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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein als Rückschlagventil ausgebildetes
Hydraulikventil, dass von einer Fluidströmung beaufschlagt, beispielsweise
in einer Aufnahmebohrung eines Maschinengehäuses eingesetzt ist. Das Ventil
umfasst ein Gehäuse,
mit einem im Bereich eines Fluidzulaufs positionierten, federkraftbeaufschlagten
Ventilkörpers,
der in Verbindung mit einem Ventilsitz die Rücklaufsperre bildet.
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Hintergrund
der Erfindung
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Derartige
als Rückschlagventil
gestaltete Hydraulikventile sind in unterschiedlichen Ausführungsformen
bekannt. Die
DE 100
19 534 A1 bezieht sich auf ein Rückschlagventil, mit einem spanlos
aus Metall hergestelltes Gehäuse,
das einen Einsatz einschließt,
in dem ein federkraftbeaufschlagter Ventilkörper integriert ist. Der Ventilkörper bildet
gemeinsam mit einem Ventilsitz des Gehäuses einen Rücklaufsperre,
wobei der Ventilsitz von einer Fluidströmung beaufschlagt wird. Bei
einem Fluiddruck, der die Federkraft des Ventilkörpers übertrifft, verschiebt sich
der Ventilkörper
von dem Ventilsitz und ermöglicht
eine Fluidströmung
durch das Hydraulikventil, in dem das Fluid über einen Bypasskanal abströmt. Der Aufbau
dieses bekannten Ventils erfordert eine aufwändige Montage, wobei das aus
Blech spanlos hergestellte Außenteil
nach der Monta ge des Einsatzes der den Ventilkörper einschließt, mittels
einer Umformung gesichert wird.
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Aus
der
DE 6 95 921 A1 ist
ein als Drosselventil gestaltetes Einwegventil bzw. Rückschlagventil bekannt,
das für
eine druckmittelbetätigte
Fahrzeugkupplung eingesetzt ist. Das Ventil ermöglicht zum Einkuppeln einen
ungehinderten Druckmittelfluss von dem Geberzylinder zu dem Nehmerzylinder
der hydraulischen Kupplungsbetätigung.
Bei einer Druckmittelfluss-Umkehr ist dagegen das Hydraulikventil
bis auf eine kleindimensionierte Absteuerbohrung geschlossen, wodurch
sich ein gewolltes verzögertes
Einkuppeln der Fahrzeugkupplung einstellt. Das bekannte Ventil schließt einen
hohe Fertigungskosten verursachenden Kegelsitz ein.
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Aufgabe
der Erfindung
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Die
Nachteile der bekannten Ausführungen berücksichtigend,
ist es Aufgabe der Erfindung, ein Hydraulikventil bzw. Rückschlagventil
zu realisieren, das einfach herstellbare Bauteile umfasst, die kostengünstig ohne
weitere Nacharbeit zusammenfügbar
sind und die Aufnahme eines Dichtelementes ermöglicht.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Gemäß den Merkmalen
des Hauptanspruchs umfasst das erfindungsgemäße Hydraulikventil vorteilhaft
ein rotationssymmetrisches, zweiteilig gestaltetes Gehäuse, das
im Einbauzustand in eine Bohrung eingesetzt oder eingepresst ist.
Dazu kann der Pressverband so ausgeführt werden, dass dieser unmittelbar
abdichtet. Alternativ schließt
die Erfindung eine separate Abdichtung zwischen dem Gehäuse und
einer Aufnahmebohrung vor, in die das Hydraulikventil eingesetzt
ist. Das Gehäuse
umfasst ein den Ventilsitz bildendes Außengehäuse, sowie ein Innenteil, mit
integriertem Ventilkörper
und zugehörigem
Federmittel. Die zwei das Gehäuse
bildenden Bauteile sind dabei so gestaltet, dass diese axial zusammengefügt und formschlüssig, verliergesichert gehalten
sind. Vorteilhaft erfordert der erfindungsgemäße Aufbau des Hydraulikelementes
nach der Montage der Gehäusebauteile
im Vergleich zu bekannten Lösungen,
keine anschließende
mechanische Nacharbeit, wie die Bördelung eines Blechmantels.
Vorteilhaft ist weiterhin keine lageorientierte Montage der einzelnen
Bauteile des Gehäuses
erforderlich. Das Konzept des erfindungsgemäßen Hydraulikventils ermöglicht die
Anwendung kostengünstiger
Herstellverfahren zur Herstellung des Außenteils und des Innenteils,
die gemeinsam das Gehäuse
bilden.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2–12.
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Die
Erfindung schließt
eine wirksame Zerfallssicherung aller Bauteile des Hydraulikventils
ein, mit dem das Innenteil sowie das Außenteil in der Endlage wirksam
formschlüssig
und/oder kraftschlüssig
lagefixiert sind. Vorteilhaft ist das Außenteil sowie das Innenteil
jeweils topfartig in zueinander abweichenden Abmessungen ausgeführt. Das
Innenteil wird dazu in die Aufnahme des Außenteils eingesetzt, wobei
diese Bauteile in der Endlage mittels einer formschlüssigen,
lösbaren
und/oder unlösbaren Sicherung
fixiert sind. Auch bei einem Transport sind damit alle Bauteile
verliergesichert zusammengefügt.
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Im
Einbauzustand wird das Hydraulikventil bevorzugt mittels einer separaten
Abdichtung wirksam abgedichtet. Dazu bietet sich bevorzugt ein das Hydraulikventil
außenseitig
umschließendes
Dichtelement an, das ein Spaltmaß zwischen dem Außenteil
und einer Innenwandung der Aufnahmebohrung wirksam abdichtet.
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Als
Dichtelement eignet sich bevorzugt ein O-Ring oder ein Rundgummiring,
für den
eine spezielle Aufnahme, Ringnut bzw. Umlaufnut im Bereich der Mantelfläche des
Hydraulikventils vorgesehen ist. Für ein erfindungsgemäßes Hydraulikventil,
bei dem ein wandstärkenreduzierter,
radial gestufter Endbereich des Außenteils formschlüssig in
einen axial ausgerichteten Ringspalt des Innenteils eingreift, ist
der O-Ring bzw. der Rundgummiring in eine Aufnahme eingesetzt, die
axial von der Stirnseite der Außenwandung,
sowie einer beispielsweise schräg bzw.
geneigt verlaufenden Kontur des Außenteils begrenzt ist.
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Eine
weitere bevorzugte Ausgestaltung des Hydraulikventils umfasst ein
Außenteil
mit einem einseitig wandstärkenreduzierten
und radial gestuften Endbereich. Dieser Bereich greift formschlüssig in
einen axial ausgerichteten Ringspalt des Innenteils. Das Konzept
bildet örtlich
eine radiale Überlappung, die
den Haltesitz zwischen dem Innenteil und dem Außenteil verbessert und weiterhin
die Steifigkeit im Wandungsbereich optimiert, die eine reduzierte Wandstärke ermöglicht.
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Eine
wirksame formschlüssige
Lagefixierung zwischen dem Innenteil und dem Außenteil kann dabei mittels
einer umlaufenden Wulst oder partiell angeordneten Schnappnasen
erfolgen. Die innenseitig an einer Außenwandung des Ringsspaltes
angeordnete Wulst oder die Schnappnasen greifen im Einbauzustand
formschlüssig
in eine Umlaufnut des Außenteils
ein.
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Alternativ
zu einem einen Ringspalt bildenden Innenteil, schließt die Erfindung
ein Innenteil mit zumindest zwei axial ausgerichteten Rippen ein.
Im Einbauzustand sind die Rippen in äußere axial verlaufende Längsnuten
des Außenteils
eingepasst. Zur Lagesicherung greifen endseitige, nach innen gerichtete
Schnappnasen formschlüssig
in zugehörige Aussparungen
des Außenteils
ein.
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Vorteilhaft
ist das Außenteil
im Vergleich zu dem Innenteil aus einem Werkstoff höherer Festigkeit hergestellt.
Diese Maßnahme
verringert den Verschleiß des
Ventilsitzes, der dem Außenteil
zugeordnet ist. Bevorzugt ist das Außenteil aus Metall und das
Innenteil aus Kunststoff hergestellt. Aufgrund der Formgebung des
Innenteils bietet es sich an, dieses als ein Kunststoff-Spritzgussteil
zu gestalten, das auch für
große
Stückzahlen
kostengünstig
herstellbar ist.
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Erfindungsgemäß ist eine
Aufnahme des Außenteils
so gestaltet, dass diese das Innenteil vollständig aufnimmt, wodurch das
Hydraulikventil ausschließlich über die
Mantelfläche
des Außenteils
flächig
an der Innenwandung der Aufnahmebohrung, beispielsweise eines Maschinenteils
anliegt.
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Für ein solches
Hydraulikventil-Konzept wird eine formschlüssige Lagefixierung bevorzugt
mittels einer radialen Einformung in einem wandstärkenreduzierten
Bereich des Außenteils
erreicht, der mit einer entsprechenden Formgebung des Innenteils
zusammenwirkt. Dazu bietet sich an eine nach innen gerichtete Wulst
in das Außenteil
einzuformen, die mit einer korrespondierenden Umlaufnut des Innenteils
zusammenwirkt. Alternativ kann die wandstärkenreduzierte Wandung des
Außenteils
mit einer partiell oder umlaufenden radial nach außen gerichteten Durchsetzung
versehen werden, in die in der Einbaulage ein korrespondierender
Nocken oder Ansatz des Innenteils formschlüssig verschnappt.
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Kurze
Beschreibung der Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele
verdeutlichen das erfindungsgemäße Hydraulikventil.
Es zeigen:
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1 ein
erfindungsgemäßes Hydraulikventil
im Einbauzustand;
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2 in
einer Ansicht ein alternativ zu dem in 1 abgebildeten
Hydraulikventil;
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3 in
einem Halbschnitt das Hydraulikventil gemäß 2;
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4 ein
Hydraulikventil, bei dem das Innenteil vollständig in dem Außenteil
integriert ist;
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5 ein
dem 4 vergleichbares Hydraulikventil mit einer abweichend
gestalteten formschlüssigen
Lagefixierung.
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Detaillierte
Beschreibung der Zeichnungen
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Die 1 zeigt
ein erfindungsgemäßes Hydraulikventil 1 im
eingebauten Zu stand, integriert in einem Maschinenteil. Das rotationssymmetrisch
gestaltete Hydraulikventil 1 ist dabei in eine Aufnahmebohrung 3 des
Maschinenteils 2 eingesetzt und wird von einer Fluidströmung in
Pfeilrichtung beaufschlagt. Das Hydraulikventil 1 umfasst
ein rotationssymmetrisch gestaltetes Gehäuse 4, bestehend aus einem
Außenteil 5a und
sowie einem zugehörigen
Innenteil 6a, die übereinstimmend
topfartig gestaltet sind. Das vorzugsweise spanlos aus Metall hergestellte
Außenteil 5a ist
unter Einhaltung eines Spaltmaßes 7 in
die Aufnahmebohrung 3 des Maschinenteils 2 eingesetzt.
Das aus Kunststoff hergestellte, vorzugsweise als Spritzgussteil
konzipierte Innenteil 6a ist in einer Aufnahme 8 des
Außenteils 5a angeordnet.
Endseitig bildet das Innenteil 6a einen axial ausgerichteten
umlaufenden Ringspalt 9, in dem ein wandstärkenreduzierter
Endabschnitt 10 des Außenteils 5a eingepasst
ist und damit kraftschlüssig
gehalten ist. Zur Erzielung einer wirksamen Lagefixierung und gleichzeitiger
Zerfallssicherung des Gehäuses 4 ist
zwischen dem Innenteil 6a und dem Außenteil 5a im Bereich
von überlappten
Bereichen eine Sicherung 11 vorgesehen.
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Das
Hydraulikventil 1 beinhaltet einen als Kugel gestalteten
Ventilkörper 12,
der von einem Federmittel 13, insbesondere einer Druckfeder,
in Richtung eines dem Außenteil 5a zugeordneten
Ventilsitzes 29 kraftbeaufschlagt wird. Eine an dem Ventilkörper 12 anstehende
Fluidströmung
verschiebt den Ventilkörper 12 in
Pfeilrichtung, sobald der vom Federmittel 13 erzeugte Druck überwunden
ist. Ein vom Ventilsitz 29 abgehobener Ventilkörper 12 bewirkt eine
Durchströmung
des Hydraulikventils 1, in dem das Hydraulikfluid über einen
Abströmkanal 14 des Innenteils 6a ansteuerbar
ist. Eine gewollte, wirksame Abdichtung des Hydraulikventils 1 gegenüber dem
Maschinenteil 2 bei geschlossenem Ventil wird mittels eines
Dichtelementes 15 erreicht. Dazu dient ein O-Ring bzw.
ein Rundgummiring, welcher sich außenseitig an der Innenwandung 16 und
innenseitig an einer Mantelfläche 17 des
Außenteils 5a abstützt. Die
exakte Einbaulage des Dichtelementes 15 wird dabei axial
von einer Stirnseite 18 des Innenteils 6a sowie
einem radial gestuften Endbereich 19 des Außenteils 5a begrenzt.
Weiterhin ist dem Hydraulikventil 1 ein in eine Ringnut 21 des
Maschinenteils 2 eingesetzter Sicherungsring 20 zugeordnet,
an dem das Hydraulikventil 1 mit einer Stirnseite des Innenteils 6a abgestützt ist,
wobei der Sicherungsring 20 die Einbaulage innerhalb des
Maschinenteils 2 definiert.
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Die 2 zeigt
das Hydraulikventil 1 in einer Ansicht als Einzelteil.
Das Innenteil 6b umfasst dabei mehrere, vorzugsweise vier
symmetrisch umfangsverteilt geordnete Rippen 22, die den
radial gestuften Endbereich 19 des Außenteils 5b umschließen. Als ergänzende Maßnahme bietet
es sich an, das Außenteil 5b zur
Aufnahme der Rippen 22 mit Längsnuten 23 zu versehen.
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Der
Halbschnitt gemäß 3 verdeutlicht insbesondere
die formschlüssige
Befestigung zwischen dem Außenteil 5b und
dem Innenteil 6b. Dazu bildet das Innenteil 6b einen
axial ausgerichteten Ringspalt 9 zur Aufnahme des wandstärkenreduzierten
Endabschnitts 10 vom Außenteil 5b. Der Ringspalt 9 wird
außenseitig
von einer Außenwandung 24 begrenzt,
die am freien Ende im Bereich der Stirnseite 18 eine radial
nach innen gerichtete Wulst 25 oder einen Ansatz aufweist.
Die Wulst 25 greift in einer Endlage formschlüssig in
eine korrespondierende Umlaufnut 26 des Außenteils 5b ein.
Damit stellt sich eine Fixierung 27a ein, über die
alle Bauteile des Hydraulikventils 1 zusammengefügt sind.
Die Fixierung 27a stellt damit eine wirksame Zerfallssicherung
dar für
den Transport des vorgefertigten Hydraulikventils 1. Die
Fixierung 27 ist sowohl für ein mit Rippen 22 augestattetes
Innenteil 6b einsetzbar als auch für ein Innenteil mit einer geschlossenen,
eine Mantelfläche bildenden
Außenwandung 24,
die mit einer umlaufenden Wulst 25 oder partiell angeordneten,
radial nach innen gerichteten Nocken oder Vorsprüngen versehen ist, welche in
entsprechend korrespondierende Ausnehmungen oder eine Umlaufnut 26 des Außenteils
angreifen.
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Die 4 und 5 zeigen
das Hydraulikventil 1, versehen mit konstruktiv abweichend
gestalteten Bauteilen, dem Außenteil 5c, 5d und
dem Innenteil 6c, 6d. Das auch als Kunststoffpatrone
zu bezeichnende Innenteil 6c, 6d ist dabei vollständig in die
Aufnahme 28 des Außenteils 5c, 5d integriert. Dazu
bildet das Außenteil 5c, 5d eine
geschlossene stufenlose Mantelfläche 17,
die sich über
die Bauteillänge
des Innenteils 6c, 6d erstreckt. Zur Fixierung
der Bauteile Au ßenteil 5c mit
dem Innenteil 6c ist gemäß 4 die Fixierung 27b vorgesehen,
bei der die Wandung 30 des Außenteils 5c örtlich oder umlaufend
eine eingeformte Wulst 31 einschließt, die mit einer entsprechenden
Aussparung 32 des Innenteils 6c zusammenwirkt.
Die außenseitig
als Einschnürung
gestaltete Wulst 31 kann vorzugsweise zur Aufnahme des
Dichtelementes 15 genutzt werden.
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Eine
zur 4 alternativ gestaltete Fixierung 27c ist
in 5 dargestellt. Dazu weist die Wandung 30 vorzugsweise
partiell eine radial nach außen
gerichtete Ausformung 33 auf, in die ein entsprechend geformter
Ansatz 34 des Innenteils 6d eingreift.
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- 1
- Hydraulikventil
- 2
- Maschinenteil
- 3
- Aufnahmebohrung
- 4
- Gehäuse
- 5a
- Außenteil
- 5b
- Außenteil
- 5c
- Außenteil
- 5d
- Außenteil
- 6a
- Innenteil
- 6b
- Innenteil
- 6c
- Innenteil
- 6d
- Innenteil
- 7
- Spaltmaß
- 8
- Aufnahme
- 9
- Ringspalt
- 10
- Endabschnitt
- 11
- Sicherung
- 12
- Ventilkörper
- 13
- Federmittel
- 14
- Abströmkanal
- 15
- Dichtelement
- 16
- Innenwandung
- 17
- Mantelfläche
- 18
- Stirnseite
- 19
- Endbereich
- 20
- Sicherungsring
- 21
- Ringnut
- 22
- Rippe
- 23
- Längsnut
- 24
- Außenwandung
- 25
- Wulst
- 26
- Umlaufnut
- 27a
- Fixierung
- 27b
- Fixierung
- 27c
- Fixierung
- 28
- Aufnahme
- 29
- Mantelfläche
- 30
- Wandung
- 31
- Wulst
- 32
- Aussparung
- 33
- Ausformung
- 34
- Ansatz