DE102007029466A1

DE102007029466A1 - Rückschlagventil

Info

Publication number: DE102007029466A1
Application number: DE200710029466
Authority: DE
Inventors: Rainer Fuhrmann; Peter Tyroller
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-06-26
Filing date: 2007-06-26
Publication date: 2009-01-08
Anticipated expiration: 2027-06-27
Also published as: DE102007029466B4

Abstract

Bei einem Rückschlagventil mit einem kreiszylindrischen Gehäuse (18), welches eine äußere Umfangsnut (19) zur Aufnahme eines Dichtringes (20) und an einem axialen Ende eine Durchtrittsöffnung (24) aufweist, die von einem Ventilsitz (23) umgeben ist, mit einem in dem Gehäuse (18) angeordneten und darin befestigten Käfig (21), der an seinem von dem Ventilsitz (23) abgewandten axialen Ende einen mit wenigstens einer Durchtrittsöffnung (26) versehenen Käfigboden (25) aufweist, an welchem eine in dem Käfig (21) eingesetzte Druckfeder (22) mit einem Ende abgestützt ist, sowie mit einem in dem Käfig (21) axial beweglich angeordneten und von der Druckfeder (22) an den Ventilsitz (23) andrückbaren Verschlussstück (28), ist erfindungsgemäß das Gehäuse (18) ein aus Weißblech spanlos geformtes Bauteil.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Rückschlagventil mit einem kreiszylindrischen Gehäuse, welches eine äußere Umfangsnut zur Aufnahme eines Dichtringes und an einem axialen Ende eine Durchtrittsöffnung aufweist, die von einem Ventilsitz umgeben ist, mit einem in dem Gehäuse angeordneten und darin befestigten Käfig, der an seinem von dem Ventilsitz abgewandten axialen Ende einen mit wenigstens einer Durchtrittsöffnung versehenen Käfigboden aufweist, an welchem eine in dem Käfig eingesetzte Druckfeder mit einem Ende abgestützt ist, sowie mit einem in dem Käfig axial beweglich angeordneten und von der Druckfeder an den Ventilsitz andrückbaren Verschlussstück.
Hintergrund der Erfindung
Ein solches Rückschlagventil kann beispielsweise in den Ölkreislauf eines Verbrennungsmotors eingebaut werden, wo es Bestandteil einer hydraulisch betätigten Vorrichtung, z. B. einer Nockenwellenverstellung, sein kann. Auf diese Weise kann bei bestimmten Betriebszuständen ein Zurückfließen des Motoröls verhindert werden, welches hier als Hydraulikmittel wirkt.
Aus der Druckschrift DE 100 19 534 A1 ist ein Rückschlagventil der eingangs genannten Art bekannt. Dort ist das Gehäuse als massives Bauteil ausgeführt. Wie der Zeichnung entnehmbar ist, befindet sich an der äußeren Oberfläche des kreiszylinderförmigen Gehäuses, axial hinter einem Befestigungsgewinde, mit welchem das Rückschlagventil in eine Gewindebohrung des Motors eingeschraubt werden kann, ein Dichtring. Dieser ist in einer Umfangsnut des Gehäuses eingesetzt. Die Nut ist so dargestellt, dass sie möglicherweise nur durch eine spangebende Umformung in das Gehäuse eingebracht werden konnte.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein in günstiger Weise herstellbares Rückschlagventil anzugeben, bei welchem bei der Herstellung auf eine spangebende Umformung des Ventilgehäuses verzichtet werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Gehäuse ein aus Weißblech spanlos geformtes Bauteil ist.
Durch die Ausführung des Gehäuses aus Weißblech kann an dem Rückschlagventil an geeigneter Stelle, z. B. an einem axialen Ende, spanlos zusätzlich eine Kontur zur Aufnahme eines Dichtringes (z. B. eines O-Ringes) angebracht werden. Dagegen ist an einem Gehäuse aus Bandstahl, z. B. aus Band St 4, ein solcher Umformvorgang, insbesondere an im Durchmesser sehr kleinen Bauteilen, nicht möglich. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Rückschlagventils aus Weißblech können also auch sehr kleine und kompakte Ventile spanlos (z. B. durch Rollieren) geformt werden, wobei dann eine genau definierte Kontur der Umfangsnut für den Dichtring in einem einzigen Arbeits gang mit eingebracht wird. Bei diesem Umformvorgang werden gleichzeitig die einzelnen Bestandteile des Ventils aneinander fixiert.
Damit ist in Bezug auf die Kosten ein Vorteil erzielbar, denn bei anderen Ausführungen eines Rückschlagventils muss häufig die Kontur für den Dichtring mittels eines zusätzlichen spangebenden Arbeitsganges gebildet werden, was bei dem erfindungsgemäßen Rückschlagventil nicht erforderlich ist.
Die erfindungsgemäße Konstruktion erlaubt es, das Rückschlagventil je nach Anforderung sowohl als Kugelventil (mit einer Kugel als Verschlussstück) als auch als Plattenventil (mit einer Platte als Verschlussstück) auszuführen. Wenn das Verschlussstück eine Platte ist, kann diese einstückig mit einem Kreiszylinder ausgeführt und an dessen einem axialen Ende angeordnet sein.
Die Führung des Verschlussstücks (Kugel oder Platte) erfolgt im Käfig. Dieser ist bevorzugt aus einem Kunststoff hergestellt. Er kann z. B. mit drei Käfigstreben als Dreibein oder mit vier Käfigstreben als Vierbein strömungstechnisch günstig ausgelegt sein, so dass beim Durchströmen des Hydraulikmittels ein nur geringer Druckverlust entsteht.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
1 ein erfindungsgemäßes Rückschlagventil mit einem als Platte ausgeführten Verschlussstück, im Längsschnitt;
2 eine perspektivische Ansicht des Rückschlagventils gemäß 1;
3 ein weiteres erfindungsgemäßes Rückschlagventil mit einem als Kugel ausgeführten Verschlussstück, im Längsschnitt;
4 ein vorbekanntes Rückschlagventil mit einem massiven Gehäuse, im Längsschnitt;
5 ein weiteres vorbekanntes Rückschlagventil, in einer stirnseitigen Ansicht gemäß Pfeil V der 6;
6 das Rückschlagventil nach 5, im Längsschnitt.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Das in 4 dargestellte Rückschlagventil nach dem vorbekannten Stand der Technik enthält fünf Bauteilelemente, nämlich ein massives kreiszylindrisches Gehäuse 1, einen als Käfig 2 wirkenden Ventilkörper, ein als Kugel ausgebildetes Verschlussstück 3, eine Druckfeder 4 und einen Dichtungsring 5, der in eine äußere Umfangsnut 6 des massiv ausgeführten Gehäuses 1 eingesetzt ist.
Das kreiszylindrische Gehäuse 1 weist an einem axialen Ende einen Ventilsitz 7 auf, der eine zentrale Durchtrittsöffnung 8 des Gehäuses 1 umgibt. Die Druckfeder 4 und das Verschlussstück 3 sind in den Käfig 2 eingesetzt und die so entstandene Baugruppe ist in das Gehäuse 1 eingesetzt und dort befestigt. Wie 4 zeigt, ist die Befestigung durch Verbördelung des Gehäuses 1 erfolgt, wodurch die Bauteilelemente des Rückschlagventils zusammengehalten werden.
Im geöffneten Zustand des Rückschlagventils kann Hydraulikmittel durch die Durchtrittsöffnung 8 in den Käfig 2 einströmen und durch eine weitere zentrale Durchtrittsöffnung 9, die sich im Käfigboden 10 befindet, aus dem Käfig 2 aus strömen. Zur Herstellung der Umfangsnut 6 war offenbar eine spangebende Umformung des massiven Gehäuses 1 und damit ein zusätzlicher Arbeitsgang erforderlich.
Bei dem ähnlich ausgeführten, vorbekannten Rückschlagventil nach den 5 und 6 mit einem Gehäuse 11, einem Käfig 12, einem Verschlussstück 13, einer Druckfeder 14, einer Durchtrittsöffnung 15 für den Eintritt und Durchtrittsöffnungen 16 für den Austritt von Hydraulikmittel ist eine Umfangsnut mit einem eingesetzten Dichtring nicht vorgesehen. Der Käfig 12 ist hier mit drei Käfigstreben als Dreibein ausgeführt. Die Durchtrittsöffnungen 16 befinden sich am Käfigboden 17.
Im Gegensatz zu diesen vorbekannten Ventilausführungen zeigen die ähnlichen, in den 1 bis 3 dargestellten Rückschlagventile jeweils Gehäuse 18, die erfindungsgemäß aus Weißblech bestehen und mit spanlos geformten Umfangsnuten 19 mit eingesetzten Dichtungsringen 20 versehen sind. Sie enthalten jeweils ebenso, wie das gattungsgemäße Rückschlagventil nach 4, einen in das Gehäuse 18 eingesetzten Käfig 21 mit einem Verschlussstück und einer Druckfeder 22. Das Gehäuse 18 ist kreiszylindrisch ausgeführt und an einem axialen Ende mit einem Ventilsitz 23 versehen, der eine zentrale Durchtrittsöffnung 24 für den Eintritt von Hydraulikmittel umgibt. Der Käfig 21 ist ein Kunststoffteil. Er weist an seinem Käfigboden 25 mindestens eine Durchtrittsöffnung 26 für den Austritt des Hydraulikmittels auf. Das Verschlussstück 27 des Rückschlagventils nach 1 ist eine Platte, die mit einem angrenzenden Kreiszylinder einstückig ausgeführt ist. Das Verschlussstück 28 des Rückschlagventils nach 3 ist dagegen eine Kugel.
Die Druckfeder 22 und das Verschlussstück 27 bzw. 28 sind in dem Käfig 21 axial beweglich angeordnet. Die Druckfeder 22 ist als Schraubenfeder ausgebildet, die sich mit einem Ende an der Innenseite des Käfigbodens 25 und mit dem anderen Ende an dem Verschlussstück 27 bzw. 28 abstützt. Sie bewirkt die axiale Anlage des Verschlussstücks 27 bzw. 28 an dem Ventilsitz 23 des Gehäuses 18. Während des Betriebes strömt Hydraulikmittel in axialer Ein strömrichtung durch die Durchtrittsöffnung 24 in das Rückschlagventil ein. Dabei wird infolge des Druckes des Hydraulikmittels die Kraft der Druckfeder 22 überwunden, so dass das Verschlussstück 27 bzw. 28 von dem Ventilsitz 23 abheben und das Ventil öffnen muss. Nach dem Durchströmen des Rückschlagventils gelangt das Hydraulikmittel in axialer Ausströmrichtung durch die Durchtrittsöffnung 26 des Käfigbodens 25 aus dem Ventil wieder heraus.
Das erfindungsgemäße Rückschlagventil nach 1 oder 3 wird in eine Aufnahmebohrung nicht eingepresst, sondern nur eingesteckt. Die Abdichtung erfolgt dann über den Dichtring 20. Die Einzelteile des Ventils werden durch den Umformvorgang, z. B. das Rollieren fixiert und somit zusammengehalten. Mit dem Umformvorgang wird auch die Kontur für den Dichtring 20, also die Umfangsnut 19, spanlos hergestellt. Eine Besonderheit der Erfindung lag dabei darin, einen geeigneten Werkstoff zu finden, welcher einen sehr hohen Umformgrad bzw. einen solchen „Rolliervorgang" erlaubt. Der Käfig 21, in welchem die Führung des Verschlussstücks 27 bzw. 28 erfolgt, ist strömungstechnisch günstig ausgelegt, so dass im Ventil ein nur geringer Drosselverlust des Hydraulikmittels entsteht. Er kann vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt werden. Die Konstruktion der erfindungsgemäßen Rückschlagventile ist jeweils so gewählt, dass sich deren Einzelteile mit Technologien herstellen lassen, welche für große Stückzahlen geeignet sind, was sich kostengünstig auswirkt.
Bei der Montage eines erfindungsgemäßen Rückschlagventils kann in das noch nicht vollständig bearbeitete Gehäuse 18 aus Weißblech eine beispielsweise aus Stahl oder Aluminium bestehende Ventilsitzplatte eingelegt werden. Bei den dargestellten Ventilen liegt das Verschlussstück 27 bzw. 28 jedoch ohne Ventilsitzplatte unmittelbar an dem Ventilsitz 23 an. Die Druckfeder 22 und das Verschlussstück 27 bzw. 28 (Platte bzw. Kugel) wird in den Käfig 21 eingelegt. Anschließend wird diese Baugruppe in das Gehäuse 18 eingeschoben. Durch den Umformvorgang (z. B. das Rollieren), der an einem axialen Ende des Gehäuses 18 erfolgt, wobei gleichzeitig auch die Kontur (die Umfangsnut 19) für den Dichtring 20 spanlos gebildet wird, werden die Bauteile des Rückschlagventil zusammengefügt bzw. zusammengehalten.

1: Gehäuse
2: Käfig
3: Verschlussstück
4: Druckfeder
5: Dichtungsring
6: Umfangsnut
7: Ventilsitz
8: Durchtrittsöffnung
9: Durchtrittsöffnung
10: Käfigboden
11: Gehäuse
12: Käfig
13: Verschlussstück
14: Druckfeder
15: Durchtrittsöffnung
16: Durchtrittsöffnung
17: Käfigboden
18: Gehäuse
19: Umfangsnut
20: Dichtungsring
21: Käfig
22: Druckfeder
23: Ventilsitz
24: Durchtrittsöffnung
25: Käfigboden
26: Durchtrittsöffnung
27: Verschlussstück
28: Verschlussstück

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10019534 A1 [0003]

Claims

Rückschlagventil mit einem kreiszylindrischen Gehäuse (18), welches eine äußere Umfangsnut (19) zur Aufnahme eines Dichtringes (20) und an einem axialen Ende eine Durchtrittsöffnung (24) aufweist, die von einem Ventilsitz (23) umgeben ist, mit einem in dem Gehäuse (18) angeordneten und darin befestigten Käfig (21), der an seinem von dem Ventilsitz (23) abgewandten axialen Ende einen mit wenigstens einer Durchtrittsöffnung (26) versehenen Käfigboden (25) aufweist, an welchem eine in dem Käfig (21) eingesetzte Druckfeder (22) mit einem Ende abgestützt ist, sowie mit einem in dem Käfig (21) axial beweglich angeordneten und von der Druckfeder (22) an den Ventilsitz (23) andrückbaren Verschlussstück (27, 28), dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (18) ein aus Weißblech spanlos geformtes Bauteil ist.
Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (18) gemeinsam mit seiner durch die Umfangsnut (19) gebildeten Kontur in einem einzigen Arbeitsgang hergestellt ist.
Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussstück (27) eine Platte ist, die einstückig mit einem Kreiszylinder ausgeführt und an dessen einem axialen Ende angeordnet ist.
Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussstück (28) eine Kugel ist.
Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (21) aus einem Kunststoff besteht.
Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (21) mit drei Käfigstreben als Dreibein ausgeführt ist.
Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfeder (22) als Schraubenfeder ausgeführt ist.