DE7730632U1 - Rueckschlagventil - Google Patents

Description

Patentanwälte Dipi.-Ing. W.Beyer Dipl.'-Wirtach.-Ing. B.Jochem

Frankfurt/liain Staufenstraße 36

Anm.:

, SOCLA-SOCIETE des

J CLAPETS T.J.

Chalon Sur Saone/Prankreich

Rückschlagventil

Die Neuerung betrifft ein Rückschlagventil, bestehend aus einem unmittelbar hinter einer einen Ventilsitz bildenden Schulter in ein axial durchströmtes Ventilgehäuse eingesetzten, endseitig durch eine Halbschale abgeschlossenen, seitlich durchbrochenen Hohlzylinder und einem darin axial verschieblich geführten Absperrglied in Form eines schalenförmig oder kegelstumpfförmig vorgewölbten Ventiltellers, welcher zusätzlich über eine mit ihm verbundene Stange durch eine Führungsbohrung in der Halbschale geführt ist.

Ein derartiges Rückschlagventil ist in der DT-GM 74 19 beschrieben und für hydraulische Leitungssystems bestimmt. Es ist insbesondere geeignet für große Strömungsvolumina bei niedrigem und hohem Druck.

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Ein gewisser Nachteil der bekannten Rückschlagventile ist darin zu sehen, daß die für die genaue Führung des Absperrglieds vorgesehene Halbschale, welche den Hohlzylinder rückseitig abschließt, beim automatischen Schließen des Ventils bei einer Druckumkehr stört. Außerdem reagierten die bekannten Rückschlagventile bei kleinen Druckdifferenzen nicht empfindlich und genau genug, d.h., sie blieben zu· lange offen und schlossen nicht richtig dicht.

Der Neuerung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Rückschlagventil der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, welches bei allen Druckverhältnissen in der geschlossenen | Stellung sicher dichtet und in der geöffneten Stellung nur | einen sehr geringen Strömungswiderstand bietet. |

Vorstehende Aufgabe wird gemäß der Neuerung gelöst durch j einen im Querschnitt L-förmigen, weich-elastischen Dich- I tungsring, dessen einer, radial nach außen weisender ι

Schenkel zwischen der Schulter und dem vorderem Ende des Hohlzylinders eingeklemmt ist und dessen anderer Schenkel mit der seitlichen Wandung des Ventiltellers dichtend zusammenwi rkt.

Der Dichtungsring wird vorzugsweise in seiner Stärke und Elastizität so bemessen, daß er sich bei einer verhältnismäßig niedrigen Druckdifferenz in der Größenordnung von z.B. 3 cm Wassersäule am geschlossenen Ventil mit dem axialen Schenkel nach Art einer Membran- oder Lippendichttung am Ventilteller anlegt und bei einer verhältnismäßig hohen Druckdifferenz in der Größanordnung von z.B. 10 bar zwischen dem Ventilteller und dem Ventilsitz unter elastischer Verformung zusammendrückbar ist.

Der Dichtungsring ist im übrigen vollständig unabhängig von den anderen Einzelteilen des Rückschlagventils. Fr bietet einerseits die ausgezeichnete Dichtwirkung eines Rückschlagventils mit weichelastischer Membran, vergrößert aber andererseits nicht den Strömungswiderstand des geöffneten Ventils.

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In weiterer bevorzugter praktischer Ausführung der Neuerung ist der Hohlzylinder in Strömungsrichtung hinter dem Dichtungsring bis auf schmale, sich axial erstreckende Arme, an denen der Ventilteller geführt ist, seitlich durchbrochen. Man erhält auf diese Weise nicht nur den gewünschten geringen Strömungswiderstand, sondern auch eine doppelte Führung des Absperrglieds, denn erstens führt sich der Ventilteller an diesen Armen und zweitens wird die mit ihm verbundene Stange in der Pührungsbohrung in der hinteren Halbschale des Hohlzylinders geführt.

Dta unabhängig von der Lage und Richtung des fertigmontierten Ventils sicherzustellen, daß es wie vorgesehen schließt, ι sitzt in weiterer bevorzugter Ausführung auf der Stange eine in Schließrichtung wirkende Feder, die sich einerseits an der Halbschale und andererseits am Ventilteller abstützt. j

Bei der praktischen Ausführung der Neuerung sollte die den Hohlzylinder abschließende Halbschale eine möglichst strö— j mungsgünstige Form und einen möglichst geringen Querschnitt haben, um die Strömung so wenig wie möglich zu beeinflussen. Andererseits muß die Führungsfunktion für das Absperrglied j sichergestellt sein. Gleichzeitit wird durch die vorgerichla-[ gene Formgebung der hinteren Halbschale erreicht, daß der j Gefälleverlust bei umgekehrter Strömungsrichtung vergrößert j wird, so daß das Absperrglied sofort in die geschlossene ! Stellung zu seinem Sitz zurückkehrt und die Ventilschläge \ geringer ausfallen.

In der bevorzugten praktischen Ausführung ist die vordere Angriffsfläche des Ventiltellers flach mit einem kegel— stumpfförmigen oder gekrümmten Übergangsbereich zur seitlichen Wandung. Auf diese Weise öffnet das Ventil sofort und. vollständig, wenn ein geringer Druckunterschied erscheint. Die vorgesehene in Schließrichtung wirkende Druckfeder, die doppelte Führung und die Form des Absperrglieds, kombiniert mit einem verhältnismäßig kurzen Öffnungs— und Schließweg gewährleistai außerdem ein schnelles Schließen

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wodurch den gefürchteten Schlagen im Strömungssystem vor·* gebeugt wird.

Schließlich ist in weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung der Neuerung die mit dem Ventilteller verbundene Stange mit einem kreuzförmigen Querschnitt ausgebildet, so daß die Gefahr harter Punkte bei der Gleitbewegung in der HaIb-Bchale des Hohlzylinders vermieden und Verkrustungen in der Führungsbohrung gelöst werden.

Dir Neuerung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Pig. 1 einen Axialschnitt durch ein Rückschlagventil gemäß der Neuerung in einer unter leichtem Druck geschlosssenen Stellung,

Pig. 2 in einer Ansicht entsprechend Fig. 1 das Rückschitgventil bei geöffneter Stellung,

Pig. 3 in einer Ansicht entsprechend Pig. 1 und 2 dasselbe Rückschlagventil in einer unter starkem Druck geschlossenen Stellung,

' Pig. 4 eine Ansicht von unten auf einen in das

Ventilgehäuse eingeschraubten Führungsteil für das Absperrglied des Ventils nach Fig. 1 bis 3,

Fig. 5 einen Querschnitt durch das Rückschlagventil gemäß Pig. 3 entsprechend der Schnitt-=» linie V-V,

Pig. 6 eine Darstellung der Strömung durch das geöffnete Ventil,

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Pig. 7 ein anderes Ausführungsbeispiel des Rückschlagventils gemäß der Neuerung im Axial— schnitt.

Zur Vereinfachung des Vergleichs sind in der Zeichnung für entsprechende Teile dieselben Bezugszeichen verwendet worden wie in der DT-(M 74 19 056.

Das Rückschlagventil gemäß Pig. 1 bis 3 besteht zunächst aus einem Ventilgehäuse 1 mit einer axialen Bohrung 2, die in Strömungsrichtung hinter einer inneren Schulter 4 mit einem Gewinde 3 versehen ist. In dieses Gewinde wird ein am vorderen Ende mit einem entsprechenden Außengewinde versehenes Führungsteil 30 eingeschraubt. Das letztere hat insgesamt die Form eines Hohlzylinders mit seitlichen Durchbrechungen, so daß sich vom vorderen, ringförmigen Ende mit Außengewinde axiale Arme 31 nach hinten zu einem Abschlußteil 32, z.B. in Form einer Halbschale oder eines Kegel— Stumpfs, erstrecken. Die Halbschale ist mit einer zentralen Bohrung 16 versehen, die koaxial zur Achse 17 des Rückschlagventils liegt (siehe Fig. 4). Die Durchbrechungen bzw. Fenster 33 zwischen den Armen 31 bilden die Durchlaßöffnungen für die hydraulische Flüssigkeit zwischen den beiden Teilen der Bohrung 2, die durch die Schulter 4 voneinander getrennt sind. Die Schulter 4 ist so ausgebildet, daß sie den Ventilsitz für ein insgesamt mit 34 bezeichnetes Absperrglied bildet.

Wie in der Zeichnung dargestellt, liegt an der Schulter 4 ein weichelastischer Dichtungsring 35 an , der einen Ir-förmigen Querschnitt hat, wobei der eine Schenkel des L radial nach außen weist. Dieser Schenkel ist im montierten Zustand des Ventils zwischen dem Sitz 4 und dem vorderen Ende des Hohlzylinders 30 eingeklemmt. Der andere , sich axial in Strömungsrichtung erstreckende Schenkel wird beim Schließen des Ventils durch die seitliche Wandung 36 des als Ventilteller 37 ausgebildeten Absperrglieds verfolgt.

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Somit gleitet im Führungsteil 30, bestehend aus den Annen 31 und der HaTbschale 32, ein Absperrglied 34, das sich insgesamt zusammensetzt aus:

— dem Ventilteller 37, dessen vordere Angriffsfläche 38 flach ist, während der Übergang zur seitlichen Wandung 36 die Form eines Kegelstumpf s 36a haben kann, der auch durch eine Krümmung ersetzt sein kann;

— einer zentralen hinteren Stange 39, die mit dem Ventilteller 37 verbunden ist und durch die Bohrung 16 geführt wird, während das Absperrglied auf verhältnismäßig kurzem Weg in axialer Rieh« tung zwischen der geschlossenen Stellung (Fig.1 oder 3) und der geöffneten Stellung (Pig. 2) verschoben wird;

— einer Druckfeder 18, die eingespannt ist zwischen einem ringförmigen Federlager 40 an der Hinterseite des Ventiltellers 37 und einer Schulter 16a in der Bohrung 16, wobei die Feder auf der Stange 39 sitzt.

In bevorzugter Ausführung hat die Stange 39 einen kreuzförmigen Querschnitt, der die Gleitbewegung des Absperr— glieds erleichtert und die Gefahr harter Punkte in der Bohrung 16 vermeidet (siehe Fig. 5), indem Verkrustungen vermieden werden.

Die seitliche Wandung des Ventiltellers 37 ist zylindrisch, wobei der größte Durchmesser so gewählt ist, daß der Ventilteller an den inneren teilzylindrischen Flächen 31a der Arme 31 entlang gleiten kann. Der kegelstumpfförmige bzw» gekrümmte Bereich 36a des Ventiltellers kann gegen den axialen Schenkel 35a des Dichtungsrings 35 zur Anlage kommen und diesen auslenken.

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Die Montage- und Punktionsweise des Rückschlagventils sind wie· folgt:

Nachdem auf die kurze Stange 39 des Absperrglies 34 dio Rückstellfeder 18 gesetzt worden ist, führt man das hintere Ende der Stange 39 in die Bohrung 16 der HaTbschale 32 ein, so daß sich eine einzige Baugruppe mit den Armen 31 und dem vorderen ringförmigen, mit ü-ewinde versehenen Teil des Hohl» Zylinders 30 ergibt. Daraufhin wird der radiale Schenkel des Dichtungsrings 35 gegen die Schulter 4 gelegt und bei gespannter Feder der Hohlzylinder 30 in das Innengewinde 3 des Ventilgehauses 1 eingeschraubt. Am Ende dieser Schraubbewe— gung wird der radiale Schenkel 35b des Dichtungsrings zwischen der Schulter 4 des Ventilgehäuses und dem vorderen Ende des Hohlzylinders 30 eingeklemmt. Somit stellen die Schulter 4 und der Dichtungsring 35 den Ventilsitz dar, wobei die Vorteile eines Rückschlagventils mit positiv geführtem Ventil^ö'rper und eines Membranventils kombiniert werden.

Wenn ein hydraulischer Druck gegen die vordere Angriffsfläche 38 des Absperrglieds 34 ausgeübt wird, hebt sich der Ventilteller 37 von seinem Sitz und vom Dichtungsring ab, sobald der hydraulische Druck größer wird als der entgegengesetzt gerichtete Druck der Feder 18.

Der axiale Schenkel 35a des Dichtungsrings gestattet dank seiner Eigenelastizität 3 mögliche Stellungen des Absperrglieds:

a) Wenn der Druck der Flüssigkeit auf die ebene Fläche nur geringfügig größer ist als der Druck der Rückstellfeder 18, hebt der Ventilteller 37 von der Schulter 4 des Ventilgehäuses ab. Dennoch bleibt das Rückschlagventil dicht geschlossen, da auch jetzt immer noch der als Lippendichtung wirkende weichelastische axiale Schenkel 35a des Dichtungsring mit der seit—

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lichen Wandung 36 des Ventiltellers dichtend zusammenwirkt. Das Ventil funktioniert in diesem Fall wie ein Membranventil. Es kann also für Installationen, die bei geringem Druck arbeiten und eine große Empfindlichkeit der dichtenden Teile erfordern, eingesetzt werden.

"b) Sobald der Druck der Flüssigkeit über einen durch die Steifigkeit der Feder 18 bestimmten Wert ansteigt, öffnet das Rückschlagventil (Fig. 2). Die Flüssigkeit kann daraufhin in die in der Zeichnung obese Kammer des Ventilgehäases 2 strömen. Das Strömungsbild der durch das Ventilgehäuse 1 strömenden Flüssigkeit ist in Fig. 6 dargestellt. Es ist erkennbar, daß die gekrümmte Form der Anströmseite 41 der Schulter 4, die gekrümmte Form des im wesentlichen kegelstumpfför— migen Übergangsbereichs zur seitlichen Wandung 36 des Ventiltellers und der große Freiraum zwischen den Armen 31 des Fiihrungsteils die Strömung entsprechend den Pieilen 42 erleichtern, während sie die Gefälle— Verluste bzw. Strömungsverluste im Rückschlagventil klein halten=

c) Bei hohem Rückdruck drückt der Ventilteller 37 bei geschlossenem Ventil gegen die metallische Schulter 4 (Fig. 3). Der weiche axiale Schenkel des Dichtungsrings wird dabei durch die seitliche Wandung 36 zurückgestoßen und legt sich dicht am Ventilteller an, so daß er die Dichtwirkung verbessert. In diesem Fall liegen die beiden Schenkel des Dichtungsrir>g3 an den beiden Dichtflächen des Ventils an, so daß der weiche Dichtungsring ohne Schaden zu nehmen einem beliebigen Druck ausgesetzt werden kann.

Die TTichtigsten Vorteile der Neuerung sind die folgenden:

» Das Rückschlagventil bietet gute Dichtigkeit sorohl bei niedrigem wie euch bei hohem Schließdruck;

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- die doppelte Führung des Absperrglieds, nämlich an der Stange 39 und am Ventilteller 37 verhindert das Verkanten und Verklemmen, gleichgültig in welcher Lage das Ventil eingebaut ist;

- das Öffnen und das sofortige und vollständige Schließen des Rückschlagventils gewährleisten eine leise und ruhige (keine Vibrationen) Punktionsweise sowie eine wesentliche Verringerung

. von Schlagen;

- die relative Lage der Teile, ihre Form und die Auswahl des Materials verhindern jede Blockage beim Auftreten harter Punkte.

In Fig. 7 ist ein anderes Ausfühnchgsbeispiel dargestellt, wobei das Gewinde 3 im Ventilgehäuse ersetzt ist durch einen glatten zylindrischen Bereich 53, in welchem der Hohlzylinder 30 mit einem im Durchmesser passenden, außen glatt zylindrischen Teil sitzt. Die genaue Lage des Hohl— zyonders 30 wird in diesem Fall durch radiale Schrauben gesichert. Statt der Schrauben könnten auch andere mechanische Befestigungsmittel Verwendung finden, z.B. Spangen, Keile usw. Schließlich könnte der Hohlzylinder 30 auch einfach in das Ventilgehäuse eingeklebt werden.

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Claims (1)

1. Schutzansprüche

   · Rückschlagventil, bestehend aus einem unmittelbar hinter einer einen Ventilsitz bildenden Schulter in ein axial durchströmtes Ventilgehäuse eingesetzten, endseitig durch eine Halbschale abgeschlossenen, seitlich durchbrochenen Hohlzylinder und einem darin axial verschieblich geführten Absperrglied in Form eines schalenförmig oder kegelstumpfförmig vorgewölbten Ventiltellers, welcher zusätzlich über eine mit ihm verbundene Stange durch eine Führungsbohrung in der Halbschale geführt ist, gekennzeichnet durch einen im Querschnitt L-for— migen, weich elastischen Dichtungsring (35), dessen e'"ner,radial nach außen weisender Schenkel (35b) zwischen der Schulter (4) und dem vorderen Ende des f Hohlzylinden (30) eingeklemmt ist und dessen anderer

   jj Schenkel (35a) mit der seitlichen Wandung (36, 36a)

   des Ventiltellers (37) dichtend zusammenwirkt»

   j 2. Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring

   (35) in seiner Stärke und Elastizität so bemessen ist,

   ij daß er sich bei einer verhältnismäßig niedrigen Druck—

   ] differenz in der Größenordnung von z.B. 3 cm Wassersäule

   am geschlossenen Ventil mit dem axialen Schenkel (35a) nach Art einer Lippendichtung am Ventilteller (37) anlegt und bei einer verhältnismäßig hohen Druckdifferenz in der Größenordnung von z.B. 10 bar zwischen dem Ventilteller (37) und dem Ventilsitz (4) unter elastischer Verformung zusammendrückbar ist.

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   3. Rückschlagventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlzylinder (30) in Strömungsrichirung hinter dem Dichtungsring (35) "bis auf schmale, sich axial erstreckende Arme (31), an denen der Ventilteller (37) geführt ist, seitlich durchbrochen ist.

   4. Rückschlagventil nach einem der Ansprüche 1 Ms 3, dadurch gekennzeichnet,' daß die Bohrung des Hohlzylinders (30) im Bereich des axialen Stegs (35a) des Dichtungsrings (35) erweitert ist·

   5. Rückschlagventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadur eh gekennzeichnet, daß das Absperrglied (34) aus einem leichten Material besteht und die Oberfläche (38) des Ventiltellers (37) rotationssymmetrisch ausgebildet ist,

   6. Rückschlagventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlzylinder (30) mittels eines Außengewindes (3) in das Ventilgehäuse (1) eingeschraubt ist.

   7. Rückschlagventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß de? Hohlzylinder (30) durch radiale Stifte, Schrauben (54), Keile od. dgl. in einem Sitz im Ventilgehäuse axial gehalten ist.

   8. Rückschlagventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (39) einen kreuzförmigen und ihre Pührungsbohrung (16) einen kreisrunden Querschnitt hat.

   9. Rückschlagventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anströmseite der Schulter (4) und des Ventiltellers (37) so7/ie das Profil der Halbschale (32) auf niedrigen Strömungswiderstand ausgelegt sind.

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