DE19727924A1 - Ventil, insbesondere Rückschlagventil - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil, insbesondere auf ein Rückschlagventil mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Es ist bekannt, Rückschlagventile mit einem Ventilkörper auszuführen, dessen umlaufen­ der Rand eine im geschlossenen Zustand auf einem Ventilsitz aufliegende Dichtlippe bil­ det (z. B. DE-AS 10 21 218).

Es ist auch ein Ventil mit einem scheibenförmigen, im radialen Querschnitt gewellten Ven­ tilkörper bekannt (CH-PS 478 368). Einströmöffnungen münden jeweils in ein Tal zwi­ schen zwei Wellenkuppen. Letztere bilden zusammen mit ihrem jeweiligen Ventilsitz flui­ disch parallel zueinander angeordnete Dichtkanten beidseits der Einströmöffnungen. Dieses Ventil wird nach dem Abheben des Ventilkörpers von seinem Sitz unter beiden Dichtlippen hindurch durchströmt.

Infolge der Parallelanordnung zweier Dichtlippen führt jedoch schon ein Defekt an einer dieser Dichtkanten zur Leckage, gerade so wie bei den herkömmlichen Rückschlagven­ tilen mit nur einer Dichtlippe oder -kante.

Solche Ventilkörper werden zwecks Massenfertigung in großen Formen, z. B. immer zu 100 Stück gleichzeitig gefertigt. Ihre Dichtlippen bzw. Außenrändern sind relativ empfind­ lich gegen Beschädigung (Verunreinigung der Form, Montagefehler), so daß es immer wieder zu Leckagen kommt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend vom genannten Stand der Technik ein Ventil anzugeben, dessen Dichtwirkung weniger anfällig gegen solche Schadfälle ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Unter Beibehaltung eines einzigen, vorzugsweise einstückigen Ventilkörpers, der z. B. auch als Membran ausgeführt sein kann, schafft man eine redundante Sicherung gegen Leckagen, indem man im Bereich des Ventilsitzes mindestens zwei bezüglich der Durch­ strömung des Ventils fluidisch in Reihe geschaltete Dichtkanten vorsieht.

Die Merkmale der Unteransprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen dieses Gegen­ stands an.

Besonders bevorzugt wird der Ventilkörper in an sich bekannter Weise einstückig mit der mindestens einen Dichtlippe ausgeformt.

Man kann dann in einer ersten erfindungsgemäßen Bauform mehrere Dichtlippen an dem einen Ventilkörper vorsehen, die auf einem gemeinsamen, vorzugsweise glatten Ventilsitz oder auf jeweils eigenen Ventilsitzen aufliegen.

In einer anderen Bauform werden im Bereich des Ventilsitzes pro Dichtlippe des Ventil­ körpers zwei bezüglich der Durchströmung des Ventils fluidisch in Reihe angeordnete Dichtkanten vorgesehen. Sie können z. B. besonders einfach als die Kanten einer Nut ausgeführt werden, in welche die Dichtlippe zumindest teilweise stirnseitig eintaucht. Damit wird die eigentliche Dichtfunktion weg von der gegen Beschädigung relativ emp­ findlichen Stirnfläche der Dichtlippe zu deren Flanken hin verlegt.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Gegenstands der Erfindung gehen aus der Zeich­ nung eines Ausführungsbeispiels und deren sich im folgenden anschließender eingehen­ der Beschreibung hervor.

Es zeigen in vereinfachter Darstellung

Fig. 1 eine erste Ausführungsform des Ventils, bei der an einem Ventilkörper zwei parallele umlaufende Dichtlippen vorgesehen sind,

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform, bei der zwei fluidisch in Reihe angeordnete Dichtkanten durch die Kanten einer Nut im Ventilsitz gebildet werden.

Gemäß Fig. 1 und 2 ist ein als Rückschlagventil eingesetztes Ventil 1 zwischen einem Zulauf 2 und einem Ablauf 3 in einem nur ausschnittweise gezeigten Gehäuse 4 ange­ ordnet. Das Gehäuse kann Teil eines Kraftstoffversorgungssystems oder einer pneuma­ tischen Anlage in einem Fahrzeug sein, jedoch sind die hier erörterten, im wesentlichen auf Verbesserung der Dichtwirkung bezogenen Merkmale des Ventils allgemein verwend­ bar.

Das Ventil 1 selbst besteht im wesentlichen aus einem im Gehäuse beweglich geführten, vorzugsweise einstückig aus elastischem Material bestehenden Ventilkörper 5 und einem im Gehäuse abgedichtet (Dichtring D) befestigten - oder einstückig mit diesem ausgeführ­ ten - Ventilsitz 6 sowie einer Rückstellfeder 7, welche das Ventil 1 in seine Schließstellung vorspannt.

Die Rückstellfeder kann je nach Bauform und Einsatzzweck des Ventils auch entfallen, wenn sich die Schließstellung z. B. unter Schwerkrafteinfluß, aufgrund Eigenelastizität des Ventilkörpers (Membranventil) oder durch Druckgefälle selbsttätig einstellt oder eine möglichst niedrige Öffnungs-Schaltschwelle gefordert ist.

In der in Fig. 1 gezeigten Bauform hat der Ventilkörper 5 in seinem dem Ventilsitz 6 zu­ gewandten umlaufenden Randbereich zwei parallel umlaufende Dichtlippen 8. Diese bilden durch Anlage ihrer Stirnflächen auf dem mit glattflächig ausgeführten Ventilsitz 6 zwei bezüglich der Durchströmung des Ventils 1 fluidisch in Reihe angeordnete Dichtkan­ ten 9. Somit ist eine redundante Abdichtung gegen eine Rückströmung vom Ablauf 3 zum Zulauf 2 geschaffen. Selbst bei einer eventuellen Beschädigung einer der Dichtlippen 8 in Fertigung, Montage oder Betrieb wird die andere noch eine hinreichende Dichtwirkung entfalten.

In der Bauform der Fig. 2 hat der Ventilkörper 5 in herkömmlicher Weise eine einzelne, zum Ventilsitz 6 hin orientierte randseitige Dichtlippe 8'. Im Kontaktbereich mit dieser in ihrem Spitzenbereich abgerundeten Dichtlippe ist jedoch eine Nut oder Rille 10 in den Ventilsitz 6 eingeformt, in welche der Spitzenbereich der Dichtlippe 8' eintaucht, ohne auf dem Rillenboden aufzusitzen. Besser sieht man dies in der Einzelheit "Z", die einen ver­ größerten Ausschnitt aus dem näheren Dichtbereich des Ventils 1 zeigt. Man erkennt, daß auch hier zwei parallele, fluidisch in Reihe angeordnete Dichtkanten 9 gebildet sind indem die Flanken der Dichtlippe 8' mit den einander gegenüberliegenden Kanten 11 der Rille 10 in Kontakt stehen.

Die gegen Beschädigung relativ empfindliche Stirnfläche der Dichtlippe 8' hat also in die­ sem Anwendungsfall keine eigentliche Dichtfunktion mehr. Diese wird vielmehr von den beidseitigen Flanken der Dichtlippe 8' zusammen mit den beiden Kanten 10 der Rille 9 hergestellt.

Man wird eine besonders exakte Führung des Ventilkörpers 5 im Gehäuse 4 vorsehen, um sicherzustellen, daß beide Flanken der Dichtlippe in der Schließlage zuverlässig zur Anlage an die Kanten 11 der Rille 10 gelangen. Normalerweise sollten die hohe Ferti­ gungspräzision der Einzelteile und des Zusammenbaus des Ventils 1 und die seitliche Führungskraft der Rückstellfeder 7 dazu ohnehin ausreichen.

Als eine mögliche Option für eine noch exaktere Führung kann man einen Führungsring 12 vorsehen, der den Ventilkörper randseitig umschließt und gegen Kippen und seitliches Abweichen gegen das Gehäuse 4 abstützt. Der Führungsring 12 kann radial außen Fort­ sätze oder Nasen haben, die in entsprechenden Führungsnuten des Gehäuses 4 zwang­ los gleiten können.

Als weitere, hier nicht dargestellte Alternative wäre denkbar, die Führung des Ventilkör­ pers im Gehäuse 4 selbstzentrierend zu gestalten, so daß zwar in Öffnungsstellung ge­ ringe seitliche Abweichungen möglich wären, daß aber die Dichtlippe(n) bei Annäherung an die Schließstellung zwangsläufig auf die Rille ausgerichtet werden.

Um eine besonders zuverlässige, noch höher redundante Abdichtung zu schaffen, kann man auch beide hier gezeigten Ausführungsformen miteinander kombinieren. Man wird dann für jede der beiden (oder mehreren) parallelen Dichtlippen 8 gemäß Fig. 1 eine Rille 10 gemäß Fig. 2 vorsehen.

Generell werden hier zwei verschiedene, äquivalente Anordnungen erörtert, bei denen die eigentlichen Dichtkanten einmal (Fig. 1) am Ventilkörper selbst in Gestalt von dessen Dichtlippe(n) ausgeprägt sind, zum anderen (Fig. 2) aber am Ventilsitz.

Es sind weitere äquivalente Variationen möglich, die hier nicht im einzelnen dargestellt werden müssen. Man kann z. B. einen Ventilsitz mit mehreren parallelen erhabenen Dichtkanten anstelle der hier beschriebenen Rille versehen und diese mit einer ebenen Dichtfläche am Ventilkörper korrespondieren lassen (analoge Umkehr von Fig. 1).

In Umkehr-Analogie zur Ausführung gemäß Fig. 2 kann man aber auch im Ventilkörper sitzseitig eine Rille ausprägen und diese auf eine ringförmige Ausprägung des Ventilsitzes aufsetzen.

Claims (8)

1. Ventil (1), insbesondere Rückschlagventil, umfassend

• - einen Ventilkörper (5) und
• - einen mit dem Ventilkörper (5) an mindestens einer Dichtkante (9) korre­ spondierenden Ventilsitz (6),

dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Ventilsitzes (6) mindestens zwei bezüglich der Durchströmung des Ventils (1) fluidisch in Reihe geschaltete Dicht­ kanten (9) vorgesehen sind.

2. Ventil nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventil­ körper (1) einstückig mit der mindestens einen Dichtlippe (8; 8') versehen ist.

3. Ventil nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (1) mit mehreren, auf einem gemeinsamen oder auf jeweils eigenen Ventilsitzen (6) aufliegenden Dichtlippen (8) versehen ist.

4. Ventil nach Patentanspruch 1 oder 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Ventilsitzes (6) pro Dichtlippe (8') des Ventilkörpers (5) je zwei bezüglich der Durchströmung des Ventils (1) fluidisch in Reihe angeordnete Dichtkanten (9) vorgesehen sind.

5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Dichtkanten durch Kanten (11) einer Nut oder Rille (10) gebildet sind, in welche die Dichtlippe (8') zumindest teilweise eintaucht, wobei die Dichtwirkung durch Anlage der Flanken der Dichtlippe (8') an den Kanten (10) der Rille (11) erzielt wird.

6. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (1) mittels einer Rückstellfeder (7) in seine Schließstellung vorgespannt ist.

7. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (5) in einem Gehäuse (4) beweglich geführt ist.

8. Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Ventilkörper (5) ein Führungselement (11) vorgesehen ist, das im Gehäuse (4) gleitend geführt ist und den Ventilkörper (5) gegen Abweichungen bezüglich des Ventilsitzes abstützt.