WO2005054730A1

WO2005054730A1 - Rückschlagventil

Info

Publication number: WO2005054730A1
Application number: PCT/DE2004/002600
Authority: WO
Inventors: Martin Rölver
Original assignee: Hengst Gmbh & Co. Kg
Priority date: 2003-12-03
Filing date: 2004-11-24
Publication date: 2005-06-16
Also published as: DE20318669U1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einRückschlagventil (1), wie für die Kurbelgehäuseentlüftung von Verbrennungsmaschinen, mit einem elastisch verformbaren Ventilkörper (8), und mit einem Ventilsitz (4), der wenigstens eine Durchgangsöffnung (5) umgibt, wobei das Rückschlagventil druckgesteuert ist, derart, dass der Ventilkörper in Abhängigkeit von den auf beiden Seiten herrschenden Drücken seine Schliess- oder seine Durchlassstellung einnimmt, wobei der Ventilsitz eine Oberfläche aufweist, die mit wenigstens einem Vorsprung (11) und wenigstens einer Vertiefung (10) versehen ist, wobei sich die Vertiefung zu der Durchgangsöffnung erstreckt, derart, dass der Ventilkörper im drucklosen Zustand dem Vorsprung anliegt und die Vertiefung einen den Ventilkörper umgehenden Kanal zur Durchgangsöffnung schafft.

Description

RÜCKSCH AGVENTIL

Die Erfindung betrifft ein Rückschlagventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Rückschlagventile sind beispielsweise aus dem Automobilbau bekannt, und zwar im Bereich der Kurbelgehäuseent- lüftung. Sie verhindern beispielsweise, dass bei ungünstigen

Druckverhältnissen eine Gasströmung gegen die vorgesehene Strömungsrichtung erfolgt. Insbesondere bei Otto-Motoren enthalten die Gase, auch nachdem sie einen Ölnebelabscheider durchströmt haben, erhebliche Wasser- und Kraftstoffanteile, teils in Gasform.

Bei kalten Betriebsbedingungen schlagen sich die vorerwähnten Anteile als Kondensat im Leitungssystem der Kurbelgehäuseentlüftung nieder. Wenn ein mit einem derartigen Motor ausge- stattetes Kraftfahrzeug ausschließlich im Kurzstreckenbetrieb benutzt wird, kann es bei entsprechend kalten Witterungsbedingungen dazu kommen, dass dieses zunächst angesammelte Kondensat gefriert. Dabei kann sich ein regelrechter Verschlussstopfen bilden, der die Durchströmung der Kurbelgehäu- seentlüftung blockiert. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Rückschlagventil dahingehend zu verbessern, dass dieses automatisch und mit möglichst einfachen sowie preisgünstigen Mitteln eine automatische Ableitung des Kondensats auch in Schließrichtung des Ventils ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch ein Rückschlagventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung schlägt mit anderen Worten vor, einen definierten

Freiraum zwischen dem Ventilkörper und dem Ventilsitz zu schaffen, wenn sich das Rückschlagventil in seinem drucklosen Zustand befindet. Der drucklose Zustand entspricht daher möglicherweise, je nach Einbaulage und konkreter Ausgestaltung des Ventils, weder der Durchgangsstellung noch der Schließstellung des Ventils, sondern stellt eine Art Zwischenstellung dar: Während das elastisch verformbare Ventil bei entsprechenden Druckverhältnisses verformt wird und vom Ventilsitz auf diese Weise entfernt wird, um seine Durchgangsstellung einzunehmen und einen möglichst großen Anteil des Leitungsquerschnittes freizugeben, wird es bei entgegengesetzten Druckverhältnissen an den Dichtsitz gepresst, dem es abdichtend anliegt. In der drucklosen Zwischenstellung jedoch ruht der Ventilkörper lediglich auf dem einen bzw. den mehreren Vorsprüngen des Ventil- sitzes auf, sodass die Vertiefung bzw. die mehreren Vertiefungen Ventilumgehungskanäle bilden, die zu der Durchgangsoffnung des Ventilsitzes führen. Kondensat kann daher am Ventilkörper vorbei, durch die Vertiefung, bis zur Durchgangsoffnung gelangen und somit ablaufen, ohne im Bereich des Rückschlag- ventils zurückgehalten zu werden und dort ggf. festfrieren zu können.

Vorteilhaft kann ähnlich bekannten Ausführungsformen der Ventilsitz etwa scheibenförmig ausgestaltet sein, beispielsweise als runder Teller, dem eine etwa plattenförmige Membran anliegt.

Dies stellt eine grundsätzlich bewährte Konstruktion des Rück- schlagventils dar, mit einer zuverlässigen Ventilfunktion sowohl für die Öffnung als auch für die Schließung des Ventils und mit wirtschaftlich vorteilhaften Herstellungskosten.

Bei einer derartigen Ausgestaltung des Rückschlagventils kann vorteilhaft vorgesehen sein, den Ventilkörper mittels eines zentralen Führungsdoms in dem Ventilsitz zu führen, der hierzu eine entsprechende Ausnehmung aufweist. Auf diese Weise wird eine freie Beweglichkeit des Ventilkörpers verhindert und gleich- zeitig wird eine hohe Beweglichkeit insbesondere im radial äußeren Umfangsbereich des plattenförmigen Ventilkörpers sichergestellt.

Vorteilhaft kann der Ventilsitz eine wellige Oberfläche aufweisen, bei der die Übergänge zwischen Vorsprüngen und Vertiefungen sanft verrundet sind. Auf diese Weise wird eine geringe mechanische Belastung des Ventilkörpers ermöglicht, wenn dieser sich im Betrieb abdichtend dem Ventilsitz anlegt, sodass der Ventilkörper vor unzulässig hohem Verschleiß geschützt wird und so- mit eine möglichst lange Lebensdauer aufweist.

Vorteilhaft kann angesichts der üblicherweise runden Leitungsquerschnitte und der dementsprechend runden Ausgestaltung des Rückschlagventils ein zentraler Verlauf der Vorsprünge und Vertiefungen vorgesehen sein. So ergeben sich zirkumferent gleichmäßig verteilte Einlassstellen, an denen das Kondensat den Ventilkörper unterwandern kann und durch die Vertiefungen zu der einen oder den mehreren Durchgangsöffnungen fließen kann.

Bei einer derartigen Ausgestaltung kann insbesondere vorteilhaft die Welligkeit, das heißt der Höhenunterschied zwischen Vorsprüngen und Vertiefungen radial von innen nach außen zunehmen. So wird einerseits ein sicherer Eintritt des Kondensates in die Vertiefungen unterstützt da hier, am äußeren Rand, die

Querschnittsöffnung des zur Durchgangsoffnung führenden Ka- nals am größten ist. Zudem ist die Verformbarkeit des Ventilkörpers radial außen am größten, sodass hier eine problemlose Anlage des Ventilkörpers am Ventilsitz möglich ist, wenn der Ventilkörper druckabhängig seine Schließstellung einnimmt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der rein schematischen Zeichnungen nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Rückschlagventil,

Fig. 2 einen nicht maßstäblichen Querschnitt durch einen Ventilsitz und Fig. 3 perspektivische Ansicht auf den Ventilsitz der Fig. 1 und 2.

In Fig. 1 ist mit 1 insgesamt ein Rückschlagventil bezeichnet, welches zum Einsatz in einer Kurbelgehäuseentlüftungsleitung bei einem Verbrennungsmotor vorgesehen ist. Das Rückschlagventil 1 weist eine Ventiloberschale 2 samt angeformtem Stutzen auf sowie eine korrespondierende Ventilunterschale 3, ebenfalls mit angeformtem Stutzen. Die Ventilunterschale 3 nimmt einen Ventilsitz 4 auf, der im Wesentlichen scheibenförmig ausgestaltet ist, mehrere Durchgangsöffnungen 5 enthält sowie eine zentrale Ausnehmung 6 zur Aufnahme eines Führungsdoms 7 eines Ventilkörpers 8. Der Ventilkörper 8 ist etwa plattenartig ausgestaltet, nämlich als Elastomermembran.

Wenn im Bereich der Ventilunterschale 3 ein geringerer Druck herrscht als im Bereich der Ventiloberschale 2, wird diese leicht verformbare Membran auf den Ventilsitz 4 gepresst und dichtet die Durchgangsöffnungen 5 ab. Bei umgekehrten Druckverhältnisses wird der Ventilkörper 8 angehoben, insbesondere in seinem radial äußeren Bereich, bis er Stützrippen 9 anliegt, die an die Ventiloberschale 2 angeformt sind und die auch in dem ra- dial inneren Bereich, der Ausnehmung 6 gegenüberliegend, eine

Fixierung des Ventilkörpers 8 in seiner Einbaulage bewirken. Fig. 1 zeigt das Rückschlagventil 1 in einem drucklosen Zustand, in welchem der Ventilkörper 8 weder gegen den Ventilsitz 4 noch gegen die Stützrippen 9 gedrückt wird:

Insbesondere Fig. 2 zeigt, dass die Oberfläche des Ventilsitzes 4 wellenförmig ausgestaltet ist. Dabei ist in Fig. 2 die Welligkeit stark überhöht und dementsprechend nicht maßstabsgerecht wiedergegeben. Die Oberfläche des Ventilsitzes 4 weist, wie auch aus Fig. 3 ersichtlich, radial von der Ausnehmung 6 nach außen verlaufende Vertiefungen 10 und Vorsprünge 11 auf, wobei die aus Fig. 3 ersichtliche gleichmäßige Formgebung im Bereich um die Ausnehmung 6 herum zeigt, dass die Welligkeit radial von innen nach außen zunimmt, also der Höhenunterschied zwischen den Vertiefungen 10 und den Vorsprüngen 11.

Die Linie, entlang der in Fig. 2 durch den Ventilsitz 4 geschnitten worden ist, verläuft nicht exakt mittig durch eine Vertiefung 10 oder einen Vorsprung 11 , sodass sich aus diesem Grund ge- genüber der Mittelachse des Ventilsitzes 4 in Fig. 2 kein symmetrischer Verlauf der dargestellten Vertiefungen 10 und Vorsprünge 11 ergibt.

Fig. 2 zeigt die sehr sanfte Verrundung zwischen den Vertie- fungen 10 und Vorsprüngen 11 , die zu einer maximalen Bauteilschonung für den Ventilkörper 8 beiträgt.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Ventilkörper 8 aus einer etwa 0,5 mm starken Elastomermembran. Diese Membran ist sehr verformungsfreudig und kann daher im

Betrieb des Rückschlagventils problemlos an die Wellenkontur des Ventilsitzes 4 angelegt werden, um die Durchgangsöffnungen 5 zuverlässig zu verschließen.

Alternativ kann in geradezu kinematischer Umkehr des bislang beschriebenen Wirkungsprinzips und des dargestellten Ausfüh- rungsbeispiels vorgesehen sein, dass eine Membran mit höherer Eigensteifigkeit vorgesehen ist, die ihrerseits ein Wellenprofil aufweist, wobei der zugehörige Ventilsitz entweder ebenfalls leicht wellenförmig ausgestaltet ist oder ohne Vorsprünge und Vertiefungen ausgestaltet ist. Zur Schließung des solchermaßen ausgestalteten Rückschlagventils würde daher die Membran verformt, um dem Ventilsitz abdichtend anzuliegen, wobei sie im drucklosen Zustand des Rückschlagventils durch ihre Eigensteifigkeit das vorerwähnte Wellenprofil annehmen würde und dem- entsprechend die Kanäle schaffen würde, die den Fluss des

Kondensats zu den Durchgangsöffnungen eines derartigen Rückschlagventils ermöglichen würde.

Weiterhin kann in Abwandlung des dargestellten Ausführungs- beispiels von der im Wesentlichen flachen, nämlich teller- bzw. scheibenförmigen Ausgestaltung des Ventilsitzes 4 und des Ventilkörpers 8 abgewichen werden, so können beispielsweise gebogene Formen vorgesehen sein, beispielsweise zylinder- oder kugelabschnittsförmige Ausgestaltungen des Ventilsitzes, mit entsprechend angepasster Formgebung des zugehörigen

Ventilkörpers.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist vorteilhaft verwirklicht, dass die verformungsfreudige Membran, welche den Ven- tilkörper 8 bildet, keine ausgeprägte eigene Formgebung aufweisen muss, beispielsweise mit einer Welligkeit oder dergleichen, sondern sich vielmehr problemlos an die entsprechend wellenförmig geformte Scheibe anlegen kann, die den Ventilsitz 4 bildet. Der Ventilsitz 4 kann als preisgünstiges Spritzgusswerkstück gefertigt sein, sodass hier sowohl hohe Formgenauigkeit wie auch geringe Werkstückkosten verwirklicht werden können.

Claims

Patentansprüche:

1. Rückschlagventil, wie für die Kurbelgehäuseentlüftung von Verbrennungsmaschinen, mit einem elastisch verformbaren Ventilkörper, und mit einem Ventilsitz, der wenigstens eine Durchgangs- öffnung umgibt, wobei der Ventilkörper in einer Schließstellung dem Ventilsitz, die Durchgangsoffnung verschließend, abdichtend an- liegt, und in einer Durchlassstellung vom Ventilsitz, die Durchgangsoffnung freigebend, beabstandet ist, und wobei das Rückschlagventil druckgesteuert ist, derart, dass der Ventilkörper in Abhängigkeit von den auf seinen beiden Seiten herrschenden Drücken seine Schließoder seine Durchlassstellung einnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (4) eine Oberfläche aufweist, die mit wenigstens einem Vorsprung (11) und wenigstens einer Vertiefung (10) versehen ist, wobei sich die Vertiefung (10) zu der Durchgangsoffnung (5 erstreckt, derart, dass der Ventilkörper (8) im drucklosen Zustand dem Vorsprung (11) anliegt und die Vertiefung (10) einen den Ventilkörper umgehenden Kanal zur Durchgangsoffnung (5) schafft.

2. Rückschlagventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (4) etwa scheibenförmig ausgestaltet ist und der Ventilkörper (8) etwa plattenförmig.

3. Rückschlagventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (8) einen zentralen Führungsdorn aufweist und der Ventilsitz (4) eine korrespondierende Ausnehmung (7) zur Aufnahme des Führungsdorns.

4. Rückschlagventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (4) eine wellige Oberfläche aufweist, mit sanft verrundeten Übergängen zwischen den Vorsprüngen (11) und den Vertiefungen (10).

5. Rückschlagventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen radialen Verlauf der Vorsprünge (11) und Vertiefungen (10).

6. Rückschlagventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Höhenunterschied zwischen Vorsprüngen (11) und Vertiefungen (10) vom Zentrum zum Rand zunimmt.