WO1999002907A1 - Rückschlagventil für kupplungsnippel oder fluidleitungen - Google Patents

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WO1999002907A1
WO1999002907A1 PCT/EP1998/004198 EP9804198W WO9902907A1 WO 1999002907 A1 WO1999002907 A1 WO 1999002907A1 EP 9804198 W EP9804198 W EP 9804198W WO 9902907 A1 WO9902907 A1 WO 9902907A1
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check valve
sealing ring
passage
valve according
sleeve
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Erwin Weh
Wolfgang Weh
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Erwin Weh
Wolfgang Weh
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    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K15/00—Check valves
    • F16K15/02—Check valves with guided rigid valve members
    • F16K15/06—Check valves with guided rigid valve members with guided stems
    • F16K15/063—Check valves with guided rigid valve members with guided stems the valve being loaded by a spring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16K24/02—Devices, e.g. valves, for venting or aerating enclosures the enclosure being itself a valve, tap, or cock
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    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
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    • F17C13/04—Arrangement or mounting of valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F17C2227/04—Methods for emptying or filling
    • F17C2227/048—Methods for emptying or filling by maintaining residual pressure

Definitions

  • the invention relates to a check valve for coupling nipples or fluid lines, in particular for vehicle refueling, with a valve housing in which a fluid passage is formed, which is sealed by a valve element in one direction by contact with at least one sealing ring fixed in a receiving chamber and in the opposite direction by axial movement the valve element can be released.
  • Such a check valve is provided in a coupling nipple according to DE 43 40 783 AI.
  • the coupling nipple described there serves to produce a pressure-tight connection for the passage of pressurized media between a tank or a refueling line and a coupling part arranged on the vehicle.
  • the check valve integrated in the coupling nipple serves to reliably prevent gas leakage or backflow from the vehicle tank.
  • a flat sealing cone is provided as the valve element of the check valve, which lies in the closed position on a sealing ring which is inserted in a receiving chamber and is thereby fixed.
  • the valve element is guided axially movably in an annular holder.
  • the invention has for its object to provide a check valve for coupling nipples or fluid lines, which enables a particularly safe function with inexpensive manufacture.
  • vent passage on the receiving chamber of the sealing ring in particular in the form of a vent hole, the reduction of any residual pressure which may be present in the case of unfavorable connection conditions in the receiving chamber is achieved with a simple construction, so that pressing out of the sealing ring is reliably and reliably prevented.
  • FIG. 1 shows a preferred embodiment of the check valve in half section, which is integrated in a refueling connection nipple.
  • FIG. 2 shows an embodiment of the check valve for installation in a pipe or hose line for refueling or
  • a check valve is shown with a cylindrical valve housing 1 which is attached to a vehicle as a refueling valve.
  • a screw 20 is provided on the outer circumference of the valve housing 1, with which the Valve housing 1 can be connected directly to a body panel, for example.
  • a channel-shaped fluid passage 10 is formed, which is closed by a valve element 2 in the closed position shown here by contact with a sealing ring 3.
  • the valve element 2 can be moved in the direction of the fluid passage 10 running here from the supply side 14 to the left by axial movement against a compression spring 6 in the open or release position.
  • the valve element 2 is designed as a sealing ball or here as a sealing cone 4, which is opposite a star-shaped guide element 5.
  • the guide element 5 is essentially ring-shaped and is inserted in the valve housing 1, a plurality of passage openings 5 ′ for the fluid passage 10 being formed on the outer circumference.
  • the guide element 5 has, in addition to the cylindrical guide, a bearing for the compression spring 6, against which the sealing cone 4 can move when it is opened.
  • the sealing ring 3 is mounted by means of an insert or a sleeve 12 relative to the valve housing 1 and is thus fixed in a receiving chamber 13 with a rectangular cross section.
  • a sealing ring 9 is also provided, which seals against a plug-in coupling, not shown.
  • the valve housing 1 extends to the left to a fluid discharge side, which is formed, for example, in the form of a hose or pipe fitting 8 with a union nut 7.
  • a fluid discharge side which is formed, for example, in the form of a hose or pipe fitting 8 with a union nut 7.
  • the pipe screw connection 7, 8 is followed by a line to a vehicle tank, to which the fluid, in particular liquid gas, can flow along the fluid passage 10 when the valve element 2 is open, as shown in broken lines.
  • an obliquely inward venting passage 11 in the form of a bore is provided, as a result of which the build-up of residual pressure behind the sealing ring 3, that is to say in its receiving chamber 13, is avoided. Pressing out of the sealing ring 3 is thus reliably avoided, since an overpressure can escape in the area of the sealing ring 9 and thus there is atmospheric pressure or no overpressure in the receiving chamber 13.
  • the vent passage 11 from the receiving chamber 13 is also made possible by the minimal radial play between the valve housing 1 and the sleeve 12 used.
  • this is at the vent passage
  • vent hole 11 at least one further vent hole 11 'leading radially outwards is connected, as is also shown in the lower half of the drawing on the circumference of the valve housing 1. This also reliably prevents the sealing ring 9 from being pushed out due to the residual pressure which may be present, namely its discharge into the atmosphere.
  • FIG. 2 shows the design of the check valve for installation in a line, for example a refueling line, in order to avoid backflow when filling a vehicle tank, for example via the connection nipple shown in FIG. 1.
  • hose or pipe screw connections 7, 8 are respectively provided on both end faces of the valve housing 1.
  • the other components with a corresponding function are provided with the same reference numerals as in Fig. 1.
  • the receiving chamber 13 thus formed for the sealing ring 3 is here to the right of a sleeve insert 12 'and to the left of one Spacer sleeve 15 limited.
  • the spacer sleeve 15 is inserted here without sealing measures with a clearance fit in the sleeve 12, so that between these two components on the outer circumference of the spacer sleeve 15, the vent passage 11 leading from the receiving chamber 13 of the sealing ring 3 to the only vent hole 11 'here is formed.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Zur Erhöhung der Funktionssicherheit bei kostengünstiger Herstellung eines Rückschlagventils für Kupplungsnippel oder Fluidleitungen, insbesondere zur Fahrzeugbetankung, mit einem Ventilgehäuse (1), in dem ein Fluiddurchlaß (10) ausgebildet ist, der von einem Ventilelement (2) in einer Richtung durch Anlage an wenigstens einen in einer Aufnahmekammer (13) fixierten Dichtring (3) abgedichtet und in der entgegengesetzten Richtung durch Axialbewegung des Ventilelementes (2) freigebbar ist, wird vorgeschlagen, daß die Aufnahmekammer (13) des Dichtringes (3) mit einer Entlüftungspassage (11) in Verbindung steht.

Description

Beschreibung
Rückschlagventil für Kupplungsnippel oder Fluidleitungen
Die Erfindung betrifft ein Rückschlagventil für Kupplungsnippel oder Fluidleitungen, insbesondere zur Fahrzeugbetankung, mit einem Ventilgehäuse, in dem ein Fluiddurchlaß ausgebildet ist, der von einem Ventilelement in einer Richtung durch Anlage an wenigstens einen in einer Aufnahmekammer fixierten Dichtring abgedichtet und in der entgegengesetzten Richtung durch Axialbewegung des Ventilelementes freigebbar ist.
Ein derartiges Rückschlagventil ist in einem Kupplungsnippel gemäß der DE 43 40 783 AI vorgesehen. Der dort beschriebene Kupplungsnippel dient zur Herstellung einer druckdichten Verbindung für den Durchlaß von unter Druck stehenden Medien zwischen einem Tank bzw. einer Betankungsleitung und einen am Fahrzeug angeordneten Kupplungsteil. Das hierbei in den Kupplungsnippel integrierte Rückschlagventil dient hierbei dazu, den Gasaustritt oder Rückfluß aus dem Fahrzeugtank sicher zu verhindern. Als Ventilelement des Rückschlagventils ist hierbei ein flacher Dichtkegel vorgesehen, der in Schließstellung an einem Dichtring anliegt, der in einer Aufnahmekammer eingesetzt und dadurch fixiert ist. Das Ventilelement ist hierbei in einer ringförmigen Halterung axial beweglich geführt.
Obwohl sich diese Ausführung des Kupplungsnippels in der Praxis grundsätzlich bewährt hat, kann unter bestimmten Anschlußbedingungen jedoch hinter dem Dichtring innerhalb der Aufnahmekammer ein Restdruck anliegen, so daß der Dichtring aus seiner Anlagefläche verschoben oder gar herausgedrückt wird. Dies kann beispielsweise auftreten, wenn der Druck infolge der Gasentnahme aus dem Gastank kontinuierlich absinkt, so daß an der Abgabeseite des Rückschlagventil ein gegenüber dem Restdruck (im wesentlichen entsprechend dem ursprünglichen Befülldruck von z.B. 200 bar) niedriger Druck von z.B. 50 bar ansteht. Dieses Druckgefälle kann somit beim Öffnen des Rückschlagventils zum Betanken, insbesondere bei nicht exakt angesetzter Betankkupplung zum Herauspressen des Dichtringes aus seiner Aufnahmekammer führen. Dadurch müßte eine aufwendige Instandsetzung durchgeführt werden. Entsprechendes gilt für Rückschlagventile, die zur Vermeidung des Fluidrückflusses in eine Betankungsleitung "in-line" zwischengeschaltet sind.
Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Rückschlagventil für Kupplungsnippel oder Fluidleitungen zu schaffen, das eine besonders sichere Funktion bei kostengünstiger Herstellung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Rückschlagventil mit den Merkmalen des Anspruches 1. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Durch die vorgeschlagene Ausbildung der Entlüftungspassage an der Aufnahmekammer des Dichtringes, insbesondere in Form einer Entlüftungsbohrung wird bei einfacher Bauweise der Abbau eines gegebenenfalls bei ungünstigen Anschlußbedingungen vorhandenen Restdruckes in der Aufnahmekammer erreicht, so daß ein Herausdrücken des Dichtringes sicher und zuverlässig unterbunden wird.
Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. Hierbei zeigen:
Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsform des Rückschlagventils im Halbschnitt, das in einen Betankungs-Anschlußnippel integriert ist; und Fig. 2 eine Ausführung des Rückschlagventiles zum Einbau in eine Rohr- oder Schlauchleitung zur Betankung oder
Befüllung, ebenfalls im Halbschnitt.
In Fig. 1 ist ein Rückschlagventil mit einem zylindrischen Ventilgehäuse 1 dargestellt, das als Betankungsarmatur an einem Fahrzeug befestigt ist. Hierzu ist am Außenumfang des Ventilgehäuses 1 eine Verschraubung 20 vorgesehen, mit der das Ventilgehäuse 1 beispielsweise direkt an ein Karosserieblech angeschlossen werden kann. Im Inneren des Ventilgehäuses 1 ist ein kanalförmiger Fluiddurchlaß 10 ausgebildet, der von einem Ventilelement 2 in der hier dargestellten Schließstellung durch Anlage an einen Dichtring 3 verschlossen ist. Das Ventilelement 2 ist in Richtung des hier von der Zuleitungsseite 14 nach links verlaufenden Fluiddurchlasses 10 durch Axialbewegung gegen eine Druckfeder 6 in Öffnungs- oder Freigabestellung bewegbar.
Das Ventilelement 2 ist als Dichtkugel oder hier als Dichtkegel 4 ausgebildet, der einem sternförmigen Führungselement 5 gegenüberliegt. Das Führungselement 5 ist im wesentlichen ringförmig ausgebildet und in dem Ventilgehäuse 1 eingesetzt, wobei am Außenumfang mehrere Durchlaßöffnungen 5' für den Fluiddurchlaß 10 ausgebildet sind. In dem mittleren Bereich weist das Führungselement 5 neben der zylindrischen Führung eine Lagerung für die Druckfeder 6 auf, gegen die sich der Dichtkegel 4 bei Öffnung bewegen kann. Hierdurch wird etwa ein Drittel des Führungsschaftes in dem Führungselement 5 aufgenommen, so daß sich in Öffnungsstellung eine in Strichlinien dargestellte Umströmung des Ventilelementes 2 ergibt.
Der Dichtring 3 ist mittels eines Einsatzes oder einer Hülse 12 gegenüber dem Ventilgehäuse 1 gelagert und somit in einer im Querschnitt rechteckigen Aufnahmekammer 13 fixiert. In einer Innenringnut der eingeschraubten und üblicherweise eingeklebten Hülse 12 ist weiterhin ein Abdichtring 9 vorgesehen, der gegenüber einer nicht dargestellten Steckkupplung abdichtet. Das Ventilgehäuse 1 erstreckt sich in dieser Ausführungsform nach links zu einer Fluidabgabeseite, die beispielsweise in Form einer Schlauch- oder Rohrverschraubung 8 mit Überwurfmutter 7 gebildet ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 schließt sich an die Rohrverschraubung 7, 8 eine Leitung zu einem Fahrzeugtank an, zu dem das Fluid, insbesondere Flüssiggas entlang dem Fluiddurchlaß 10 bei geöffnetem Ventilelement 2 strömen kann, wie dies strichliert dargestellt ist. Neuerungsgemäß ist zwischen dem vorstehend beschriebenen Dichtring 3 und dem Abdichtring 9 in bevorzugter Ausführung eine schräg nach innen verlaufende Entlüftungspassage 11 in Form einer Bohrung vorgesehen, wodurch der Aufbau eines Restdruckes hinter dem Dichtring 3, also in dessen Aufnahmekammer 13 vermieden wird. Somit wird ein Herausdrücken des Dichtringes 3 sicher vermieden, da ein Überdruck im Bereich des Abdichtringes 9 entweichen kann und somit in der Aufnahmekammer 13 Atmosphärendruck bzw. kein Überdruck anliegt. Die Entlüftungspassage 11 aus der Aufnahmekammer 13 wird dabei auch durch das minimale Radialspiel zwischen Ventilgehäuse 1 und eingesetzter Hülse 12 ermöglicht.
In bevorzugter Ausführung ist hierbei an die Entlüftungspassage
11 wenigstens eine weitere, radial nach außen führende Entlüftungsbohrung 11' angeschlossen, wie dies auch in der unteren Zeichnungshälfte am Umfang des Ventilgehäuses 1 dargestellt ist. Hierdurch wird auch ein Herausdrücken des Abdichtringes 9 aufgrund des ggf. anliegenden Restdruckes, nämlich dessen Ableitung in die Atmosphäre sicher vermieden.
In Fig. 2 ist die Ausführung des Rückschlagventiles zum Einbau in eine Leitung dargestellt, beispielsweise eine Betankungsleitung, um beim Befüllen eines Fahrzeugtankes, beispielsweise über den in Fig. 1 dargestellten Anschlußnippel einen Rückfluß zu vermeiden. Hierbei sind demgemäß an beiden Stirnseiten des Ventilgehäuses 1 jeweils Schlauch- oder Rohrverschraubungen 7, 8 vorgesehen. Auch die übrigen Bauteile mit entsprechender Funktion sind mit dem gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen.
Lediglich die Hülse 12 zur Lagerung und Fixierung des Dichtringes 3 gegenüber dem Ventilgehäuse 1 ist hier als außenumgreifende Hülse dargestellt, während in Fig. 1 die Hülse
12 mittels einer Innenverschraubung fixiert ist. Die somit gebildete Aufnahmekammer 13 für den Dichtring 3 ist hierbei nach rechts von einem Hülseneinsatz 12' und nach links von einer Distanzhülse 15 begrenzt. Die Distanzhülse 15 ist hier ohne Dichtungsmaßnahmen mit Spielpassung in die Hülse 12 eingesetzt, so daß zwischen diesen beiden Bauteilen am Außenumfang der Distanzhülse 15 die aus der Aufnahmekammer 13 des Dichtrings 3 zu der hier einzigen Entlüftungsbohrung 11' führende Entlüftungspassage 11 gebildet wird.
Somit kann auch hier ggf. in der Aufnahmekammer 13 anliegender Restdruck in Zuge des kontinuierlichen Druckabfall an der hier linken Seite der Rückschlagventils über die Entlüftungspassage 11, 11' abgebaut werden. Damit liegt bei Öffnen des Ventilelementes 2 am Dichtring 3 bzw. dessen Aufnahmekammer 13 kein wesentliches Druckgefälle gegenüber dem Umgebungsdruck innerhalb des Ventilgehäuses 1 (bei der Ausführung in Fig. 1 sogar entsprechend dem Atmosphärendruck) vor, so daß der Dichtring 3 nicht herausgepreßt werden kann.

Claims

Patentansprüch«
1. Rückschlagventil für Kupplungsnippel oder Fluidleitungen, insbesondere zur Fahrzeugbetankung, mit einem Ventilgehäuse (1) , in dem ein Fluiddurchlaß (10) ausgebildet ist, der von einem Ventilelement (2) in einer Richtung durch Anlage an wenigstens einen in einer Aufnahmekammer (13) fixierten Dichtring (3) abgedichtet und in der entgegengesetzten Richtung durch Axialbewegung des Ventilelementes (2) freigebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmekammer (13) des Dichtringes (3) mit einer
Entlüftungspassage (11) in Verbindung steht.
2. Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungspassage (11) als Entlüftungsbohrung (11') ausgebildet ist.
3. Rückschlagventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungs- bzw. Druck-Entspannungspassage (11) in den Fluiddurchlaß (10) zurückmündet, insbesondere im Bereich von stromabwärts vom Dichtring (3) angeordneten Öffnungen (5'), die in einem sternförmigen Führungselement (5) ausgebildet sind.
4. Rückschlagventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (2) in einem Führungselement (5) geführt ist, das in dem Ventilgehäuse (1) eingesetzt ist.
5. Rückschlagventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (3) mittels einer die Aufnahmekammer (13) begrenzenden Hülse (12) und/oder einer Distanzhülse (15) im Ventilgehäuse (1) fixiert ist.
6. Rückschlagventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungspassage (11) und/oder die Entlüftungsbohrung (11' ) in der Hülse (12) und/oder einer Distanzhülse (15) ausgebildet ist/sind.
7. Rückschlagventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungspassage (11) im Bereich eines stirnseitig angeordneten Abdichtringes (9) mündet.
8. Rückschlagventil nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abdichtring (9) in einer Ringnut der Hülse (12) angeordnet ist.
9. Rückschlagventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungspassage (11) zum Außenumfang des Ventilgehäuses (1) , insbesondere in der Ausführung als Fahrzeug-Betankungsnippel, führt.
10. Rückschlagventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungspassage (11) in wenigstens einer radial verlaufenden Entlüftungsbohrung (11') zwischen dem Dichtring (3) und dem Abdichtring (9) am Außenumfang des Ventilgehäuses (1) mündet.
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