DE1021218B - Rueckschlagventil mit zwei hintereinandergeschalteten Verschlussgliedern, insbesondere fuer hohe Druecke - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Für viele Zwecke der Technik werden Ventile benötigt, die dem Flüssigkeitsstrom nur in einer Richtung Durchtritt gewähren. Für diese Rückschlagventile oder Überdruckventile sind zahlreiche Lösungen seit langem bekannt und auch erprobt, solange es sich um niedere Drücke handelt. Müssen Medien unter hohem Druck gefördert werden, so sind die bekannten Ausführungen kompakt, sperrig und kompliziert.

Für bestimmte Anwendungsgebiete werden solche Hochdruckventile in raumsparender und einfacher Bauweise benötigt, so z. B. für die Geräte der sogenannten Hochdruckschmiertechnik. Die dort auftretenden Drücke betragen gegen 400 atü und mehr. Auch an anderer Stelle sind derartige Ventile erforderlich.

Ventile, die beispielsweise bei 40O¹ atü dicht halten, dürfen trotzdem bei niederen Drücken nicht undicht sein, Für hohe und: niedere Drücke in gleicher Weisei geeignet ist die bekannte formschlüssige Paarung Venstilsitz—Ventilschließkörper (z. B. Ventilkegel, Ventilplatte usw.) in der Art, daß beide Teile an ihren Berührungsflächen hart (z. B. metallisch) ausgeführt sind. Diese formschlüssige Paarung harter Berührungsflächen bringt große Empfindlichkeit gegen geringste Fremdkörper und Verunreinigungen mit sich. Sie müssen sehr sorgfältig hergestellt werden.

Oft werden zur Herabsetzung der Empfindlichkeit und des Herstellungsaufwandes an der Berührungsfläche Dichtungen eingeschaltet, für höhere Drücke und Beanspruchungen Hartdichtungen (z. B. Kupfer usw.), für niedere Drücke plastische und-elastische Dichtungen (z. B. natürlicher oder künstlicher Kautschuk usw.). Trotz dieser Maßnahme ist es bisher nicht gelungen, eine gleich gute Abdichtung bei hohem und niederem Druck zu erzielen, zumal wenn das Strömungsmittel feste Fremdkörper mit sich führt.

Diese Bedingungen liegen in der Schmiertechnik beispielsweise bei den bekannten Faßpressen, Schmierkompressoren, Handpressen, Zentralschmierapparaten u. a. m. vor. Im Schmiermittel, insbesondere im Schmierfett, befinden sich mitunter Seifenpartikelchen und andere Beimischungen, die Undichtigkeiten des Ventils verursachen. Der Förderdruck erstreckt sich je nach den Erfordernissen von wenigen atü bis zu mehreren hundert atü.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, ein mit Ventilsitz und Ventilkegel ausgestattetes Ventil durch eine nachgiebige Scheibe zusätzlich abzudichten. Damit diese nachgiebige lose Dichtungsscheibe sich nicht allein verschieben oder z. B. durch Unterdruck von dem Ventilsitz fortbewegt werden kann, hat man versucht, sie durch Ausbildung des Sitzes als Käfig, durch Federringe oder durch Einknöpfen in die Oberfläche Rückschlagventil mit zwei hintereinandergeschalteten Verschlußgliedern,

insbesondere für hohe Drücke

Anmelder:

Deutsche Tecalemit G. m. b. H._r
Windelsbleiche (Kr. Bielefeld)

Dr.-Ing. Oswald Voigt und Wilhelm Gathmann, Senne I, sind als Erfinder genannt worden

des Ventilkegels festzuhalten. Die bekannten Lösungen weisen den Nachteil auf, daß die eingesetzte oder stramm aufgezogene Gummipiatte nicht genügend mit dem Ventilsitz abdichtet und sich mit ihrem Außen-

25'· rand bei geschlossenem Kegel vonr Sitz, wie alle in der Mitte eingeknöpften Ringscheiben abzuheben sucht, also das Ventil schlecht schließt. Wird aber die Gummischeibe etwas konkav in den Kegel eingeknöpft und durch diesen, unterstützt durch Federzug, auf den ebenen Sitz heruntergezogen, so saugt sie sich fest, klebt und kann nur bei erheblichem Kraftaufwand durch den Ventilkegel abgehoben werden. Auch der Vorschlag, am Rand der eingeknöpften Gummischeibe einige feine Löcher vorzusehen, kann das Haften nicht verhindern, zumal diese erfahrungsgemäß bald verstopft sind. Das Ventil wird also bei niederen Drücken nicht anspringen. Es wird Fremdkörper leicht festhalten. Hinzu kommt, daß der Kegel noch durch Federzug auf seinem Sitz gehalten wird. Diese Nachteile werden durch die Erfindung vermieden. Demgemäß besteht das Wesen der Erfindung darin, bei einem an sich bekannten Rückschlagventil mit zwei hintereinandergeschalteten Verschlußgliedern aus Werkstoffen verschiedener Elastizität das Verschlußglied aus nachgiebigerem Werkstoff mit einer unter Vorspannung stehenden Dichtlippe zu versehen, die in jeder Stellung des anderen Verschlußgliedes die.

Durchgangsöffnung des Ventils absperren kann.

Es ist dabei nicht entscheidend, wie weich etwa das eine Glied und wie hart der Werkstoff des anderen Verschlußgliedes ist. Wesentlich ist, daß ein ausreichender Elastizitätsunterschied bei der Auswahl· der Werkstoffe beachtet wird. Ob das härtere Verschlußglied aus einer sogenannten Hartdichtung (z. B.

709 810/169

aus Kupfer) besteht, oder die Berührungsflächen von Sitz und Schließkörper aus hartem Werkstoff bestehen, ist nicht von Bedeutung. Die" unter Vorspannung stehende Dichtlippe aus elastischem Werkstoff an dem einen Verschlußglied muß aber in jeder Stellung des anderen die Durchgangsöffnung .des Ventils auch bei Druckgleichheit schließen und soll aber geringeren Druckunterschieden nachgeben können.

Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung schematisch in ihren einzelnen Phasen und zeigt in

Fig. 1 a und 1 b zwei Ventilausführungen im Zustand des Druckausgleiches,

. Fig. 2 a und 2 b diese Ventile beaufschlagt durch Überdruck unter dem Ventil, und in - Fig. 3 a und 3 b ist bei den beiden Ventilausführungen der Überdruck oberhalb des Ventils gedacht.

Diese Ventile können in den beiden verschiedenen Formen ausgeführt werden, je nachdem, welche Führung gewählt wird.

Es sind Ventile möglich, die eine zentrische Bohrung besitzen und mit dieser das Ventil an einer Stange, z. B. Kolbenstange, führen (Ventil mit Führungsbohrung), und Ventile, die zur Führung einen Schaft benutzen, der zugleich auch ein Bestandteil des Hartventils sein kann (Ventil mit Führungsschaft).

a) Rückschlagventil mit Führungsbohrung (Fig. la bis 3a)

Das Ventil besteht aus der elastischen Weichdichtung, dem Verschlußglied 4 a und aus dem aus festem Werkstoff gefertigten Stützelement, dem Verschlußglied 3 a. Das Stützelement 3 a stellt die Hartdichtung dar und kann sich mit seiner beispielsweise konischen Fläche auf die entsprechende konische Fläche des Ventilgehäuses la aufsetzen. Das elastische Verschlußglied 4 a und der Kegel 3 a können fest miteinander verbunden sein.

Das elastische Verschlußglied 4 a besitzt eine Lippe 5 a, mit der sie auf der ihr zugeordneten Fläche des Ventilgehäuses la ebenfalls aufliegen kann.

Sowohl die elastische Weichdichtung 4 a wie der Kegel 3 a sind auf gebohrt, um eine Führung an einer Stange 6a zu ermöglichen. Die Stange 6 a kann beispielsweise eine Kolbenstange sein und sich hin- und herbewegen; auch eine Drehbewegung ist möglich; Das elastische Verschlußglied 4 a ist so geformt, daß es diese Stange abdichtend umschließt.

Als Hubbewegung für das elastische Verschlußglied 4 a ist ein Anschlag 2 a vorhanden. Die Lage dieses Anschlages ist so gewählt, daß die Lippe 5 a der Weichdichtung 4a auch in deren höchster Stellung auf der ihr zugeordneten Sitzfläche des Ventilgehäuses Ια abdichtend aufliegt und unter einer gewissen Vorspannung gehalten wird. Der Anschlag kann auch in anderer Form, etwa in der unter b) geschilderten, verwirklicht werden.

Bezüglich der Wirkungsweise des Ventils ist zu unterscheiden, ob das Ventil unter Druckgleichheit, Überdruck von unten oder Überdruck von oben steht.

Bei Druckgleichheit dichtet nur die Lippe 5 a des weichen Verschlußgliedes 4a ab, wenn das Verschlußglied 4 a und das Stützglied 3 a miteinander fest verbunden sind. Sind diese nicht fest miteinander verbunden, so liegt das Verschlußglied 3 a ebenfalls auf seinem Sitz auf. In beiden Fällen ist gewährleistet, daß das Ventil schon bei Druckgleichheit geschlossen ist. Dies ist ein wesentliches Merkmal des Ventils, das gegen hohe Drücke dicht sein muß und schon auf kleinste Überdrücke reagiert, also schlupffrei arbeitet. Von dem Grenzzustand der Druckgleichheit ab bleibt das Glied 4a immer geschlossen, solange ein noch so geringer Überdruck von oben vorhanden ist.

Wirkt auf das Ventil ein Überdruck von unten, so spricht es ebenfalls bereits bei kleinster Größe dieses Druckes an, weil die Kraft, mit der die Dichtlippe 5 a auf ihrem Sitz aufliegt, sich aus der Spannkraft des Werkstoffes ergibt und daher gering gewählt werden kann. Die Ausführung, bei der das elastische Verschlußglied 4 a mit dem Glied 3 a verbunden ist, ist vorteilhaft. Da die Lippe 5 a auch kleine Fremdkörper überbrücken muß, ist es zweckmäßig, den Werkstoff dieses Gliedes aus einem weichen und elastischen Stoff zu wählen.

Wirkt, wie in Fig. 2 a durch Pfeile gekennzeichnet, der Überdruck von unten auf das Ventil, so wird das Verschließglied 3 a von seinem Sitz abgehoben und die Dichtlippe 5a von ihrem Sitz abgebogen. Der Durchgang für das Medium ist dadurch freigegeben.

In Fig. 3 a ist das geschlossene Ventil bei von oben wirkendem Überdruck dargestellt. Das Verschlußglied 3a liegt auf seinem Sitz auf, ebenso die Lippe 5Φ des weichen Verschlußgliedes 4a.

Der auf dem weichen Glied 4a lastende Druck wird vom Stützglied 3 a aufgefangen, so daß eine übermäßige Verformung des weichen elastischen Gliedes unmöglich ist.

b) Rückschlagventil mit Führungsschaft (Fig. Ib bis 3 b) .

Das Ventil besteht aus der elastischen Dichtung 4έ>, die in Form einer Ringscheibe in einer entsprechenden Aussparung des Hartventilkörpers Zb gehalten wird. Das harte Verschlußglied 3b dichtet auf dem entsprechenden Sitz des Ventilgehäuses 1 b ab. Im vorliegenden Fall ist die Ventilsitzfläche als Planfläche ausgeführt. Sie kann auch eine andere, z. B. konische Form haben. Der Hub des Ventils wird im vorliegenden Falle durch die Stirnfläche 2 b begrenzt, gegen die das harte Verschlußglied 3b anschlägt. Damit ist die Gewähr gegeben, daß die Weichdichtung 4 b auch bei voll geöffnetem Verschlußglied 3 b mit einer gewissen Vorspannung ihre Lippe 5 b auf den ihr zugeordneten Sitz aufdrückt. Die Hubbegrenzung ist auch in der unter a) geschilderten Weise möglich.

Die Führung des Ventils wird durch das harte Verschlußglied selbst besorgt, das als Zapfen ausgebildet ist und in einer entsprechenden Bohrung läuft. Die Bohrung besitzt eine Entlüftung 6 b.

Bezüglich der Wirkungsweise des Ventils ist zu unterscheiden, ob das Ventil unter Druckgleichheit, Überdruck von unten oder Überdruck von oben steht.

Bei Druckgleichheit dichtet nur die Lippe 5b des weichen Gliedes ab. Das Ventil ist bei Druckgleichheit geschlossen und bietet auch hier die Gewähr, geschlossen zu bleiben, solange ein noch so geringer Überdruck von oben vorhanden ist. Auf diese Weise arbeitet das Ventil ebenso schlupffrei wie die Ausführung a).

Wirkt auf das Ventil ein Überdruck von unten, so spricht es ebenfalls bereits bei kleinster Größe dieses Druckes an, weil die Kraft, mit der die Dichtlippe 5 b auf ihrem Sitz aufliegt, sich aus der Spannkraft des Werkstoffes ergibt und daher gering gewählt werden kann. Auch in diesem Fall wählt man die Weichdichtung so, daß sie kleine Fremdkörper überbrückt.

Wirkt, wie in Fig. 2 b durch Pfeile gekennzeichnet, der Überdruck von unten auf das Ventil, so wird das harte Verschlußglied des Ventils von seinem Sitz aufgehoben, und die Dichtlippe 5b wird von ihrem Sitz

abgebogen. Der Durchgang für das Medium ist dadurch freigegeben.

In Fig. 3 b ist das geschlossene Ventil bei von oben wirkendem Überdruck dargestellt. Das harte Verschlußglied 3b liegt auf seinem Sitz auf, ebenso die Lippe Sb des weicheren Verschlußgliedes 4&.

Der auf das Glied 4kb wirkende Überdruck wird von der Sitzfläche des Ventilgehäuses aufgenommen, so daß eine übergebührliche Verformung des weichen Gliedes unmöglich ist.

IO

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Rückschlagventil mit zwei hintereinandergeschalteten Verschlußgliedern aus Werkstoffen verschiedener Elastizität, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußglied aus elastischerem Werkstoff mit einer unter Vorspannung stehenden Dichtlippe versehen ist, die in jeder Stellung des anderen Verschlußgliedes die Durchgangsöffnung des Ventils absperren kann.

2. Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Verschlußglieder (4 a, 4& bzw. 3 a, 3 b) an einem axial verschiebbaren Halter befestigt sind.

3. Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastischere Verschlußglied (4 a) in Form einer Ringscheibe in einer Nut des anderen Verschlußgliedes (3 a) befestigt ist.

4. Rückschlagventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Anschlag (2) am Ventilgehäuse zur Begrenzung des Weges der Verschlußglieder.

5. Rückschlagventil nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das elastischere Verschlußglied (4 a) gewölbt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 888 790, 719255, 724044, 820'354, 824578, 709593;

USA.-Patentschriften Nr. 2 270469, 2 208 188.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 70S 810/169 12.57