DE4220586A1 - Rückschlagventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Rückschlagventil zum gerichteten Sperren eines Durchflusses für ein fließfähiges Druckmedium, mit einem Sperr­ körper, der derart mit einem in einem Gehäuse angeordneten Ventilsitz zusammenwirkt, daß er unter dem Druck des Druckmediums vom Ventilsitz abhebt und bei reduziertem Druck dichtend am Ventilsitz anliegt.

Ein derartiges Rückschlagventil geht aus der Deutschen Norm DIN 3410 "Öler" vom Dezember 1974 hervor.

Aus dieser gattungsbildenden Vorveröffentlichung kann der Fachmann sich unter "Form F" einen Einschlag-Kugelöler entnehmen. Bei diesem ist eine Kugel durch eine Druckfeder gegen eine Öffnung gepreßt. Um die Funktionsfähigkeit der Druckfeder zu garantieren, benötigt diese einen ausreichenden Bauraum. Aufgrund dieser Tatsache ist diese Art von Rückschlagventilen nur begrenzt und nicht bei sehr engen Einbau­ verhältnissen einsetzbar.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Rückschlagventil der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei dem die aufgezeigten Nachteile beseitigt sind, und das insbesondere für sehr enge Einbau­ verhältnisse geeignet ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 dadurch gelöst, daß der Ventilsitz aus permanentem Ma­ gnetmaterial und der Sperrkörper aus einem ferromagnetischen Werkstoff besteht.

Durch diese Lösung fällt die, bisher den Bauraum für das Rückschlag­ ventil erhöhende, Druckfeder weg. Das Ventil schließt nun durch die Magnetkraft des Ventilsitzes und öffnet entgegen der Magnetkraft bei in Fließrichtung anliegendem Druckmedium. Dabei kann die Magnetkraft durch eine Wahl des Magnetwerkstoffes in einem weiten Bereich variiert werden, ohne die Abmessungen der Einzelteile zu verändern.

Es ist auch vorgesehen, den Ventilsitz aus einem kunststoffgebundenen Magnetmaterial auszubilden. Dies hat den Vorteil, daß der gesamte Ventilsitz weniger spröde gegenüber herkömmlichen (gesinterten) Ma­ gnetwerkstoffen ist. Des weiteren ist eine kostengünstige Herstellung auch komplizierterer Formen, beispielsweise im Spritzgießverfahren, mit hoher Fertigungsgenauigkeit möglich.

Durch geeignete Wahl der Magnetisierungsart des Ventilsitzes kann erreicht werden, daß eventuell im Druckmedium vorhandene ferromagneti­ sche Partikel an den Rand des Ventilsitzes angezogen werden und nicht an die Dichtfläche gelangen.

In dem nebengeordneten Anspruch 2 ist vorgeschlagen, daß der Sperr­ körper aus permanentem Magnetmaterial und der Ventilsitz aus einem ferromagnetischen Werkstoff besteht.

Es sind die gleichen vorteilhaften Wirkungen zu erwarten, wie den Vorteilsangaben zum Anspruch 1 zu entnehmen ist. Es ist auch vorgese­ hen, den Sperrkörper aus einem permanentem kunststoffgebundenen Ma­ gnetmaterial auszubilden.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist in Anspruch 3 be­ schrieben. Aus diesem geht hervor, daß der Ventilsitz über eine Preß- und/oder Klebeverbindung in der Bohrung des Gehäuses dichtend angeord­ net ist.

Diese Maßnahmen sind fertigungstechnisch einfach zu realisieren. Es wird eine hervorragende Abdichtung des Ventilsitzes gegenüber dem Gehäuse erzielt.

Wie dem Anspruch 4 zu entnehmen ist, ist als Sperrkörper eine Kugel vorgesehen, wobei diese Kugel mit einem Teilbereich ihrer Mantelfläche in geschlossenem Zustand des Rückschlagventiles an einer Kontaktfläche des Ventilsitzes aufliegt.

Diese Kugel stützt sich an einem insbesondere trichterähnlich ausge­ bildeten Ventilsitz ab, der über eine konzentrisch angeordnete Bohrung für den Durchfluß des Druckmediums verfügt. Diese Kugel garantiert ein sicheres und dichtes Sperren von Druckmedium bei fehlendem Druck von der Seite des Ventilsitzes.

In Ausgestaltung der Erfindung ist in Anspruch 5 vorgeschlagen, daß der Sperrkörper als Kegel ausgebildet ist, wobei ein vom Kegel ausge­ hender, vorzugsweise zylindrisch ausgebildeter, Ansatz in einer kon­ zentrisch in der Bohrung des Gehäuses befindlichen, von dem Boden ausgehenden Führung gleitet.

Diese Führung garantiert, daß die Dichtflächen des Sperrkegels und des Ventilsitzes in geschlossenem Zustand plan aneinanderliegen und somit eine hervorragende Dichtfunktion gegen zurückfließendes Druckmedium ausüben.

Nach Anspruch 6 kann der Sperrkörper als Kreisplatte ausgebildet sein.

Diese Ausgestaltung stellt eine besonders einfache Lösung dar. Es sind auch andere geometrische Grundformen vorgeschlagen, beispielsweise vieleckförmige und andere, nur muß dann sichergestellt sein, daß diese in komplementären Aussparungen des Gehäuses axial verschieblich an­ geordnet sind. Von Vorteil bei dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist es, daß die Schließkraft durch die relativ große Anlagefläche relativ hoch ist.

Vorzugsweise in einem Randbereich der Kreisplatte sind nach Anspruch 7 umfangsverteilte, segmentartige Ausnehmen vorgesehen.

Die Zahl, Anordnung und Ausbildung dieser Ausnehmungen ist dabei in Abhängigkeit des Anwendungsfalles einfach variierbar, jedoch muß wenigstens eine Ausnehmung für den notwendigen Durchfluß des Druckme­ diums vorgesehen sein. Diese zweckmäßige Ausgestaltung stellt eine besonders einfache und billige Lösung dar.

In Weiterbildung der Erfindung ist es in Anspruch 8 vorgesehen, daß das Gehäuse aus einem Kunststoff und/oder einem nichteisenhaltigen Werkstoff hergestellt ist.

Diese Materialien sind relativ preiswert und garantieren eine sichere Funktion des erfindungsgemäßen Rückschlagventils.

Aus Anspruch 9 ist entnehmbar, daß der Ventilsitz und/oder der Sperr­ körper kunststoffbeschichtet sind.

Diese Kunststoffschicht wirkt einerseits vorteilhaft als zusätzlicher Dichtwerkstoff zwischen dem Ventilsitz und dem Sperrkörper, anderer­ seits kann sie auch Ausbrüche des relativ harten Magnetmaterials verhindern und somit einem vorzeitigen Funktionsverlust des vorge­ schlagenen Rückschlagventils entgegenwirken.

Gemäß Anspruch 10 ist es vorgesehen, daß zwischen Ventilsitz und Sperrkörper ein elastisches Dichtelement, insbesondere ein O-Ring angeordnet ist.

Dieser O-Ring wirkt ebenfalls als elastisches Dichtelement und führt zu den gleichen vorteilhaften Wirkungen wie in den Vorteilsangaben zum vorherigen Absatz beschrieben. Jedoch ist dieser O-Ring auch in Kom­ bination mit der in Anspruch 9 offenbarten Kunststoffschicht denkbar.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist es in Anspruch 11 vorgesehen, daß der Boden des Gehäuses dem Ventilsitz in Axialrichtung gegenüberliegend angeordnet ist, wobei in dem Boden wenigstens eine Übertrittsöffnung für die fließfähigen Stoffe angeordnet ist.

Durch diesen Boden ist einerseits die Möglichkeit der Hubbewegung und Führung des Sperrkörpers gegeben. Des weiteren ist der Sperrkörper beim Erreichen des Maximalhubes gut axial fixiert. Andererseits ist durch die Anordnung und Ausbildung der Übertrittsöffnungen eine ge­ zielte Zufuhr des Druckmediums zu den jeweiligen Verbraucherstellen auf einfache Art und Weise realisiert. Fertigungstechnisch einfach realisierbar ist es, die Übertrittsöffnungen im Boden des Gehäuses als umfangsverteilte Bohrungen auszubilden.

In Ausgestaltung der Erfindung ist es nach Anspruch 12 vorgesehen, daß in dem Gehäuse in Fließrichtung des Druckmediums gesehen nach dem ersten permanentmagnetischen Sperrkörper ein zweiter permanentmagneti­ scher Sperrkörper angeordnet ist, wobei die einander gegenüberliegen­ den Flächen der Sperrkörper eine gleiche Polung aufweisen.

Diese Ausbildung bewirkt bei Verwendung einer ferromagnetischen ring­ förmigen Platte eine Erhöhung der Schließkraft des erfindungsgemäßen Rückschlagventiles. Wird eine nichtferromagnetische ringförmige Platte verwendet, entspricht die Schließkraft des Rückschlagventiles der abstoßenden Kraft zwischen den beiden Sperrkörpern. Es ist ein weiches Öffnen unter dem anliegenden Druck des Druckmediums des Rückschlagven­ tiles erreicht.

Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet dieser Erfindung ist beispielsweise die Lineartechnik. Hier sind die Rückschlagventile in Schmierstoff­ leitungen von beispielsweise Kugelumlaufeinheiten vorgesehen, und garantieren eine gerichtete und sparsame Verwendung des Schmierstof­ fes, insbesondere von Schmieröl. Dabei kann es vorgesehen sein, das Rückschlagventil als komplette Einheit auszubilden. Durch diese oben­ genannten Rückschlagventile wird bei diesem Anwendungsfall stets eine optimale Schmierstoffmenge am Verbraucher, unabhängig von der Ein­ baulage, garantiert.

Die Erfindung ist nicht nur auf die Merkmale der Ansprüche beschränkt. Denkbar sind auch Kombinationen der Anspruchsmerkmale und Kombinatio­ nen der Anspruchsmerkmale, mit dem in den Vorteilsangaben und zum Ausgestaltungsbeispiel Offenbarten.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein erfindungsgemäßes Rück­ schlagventil mit einer Kugel als Sperrkörper,

Fig. 2 einen Axialschnitt wie in Fig. 1 gezeigt, jedoch mit vom Ventilsitz abgehobener Kugel,

Fig. 3 einen weiteren Axialschnitt wie in Fig. 1 gezeigt, jedoch mit einem Kegel als Sperrkörper,

Fig. 4 einen Axialschnitt ähnlich dem in Fig. 1 gezeigten, jedoch mit einer Kreisplatte als Sperrkörper,

Fig. 5 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Kreisplatte,

Fig. 6 einen Axialschnitt durch ein weiteres Rückschlagventil mit einer ringförmigen Platte als Sperrkörper und

Fig. 7 einen Axialschnitt durch ein zusätzliches Rückschlag­ ventil mit einer ringförmigen Platte als Sperrkörper.

Aus Fig. 1 ist ein Axialschnitt durch ein erfindungsgemäßes Rück­ schlagventil 1 mit einer Kugel 2 als Sperrkörper 3 entnehmbar. Diese Figur zeigt das Rückschlagventil 1 in geschlossenem Zustand. Das Rückschlagventil 1 sitzt konzentrisch in einer Bohrung 4 einer nicht näher erläuterten Umgebungskonstruktion 5. Ein Ventilsitz 6 ist in einer ebenfalls konzentrisch angeordneten Bohrung 7 eines Gehäuses 8 eingepreßt und verfügt über eine zentrale Bohrung 9 mit kegelstumpf­ förmigen Kontaktflächen 10. Diese Kontaktflächen 10 dienen einer Linienberührung mit einer entsprechenden Kontaktfläche 11 der Kugel 2.

Der Ventilsitz 6 ist in dieser Variante aus Magnetmaterial gebildet, so daß die Kugel 2, bestehend aus ferromagnetischem Werkstoff, bei fehlendem Druck des Druckmediums in den Ventilsitz 6 gezogen ist. Die Kontaktfläche 11 der Kugel 2 und die Kontaktfläche 10 des Ventilsitzes 6 liegen in diesem Fall aneinander an und verhindern ein unerwünschtes Zurückfließen von Druckmedium.

Ist ein bestimmter Druck des Druckmediums auf der Seite 12 des Ventil­ sitzes 6 vorhanden, wird, wie in Fig. 2 dargestellt, die Kugel 2 gegen die Magnetkraft des Ventilsitzes 6 in einen Sitz 13 eines Bodens 14 des Gehäuses 8 gedrückt. Die Kugel 2 vollzieht dabei einen defi­ nierten Hub und gibt einen vorbestimmten Überströmquerschnitt 15 frei. Das Druckmedium fließt durch die Bohrung 9 des Ventilsitzes 6 in Richtung des Bodens 14 und gelangt über umfangsverteilte Bohrungen 16 an entsprechende Verbraucherstellen. Liegt kein Druck des Druckmediums mehr an, wird die Kugel 2 wieder an die Kontaktfläche 10 des Ventil­ sitzes 6 gezogen.

Die Fig. 3 zeigt einen Axialschnitt wie in Fig. 1 gezeigt, jedoch ist als Sperrkörper 3 ein Kegel 17 vorgesehen. Ein vom Kegel 17 ausge­ hender, vorzugsweise zylindrischer Ansatz 18 gleitet in einer vom Boden 14 des Gehäuses 8 ausgehenden, in Richtung zum Ventilsitz 6 weisenden und dort konzentrisch angeordneten, Führung 19. Eine Spitze 20 des Kegels 17 kann den Ventilsitz 6 in Axialrichtung gesehen über­ ragen. Im Unterschied zu der vorherig beschriebenen Lösung ist die Kontaktfläche 11 zwischen dem Sperrkörper 3, hier als Kegel 17 ausge­ bildet, und der Kontaktfläche 10 des Ventilsitzes 6 nicht linienför­ mig, sondern flächig ausgebildet.

Der weitere Aufbau und die Wirkungsweise stimmt mit dem in den vorhe­ rig beschriebenen Figuren überein.

Aus Fig. 4 ist ein Axialschnitt, ähnlich dem in Fig. 1 gezeigten entnehmbar. Jedoch ist eine Kreisplatte 21 als Sperrkörper 3 vorgese­ hen. Diese Kreisplatte 21 weist umfangsverteilte segmentartige Aus­ nehmungen 22 auf. Durch die Ausnehmungen 22 fließt das Druckmedium. Die Kreisplatte 21 ist durch ihre Umfangsfläche 22a in der Bohrung 7 des Gehäuses 8 hervorragend zentriert.

In einer ringförmigen Nut 23 in der Unterseite 24 des Ventilsitzes 6 ist ein O-Ring 25 angeordnet. Dieser O-Ring 25 dient einerseits als Dichtelement, andererseits bewirkt er einen "weichen" Anschlag der Kreisplatte 21 an die Unterseite 24 des Ventilsitzes 6.

Eine Draufsicht auf die Kreisplatte 21 ist in Fig. 5 gezeigt. Die segmentartigen Ausnehmungen 22 sind jedoch auch als Bohrungen oder mit anderer Geometrie denkbar, wobei diese nicht unbedingt im Randbereich 26 der Kreisplatte 21 liegen müssen.

Wie der Fig. 6 zu entnehmen ist, kann es auch vorgesehen sein, den permanentmagnetischen Sperrkörper 3 als Ring 26a auszubilden und mit seiner Stirnseite 27 an einer ringförmigen und ferromagnetischen Platte 28 anliegen zu lassen. Bei anliegendem Druck des Druckmediums hebt in diesem Fall der Ring 26a von der ringförmigen Platte 28 ab, das heißt, er bewegt sich axial in Richtung einer Bohrung 30. Das Druckmedium strömt durch die Bohrungen 29 über eine Bohrung 29a des Rings 26a zur Bohrung 30.

Denkbar ist es in diesem Falle wiederum, die ringförmige Platte 28 permanentmagnetisch und den Sperrkörper 3 ferromagnetisch auszubilden. Jedoch ist dies fertigungstechnisch schwieriger zu bewältigen als die vorherig aufgezeigte Lösung.

Gemäß Fig. 7 kann es auch vorgesehen sein, daß in dem Gehäuses 8 in Fließrichtung des Druckmediums gesehen nach dem ersten permanentmagne­ tischen Sperrkörper 3 ein zweiter permanentmagnetischer Sperrkörper 3 angeordnet ist, wobei die einander gegenüberliegenden Flächen 31 der Sperrkörper 3 eine gleiche Polung aufweisen. Dieser weitere Sperr­ körper 3 ist bevorzugt ebenfalls als Ring 26a ausgebildet und in den Boden 14 des Gehäuses 8 eingepreßt und/oder eingeklebt bzw. in anderer geeigneter Art und Weise befestigt.

Die gleiche Polung der einander gegenüberliegenden Flächen 31 der Sperrkörper 3 bewirkt, daß zwischen diesen eine abstoßende Kraft auftritt.

Wird die ringförmige Platte 28 nun aus einem ferromagnetischen Werk­ stoff hergestellt, bewirkt der zweite Ring 26a eine Erhöhung der Schließkraft des erfindungsgemäßen Rückschlagventils 1.

Jedoch kann es in Ausgestaltung der Erfindung auch vorgesehen sein, die ringförmige Platte 28 aus einem nichtferromagnetischen Werkstoff herzustellen. In diesem Fall entspricht die Schließkraft des Rück­ schlagventils 1 der abstoßenden Kraft zwischen den beiden Sperrkörpern 3. Dies hat gegenüber weiteren Ausbildungsformen den Vorteil, daß ein "weiches" Öffnen unter dem anliegenden Druck des Druckmediums erreicht ist und der Öffnungsquerschnitt dem anliegenden Druck proportional ist. Denkbar ist es bei dieser Ausführung ebenfalls, das Gehäuse 8 und die ringförmige Platte 28 einstückig auszubilden. Jedoch muß dann der Boden 14 mit seiner Bohrung 30 eine Montage der Sperrkörper 3 ermögli­ chen.

Bezugszahlenliste

 1 Rückschlagventil
 2 Kugel
 3 Sperrkörper
 4 Bohrung
 5 Umgebungskonstruktion
 6 Ventilsitz
 7 Bohrung
 8 Gehäuse
 9 Bohrung
10 Kontaktfläche
11 Kontaktfläche, Mantelfläche
12 Seite
13 Sitz
14 Boden
15 Überströmquerschnitt
16 Bohrungen, Übertrittsöffnungen
17 Kegel
18 Ansatz
19 Führung
20 Spitze
21 Kreisplatte
22 Ausnehmungen
22a Umfangsfläche
23 Nut
24 Unterseite
25 O-Ring
26 Randbereich
26a Ring
27 Stirnseite
28 ringförmige Platte
29 Bohrung
29a Bohrung
30 Bohrung
31 Fläche

Claims (12)

1. Rückschlagventil (1) zum gerichteten Sperren eines Durchflusses für ein fließfähiges Druckmedium, mit einem Sperrkörper (3), der derart mit einem in einem Gehäuse (8) angeordneten Ventilsitz (6) zusammen­ wirkt, daß er unter dem Druck des Druckmediums vom Ventilsitz (6) abhebt und bei reduziertem Druck dichtend am Ventilsitz (6) anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (6) aus permanentem Magnet­ material und der Sperrkörper (3) aus einem ferromagnetischen Werkstoff besteht.

2. Rückschlagventil (1) zum gerichteten Sperren eines Durchflusses für ein fließfähiges Druckmedium, mit einem Sperrkörper (3), der derart mit einem in einem Gehäuse (8) angeordneten Ventilsitz (6) zusammen­ wirkt, daß er unter dem Druck des Druckmediums vom Ventilsitz (6) abhebt und bei reduziertem Druck dichtend am Ventilsitz (6) anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrkörper (3) aus permanentem Magnetmaterial und der Ventilsitz (6) aus einem ferromagnetischen Werkstoff besteht.

3. Ventileinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (6) über eine Preß- und/oder Klebeverbindung in der Bohrung (7) des Gehäuses (8) dichtend angeordnet ist.

4. Ventileinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Sperrkörper (3) eine Kugel (2) vorgesehen ist, wobei diese Kugel (2) mit einem Teilbereich ihrer Mantelfläche (11) in geschlossenem Zustand des Rückschlagventils (1) an einer Kontaktfläche (10) des Ventilsitzes (6) aufliegt.

5. Ventileinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrkörper (3) als Kegel (17) ausgebildet ist, wobei ein vom Kegel (17) ausgehender, vorzugsweise zylindrisch ausgebildeter, Ansatz (18) in einer konzentrisch in der Bohrung (7) des Gehäuses (8) befind­ lichen, von dem Boden (14) ausgehenden, Führung (19) gleitet.

6. Ventileinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrkörper (3) als Kreisplatte (21) ausgebildet ist.

7. Ventileinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugs­ weise in einem Randbereich (26) der Kreisplatte (21) umfangsverteilte segmentartige Ausnehmungen (22) vorgesehen sind.

8. Ventileinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (8) aus einem Kunststoff und/oder einem nichteisenhaltigen Werkstoff hergestellt ist.

9. Ventileinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (6) und/oder der Sperrkörper (3) kunststoffbeschichtet sind.

10. Ventileinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Ventilsitz (6) und Sperrkörper (3) ein elastisches Dichtelement, insbesondere ein O-Ring (25) angeordnet ist.

11. Ventileinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (14) des Gehäuses (8) dem Ventilsitz (6) in Axialrichtung gesehen, gegenüberliegend angeordnet ist, wobei in dem Boden (14) wenigstens eine Übertrittsöffnung (16) für fließfähige Stoffe angeord­ net ist.

12. Ventileinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (8) in Fließrichtung des Druckmediums gesehen nach dem ersten permanentmagnetischen Sperrkörper (3) ein zweiter permanentmagneti­ scher Sperrkörper (3) angeordnet ist, wobei die einander gegenüber­ liegenden Flächen (31) der Sperrkörper eine gleiche Polung aufweisen.