DE4203161C2 - Hydraulisches Rückschlag- oder Überströmventil - Google Patents
Hydraulisches Rückschlag- oder ÜberströmventilInfo
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K15/00—Check valves
- F16K15/02—Check valves with guided rigid valve members
- F16K15/04—Check valves with guided rigid valve members shaped as balls
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Description
Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Rückschlag-
oder Überströmventil, mit einem mehrteiligen Gehäuse,
mit einem kreisförmigen Ventilsitz und einem Ventilkörper,
der in der Schließlage mit einer Kugelkalottenfläche
an dem Sitz anliegt und gegen die Wirkung einer an
dem Ventilkörper anliegenden Feder zum Öffnen des Ven
tils von dem Sitz abhebt, wobei die Feder an ihrer
anderen Seite an einer dem Sitz abgewandten Seite des
Gehäuses anliegt und zentriert ist.
Ein Ventil dieser Art ist aus der
DE 31 12 932 C2 bekannt. Der eingesetzte Ventilkörper besteht
aus einer Kugellagerkugel, die spanend nachbearbeitet
ist, so daß ein Integral mit der Kugelkalotte verbundener
Schaft entsteht, der in einer entsprechenden Gehäuse
bohrung geführt ist. Der Ventilkörper wird mit Hilfe
einer Kegelfeder auf dem Sitz gehalten, die an einer
durch die spanende Bearbeitung an der Kugel entstandenen
Anlagefläche anliegt.
Dieses bekannte Ventil läßt sich bereits mit einer
kürzeren Baulänge herstellen als bisherige Ventile
dieser Bauart, bei denen die Feder direkt an einer
vollständigen Kugel anliegt, es gibt jedoch nach wie
vor Nachteile, die zum Teil durch die Formänderung
an der Kugel erst entstanden sind. Beim plötzlichen
Öffnen wird z. B. die Kegelfeder vollständig zusammenge
drückt und von der Anlagefläche an der Kugel beauf
schlagt. Somit ist die Feder bei jedem plötzlichen
Öffnungsvorgang des Ventils einer Schlagbeanspruchung
unterworfen, die zum Bruch oder zur Ermüdung der Feder
führen kann. Ein weiterer Nachteil ist die nach wie vor
ziemlich große Masse des Ventilkörpers, die trotz der
spanenden Bearbeitung durch die Herausbildung des Schaftes
unabdingbar ist.
Aus der US 1890513 ist ein Ventil mit einem als Kugelsegment
ausgebildeten Ventilkörper bekannt, der in der Schließlage
in einem entsprechend kugelförmig ausgebildeten Ventilsitz
anliegt. Um eine leckfreie Schließlage eines derartigen Ven
tils zu, gewährleisten, ist es erforderlich, die Dichtfläche
des Kugelsegments sowie die Dichtfläche des Ventilsitzes
paßgenau herzustellen. Infolge dessen entsteht jedoch zwi
schen den Dichtflächen eine Klebewirkung, die die Ansprech
zeit des Ventils erhöht, da eine höhere Kraft für das Öffnen
des Ventils erforderlich ist. Zudem schließt dieses Ventil
allein aufgrund der Gewichtskraft des Ventilkörpers. Der
Einsatz des Ventils ist daher auf die Anwendungsfälle be
schränkt, in denen durch die Einbaulage gewährleistet ist,
daß der Ventilkörper in der Schließlage in dem Ventilsitz
anliegt.
Auch bei dem aus der DE 36 27 865 A1 bekannten Ventil wird ein
kugelförmiger Ventilkörper verwendet, der radial in einer
zentralen Bohrung des Ventils geführt und durch eine Feder
im Ventilsitz gehalten wird. An der Mantelfläche des Ventil
körpers angebrachte Abflachungen sowie den Ventilkörper
durchdringende Verbindungskanäle bilden in der Öffnungslage
des Ventils einen nur sehr geringen Durchschlußquerschnitt
für die die Kugel umströmende bzw. durchströmende Flüssig
keit. Nachteilig bei diesem Ventil ist auch die große Masse
des Ventilkörpers, die auch durch die den Durchflußquer
schnitt bildenden Öffnungen und Abflachungen nicht wesent
lich verringert wird.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Ventil der eingangs
genannten Art so zu verbessern, daß eine noch kürzere
Bauweise möglich ist, eine Beschädigung der Feder durch
den Betrieb unterbunden wird, das Ansprechverhalten
bzw. die Schaltgeschwindigkeit durch eine weitere Ab
senkung der bewegten Massen verbessert wird sowie der
Sitz durch die geringere Masse geschont wird.
Die Erfindung schlägt zur Lösung dieser Aufgabe vor,
daß der Ventilkörper aus einer Kugelschale besteht,
die auf ihrer Innenseite einen Zentriersitz für die
hier anliegende Seite der Feder hat, und daß der Rand
der Kugelschale in der Schließlage bei paralleler Aus
richtung zu dem Sitz in Öffnungsrichtung einen so geringen
Abstand von der Innenseite des Gehäuses hat, daß bei
einer gleichzeitigen Berührung der Kugelkalotte mit
dem Sitz einerseits und des Kugelschalenrandes mit
dem Gehäuse andererseits, also bei einer schrägen Aus
richtung des Randes zu dem Sitz, der Sitz im Bereich
der Kalotte bleibt.
Die Erfindung wendet sich ab von einer Führung des
Ventilkörpers mit Hilfe eines Schaftes und einer Boh
rung und behält die Kontrolle über den Ventilkörper
statt dessen über die Führung mit Hilfe der Feder und
vor allen Dingen über die Begrenzung des Gehäuseinnen
raumes, so daß der Ventilkörper bei voller Öffnung
kontrolliert an dem Gehäuse anliegt und sich so ausrichtet.
Im übrigen sind die Abmessungen des Ventilkörpers so
gewählt, daß auch eine Schrägstellung unschädlich ist.
Dem Ventilkörper wird also viel Freiraum gelassen, jedoch
nur soviel, daß er seine funktionsbedingten Bewegungen
ausführen kann, nicht jedoch den sicheren Funktionsbereich
verlassen kann.
Die Verwendung einer Kugelschale für den Ventilkörper
hat mehrere Vorteile. Zum einen ist ein äußerst geringes
Gewicht erzielbar, so daß das Ventil beinahe so leicht
öffnet und schließt wie ein sog. Plattenventil, das
jedoch schwer 100% abzudichten ist. Zum anderen bietet
die Kugelschalenform die Möglichkeit, die Feder so
unterzubringen, daß sie bei voll geöffnetem Ventilkör
per nicht auf Block liegt, sondern lediglich im zulässigen
Elastizitätsbereich zusammengedrückt wird.
Um die Führung des Schließkörpers durch die Feder
zu verbessern, kann sie aus einem im Querschnitt recht
eckförmigen Draht bestehen, dessen längere Seiten im
wesentlichen parallel zur Ebene des Sitzes angeordnet
sind. Dadurch entsteht eine Schraubenfeder, die gegen
Schub besonders widerstandsfähig ist, jedoch in der
funktionsgemäßen Druckrichtung sehr weich sein kann.
Es ist ungewiß, jedoch jederzeit möglich, daß sich
der als Kugelschale ausgebildete Ventilkörper während
des Betriebes schrägstellt, also der Rand der Kugel
schale nicht mehr parallel zur Ebene des Sitzes angeordnet
ist. Damit für diese Betriebszustände keine Berührung
zwischen dem inneren Rand der Kugelschale und der Außen
seite der Feder erfolgt, ist gemäß einer Weiterbildung
vorgesehen, daß sich die Kugelschale vom Zentriersitz
der Feder aus sprunghaft oder kelchförmig erweitert.
Die sprunghafte Erweiterung kann also Zylinderform
oder darüber hinaus selbstverständlich auch eine Kegel
stumpfform aufweisen. Es kommt nur darauf an, daß auch
bei maximaler Schrägstellung der Kugelschale diese
und die Feder sich nur im Bereich des Zentriersitzes
berühren.
Zur Verwirklichung einer extrem niedrigen Bauhöhe des
Ventils wird eine Kugelschale verwendet, deren Höhe
niedriger ist als eine Halbkugel desselben Radius.
Außerdem wird dadurch das Gewicht des Schließkörpers
reduziert, so daß das Ansprechverhalten äußerst fein
ist. Wenn bei einem konkreten Anwendungsfall oder z. B.
aus Gründen der besseren Umströmung eine höhere Kugel
schale erforderlich ist, deren Höhe z. B. höher als eine
Halbkugel desselben Radius ist, kann selbstverständlich
diese höhere Form gewählt und verwendet werden. Die
Bauhöhe des Ventils nimmt dadurch in ganz geringem Maße
zu.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in der Zeich
nung dargestellt ist, wird nachfolgend näher erläutert;
die einzige Figur der Zeichnung zeigt:
eine schematische Querschnittsansicht durch ein Ventil gemäß der Erfindung, dargestellt in der Schließlage.
eine schematische Querschnittsansicht durch ein Ventil gemäß der Erfindung, dargestellt in der Schließlage.
Das in der Figur wiedergegebene Rückschlagventil, das
auch als Überströmventil eingesetzt werden kann, be
steht aus einem zweiteiligen Gehäuse 1, dessen Oberteil
2 mit einem verformbaren Rand in einen kegeligen Schlitz
in einem Unterteil 3 eingepreßt ist. Das Unterteil
3 ist mit Hilfe eines Dichtringes 4 zwischen zwei Bau
teilen gehalten, die z. B. einen Ventilblock und ein
Pumpengehäuse oder dergleichen repräsentieren. Statt
der gezeigten Einspannung des Unterteils 3 zwischen
zwei Bauteilen kann das Unterteil 3 auch mit einem
Gewinde versehen sein, so daß es in eine Gewindeboh
rung eingeschraubt werden kann.
Im Inneren des Gehäuses 1 befindet sich als Ventilkör
per eine Kugelschale 5, die annähernd an ihrer tiefsten
Stelle mit einem Zentriersitz 6 für eine Feder 7 versehen
ist. Das andere Ende der Feder 7 liegt in einer Aus
drehung 8 im Oberteil 2 des Gehäuses 1. Die einzige
Figur der Zeichnung gibt die ideale Schließlage wieder,
bei der der Rand der Kugelschale 5 allseits einen Ab
stand a von der Innenseite des Oberteils 2 aufweist.
In der Praxis kann es jedoch vorkommen, daß der Abstand
a ungleichmäßig entlang des Umfangs der Kugelschale 5
ist, daß also die Kugelschale 5 mit ihrem Rand schräg
zur Ebene eines Sitzes 9 ausgerichtet ist, der sich im
Unterteil 3 als kreisförmige Berührfläche darbietet. Da
die Außenfläche der Kugelschale 5 eine Kugelkalotte ist,
ist eine Schräglage wie vorangehend beschrieben hinsicht
lich der Dichtheit unschädlich.
Es ist deutlich zu erkennen, daß die Kugelschale 5
von dem Zentriersitz 6 aus kelchartig geöffnet ist,
so daß auch an dieser Stelle, nämlich der Innenseite
der Kugelschale, keine Berührung mit der Außenseite
der Feder 7 stattfindet, selbst wenn die Kugelschale
5 eine starke bzw. die maximal mögliche Schräglage
aufweist.
Das dargestellte Ventil Verhindert eine Strömung von
oben nach unten, läßt jedoch eine Strömung von unten
nach oben zu. Wenn beispielsweise durch das Öffnen
eines Ventiles oder durch das Anschalten einer Pumpe
eine starke Druckwelle auf das Ventil zuläuft, wird
die Kugelschale 5 aufgestoßen. Dabei legt sich der
Rand der Kugelschale 5 unter Verkleinerung des Abstandes
a vollständig an der Innenseite des Oberteils 2 des
Gehäuses 1 an. Nach dem Abklingen des Öffnungsschlages,
jedoch noch bei fließendem Medium, z. B. Hydrauliköl,
kann die Kugelschale 5 in eine Gleichgewichtslage zurück
kehren, die zwischen der dargestellten Schließlage
und der vollständigen Anlage des Randes an dem Ober
teil 2 liegt. Beim Versiegen des durch das Ventil hin
durchgehenden Stromes drückt die Feder 7 die Kugelschale
5 zurück auf den Sitz 9, womit eine absolute Dichtheit
hergestellt wird. Beim Schließen des Ventils kommt es
ebenso auf ein feines und schnelles Ansprechverhalten
an, was bei dem Ventil gemäß der Erfindung durch die
kleine Masse in hervorragender Weise gewährleistet ist.
Die in dem Oberteil 2 befindliche Bohrung 11 sorgt im
übrigen dafür, daß sich die Kugelschale 5 nicht an der
Innenseite des Oberteiles festsaugt, sondern verzögerungs
frei beim Schließen der Strömung folgt, wobei selbstver
ständlich rückfließendes Medium durch die Bohrung 11
hindurchströmt.
Die Abmessungen der Kugelschale 5 und des Abstandes
a, also der Lage des Randes der Kugelschale 5 im Vergleich
zur Innenfläche des Oberteils 2 des Gehäuses 1, sind
so gewählt, daß auch bei der extremsten Schräglage,
bei der ein Punkt des Randes das Oberteil 2 berührt,
der Sitz 9 noch überall die Fläche der Kugelkalotte
vorfindet, also eine vollständige Dichtheit gegeben
ist. Wegen dieser Abmessungen kann auf eine besondere
Führung der Kugelschale 5 verzichtet werden, wenn man
einmal von der Führung infolge der Feder 7 und durch
diese Art der Anschlagsbegrenzung absieht.
Je nach Belastung und Arbeitsmedium besteht das Ventil
aus gehärtetem Stahl, der gegebenenfalls korrosions
beständig ist, aus Messing, Bronze oder Kunststoff,
wenn z. B. Säuren gepumpt werden sollen. Unabhängig
von der Werkstoffwahl kann eine extrem niedrige Bauhöhe
verwirklicht werden, das strömende Medium kann stets
an der Kugelschale 5 vorbei durch die Durchbrüche oder
Bohrungen 10 in dem Oberteil 2 hindurchtreten.
Claims (6)
1. Hydraulisches Rückschlag- oder Überströmventil,
mit einem mehrteiligen Gehäuse, mit einem kreisför
migen Ventilsitz und einem Ventilkörper, der in
der Schließlage mit einer Kugelkalottenfläche an
dem Sitz anliegt und gegen die Wirkung einer an
dem Ventilkörper anliegenden Feder zum Öffnen des
Ventils von dem Sitz anhebt, wobei die Feder an
ihrer anderen Seite an einer dem Sitz abgewandten
Seite des Gehäuses anliegt und zentriert ist, dadurch
gekennzeichnet, daß der Ventilkörper
aus einer Kugelschale (5) besteht, die auf ihrer
Innenseite einen Zentriersitz (6) für die hier
anliegende Seite der Feder (7) hat, und daß der
Rand der Kugelschale (5) in der Schließlage bei
paralleler Ausrichtung zu dem Sitz (9) in Öffnungs
richtung einen so geringen Abstand (a) von der
Innenseite des Gehäuses (1) hat, daß bei einer
gleichzeitigen Berührung der Kugelkalotte mit dem
Sitz (9) einerseits und des Kugelschalenrandes
mit dem Gehäuse (1) andererseits, also bei einer
schrägen Ausrichtung des Randes zu dem Sitz (9),
der Sitz (9) im Bereich der Kalotte bleibt.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Feder (7) eine Schrauben
feder ist und daß bei an dem Gehäuse (1) anliegendem
Kugelschalenrand die Schraubenfeder (7) nicht auf
Block liegt.
3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß sich der Innenraum der Kugel
schale (5) von dem Zentriersitz (6) der Feder (7) aus
sprunghaft oder kelchförmig erweitert.
4. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel
schale (5) niedriger ist als eine Halbkugel des
gleichen Radius.
5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kugelschale
(5) höher ist als eine Halbkugel des gleichen Radius.
6. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Feder
(7) schubsteif ausgebildet ist und als Führung für
die Kugelschale (5) dient.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19924203161 DE4203161C2 (de) | 1992-02-05 | 1992-02-05 | Hydraulisches Rückschlag- oder Überströmventil |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924203161 DE4203161C2 (de) | 1992-02-05 | 1992-02-05 | Hydraulisches Rückschlag- oder Überströmventil |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4203161A1 DE4203161A1 (de) | 1993-08-12 |
DE4203161C2 true DE4203161C2 (de) | 2001-03-22 |
Family
ID=6450944
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19924203161 Expired - Fee Related DE4203161C2 (de) | 1992-02-05 | 1992-02-05 | Hydraulisches Rückschlag- oder Überströmventil |
Country Status (1)
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DE19622123A1 (de) * | 1996-06-01 | 1997-12-04 | Schaeffler Waelzlager Kg | Rückschlagventil |
DE102007002445A1 (de) * | 2007-01-17 | 2008-07-24 | Robert Bosch Gmbh | Rückschlagventil und Injektor mit hydraulischem Übersetzer und Rückschlagventil |
GB2458264A (en) | 2008-03-10 | 2009-09-16 | Ford Global Tech Llc | Flow restrictor for use in the cooling system of an i.c. engine |
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CN105370980A (zh) * | 2015-09-16 | 2016-03-02 | 吴忠仪表有限责任公司 | 一种自找正阀座 |
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DE3112932C2 (de) * | 1981-03-31 | 1989-08-24 | Heilmeier & Weinlein Fabrik Fuer Oel-Hydraulik Gmbh & Co Kg, 8000 Muenchen, De |
-
1992
- 1992-02-05 DE DE19924203161 patent/DE4203161C2/de not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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DE4203161A1 (de) | 1993-08-12 |
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Legal Events
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