DE3504673A1 - Selbsttaetiges rueckschlagventil - Google Patents

Selbsttaetiges rueckschlagventil

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DE3504673A1 DE19853504673 DE3504673A DE3504673A1 DE 3504673 A1 DE3504673 A1 DE 3504673A1 DE 19853504673 DE19853504673 DE 19853504673 DE 3504673 A DE3504673 A DE 3504673A DE 3504673 A1 DE3504673 A1 DE 3504673A1
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Otto Egelhof GmbH and Co KG
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    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K15/00Check valves
    • F16K15/02Check valves with guided rigid valve members
    • F16K15/06Check valves with guided rigid valve members with guided stems

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Description

  • Die Erfindung betrifft ein selbsttätiges Rückschlagventil,
  • insbesondere zum Einbau in Wärmepumpen bzw. Kühlaggregaten, mit einem Ventilkörper, dessen Kopfteil mit einem Ventilsitz zusammenwirkt und mit einem ventilkörperseitigen Führungsteil verbunden ist, welches seinerseits mit Abstand vom Kopfteil am Ventilgehäuse bzw. einem damit verbundenen Teil mit Beweglichkeit in Schließrichtung des Ventilkörpers sowie mit Spiel quer zur Schließrichtung geführt ist.
  • Bei selbsttätigen Rückschlagventilen, welche ohne externe Zwangssteuerung allein vom das Ventil durchströmenden Medium in öffnungs- bzw. Schließrichtung verstellt werden, müssen eine Vielzahl von Forderungen erfüllt werden. Dies ist insofern schwierig, als Maßnahmen zur Erfüllung einer Forderung oftmals optimale Konstruktionen zur Erfüllung einer anderen Forderung ausschließen.
  • Beispielsweise ist bei Rückschlagventilen mit kugelförmigen Ventilkörpern vorteilhaft, daß Rotationsbewegungen des Ventilkörpers, soweit sie überhaupt in nennenswertem Umfange auftreten, keinerlei Einfluß auf die Dichtigkeit des Ventiles in Schließlage des Ventilkörpers haben können, weil derselbe rotationssymmetrisch ausgebildet ist und dementsprechend mit allen Oberflächenbereichen in gleicher Weise mit dem Ventilsitz zusammenwirken kann.
  • Dagegen ist das öffnungsverhalten eines Rückschlagventiles mit kugelförmigem Ventilkörper nicht optimal. Eine Kugel besitzt nur einen vergleichsweise geringen Strömungswiderstand. Dies ist gleichbedeutend damit, daß innerhalb einer Strömung in der Umgebung der Kugel nur geringe Druckdifferenzen auftreten. Damit kann ein kugelförmiger Ventilkörper von dem das Ventil durchströmenden Fluid nur vergleichsweise schwer und langsam in öffnungsrichtung bewegt werden, wenn am Einlaß und Auslaß des Ventiles ein Druckgefälle in öffnungsrichtung desselben auftritt. Aus diesem Grunde muß damit gerechnet werden, daß der kugelförmige Ventilkörper nur bei verhältnismäßig großem Durchmesser oder bei vergleichsweise hohen Strömungsgeschwindigkeiten des das Ventil durchströmenden Mediums vollständig in die öffnungsstellung verschoben wird. Bei geringerer Strömung, d.h. im Teillastbereich des Fluidsystems, kann dagegen das Rückschlagventil mit kugelförmigem Ventilkörper nur teilweise unter Erhöhung des Drosselwiderstandes des Ventiles öffnen.
  • Hinsichtlich des Öffnungsverhaltens sind Rückschlagventile mit plattenförmigen Ventilkörpern besonders günstig. Hier läßt sich nämlich erreichen, daß das Ventil in geöffnetem Zustande nur einen geringen Druckabfall zwischen Einlaß und Auslaß verursacht und dieser Druckabfall im wesentlichen in unmittelbarer Umgebung des plattenförmigen Ventilkörpers erzeugt wird. damit kann bereits eine verhältnismäßig schwache Strömung in Durchlaßrichtung des Rückschlagventiles den Ventilkörper vollständig in seine öffnungsstellung verschieben. Darüber hinaus setzt sich der Schließkörper unverzüglich auf dem Ventilsitz dichtend auf, wen eine Umkehr der Strömungsrichtung erfolgen sollte.
  • Bei den beschriebenen Rückschlagventilen mit plattenförmigen Ventilkörpern ist jedoch nachteilhaft, daß der Ventilkörper unter Umständen zu recht heftigen Flatterschwingungen neigt, die ihrerseits zu Geräuschen und zur Verminderung der Standzeit des Ventiles führen.
  • Zur Verhinderung von Flatterschwingungen ist es bekannt, in Rückschlagventilen Ventilkörper mit plattenartigen Kopfteilen anzuordnen, die dann mittels eines an ihnen angeordneten axialen Fortsatzes in mehr oder weniger großer Entfernung von der Plattenebene am Ventilgehäuse bzw.
  • damit verbundenen Teilen geführt sind. Um jedoch trotz Fertigungstoleranzen der funktionell wesentlichen Ventilteile, wie Führungen, plattenförmige Ventilköpfe und damit zusammenwirkende Sitze, ein exaktes Schließen des Ventiles zu ermöglichen, wobei sich die dem Ventilsitz zugewandte Stirnseite des plattenförmigen Kopfteiles des Ventilkörpers dicht auf den im allgemeinen als Ringwulst ausgebildeten Ventilsitz auflegen muß, müssen die Führungen mit Spiel quer zur Schließrichtung des Ventilkörpers behaftet sein. Um die aufgrund dieses Spieles wiederum ermöglichten Flatterschwingungen des plattenförmigen Kopfteiles gering zu halten, ist es wünschenswert, wenn der zur Führung dienende axiale Fortsatz in recht großem Abstand vom Kopfteil des Ventilkörpers e geführt ist. Damit bildet der gesamte Ventilkörper ein relativ langes pendelförmiges Teil, dessen Schwenkzentrum bei den mit den Flatterschwingungen des plattenförmigen Ventilkopfes zwangsläufig verbundenen Pendelbewegungen des gesamten Ventilkörpers im Bereich der Führungen und damit in großem Abstand vom Kopfteil des Ventilkörpers liegt. Da die Schnelligkeit von Pendelbewegungen mit zunehmender Länge des Pendels abnimmt, können bei Führung des Ventilkörpers mit recht großem Abstand vom Kopfteil desselben nur vergleichsweise schwache Flatterschwingungen des Kopfteiles auftreten.
  • Allerdings muß dieser Vorteil mit dem Nachteil erkauft werden, daß bereits relativ geringe, auf den Ventilkörper quer zur Schließrichtung einwirkende Störkräfte - wie sie z.B. durch Wirbel in der Fluidströmung oder durch Erschütterungen des Ventilgehäuses hervorgerufen werden - ausreichen, das plattenförmige Kopfteil an einer exakten Einnahme der Schließlage zu hindern. Denn die genannten Störkräfte - die recht klein sein können, da auf den Ventilkörper in der Regel nur eine geringe, meist mittels einer Ventilfeder erzeugte Rückstellkraft wirkt -vermögen die Lage des Ventilkörpers derart zu verändern, daß dessen Achse gegenüber der Achse des Ventilsitzes geringfügig geneigt ist. Die Wirkung der Störkräfte ist umso größer, je größer der Abstand zwischen dem plattenförmigen Kopfteil des Ventilkörpers und dessen Führungen am Fortsatz ist.
  • Aus diesem Grunde kann der Abstand zwischen Führungen und plattenförmigem Kopfteil in der Regel nicht optimal bemessen werden.
  • Um den Einfluß der genannten Störkräfte zu verringern, ist es bereits bekannt, am plattenförmigen od.dgl. Kopfteil eines Ventilkörpers, welcher mittels eines an das Kopfteil anschließenden Fortsatz es in größerem Abstand vom Kopfteil am Gehäuse oder damit verbundenen Teilen in Schließrichtung sowie mit Spiel quer zur Schließrichtung geführt ist, eine als Mantelfläche eines Kegelstumpfes ausgebildete Dichtfläche anzuordnen, welche mit einem als ringförmige Kante ausgebildeten Ventilsitz zusammenwirkt.
  • Bei dieser Ausgestaltung können quer zur Schließrichtung wirkende Storkräfte das Kopfteil des Ventilkörpers kaum noch bei der Einnahme der Schließlage im Ventilsitz behindern.
  • Jedoch ist zu berücksichtigen, daß der gesamte Ventilkörper aufgrund der spielbehafteten Führung mit seiner Achse eine zur Achse des Ventilsitzes geringfügig geneigte Lage einnehmen kann, bei der die kegelmantelartige Dichtfläche des Ventilkörpers nur noch dann dicht auf dem Ventilsitz aufsitzen kann, wenn die Dichtfläche und/oder der Ventilsitz eine hinreichende elastische Verformbarkeit besitzen. Dies ist aber gleichbedeutend mit einer Einschränkung hinsichtlich der für den Ventilsitz und/oder das Kopfteil des Ventilkörpers verwendbaren Materialien.
  • Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein Ventil zu schaffen, bei dem eine gute öffnungscharakteristik, geringe Flatterneigung, hohe Stabilität gegenüber Störkräften sowie eine exakte Schließung auch bei Lagen des Ventilkörpers mit zur Schließrichtung geneigter Achse und weitestgehende Freiheit bezüglich der für das Kopfteil des Ventilkörpers sowie den Sitz verwendbaren Materialien gleichzeitig erreichbar sind.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Rückschlagventil der eingangs angegebenen Art gelöst, wenn die in Schließlage aufeinandersitzenden ringförmigen Dichtflächen von Kopfteil und Ventilsitz einerseits als ring- bzw. kreisförmiger Ausschnitt einer Kugelmantelfläche und andererseits als auf diesem Ausschnitt tangential auf legbarer schmaler Ringstreifen ausgebildet sind, dessen Durchmesser kleiner als der Außendurchmesser des Ausschnittes ist.
  • Dabei ist bevorzugt vorgesehen, die Dichtflächen derart auszubilden, daß eine den Berührungsbereich zwischen Kugelmantelfläche und Ringstreifen tangential zur Berührungszone zwischen denselben durchdringende Kegelmantelfläche sich unter einem öffnungswinkel zwischen 400 0 und 140 trichterförmig erweitert.
  • Da der Durchmesser des Ringstreifens kleiner ist als der Außendurchmesser des ring- bzw. kreisförmigen Ausschnittes der die eine Dichtfläche bildenden Kugelmantelfläche kann der Ringstreifen innerhalb eines vorgebbaren Bereiches mit unterschiedlicher Neigung seiner Achse bezüglich der Achse des ring- bzw. kreisförmigen Ausschnittes tangential auf denselben aufgelegt werden. Dies ist gleichbedeutend damit, daß die Dichtflächen von Kopfteil und Ventilsitz auch dann ohne Verformung dicht aufeinander aufliegen können, wenn das Kopfteil des Ventilkörpers im Rahmen der durch die Ventilkonstruktion, insbesondere durch das Führungsspiel, vorgegebenen Bewegungsmöglichkeiten eine mit seiner Achse zur Achse des Ventilsitzes geneigte Lage einnimmt. Gleichzeitig ist jede der möglichen Schließlagen gegenüber Störkräften quer zur Ventilkörperachse bzw. Schließrichtung außerordentlich stabil, weil die zwischen Kopfteil und Ventilsitz auftretenden Abstützkräfte eine große Komponente quer zur Schließrichtung bzw. Ventilkörperachse aufweisen und damit den Störkräften wirksam entgegenwirken. Dies gilt insbesondere, wenn der öffnungswinkel der oben angegebenen Kegelmantelfläche, welche die Berührungszone zwischen Ventilkörper und Ventilsitz tangential durchsetzt, im bevorzugten Bereich liegt.
  • Darüber hinaus kann das Ventil praktisch ohne Flatterschwingungen arbeiten, weil die Führungen des Ventilkörpers mit großem Abstand von dessen Kopfteil angeordnet werden können, ohne die Stabilität gegen Störkräfte entscheidend zu beeinflussen. In der Regel wird sogar mit zunehmendem Abstand zwischen Kopfteil und Führungen eine Verbesserung der Stabilität gegen die Störkräfte erzielt.
  • Schließlich besteht hinsichtlich der Form des Ventilkörpers eine große konstruktive Freiheit, so daß dessen Kopfteil ohne weiteres scheibenförmig oder in sonstiger Weise derart ausgestaltet werden kann, daß das am Kopfteil bei teilgeöffnetem Ventil vorbeiströmende Fluid einen vergleichsweise ausgeprägten Druckabfall am Ventilkopf, d.h. eine relativ deutliche Differenz zwischen dem Druck auf der entgegen der Strömungsrichtung weisenden Vorderseite und dem Druck auf der in Strömungsrichtung weisenden Rückseite des Ventilkopfes, erzeugen kann, um eine gute öffnungscharakteristik zu erzielen.
  • Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Dichtfläche des Kopfteiles konvex, als ring- bzw. kreisförmiger Ausschnitt der Kugelmantelfläche und die Dichtfläche des Sitzes als kegelmantelförmiger Ringstreifen ausgebildet ist.
  • Stattdessen kann auch vorgesehen sein, daß die Dichtfläche des Sitzes als Ringstreifen in Form eines Torusausschnittes ausgebildet ist, welcher im Grenzfall die Form einer Ringkante besitzen kann.
  • Bei beiden Ausführungsformen ist gewährleistet, daß die Dichtflächen auch bei schräger Ausrichtung der Ventilkörperachse gegenüber der Sitzachse längs einer Kreislinie exakt tangential aufeinander aufliegen können, ohne daß dazu eine Verformung einer oder beider Dichtflächen notwendig wäre.
  • Die Anordnung einer torusförmigen Dichtfläche am Ventilsitz ist in der Regel bevorzugt, weil dann eine höhere Linienpressung zwischen den Dichtflächen auftritt.
  • Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtfläche des Sitzes konkav als ringförmiger Ausschnitt einer Kugelmantelfläche und die Dichtfläche des Kopfteiles konvex, als Ringstreifen in Form eines Torusausschnittes ausgebildet ist. Auch hier sind wiederum verkippte Lagen der Ventilkörperachse gegenüber der Sitzachse ohne Beeinträchtigung der Dichtheit des Ventiles in Schließlage möglich.
  • Um mit schwachen Rückstellfedern auszukommen und die Trägheit zu vermindern, kann der Ventilkörper bei allen dargestellten Ausführungsformen aus Kunststoff hergestellt sein. Eine derartige Ausbildung bietet oftmals auch hinsichtlich der Verschleißarmut Vorteile, weil dazu in der Regel miteinander zusammenwirkende Dichtflächen aus unterschiedlich harten Materialien günstig sind, jedenfalls dann, wenn - wie bei der Erfindung - die Dichtflächen großflächig tangential aufeinander aufliegen und damit gegeneinander keinerlei Kerb- oder Schneidwirkung auszuüben suchen.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Dabei zeigen Fig. 1 bis 5 Axialschnitte dreier bevorzugter Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Rückschlagventiles und Fig. 6 und 7 Darstellungen zur Abschätzung der Stabilität der erfindungsgemäßen Ventile gegenüber Störkräften.
  • Die Fig. 1 bis 3 zeigen drei verschiedene Ausgestaltungen des Kopfteiles des Ventilkörpers sowie des Ventilsitzes für ein erfindungsgemäßes Rückschlagventil.
  • Nach Fig. 1 besitzt der Ventilkörper eine konvexe Dichtfläche 1, welche die Form einer Kegelstumpfmantelfläche eines Kegels mit dem öffnungswinkel X hat. Die Dichtfläche 1 wirkt mit einer Dichtfläche 2 an einem Kopfteil 3 eines Ventilkörpers 4 zusammen. Die ringförmige Dichtflcche 2 besitzt die Form eines ringförmigen Ausschnittes aus einer Kugelmantelfläche mit dem Mittelpunkt M auf der Mittelachse des Ventilkörpers 4.
  • An das Kopfteil 3 des Ventilkörpers 4 schließt sich ein zylindrischer Fortsatz 5 an, welcher mit - übergroß dargestelltem - Spiel auf einem fest am nicht dargestellten Gehäuse des Ventiles angeordneten Führungszapfen 6 geführt ist. Aufgrund des Spieles kann der Ventilkörper 4 eine Schließlage, wie sie beispielhaft dargestellt ist, auch dann erreichen, wenn der Führungszapfen 6 nicht exakt gleichachsig zur Achse des Ventilsitzes bzw. der Dichtfläche 1 angeordnet ist, beispielsweise weil die Achse des Führungszapfens 6 gegenüber der Achse des Ventilsitzes geneigt oder versetzt ist. Entsprechendes gilt auch, wenn der Führungszapfen 6 keinen exakt kreisförmigen Querschnitt aufweist.
  • Wie der Fig. 1 unmittelbar zu entnehmen ist, ermöglicht die sphärische Dichtfläche 2 der Kopfteiles 3 auch bei Schieflagen des Ventilkörpers 4 - d.h. wenn dessen Achse zur Achse des Ventilsitzes geneigt ist - eine einwandfreie Abdichtung, weil die Dichtfläche 2 in jedem Falle längs einer Kreislinie (bzw. bei Berücksichtigung der Materialelastizität längs eines kreisringförmigen Streifens) auf der Dichtfläche 1 des Sitzes aufliegen kann.
  • Die Ausführungsform nach Fig. 2 ist gegenüber der Fig. 1 dargestellten Ausführungsform lediglich dadurch abgewandelt, daß die Dichtfläche 1 des Sitzes einen ringförmigen Ausschnitt einer Torusmantelfläche bildet, wobei im dargestellten Beispiel ein Torus mit kreisförmigem Querschnitt angenommen wird. Grundsätzlich ist jedoch auch ein anderer Querschnitt, beispielsweise Ellipsenquerschnitt, möglich.
  • Darüber hinaus kann die Dichtfläche 1 im Querschnitt des Ventilsitzes auch eine Hyperbel oder eine andere gleichförmig gekrümmte Linie bilden.
  • Im Beispiel der Fig. 2 liegt die Dichtfläche 2 des Ventilkörpers 4 in dessen Schließlage - unabhängig davon, ob der Ventilkörper 4, wie dargestellt, mit seiner Achse schräg zur Achse des Sitzes ausgerichtet ist oder nicht - längs einer Kreislinie auf der Dichtfläche 1 des Ventilsitzes auf. Dabei liegt die Kreislinie auf einer die Berührungszone zwischen den Dichtflächen 1 und 2 tangential zu denselben durchsetzenden Kegelmantelfläche, welche sich mit Winkel > trichterförmig erweitert.
  • Im übrigen gelten die Ausführungen zu Fig. 1 sinngemäß zu Fig. 2.
  • Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist die Dichtfläche 1 des Sitzes konvex als ringförmiger Ausschnitt einer Kugelmantelfläche ausgebildet, während die Dichtfläche 2 des Kopfteiles 3 des Ventilkörpers 4 einen ringförmigen Ausschnitt einer Torusmantelfläche darstellt. Auch hier können die Dichtflächen 1 und 2 unabhängig von der möglichen Verwinkelung der Achsen des Ventilsitzes und des Ventilkörpers 4 gegeneinander längs einer geschlossenen Kreis linie exakt aufeinanderliegen, welche ihrerseits auf einer Kegelmantelfläche liegt, die die Berührungszone zwischen den Dichtflächen 1 und 2 tangential zu denselben durchsetzt. Im Falle der Fig. 3 ist der zur Kegelmantelfläche zugehörige Kegel mit öffnungswinkel oc gleichachsig zur Achse des Ventilkörpers 4 (bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 2 ist der entsprechende Kegel gleichachsig zur Achse des Sitzes ausgerichtet).
  • Im übrigen gelten die Ausführungen zu den vorangehenden Figuren sinngemäß.
  • Die Fig. 4 und 5 zeigen nun in konstruktiverer Form zwei Axialschnitte von Ausführungsformen, bei denen die Dichtflächen 1 und 2 von Ventilsitz und Ventilkörper 4 in prinzipiell gleicher Weise wie in Fig. 2 ausgebildet sind.
  • Nach Fig. 4 ist ein im wesentlichen rohrförmiges Ventilgehäuse 7 vorgesehen, welches sich zu den an seinen Stirnenden angeordneten Einlaß- bzw. Auslaßöffnungen hin trichterförmig etwas verjüngt. An die Einlaßöffnung anschließend ist innerhalb des Gehäuses 7 ein rohrförmiger Ventilsitzkörper 8 mit der Dichtfläche 1 angeordnet. Der zur Führung des zylindrischen Fortsatz es 5 des Ventilkörpers 4 dienende Führungszapfen 6 ist mittels - in Achsansicht des Ventiles gesehen - sternförmig angeordneter Stege 9 im Gehäuse 7 gehaltert.
  • Die Ausführungsform nach Fig. 5 weicht von derjenigen nach Fig. 4 lediglich darin ab, daß der zylindrische Fortsatz 5 des Ventilkörpers 4 in einem Zylinderteil 10 teleskopartig geführt ist, welches wiederum mittels der Stege 9 im Gehäuse 7 gehaltert ist.
  • Nachfolgend wird die Stabilität der Schließlage eines Ventiles gemäß Fig. 5 gegenüber Störkräften abgeschätzt.
  • Um die Abschätzung zu vereinfachen, bleibt dabei die Reibung unberücksichtigt. Unter Störkraft wird in diesem Zusammenhang eine Kraft quer zur Achse des Ventilkörpers 4 verstanden. Dabei soll nun abgeschätzt werden, welche Größe diese Kraft maximal haben darf, damit der Ventilkörper 4 noch in die Schließstellung gelangen kann. Es sei zunächst angenommen, daß die Störkraft durch Erschütterungen od.dgl. hervorgerufen wird. In diesem Falle kann die Störkraft als eine im Schwerpunkt des Ventilkörpers 4 quer zu dessen Achse angreifende Kraft dargestellt werden.
  • Zweckmäßierweise wird nicht die absolute Größe der maximal zulässigen Störkraft abgeschätzt, sondern vielmehr das Größenverhältnis zwischen der maximal zulässigen Störkraft und einer den Ventilkörper 4 in Schließrichtung beaufschlagenden tZückstellkraft, welche beispielsweise durch eine in Fig. 5 nicht dargestellte Feder erzeugt werden kann, die zwischen dem in der Fig. 5 rechten Ende des Fortsatzes 5 und dem zugewandten Boden des Zylinderteiles 10 eingespannt sein kann.
  • Auf den Ventilkörper 4 der Fig. 5 wirken also die Rückstellkraft FR sowie die dazu senkrechte Störkraft Fs.
  • Beide Kräfte können als im Schwerpunkt S des Ventilkörpers 4 angreifend angesehen werden. Aufgrund der Störkraft F5 tritt zwischen den Dichtflächen 1 und 2 eine in der von den Kräften FR und F5 aufgespannten Ebene liegende Abstützkraft FA auf, die an der Berührungszone zwischen den Dichtflächen 1 und 2 senkrecht zu den genannten Flächen ausgerichtet ist. Im dargestellten Beispiel verläuft die Richtung der Kraft FA auf der vom Ventilsitz abgewandten Seite des Schwerpunktes S an demselben vorbeil Dementsprechend suchen die Rückstellkraft FR und die Störkraft FS den Ventilkörper 4 in Fig. 5 entgegen dem Uhrzeigersinn zu verdrehen. Eine solche Drehung wird allerdings durch eine zwischen dem Fortsatz 5 und dem Zylinderteil 10 auftretende weitere Abstützkraft FB verhindert, die in der Ebene der vorgenannten Kräfte senkrecht zur Achse des Ventilkörpers 4 ausgerichtet ist. Im dargestellten Beispiel sei angenommen, daß der Fortsatz 5 im Bereich des Stirnendes des Zylinderteiles 10 an dessen Innenseite anliegt, so daß die Abstützkraft FB im Bereich dieses Stirnendes wirkt. Die genannten Kräfte müssen gemäß Fig. 6 einen geschlossenen Linienzug bilden, solange die Störkraft FS nicht den maximal zulässigen Wert überschritten hat, d.h. solange der Ventilkörper 4 seine Schließlage noch erreichen kann. Die Figur 6 zeigt nun den von den vorgenannten Kräften gebildeten Linienzug im Falle der maximal tolerierbaren Störkraft F5.
  • Aufgrund der relativ großen Länge des Fortsatz es 5 muß die Abstützkraft FB deutlich geringer sein als die Abstützkraft FA Da nun aber die Abstützkraft FA eine erhebliche Komponente besitzt, die entgegen der Störkraft FS gerichtet und durch die Abstützkraft FB nur geringfügig vermindert wird, kann die Störkraft FS relativ große Werte im Vergleich zur Rückstellkraft FR annehmen, wie es in Fig. 6 dargestellt ist.
  • Fig. 7 zeigt nun ein Diagramm, bei dem das Verhältnis der Beträge von F5 (Störkraft) und FR (Rückstellkraft) in Abhängigkeit von der Länge x des Fortsatzes 5 aufgetragen ist, wobei angenommen wird, daß das Maß der Uberlappung von Fortsatz 5 und Zylinderteil 10 in Schließlage des Ventilkörpers 4 in allen Fällen gleich sein soll, d.h. mit zunehmender Länge des Fortsatzes 5 würde der überlappungsbereich zwischen dem Zylinderteil und dem Fortsatz 5 in Fig. 5 nach rechts verschoben.
  • Mit zunehmender Länge x des Fortsatzes 5 verlagert sich notwendigerweise der Schwerpunkt S in Fig. 5 nach rechts, so daß die Richtung der Abstützkraft FA bei entsprechender Länge des Fortsatzes 5 zwischen dem Schwerpunkt S und dem Ventilsitz hindurchgeht. Da die Störkraft FS am Schwerpunkt S angreift, suchen die Rückstellkraft FR und die Störkraft F5 bei der zuletztgenannten Lage des Schwerpunktes S den Ventilkörper 4 im Uhrzeigersinne zu drehen, was jedoch wiederum durch das Zusammenwirken von Fortsatz 5 und Zylinderteil 10 verhindert wird, beispielsweise, indem der Fortsatz 5 mit seinem Ende am Zylinderteil 10 anliegt, wobei eine Abstützkraft Fb auftritt.
  • Die Kurve K in Fig. 7 gibt nun die Abhängigkeit des Verhältnisses der Beträge der Kräfte F5 und FR von der Länge x des Fortsatzes 5 beispielhaft wieder. Dabei bezieht sich der Kurvenabschnitt K1 auf den Fall, daß der Schwerpunkt S gemäß Fig. 5 eine Lage hat, bei der die Kraft FA auf der vom Ventilsitz abgewandten Seite des Schwerpunktes S an demselben vorbeigerichtet ist.
  • Der Abschnitt K2 bezieht sich auf den Fall, daß der Schwerpunkt S eine Lage einnimmt, bei dem die Abstützkraft FA eine zwischen dem Schwerpunkt S und dem Ventilsitz hindurchgehende Richtung hat. Im Ubergangspunkt zwischen den Abschnitten K1 und K2 ist die Abstützkraft FA in Richtung des Schwerpunktes S ausgerichtet.
  • Man erkennt, daß das Verhältnis der Beträge der Kräfte FS und FR, welches die Stabilität der Schließlage wiedergibt, mit zunehmender Länge des Fortsatzes 5 mehr dder weniger stark ansteigt, jedenfalls im Gegensatz zu bekannten Konstruktionen nicht wesentlich absinkt.
  • Somit ist es erfindungsgemäß möglich, daß einerseits große Störkräfte toleriert werden können und andererseits durch entsprechende Länge des Fortsatzes 5 Flatterschwingungen des Kopfteiles 3 stark vermindert werden.
  • Die dargestellte Abschätzung gilt in prinzipell gleicher Weise, wenn anstelle von Störkräften, die durch Erschütterungen od.dgl. bewirkt werden und dementsprechend im Schwerpunkt des Ventilkörpers 4 angreifen, solche Störkräfte betrachtet werden, die von der Strömung des Fluides erzeugt werden. Diese Störkräfte können in der Regel als eine senkrecht zur Achse des Ventilkörpers 4 ausgerichtete Kraft dargestellt werden, wobei der auf der Ventilkörperachse liegende Kraftangriffspunkt nicht mit dem Schwerpunkt übereinstimmen muß. Die Lage des Kraftangriffspunktes wird vielmehr durch die Form des Ventilkörpers 4 und insbesondere durch die Form des Kopfteiles 3 bestimmt.
  • Im Ergebnis gelten jedoch ähnliche Verhältnisse, wie sie in Fig. 7 dargestellt sind.
  • Anhand der Fig. 7 wurde ein besonders ungünstiger Fall erörtert. In der Praxis sind die Verhältnisse noch günstiger.

Claims (6)

  1. Selbsttätiges Rückschlagventil Ansprüche 1. Selbsttätiges Rückschlagventil, insbesondere zum Einbau in Wärmepumpen oder Kühlaggregaten od.dgl., mit einem Ventilkörper, dessen Kopfteil mit einem Ventil sitz zusammenwirkt und mit einem ventilkörperseitigen Führungsteil verbunden ist, welches seinerseits mit Abstand vom Kopfteil am Ventilgehäuse bzw.
    an damit verbundenen Teilen mit Beweglichkeit in Schließrichtung des Ventilkörpers sowie mit Spiel quer zur Schließrichtung geführt ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die in Schließlage aufeinandersitzenden ringförmigen Dichtflächen (1,2) von Kopfteil (3) und Ventilsitz einerseits als ring- bzw. kreisförmiger Ausschnitt einer Kugelmantelfläche und andererseits als auf diesem Ausschnitt tangential auflegbarer schmaler Ringstreifen ausge- bildet sind, dessen Durchmesser kleiner als der Außendurchmesser des Ausschnittes ist.
  2. 2. Rückschlagventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Ausbildung der Dichtflächen (1,2) derart, daß eine den Berührungsbereich zwischen Kugelmantelfläche und Ringstreifen tangential zur Berührungszone durchdringende Kegelmantelfläche sich unter einem öffnungswinkel (cc ) zwischen 400 und 1400 trichterförnig erweitert.
  3. 3. Rückschlagventil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtfläche (2) des Kopfteiles (3) konvex, als ring- bzw. kreisförmiger Ausschnitt der Kugelmantelfläche und die Dichtfläche (1) des Sitzes als kegelmantelförmiger Ringstreifen ausgebildet ist (Fig. 1).
  4. 4. Rückschlagventil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtfläche (2) des Kopfteiles (3) konvex, als ring- bzw. kreisförmiger Ausschnitt der Kugelmantelfläche und die Dichtfläche (1) des Sitzes als Ringstreifen in Form eines Torusausschnittes ausgebildet ist (Fig. 2).
  5. 5. Rückschlagventil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtfläche (1) des Sitzes konkav, als ringförmiger Ausschnitt einer Kugelmantelfläche und die Dichtfläche (2) des Kopfteiles (3) konvex als Ringstreifen in Form eines Torusausschnittes ausgebildet ist (Fig. 3).
  6. 6. Rückschlagventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (4) bzw. dessen Kopfteil (3) aus Kunststoff bestehen.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020165089A1 (en) * 2019-02-11 2020-08-20 Borregaard As Check valve

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29810977U1 (de) * 1998-06-19 1998-08-20 Rietbergwerke Gmbh & Co Kg Schwimmerventil

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1576269A (en) * 1925-06-11 1926-03-09 John H Durant Check valve
US2002783A (en) * 1933-07-31 1935-05-28 Jon R Long Valve
DE2106424A1 (de) * 1971-02-11 1972-08-17 Lister Landgeraete Gmbh Fuß ventil für Viehtränkepumpen
DE3004145A1 (de) * 1980-02-05 1981-08-06 Heilmeier & Weinlein Fabrik für Oel-Hydraulik GmbH & Co KG, 8000 München Saugventil

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1576269A (en) * 1925-06-11 1926-03-09 John H Durant Check valve
US2002783A (en) * 1933-07-31 1935-05-28 Jon R Long Valve
DE2106424A1 (de) * 1971-02-11 1972-08-17 Lister Landgeraete Gmbh Fuß ventil für Viehtränkepumpen
DE3004145A1 (de) * 1980-02-05 1981-08-06 Heilmeier & Weinlein Fabrik für Oel-Hydraulik GmbH & Co KG, 8000 München Saugventil
GB2068509A (en) * 1980-02-05 1981-08-12 Heilmeier & Weinlein Suction valves

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020165089A1 (en) * 2019-02-11 2020-08-20 Borregaard As Check valve

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DE3504673C2 (de) 1989-01-05

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