülse mit einer abgestuften Innenbohrung begrenzt, welche ihrerseits an der Verbindungsstelle zwischen den beiden Modulblöcken einsetzbar ist und dort mittels Preßsitz festgehalten wird. Die Ventilpatrone paßt gleitend in die größere Bohrung der Hülse, liegt mit einem Ende an der Stufe an und wird am Herausrutschen aus dieser Bohrung durch einen Federring gehindert. Im Mantel der Patrone ist eine umlaufende Ringnut ausgespart, in die ein Dichtring eingesetzt ist, welcher an dieser Stelle den Spalt zwischen Patronenmantel-Außenfläche und Hülsen-Innenfläche abdichtet. Die Dichtwirkung hängt allein vom elastischen Verhalten und der Dauerhaftigkeit dei Dichtringmaterials ab.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, jenes bekannte, als Patrone ausgebildete Rückschlagventil dahingehend weiterzubilden, daß eine zuverlässige, bei Bedarf leicht nachstellbare Dichtwirkung gewährleistet ist und die Patrone mit geringem baulichen und räumlichen Aufwand umkehrbar unmittelbar in einen einzigen Modulblock einsetzbar ist

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist ein Rückschlagventil mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Ventils ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die US-PS 31 58 165 zeigt zwar eine Rückschlagventil-Patrone, die vollständig in eine Gewindebohrung

ίο einschraubbar ist Dabei ist jedoch die Patrone nicht umkehrbar in die Gewindebohrung einschraubbar; femer ist eine Abdichtung der Patrone bezüglich der Gewindebohrung nicht offenbart Aus der DE-AS 1043731 sind Abdichtungen mit kreisförmigen, im

is Querschnitt keilförmigen Dichtkanten bekannt, welche bei Herstellung der Dichtung in gegenüberliegende Dichtflächen einschneiden; solche Dichtflächen sind die ringförmige, eben oder konisch ausgebildete Stirnfläche einer Schulter oder Stufe einer Gewindebohrung. Damit wird zwar die Dichtigkeit einer Schraubverbindung verbessert, jedoch fehlt Bezug zu einem Rückschlagventil.

Der Ausdruck »Modulblock« wird stellvertretend für hydraulische oder pneumatische Baueinheiten verwendet In die Einlaß- oder Auslaßbohrung solcher Baueinheiten ist eine Patrone einsetzbar, so daß die sogenannte Kartuschenbauweise daraus (Cartridge-Technik) resultiert

Das von der Gewindebohrung des Modulblocks

umkehrbar aufnehmbare Einschraubteil bzw. die Patrone ist mit einfachen Mitteln gedrungen gestaltbar, steht überhaupt nicht mehr aus dem Modulblock hervor, läßt im Gegenteil noch eine Einschraublänge in der Gewindebohrung für weiterführende Rohrverbindungen frei und stellt durch die Art des Zusammenwirkens mit der Gegenfläche einer Ringschulter der Stufe zwischen den beiden Bohrungen eine zuverlässige Abdichtung zwischen der Patrone des Rückschlagventils und dem Modulblock sicher.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Patrone mit bestimmt ausgebildetem Rückschlagventil unabhängig von der in der Gewindebohrung des Modulblocks gewünschten Öffnungsrichtung des Rückschlagventils verwendet werden kann, da die

■»5 Patrone mit dem einen oder anderen Stirnende voran einschraubbar ist.

Es ist möglich, die Abdichtung zwischen Patrone und Ringschulter der Bohrung des Modulblocks nicht durch unmittelbare Anlage, sondern indirekt über einen der Ringschulter vorgelegten Stützring, beispielsweise aus Polytetrafluoräthylen oder aus einem anderen geeigneten Kunststoff vorzunehmen. Dies hat einen doppelten Vorteil: Man kann die Umfangsfläche des Gehäuses, welches an die Ringschulter angrenzt in einem gewissen Abstand zur Ringschulter des Modulblocks anordnen, wodurch sicher verhindert wird, daß der Dichtungsring nicht in den dabei entstandenen Ringspalt gedrückt wird, sondern sich an dem etwas überstehenden Stützring rückseitig abstützt; ferner kann ein solcher

Stützring von vorneherein eine wesentlich glattere und

damit den Dichtungsring weniger leicht beschädigende

Kontur haben, ohne daß besondere Nacharbeitungen

am metallischen Gehäuse erforderlich sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von

Ausführungsformen mit Bezugnahme auf schematische Zeichnungen im einzelnen erläutert; es zeigen

F i g. 1 und 2 ein erstes Rückschlagventil, welches gemäß Fig. 1 in der einen axialen Einschraubrichtung

und gemäß F i g. 2 in der anderen axialen Einschraubrichtung in die Gewindebohrung eines Modulblocks eingeschraubt ist, wobei in beiden Fällen die Abdichtung fiber eine Schneidkante erfolgt; und

F i g. 3 und 4 ein zweites Rückschlagventil, bei dem wiederum gemäß den F i g. 1 und 2 die axiale Einschraubrichtung in die Gewindebohrung umgekehrt ist, wobei die Abdichtung hier über eine umlaufende Ecke und über einen Dichtungsring erfolgt, der jeweils im Eckbereich der Stirnseite der Patrone angeordnet ist

In einem hydraulischen oder pneumatischen Bauelement bzw. Modulblock 10 ist eine Bohrung mit einem ein Gewinde 14 tragenden Bohrungsabschnitt 12 vorgesehen. Dieses Gewinde 14 ist hier eingeschnitten gezeichnet, kann jedoch auch in einer besonderen eingelassenen Gewindebuchse verwirklicht werden.

Der Bohrungsabschnitt 12 geht in eine axial fluchtende Fortsetzungsbohrung 16 über. Im Übergangsbereich gibt es drei Abschnitte, nämlich den Bohrungsabschnitt 18 mit geringerem Durchmesser als die Gewindebohrung IZ einen Verlängerungsabschnitt 20 der Gewindebohrung 12 mit gleichem Durchmesser, jedoch ohne Fortsetzung des Gewindes, sowie eine Ringschulter 22 am Übergang zwischen Verlängerungsabschnitt 20 und Bohrungsabschnitt 18; der Verlange- rungsabschnitt 20 hat zumeist eine gegenüber der Gewindebohrung 12 geringe axiale Länge.

In die Gewindebohrung 12 ist ein Einschraubteil bzw. eine Patrone 30 völlig eingelassen. Die Patrone 30 weist in axialer Richtung einen zentralen Abschnitt 32 sowie zwei an seinen beiden axialen Enden vorgeseheile Endabschnitte 34 und 36 auf. Die Mantelfläche des zentralen Abschnitts 32 ist mit einem Außengewinde 38 versehen, welches in Gewindeeingriff mit dem Gewinde 14 der Gewindebohning 12 steht

In axialer Richtung führt durch die Patrone 30 ein Durchlaßkanal 40, dessen beide Enden, wie jeweils durch gekreuzte Schraffur deutlich gemacht, mit Sechskantflächen 42 bzw. 44 zum Einsetzen eines Sechskantschlüssels ausgebildet sind. Die Sechskantflächen 42 bilden jeweils eine kleinere Sechskantbohrung als die Sechskantflächen 44 und sind jeweils der Richtung zugewandt, aus der das hydraulische oder pneumatische Strömungsmittel gegen die eine Stirnseite der Patrone 30 anströmt. Die Einströmseite des Strömungsmittels ist in Fig. 1 und 3 mit »A«, in den F i g. 2 und 4 mit »B« bezeichnet.

Das äußere Gewinde 38 am zentralen Abschnitt 32 der Patrone 30 muß sich nicht unbedingt genau über die axiale Länge der Patrone 30 erstrecken, sondern kann so auch kurzer sein.

Die axiale Länge des Einschraubteils bzw. der Patrone 30 läßt in der Gewindebohrung 12 einen Abschnitt der Gewindelänge 14 im Modulblock 10 frei, welche zum Einschrauben eines Anschlußteils vorgesehen werden kann, z. B. einer weiterführenden Rohrleitungsbuchse mit Außengewinde.

In einer Ausdrehung im Inneren der Patrone 30 ist im Anschluß an die Sechskantfläche 42 eine Hülse 46 eingesetzt, die durch eine Einstemmung 48 gehalten wird, welche hinter einen Ringkragen 50 an dem der Sechskantfläche 42 zugewandten Ende greift. Durch diese Einstemmung ist auch noch ein Bein 52 oder eine Reihe mehrerer über den Umfang verteilter Beine eines Käfigs 54 gehalten; im einzelnen sind durch die Einstemmung der Fuß bzw. die Füße 52 des Käfigs 54 zwischen aim Hülsenteil 46 und dem Körper der Patrone 30 f<:st eingespannt. Dieser Käfig 54 weist eine sowohl mit der Gewindebohning 12 als auch mit der Fortsetzungsbohrung 16 axial fluchtende Durchgangsöffnung 56 auf und kann außerhalb dieser Durchgangsbohrung weitere Ausnehmungen aufweisen und dient dazu, den durchmessergrößeren Fußteil einer konischen Druckfeder 58 zu halten, die mit ihrem anderen durchmesserkleineren Ende einen Ventilteller 60 gegen einen an der anderen Stirnseite des Hülsenteils 46 ausgebildeten Ventilsitz 62 drückt

Der Ventilteller 60 kann eine geschlossene Scheibe sein, so daß bei Anlage des Ventiltellers 60 am Ventilsitz 62 die Strömung durch den Durchlaßkanal 40 der Patrone 30 völlig gesperrt ist; andererseits kann der Ventilteller 60 in Form einer Blendenscheibe ausgebildet sein, welche neben der Hauptbohrung 56 wenigstens eine Nebenbohrung aufweist, so daß dann das Rückschlagventil auch in der »geschlossenen« Stellung, bei der die Blendenscheibe am Ventilsitz anliegt, noch einen beschränkten Strömungsmitteldurchtritt gestattet

Das Rückschlagventil öffnet sich bei einer Druckbeaufschlagung der Seite A gemäß den F i g. 1 und 3 gegen die Rückstellkraft der Ventilfeder 58, d.h. der Ventilteller 60 bzw. die Scheibenblende hebt vom zugehörigen Ventilsitz 62 ab, während die Verschlußrichtung, d. h. die Andruckrichtung des Ventiltellers 60 bzw. der Blende gegen den Ventilsitz 62 umgekehrt ist. Bei der Einbaurichrung gemäß den F i g. 2 und 4 erfolgt dagegen der Durchgang bzw. der größere Durchfluß gegenüber einer durch eine Scheibenblende gedrosselten Strömung in der Gegenrichtung von B nach A, während die Sperrung bzw. der nur gedrosselte Durchgang von A nach B erfolgt.

Wie dargestellt hat die Fortsetzungsbohrung 16 einen wesentlich kleineren Querschnitt als die Gewindebohrung 12; die Verbindung erfolgt über die konische Ringschulter 22. Die beiden Endabschnitte 34 und 36 des Einschraubteils bzw. der Patrone 30 sind nicht nur symmetrisch zur mittleren Querschnittsebene ausgebildet, sondern die gesamte Außenkontur der Patrone 30 ist völlig axialsymmetrisch. Es versteht sich, daß diese axiale Symmetrie im Inneren der Patrone 30 bezüglich der Elemente des Rückschlagventils nicht eingehalten ist.

Bei der mit den F i g. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform sind beide Stirnenden der Endabschnitte 34 und 36 leicht konisch verjüngt und kufen jeweils in einer Schneidkante 70 bzw. 72 aus, die ihrerseits jeweils in eine flache Ausdrehung 74 zurückflieht, an die dann über eine Stufe die Sechskantfläche 42 bzw. 44 des Durchlaßkanals 40 anschließt

Die beiden Endabschnitte 34 und 36 der Patrone 30 haben einen etwas geringeren Durchmesser als die Gewindebohrung 12 und der Verlängerungsabschnitt 20 der Fortsetzungsbohrung 16.

F i g. 1 zeigt eine Betriebsstellung der Patrone 30, in welcher deren Schneidkante 70 in abdichtendem Eingriff an der konischen Ringschulter 22 anliegt. Bei dieser Betriebsstellung ist die Schneidkante 72 außer Funktion.

Bei der umgekehrten axialen Einsetzung des Einschraubteils 30 gemäß F i g. 2 liegt die Schneidkante 72 an df r Ringschulter 22 an, und die Schneidkante 70 ist außer Funktion.

In beiden Fällen ist die Patrone 30 nicht bis zum vollen Anschlag am Ende des Gewindeganges des Schraubgewindes 14 der Gewindebohrung 12 einge-

schraubt; das Einschrauben wird beendet, wenn der Einschraubwiderstand beim Anliegen der Schneidkante 70 bzw. 72 an der Ringschulter 22 ansteigt. Andererseits könnte man zusätzliche Mittel zur Begrenzung der Einschneidtiefe der Schneidkante 70, 72 in der Gegenfläche an der Ringschulter 22 vorsehen, beispielsweise das Ende 78 des Gewindegangs des Schraubgewindes 14 der Gewindebohrung 12 als Anschlag verwenden. Dieses Ende 78 des Gewindegangs könnte auch unmittelbar an der Ringschulter anschließen; der Verlängerungsabschnitt 20 dient jedoch dazu, eine Aufnahme der vollen axialen Länge der Patrone 30 zu erleichtern.

Auch bei der abgewandelten Ausführungsform gemäß den Fig.3 und 4 schlägt der mit dem Außengewinde 38 versehene zentrale Abschnitt 32 der Patrone 30 nicht am Ende 78 des Gewindegangs an, sondern endet in der Betriebsstellung vorher.

Auch hier sind die beiden Endabschnitte 34 und 36 der Patrone 30 mit etwas geringerem Durchmesser als die Gewindebohrung 12 bzw. der Verlängerungsabschnitt 20 der Fortsetzungsbohrung 16 ausgebildet Wiederum ist der Durchmesser der Gewindebohrung 12 wesentlich größer als derjenige des Bohrungsabschnittes 18 der Fortsetzungsbohrung 16, wobei ebenso wie bei der Ausführungsform gemäß den F i g. 1 und 2 eine konische Ringschulter 22 den Übergang zum Verlängerungsabschnitt 20 der Gewindebohrung 12 bildet

Bei beiden Betriebsstellungen der F i g. 3 und 4 liegt hier jedoch ein Dichtungsring 80 aus Gummi oder einem geeigneten Austauschstoff, eventuell auch verformbarem Metall, in abdichtendem Eingriff an der Ringschuiter 22 an. Zur Aufnahme des Dichtungsringes 80 ist im Eckbereich der Stirnseite des Endabschnittes 34 eine Ringnut 82 ausgespart deren Begrenzungsflächen zunächst von einer axial verlaufenden Ringwand 84 am Körper der Patrone 30, dann einer radial verlaufenden Ringfläche 86 und schließlich einer yon innen nach außen sowohl axial als radial schräg verlaufenden seitlichen Abstützfläche 88 für den Dichtungsring 80 gebildet sind. Wie aus Fig.3 ersichtlich, dient diese Abstützfläche, die entweder normal zur Fläche der Ringschulter 22 oder, wie F i g. 3 zeigt auch unter einem spitzeren Winkel verlaufen kann, dazu, daß das in Richtung von B nach A fließende Strömungsmittel den mit kreisförmigem Querschnitt versehenen Dichtungsring 80 gegen die Abstützfläche 88 preßt.

Im Endabschnitt 36 der Patrone 30 ist in der Ecke zwischen der Mantelfläche und der Stirnfläche eine stufenförmige Ecknut 90 mit im wesentlichen axial verlaufender erster Ringbegrenzungsfläche 92 und radial verlaufender Abstützfläche 94 für den Dichtungsring 80 vorgesehen.
Wie aus F i g. 4 ersichtlich, kann der Dichtungsring 80

ίο aus der Ringnut 82 herausgenommen und in die Ecknut 90 eingelegt werden. Die Einspannung des Dichtungsringes 80 zwischen den beiden Schenkeln der Ecknut 90 ist ausreichend, insbesondere, wenn der höhere Druck bei der Anordnung gemäß F i g. 4 von der Seite A her

is ansteht, und das Strömungsmittel in die Fortsetzungsbohrung 16 hineingedrückt wird.

Als unmittelbare Anschlagfläche dient bei der Ausführungsform gemäß den Fig.3 und 4 die umlaufende Kante oder Ecke der Stirnfläche im Bereich der Ringnut 82, welche in Anlage an der Ringschulter 22 kommt und so die Kompression des angelegten Dichtungsringes 80 begrenzt.

Man erkennt, daß sich die Ausführungsformen der Fig. 1, 2 und 3, 4 auch dadurch unterscheiden, daß in F i g. 1 die Förderrichtung von A nach B, also von der Fortsetzungsbohrung 16 zur Gewindebohrung 12 verläuft, in F i g. 3 zwar wiederum von A nach B, hier jedoch von der Gewindebohrung 12 zur Fortsetzungsbohrung 16. Der Ventilsitz 62 ist also in beiden Fällen verschieden, und zwar einmal in Richtung zur Gewindebohrung 12 hin und zum andern in Richtung zur Fortsetzungsbohrung 16 hin orientiert

Man erkennt, daß die Mantelfläche des jeweiligen Endabschnitts 34 bzw. 36 der Patrone 30 zylindrisch ist mit Ausnahme des Bereichs der Ringnuten 92 und 94 und eines sich leicht verjüngenden Endabschnittes 98. Die äußere Kontur der Patrone 30 ist dabei nicht nur zur Achse, sondern auch zur senkrecht zur Achse stehenden Mittelebene symmetrisch.

Ergänzend sei darauf hingewiesen, daß der Bohrungsabschnitt 18 beliebige Ausbildung haben kann, gegebenenfalls auch unter einem Winkel gegenüber der Gewindebohrung 12 verlaufen kann oder gar selbst mit einem Innengewinde versehen werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Umkehrbar, in eine abgestufte Bohrung eines Modulblocks abgedichtet einsetzbares, als Patrone ausgebildetes Rückschlagventil, dadurch gekennzeichnet,

daß der Bohrungsabschnitt mit dem größeren

Durchmesser (12) ein Gewinde aufweist,

daß die Patrone als Einschraubteil (30) ausgebildet ist, das so weit in den Bohrungsabschnitt einschraubbar ist, daß am äußeren Bohrungsende eine nutzbare

Gewindelänge frei bleibt,

daß an den stirnseitigen Enden der Patrone

Anschlagflächen vorgesehen sind, von denen je nach

Einbaurichtung eine an der Ringschulter (22) der

Bohrung (12,16) anschlägt,

und daß die Abdichtung an der Ringschulter erfolgt

2. Umkehrbar einsetzbares Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringschulter (22) der Bohrung (12, 16) des Modulblocks konisch ist

3. Röckschlagventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagflächen als Schneidkanten (70,72) ausgebildet sind.

4. Rückschlagventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß neben der jeweiligen Anschlagfläche eine ringförmige Aussparung (82; 90) zur Aufnahme eines Dichtungrings (80) ausgebildet ist.

5. Rückschlagventil nach den Ansprüchen 2 und 4, dadurch gekennzeichnet daß die eine Aussparung als Ecknut (90) und die andere als stirnseitige Ringnut (82) mit schräg nach außen verlaufender Außenflanke (88) ausgebildet ist

6. Rückschlagventil nach einem der Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringschulter (22) der Bohrung (12,16) ein Stützring vorgelegt ist.