DE19727924B4

DE19727924B4 - Ventil, insbesondere Rückschlagventil

Info

Publication number: DE19727924B4
Application number: DE1997127924
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Warnke
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 1997-07-01
Filing date: 1997-07-01
Publication date: 2006-09-07
Anticipated expiration: 2017-07-02
Also published as: DE19727924A1

Abstract

Ventil (1), insbesondere Rückschlagventil, umfassend
– einen Ventilkörper (5) und
– einen mit dem Ventilkörper (5) an mindestens einer Dichtkante (9) korrespondierenden Ventilsitz (6),
dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (5) zumindest zwei einander in einer Ebene koaxial umschließende und im drucklosen Zustand zeitgleich auf einem oder auf jeweils eigenen Ventilsitzen (6) anliegende Dichtlippen (8, 8') aufweist und/oder dass im Bereich des Ventilsitzes (6) pro Dichtlippe (8, 8') des Ventilkörpers (5) je zwei bezüglich der Durchströmung des Ventils (1) fluidisch in Reihe angeordnete Dichtkanten (9) vorgesehen sind.

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 umlaufender Rand eine im geschlossenen Zustand auf einem Ventilsitz aufliegende Dichtlippe bildet (z. B. DE 10 21 218 B ).

Es ist auch ein Ventil mit einem scheibenförmigen, im radialen Querschnitt gewellten Ventilkörper bekannt ( CH 478 368 ). Einströmöffnungen münden jeweils in ein Tal zwi- schen zwei Wellenkuppen. Letztere bilden zusammen mit ihrem jeweiligen Ventilsitz fluidisch 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 Rückschlagventilen 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 empfindlich gegen Beschädigung (Verunreinigung der Form, Montagefehler), so daß es immer wieder zu Leckagen kommt.

Aus der DE 10 01 071 B ist ein Hochdruck-Rückschlagventil bekannt, bei dem ein Ven- tilsitz eine Kante und eine nichtmetallische elastische Dichtung aufweist. Die elastische Dichtung stützt sich an einem Widerlager ab. Bei einem hohen Druck in dem Ventil liegt ein Verschlußstück sowohl an der elastischen Dichtung als auch an der Kante des Ventilsitzes an. Im drucklosen Zustand berührt das Verschlußstück die Kante des Ventilsitzes nicht.

Aus der FR 1 236 394 ist ein Hydraulikventil mit einem zwei Dichtungen aufweisenden Ventilkörper bekannt. Eine der Dichtungen ist als Dichtlippe gestaltet, während die andere die Form eines Kegelstumpfes hat.

Aus der GB 2 235 038 A ist ein Ventil mit zwei unterschiedlichen Ventilkörpern mit jeweils einem Federelement bekannt, welches einen sehr hohen und kostenintensiven Fertigungsaufwand erfordert.

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 Durchströmung des Ventils fluidisch in Reihe geschaltete Dichtkanten vorsieht und/oder daß der Ventilkörper zumindest zwei einander in einer Ebene koaxial umschließende und im drucklosen Zustand zeitgleich auf einem oder auf jeweils eigenen Ventilsitzen anliegende Dichtlippen aufweist.

Die Merkmale der Unteransprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen dieses Gegenstands an.

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

In einer anderen Bauform können die Dichtkanten 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 empfindlichen Stirnfläche der Dichtlippe zu deren Flanken hin verlegt.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Gegenstands der Erfindung gehen aus der Zeichnung eines Ausführungsbeispiels und deren sich im folgenden anschließender eingehender Beschreibung hervor.
Es zeigen in vereinfachter Darstellung
1 eine erste Ausführungsform des Ventils, bei der an einem Ventilkörper zwei parallele umlaufende Dichtlippen vorgesehen sind,
2 eine zweite Ausführungsform, bei der zwei fluidisch in Reihe angeordnete Dichtkanten durch die Kanten einer Nut im Ventilsitz gebildet werden.
Gemäß 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 angeordnet. Das Gehäuse kann Teil eines Kraftstoffversorgungssystems oder einer pneumatischen Anlage in einem Fahrzeug sein, jedoch sind die hier erörterten, im wesentlichen auf Verbesserung der Dichtwirkung bezogenen Merkmale des Ventils allgemein verwendbar.
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 ausgeführten – 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 1 gezeigten Bauform hat der Ventilkörper 5 in seinem dem Ventilsitz 6 zugewandten 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 Dichtkanten 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 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 vergrößerten 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 diesem 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 Fertigungspräzision 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 Fortsätze oder Nasen haben, die in entsprechenden Führungsnuten des Gehäuses 4 zwanglos gleiten können.
Als weitere, hier nicht dargestellte Alternative wäre denkbar, die Führung des Ventilkörpers im Gehäuse 4 selbstzentrierend zu gestalten, so daß zwar in Öffnungsstellung geringe seitliche Abweichungen möglich wären, daß aber die Dichtlippe(n) bei Arnnäherung 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 1 eine Rille 10 gemäß 2 vorsehen.
Generell werden hier zwei verschiedene, äquivalente Anordnungen erörtert, bei denen die eigentlichen Dichtkanten einmal (1) am Ventilkörper selbst in Gestalt von dessen Dichtlippe(n) ausgeprägt sind, zum anderen (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 1).
In Umkehr-Analogie zur Ausführung gemäß 2 kann man aber auch im Ventilkörper sitzseitig eine Rille ausprägen und diese auf eine ringförmige Ausprägung des Ventilsitzes aufsetzen.

Claims

Ventil (1), insbesondere Rückschlagventil, umfassend – einen Ventilkörper (5) und – einen mit dem Ventilkörper (5) an mindestens einer Dichtkante (9) korrespondierenden Ventilsitz (6), dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (5) zumindest zwei einander in einer Ebene koaxial umschließende und im drucklosen Zustand zeitgleich auf einem oder auf jeweils eigenen Ventilsitzen (6) anliegende Dichtlippen (8, 8') aufweist und/oder dass im Bereich des Ventilsitzes (6) pro Dichtlippe (8, 8') des Ventilkörpers (5) je zwei bezüglich der Durchströmung des Ventils (1) fluidisch in Reihe angeordnete Dichtkanten (9) vorgesehen sind.
Ventil nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (5) einstückig mit der mindestens einen Dichtlippe (8, 8') versehen ist.
Ventil nach Anspruch 1, 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.
Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (1) mittels einer Rückstellfeder (7) in seine Schließstellung vorgespannt ist.
Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (5) in einem Gehäuse (4) beweglich geführt ist.
Ventil nach Anspruch 5, 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.