DE3426670A1

DE3426670A1 - Plaettchen-rueckschlag-ventil

Info

Publication number: DE3426670A1
Application number: DE19843426670
Authority: DE
Inventors: Rudolf 8011 Baldham Brunner
Original assignee: Heilmeier and Weinlein Fabrik fuer Oel Hydraulik GmbH and Co KG
Current assignee: Hawe Hydraulik GmbH and Co KG
Priority date: 1984-07-19
Filing date: 1984-07-19
Publication date: 1986-01-30
Also published as: DE3426670C2

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Plättchen-Rückschlag-Ventil der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Bei einem bereits über Jahrzehnte in der Praxis verwendeten Plättchen-Rückschlag-Ventil dieser Art ist der Sitzring Teil eines topfförmigen Körpers ■, der sich über einen beträchtlichen Teil des Strömungsdurchgangs erstreckt und in diesem durch Verstemmen so lagegesichert ist, daß sein Ventilsitz in einem bestimmten Abstand vor der Querschnittsverengung liegt. Die Querschnittsverengung beginnt mit einer radialen Schulter, an der sich das Ventil-Plättchen in der Durchgangsstellung des Rückschlagventils abstützt. Das Ventil-Plättchen ist mittels einer Feder am Sitzring gefesselt, die an einem Querbolzen des Sitzringes verankert ist. Der Material- und Fertigungsaufwand des bekannten Plättchen-Rückschlag-Ventils ist unzweckmäßig groß. Das Verstemmen des Sitzringes gestaltet sich schwierig, da dieser im Strömungsdurchgang kein Widerlager hat und zudem auf seitlich in den Strömungsdurchgang einmündende Querbohrungen auszurichten ist. Die bekannten Plättchen-Rückschlag-Ventile werden im besonderen bei Steuerschiebern jeweils im Strömungsweg zur Schieberbohrung eingesetzt, ..m sicherzustellen, daß bei einem an der Druckseite gegenüber dem Druck in der Schieberbohrung geringeren Druck bei einer Verstellung des Schieberkolbens keine Rückströmun£ auftritt. Bei manchen Anwendungsfällen ist jedoch kein solches Rückschlag-Ventil erforderlich. Da aber das Schie-

bergehäuse mit dem Strömungsdurchgang gef.ertigt wird und dieser nach außen zu verschließen ist,'muß zum g letztgenannten Zweck das dann überflüssige Plättchen-Rückschlag-Ventil eingesetzt werden.

Seit einigen Jahren ist ferner ein Plättchen-Rückschlag-Ventil, insbesondere für Steuerschieber, be-

^q kannt, bei dem der Sitzring getrennt von einem Verschlußstopfen für das zur Gehäuseaußenseite offene Ende des Strömungsdurchganges angebracht wird. Und zwar wird der Sitzring auf einer Schulter des Strömungsdurchganges in einem bestimmten Abstand vor der

,g Querschnittsverengung durch Verstemmen festgelegt. Mit dem Sitzring ist ein Haltekorb für das Ventil-Plättchen und eine dieses gegen den Ventilsitz drängende Feder vereinigt, der sich nahe bis zur Querschnittsverer.gung hin erstreckt. Der Haltekorb sichert ferner das Ventil-

_on Plättchen gegen eine zu starke seitliche Verschiebung.

Dieses Plättchen-Rückschlag-Ventil kann bei Steuerschiebern, die kein Rückschlag-Ventil benötigen zwar ohne weiteres weggelassen werden. Jedoch ist es in der Herstellung aufwendig und besteht aus vielen Teilen. Zudem ist es erforderlich, den Strömungsdurchgang auszudrehen, um den Sitzring lagesichern zu können. Ungünstig ist ferner, daß bei gegebenem Plättchenhub wegen des Haltekorbes verhältnismäßig viel Platz zur Unterbringung notwendig ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Plättchen-Rückschlag-Ventilder eingangs genannten Art zu schaffen, das einfach und preiswert herstellbar und einsetzbar ist und aus möglichst wenigen Einzelteilen besteht.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei dieser Ausbildung entsteht ein baulich einfaches, preiswert herstellbares und einfach einbringbares Plättg chen-Rückschlag-Ventil, weil das Ventil-Plättchen fesselnde und führende Elemente wegfallen. Bisher wurde'zu Unrecht immer davon ausgegangen, daß es für die einwandfreie Funktion des PlättchenrRückschlag-Ventils unbedingt erforderlich sei, ein das Ventil-Plättchen gegen _in den Ventilsitz pressendes Federelement vorzusehen, ferner das Ventil-Plättchen an den SitTing auf irgendeine Weise zu fesseln und zudem für eine in bezug auf den Ventilsitz ausgerichtete Führung des Ventilplättchens zu sorgen. Dies ist aber nicht notwendig, weil bei einer

,_ ungefesselten Unterbringung und einer nach allen Rich-ίο

tungen freien Beweglichkeit des Ventil-Plättchens die dynamischen Impulse der Strömung jeweils dafür sorgen, daß das Ventil-Plättchen ordnungsgemäß in die Stellung geht, in der die Durchströmung möglich ist, während es

bei einer Strömungsumkehr selbsttätig und unverzüglich 20

in die Sperrstellung· auf den Ventilsitz gelangt, ohne daß dazu mechanische Hilfen erforderlich sind.

Eine zweckmäßige Ausführungsform geht aus Anspruch 2 hervor. Der Führungsabschnitt sorgt auf einfache Weise da-

für, daß das Ventil-Plättchen zwar eine radiale Beweglichkeit erhält, die sein empfindliches Ansprechen auf unterschiedliche Strömungsrichtungen gewährleistet, daß sich aber das Ventil-Plättchen radial nicht so weit verschieben kann, daß es nich.t mehr für eine ordnungsgemäße

Abdichtung --uf dem Ventilsitz sorgen kann.

Wichtig ist ferner die AusfUhrungsform von Anspruch 3, weil mit diesen Voraussetzungen von vornherein dafür

Sorge getragen wird, daß auch bei extremen Verkantungen 35

des Ventil-Plättchens dieses immer frei beweglich bleibt und auf Strömungsänderungen anzusprechen vermag.

Zweckmäßig ist ferner die Ausführungsform von Figur 4, da das Anbringen einer Hülse am' Sitzring bei dessen Herc stellung besonders einfach ist. Wie die Wand des Strömungsdurchgangs zwischen dem Sitzring und der Durchmesserverengung ausgebildet ist, ist für das einwandreie Arbeiten des Ventil-Plättchens unerheblich,'weil in diesem Bereich die Hülse das Ventil-Plättchen umgibt.

Günstig ist ferner der Gedanke von Anspruch 5, da die Hülse damit für den Abstand sorgt, der zwischen dem Sitzring und der Durchmesserverengung gebraucht wird. Beim Einsetzen des Sitzringes braucht damit keine besondere Sorgfalt aufgewandt zu werden'. Es wird auch auf einfache Weise eine Abdichtung für den Sitzring geschaffen, wenn die Hülse an der Durchmesserverengung anliegt.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform geht aus An- __n spruch 6 hervor. An dieser kegeligen Fläche in der Durch'-messerverengung kann sich das gefesselte Ventil-Plätt- · chen nicht verhängen. Diese Form der Durchmesserverengung ist ferner strömungstechnisch günstig und läßt sich zudem leicht herstellen.

Ein weiterer, wichtiger Gedanke ist in Anspruch 7 ent^- halten. Bisher wurde der Sitzring verstemmt, was aufwendig war, vor allem wenn der Sitzring aus irgendeinem Grund wieder entfernt werden mußte. Da aber für das Rück-" schlagventil in seiner Sperrstellung die mit Gewinden erzielbare Abdichtung bei weitem ausreicht, ist es wesentlich günstiger, den Sitzring einzuschrauben.

Zweckmäßig ist auch die Ausführungsform von Figur 8, da

__ mit dieser Abschrägung eine Verkürzung der Diagonale des ob

Querschnitts des Ventil-Plättchens und damit eine Verkleinerung des Innendurchmessers der Hülse erreicht wird.

Vorteilhaft ist ferner die Ausführungsform von Anspruch 9, weil damit bei auf dem Ventilsitz aufliegendem Plättchen das Druckmittel nicht seitlich am Sitzring vorbeigelangt. Für die Dichtung kann ein O-Ring verwendet werden. Es ist aber auch möglich den Sitzring oder die Hülse mit Nachdruck in den Gewindeauslauf einzupressen oder am Sitzring oder der Hülse eine dichtende Schneidkante vorzusehen.

Schließlich ist eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes für sich allein von besonderer Bedeutung, wie sie in Anspruch 10 in Verbindung mit einem Steuer-Schieber hervorgehoben wird, dessen Gehäuse eine an die Druckmittelversorgung, angeschlossene Querbohrung aufweist, die ein von der Gehäuseaußenseite mit einer Durchmesserverengung in die Schieberbohrung mündender Strömungsdurchgang schneidet. Das Plättchen-Rückschlag-Ventil ist für diesen Zweck dank seiner einfachen und 20

preiswerten Herstellbarkeit und seiner einfachen Einbringbarkeit besonders gut geeignet. Es bietet zudem den Vorteil, bei Steuer-Schiebern, die von vornherein kein Rückschlag-Ventil benötigen, den Sitzring mit dem „_ Plättchen herauszulassen oder herauszunehmen, wobei der Dichtsopfen dafür sorgt, daß der Strömungsdurchgang nach außen verschlossen bleibt. Es lassen sich sozusa-■ gen die Steuer-Schieber auf den jeweiligen Einsatzzweck auf einfache Weise umrüsten.

Anhand der Zeichnungen wird eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes nachstehend erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Plättchen-Rückschlag-Ventil in einem Strömungsdurchgang,

FIg. 2 einen Schnitt in der Ebene II - II von Fig. 1,

Fig. 3 einen-Schnitt durch ein Steuer-Schieber-Gehäuse, und

Fig. 4a,b abgeänderte Auführungsformen.

In den Figuren 1 und 2 ist ein Strömungsdurchgang 1 mit

einem Innengewinde 2 erkennbar, das mit einem schrägen übergang 3 in einen glatten Bohrungsteil 4 übergeht, der zu einer Durchmesserverengung 5 führt, an die sieh .,_ eine Bohrung 6 mit kleinerem Durchmesser anschließt. Die

Durchmesserverengung 5 ist in Form einer Kegelfläche mit einem Kegelspitzenwinkel o< von annähernd 120° ausgebildet. In den Strömungsdurchgang 1 ist ein Sitzring 7 mit einem Außengewinde 8 eingeschraubt, an dem einstückig _Λ eine vorstehende Hülse 9 angeformt ist. Die Hülse 9 liegt an der einer Vorderseite 10 des Sitzringes 7 gegenüber-! liegenden Seite 11. Die Hülse 9 umgibt konzentrisch einen ringförmigen Ventilsitz 12, der einen Durchlaß 13 begrenzt, der zum einfachen Verschrauben des Sitzringes _OI_ 7 als Innensechskant ausgebildet ist.

Die Hülse 9 steht mit ihrem freien Ende an der Durchmesserverengung 5 an und begrenzt auf diese Weise den Abstand zwischen dem Sitzring 7 und der Durchmesserverengung 5. In der Hülse 9 ist ein ebenes Ventil-Plättcheh 14 ungefesselt geborgen, das nach allen Seiten frei beweglich ist. Das Ventil-Plättchen 14 hat (Fig.2) über den Umfang verteilt drei Strömungsausschnitte 15, zwischen denen bis zum Außenumfang Ii des Ventilplättchens

__ 14 verlaufende Stege 18 vorgesehen sind. Ein mit 17 be-35

zeichneter Führungsabschnitt, hier der Innenumfang der Hülse 9, liegt dem Außenumfang 16 des Ventilplättehens 14 mit einem allseitigen Spiel S gegenüber. Zu diesem

Zweck ist der Innendurchmesser d des Innenumfanges 17 der Hülse 9 größer als eine Diagonale D des. Querschnitts κ des Ventil-Plättchens 14. Der Außendurchmeaser des Ven-' til-Plättchens 14 ist mit d1 bezeichnet- Die Dicke des Ventil-Plättchens beträgt ein Maß b. In der in schwachen Linien (14') gezeichneten, schrägen Stellung des Ventil-Plättchens 14 wird auf diese Weise verhindert, daß sich das Ventil-Plättchen 14 in der Hülse 9 verkantet und an seiner freien Beweglichkeit gehindert wird.

Der durch die Strömungsausschnitte 15 begrenzte Grundkörper des Ventil-Plättchens 14 hat einen Außendurch- messer d3, der geringfügig größer ist, als der Außendurchmesser d4 des Ventilsitzes 12. Damit ist sichergestellt, daß selbst bei Anlage des Außenumfanges 16 an einem Punkt des Innenumfanges 17 der Hülse 9 das Ventil-Plättchen 14 voll auf dem Ventilsitz 12 aufliegt und da-

_nr. mit eine Strömung in Figur 1 von links nach rechts absperrt.

In der gezeichneten Stellung des Ventil-Plättchens 14 verläuft die Strömung in Figur 1 von rechts nach links.

_nr- Das Ventil-Plättchen 14 stützt sich dabei mit seinem Rand an der Durchmesserverengung 5 ab. Gegebenenfalls ist die dem Ventilsitz 12 abgewandte Vorderseite des Ventil-Plättchens 14 mit einem schrägen Rand 25 versehen. Zur Abdichtung kann außen in der Hülse 9 ein O-Ring 31 eingesetzt sein, der zusätzlich das Lockern des Sitzringes 7 unter Vibration verhindert. Alternativ oder additiv könnte zur Abdichtung auch am vorderen Ende der Hülse eine Schneide- oder Richtkante 32 vorgeseher, sein, die sich in die Wand der Durchmesserverengung eingräbt.

In Figur 3 ist ein Steuer-Schieber-Gehäuse 20 im Schnitt erkennbar, das eine durchgehende Schieberbohrung 21 und davon abzweigende Verbraucheranschlüsse 23 und 24 be-

sitzt. An der der Schieberbohrung 21 gegenüberliegenden Gehäuseseite durchsetzt eine Querbohrung 22 das Gehäuse, die an eine Druckversorgung angeschlossen ist bzw. bei • batterieartig aneinandergesetzten Schiebergehäusen einen durchgehenden Druckversorgungskanal bildet. Im Schiebergehäuse 20 schneidet die' Querbohrung 22 den" Strömungsdurchgang 1, der von einer Gehäuseaußenseite 30 bis zur Schieberbohrung 21 führt.

In den Strömungsdurchgang.1 ist der Sitzring bis zur Anlage der Hülse 9 an der Durchmesserverengung 5 eingeschraubt und sichert das Ventil-Plättchen 14. Das an der Gehäuseaußenseite 30 freie Ende des StrÖmungsdurchgangs 1 wird durch einen Dichtstopfen 26 mit einem Tnnensechskant 27 verschlossen, der in den .Strömungsdurchgang 2 eingeschraubt ist und sich mit seinem Kopf 28 über eine Dichtung 29 an der Gehäuseaußens.eite. 30 abstützt.

Sofern für den Steuerschieber kein Plättchen-Rückschlag-Ventil benötigt wird, wird nur der Dichtstopfen 26 eingeschraubt. Ist es nachträglich erforderlich, ein Plätt-

_n_ chen-Rückschlag-Ventil einzusetzen, ist zuvor der Dicht-25

stopfen 26 zu entnehmen. Wird für ein bereits mit dem Plättchen-Rückschlag-Ventil ausgerüstetes Steuerschiebergehäuse 20 kein Plättchen-Rückschlag-Ventil mehr benötigt, so kann der Sitzring 7 mit dem Ventil-Plättchen 14 nach Ausbau des Dichtstopfens 26 herausgenommen werden, z.B. mit einem Sechskant-Steckschlüssel, der in den Durchlaß 13 paßt.

Gemäß Fig. 4a ist der Sitzring 7 scheibenförmig. Der

Führungsabschnitt 17 wird von einer- zylindrischen Wand 35

des Strömungsdurchgangs 1 gebildet, so daß die Hülse von Fig. 1 weggefallen ist. Vom Führungsabschnitt 17 verläuft eine Schulter 35 annähernd radial nach außen.

Zur Abdichtung des Sitzringes 7 kann in seinen Außenumfang ein O-Ring 31 und/oder in seiner Stirnseite ein c O~Ring 36 eingesetzt sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Schulter 35 eine umlaufende Auskehlung 33 aufweisen, so daß die Stirnseite.des Sitzringes 7 abdichtend gegen eine kreisringförmige Dichtfläche der Schulter 35 anpreßbar ist. Gegebenenfalls ist sogar eine Schneid- oder Dichtkante 34 vorgesehen, die sich in die Stirnseite des Sitzringes eingräbt.

In Fig. 4b wird zur Abdichtung an der Stirnseite des Sitzringes 7 eine Schneidkante 37 vorgesehen, die an die

, _ Schulter 35 an- oder in sie eingepreßt wird. Denkbar ist Io

es auch, den Sitzring 7 mit Gewalt in den Auslauf 3 des Innengewindes 2 einzuschrauben, um dort eine Abdichtung zu schaffen.

- Leerseite -

Claims

20 Patentansprüche

Plättchen-Rückschlag-Ventil, insbesondere für Steuerschieber, mit einem in einen Strömungsdurchgang im-Abstand vor einer Querschnittsverengurig eingesetzten Sitzring, der einen der Querschnittsverengung zugewandten und einen Durchlaß umgebenden Ventilsitz aufweist, dem ein.beweglich gelagertes Ventilplättchen mit wenigstens einem umfangsseitigen Strömungsausschnitt zugeordnet ist, das in Durchströmrichtung an der Querschnittsverengung abstützbar und in Sperrichtung an den Ventilsitz anlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilplättchen im zwischen dem Sitzring (7) und der Querschnittsverengung (5) begrenzten Abschnitt des Strömungsdurchgangs (1) ungefesselt untergebracht und nach allen Richtungen frei beweglich ist.
2. Plättchen-Rückschlag-Ventil nach Anspruch 1, d a durch gekennzeichnet, daß zwischen g dem Sitzring (7) und der Durchmesserverengung (5) ein zum Ventilsitz (12) konzentrischer Führungsabschnitt (17) vorgesehen ist, der dem Außenumfang (16) des Ventilplättchens (14) mit einem radialen Spiel (S) gegenüberliegt.
3- Plättchen-Rückschlag-Ventil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsabschnitt (17) einen in Abhängigkeit von der Dicke (b) des Ventilplättchens (14) bemessenen Durchmesser (d) aufweist,, der größer ist als die in einem Mit-

,_ telquerschnitt des Ventilplättchens gemessene Länge einer Io

Diagonale des Ventilplättchens.
4. Plättchen-Rückschlag-Ventil nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsabschnitt (17) vom In-

nenumfang einer vor dem Sitzring (7) angeordneten Hülse (9) gebildet wird.
5. Plättchen-Rückschlag-Ventil nach wenigstens einem __ der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Hülse (9) mit dem Sitzring (7) einstückig ausgebildet ist und daß der Sitzring (7) mit der Hülse (9) an der Durchmesserverengung (5) anliegt.
6. Plättchen-Rückschlag-Ventil nac-h wenigstens einem 30

der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Durchmesserverengung (5) von einer Kegelfläche gebildet wird, deren Kegelspitzenwinkel (dt) annähernd 120° beträgt.
7- Plättchen-Rückschlag-Ventil nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Sitzring (7) in den Strömungs-

durchgang (1) eingeschraubt ist und daß der Durchlaß (13) des Sitzringes (7) als Innensechskant ausgebildet ist.
8. Plättchen-Rückschlag-Ventil nach wenigstens einem

der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die der Durchmesserverengung (5) zugewandte Seite des Ventilplättchens (14) mit einer Ab-.Q schrägung (25) in den Außenumfang (16) übergeführt ist..
9. Plättchen-Rückschlag-Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß für den Sitzring (7) im Strömungsdurchgang (1) eine Abdichtung (31,32,33,34,36,37;8,3) vorgesehen ist.
10. Plättchen-Rückschlag-Ventil nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, insbesondere für einen Steuer-Schieber, dessen Gehäuse eine an die Druckmittelver-

-_ sorgung angeschlossene Querbohrung aufweist, die ein von der Gehäuseaußenseite mit einer Durchmesserverengung in die Schieberbohrung mündender Strömungsdurchgang schneidet , dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsdurchgang (1) mit einem Innengewinde (2)

nc versehen ist, in das der das Ventil-Plättchen (14) ungefesselt sichernde Sitzring (7) bis zur Anlage·der Hülse (9) an der Durchmesserverengung (5) herausnehmbar eingeschraubt ist, daß das außenliegende Ende des Strömungsdurchganges durch einen eingeschraubten Dichtstopfen (26)

_ verschlossen ist, und daß die Querbohrung (22) zwischen 30

der dem Ventilsitz (12) abgewandten Rückseite des Sitzringes (7) und dem Stirnende des Dichtstopfens (26) verläuft .