WO2008128839A1 - Rückschlagventil - Google Patents

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WO2008128839A1
WO2008128839A1 PCT/EP2008/053407 EP2008053407W WO2008128839A1 WO 2008128839 A1 WO2008128839 A1 WO 2008128839A1 EP 2008053407 W EP2008053407 W EP 2008053407W WO 2008128839 A1 WO2008128839 A1 WO 2008128839A1
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Inventor
Andrea Dienstbier
Peter Tyroller
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IHO Holding GmbH and Co KG
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Schaeffler KG
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K15/00—Check valves
    • F16K15/02—Check valves with guided rigid valve members
    • F16K15/04—Check valves with guided rigid valve members shaped as balls
    • F16K15/044—Check valves with guided rigid valve members shaped as balls spring-loaded

Definitions

  • the invention relates to a check valve having a circular cylindrical housing which has at one axial end a housing bottom with a passage opening and with a valve seat located in the region of this opening, with a cage surrounded by the housing and secured therein, at its from the housing bottom facing away from the axial end has a cage bottom provided with a passage opening, on which a compression spring inserted in the cage is supported by one end, and arranged in the cage with an axially movable and can be pressed by the compression spring to the valve seat closure piece.
  • Such a check valve for example, be installed in the oil circuit of an internal combustion engine, where it is part of a hydraulically operated device, eg. B. a camshaft adjustment can be. In this way, under certain operating conditions, a backflow of the engine oil can be prevented, which acts as a hydraulic medium here.
  • a check valve of the type mentioned is known.
  • the cage is designed as a plastic cage and completely pressed into the designated as a valve body housing.
  • the hydraulic means which reaches the interior of the valve during operation through the passage opening of the housing bottom, can only escape from the valve there through the passage opening of the cage bottom. This results in a disadvantageous manner in the hydraulic fluid pressure loss, which is essentially due to the narrow cross sections of the passage openings.
  • the object of the invention is to develop a check valve in which the pressure loss in the hydraulic fluid flowing through is reduced.
  • the cage has a plurality of circumferentially spaced successively arranged, connected to the cage floor cage struts, only held with their remote from the cage bottom end portions in the housing, but otherwise arranged with the cage bottom outside of the housing are.
  • the hydraulic fluid flowing through can emerge or be removed from the check valve in any direction both in the axial direction of the cage, which is also referred to as an insert, and laterally to the cage. Due to this exposed arrangement of the cage, the pressure loss in the hydraulic fluid is particularly low. Therefore, for example, lateral outlet bores of the housing are not required in order to obtain only a slight pressure loss. In this way, there is a great advantage in terms of manufacturing costs.
  • the check valve according to the invention is universally applicable and limited with respect to the outflow of the hydraulic fluid not only in one direction. Due to the possibility of lateral and axial outflow, the valve can be used both in applications in which the outflow direction z. B. is offset by 90 °, as well as in any other angular position, as well as used in applications in which the outflow takes place in the same direction as the flow.
  • the construction according to the invention allows the non-return valve to be designed both as a plate valve (with a plate as a closure piece) and as a ball valve (with a ball as a closure piece) as required.
  • the housing may be a metallic component. According to the particular application, a heat treatment of the metallic housing can be performed.
  • the guide of the closure piece takes place in the cage.
  • This is preferably made of a plastic. He can z. B. with three cage struts as a tripod or four cage struts as four-leg fluidly designed to be low, so that when flowing through the hydraulic fluid, an extremely low pressure loss.
  • the design of the check valve according to the invention is designed so that its individual parts can be produced with technologies which are particularly suitable for large numbers, so that an attractive check valve is produced in relation to the production costs.
  • Figure 1 is a check valve with a designed as a ball
  • Figure 2 is an end view of the check valve according to arrow Il of Figure 1;
  • Figure 3 is a perspective view of the check valve according to
  • FIG. 1 A first figure.
  • Figure 4 shows another check valve with a designed as a plate closure piece in longitudinal section.
  • the check valve shown in Figures 1 to 3 consists of four component elements, namely a circular cylindrical housing 1, a cage 2, a closure piece 3 and a compression spring 4.
  • the housing 1 is metallic, z. B. made of steel or aluminum, while the cage 2 is a plastic part. It consists of a circular-shaped cage bottom 5 and four axially parallel cage struts 6, which are designed in one piece with the cage bottom 5 and merge in each case at an axial end in the cage bottom 5.
  • each cage strut 6 projects into the interior of the housing 1 into it. It is attached to the housing 1 there.
  • the housing 1 has at one axial end of its circular-cylindrical region a circular-shaped housing bottom 7, which is embodied in one piece with it and which is provided with a central passage opening 8. This is surrounded within the housing 1 by a valve seat 9, which is located on the housing bottom 7. The valve seat 9 is formed during the formation of the passage opening 8 inner circular edge of the housing floor. dens 7.
  • the compression spring 4 and the closure piece 3 are inserted into the cage 2. Thereafter, this assembly is inserted into the housing 7. Subsequently, the housing 1 is crimped, so that the component elements of the check valve are held together.
  • the compression spring 4 and the closure piece 3 are arranged axially movable in the cage 2.
  • the compression spring 4 is designed as a helical spring, which is supported at one end on the inside of the cage bottom 5 and at the other end on the closure piece 3. This is in the embodiment shown in Figures 1 to 3 a ball.
  • the compression spring 4 causes the axial abutment of the closure piece 3 on the valve seat 9 of the housing bottom. 7
  • the valve shown in Figure 4 only differs in that there is used as a closure piece 14 a plate which can be applied to the inside of the housing bottom 7 at a ring-shaped valve seat 15 formed there.
  • the plate is formed integrally with a circular cylinder, at one axial end of which it is adjacent.
  • the design and dimensions of the circular cylinder must be selected such that the hydraulic fluid flows into the check valve after it has flowed through the passage opening 8 into the non-return valve. chen outflow directions 13 and possibly additionally in the axial outflow direction 12 may leave again.
  • check valves are suitable for cost-effective production of large quantities.
  • Such a check valve can be pressed, for example, at its place of use in a receiving bore of a machine part. Subsequently, either a caulking can be performed, which provides the valve in the bore of the machine part an additional grip. In this way, can be dispensed with a screw-in, so that the production of a screw-in and / or the use of a sealing ring in the check valve is not required.

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Abstract

Bei einem Rückschlagventil mit einem kreiszylindrischen Gehäuse (1), welches an einem axialen Ende einen Gehäuseboden (7) mit einer Durchtrittsöffnung (8) und einem Ventilsitz (9) aufweist, mit einem von dem Gehäuse (1) umgebenen und darin befestigten Käfig (2), der einen Käfigboden (5) mit einer Durchtrittsöffnung (12) aufweist, an welchem eine Druckfeder (4) mit einem Ende abgestützt ist, und mit einem in dem Käfig (2) von der Druckfeder (4) an den Ventilsitz (9) andrückbaren Verschlussstück (3), weist erfindungsgemäß der Käfig (2) mehrere in Umfangsrichtung in Abständen hintereinander angeordnete, mit dem Käfigboden (5) verbundene Käfigstreben (6) auf, wobei nur diese mit ihren von dem Käfigboden (5) abgewandten Endbereichen in dem Gehäuse (1) gehalten, im übrigen jedoch mit dem Käfigboden (5) außerhalb des Gehäuses (1) angeordnet sind.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Rückschlagventil
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Rückschlagventil mit einem kreiszylindrischen Gehäuse, welches an einem axialen Ende einen Gehäuseboden mit einer Durchtritts- Öffnung und mit einem im Bereich dieser Öffnung befindlichen Ventilsitz aufweist, mit einem von dem Gehäuse umgebenen und darin befestigten Käfig, der an seinem von dem Gehäuseboden abgewandten axialen Ende einen mit einer Durchtrittsöffnung versehenen Käfigboden aufweist, an welchem eine in dem Käfig eingesetzte Druckfeder mit einem Ende abgestützt ist, und 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 Patentschrift DE 101 39 499 C1 ist ein Rückschlagventil der eingangs genannten Art bekannt. Dort ist der Käfig als Kunststoffkäfig ausgeführt und vollständig in das als Ventilkörper bezeichnete Gehäuse eingepresst. Das Hyd- raulikmittel, welches im Betrieb durch die Durchtrittsöffnung des Gehäusebo- dens in den Innenraum des Ventils gelangt, kann dort nur durch die Durchtrittsöffnung des Käfigbodens aus dem Ventil wieder austreten. Dadurch ergibt sich in nachteiliger Weise in dem Hydraulikmittel ein Druckverlust, der im Wesentlichen durch die engen Querschnitte der Durchtrittsöffnungen bedingt ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rückschlagventil zu entwickeln, bei welchem der Druckverlust in dem durchströmenden Hydraulikmittel verrin- gert ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Käfig mehrere in Umfangsrichtung in Abständen hintereinander angeordnete, mit dem Käfigboden verbundene Käfigstreben aufweist, wobei nur diese mit ihren von dem Käfigboden abgewandten Endbereichen in dem Gehäuse gehalten, im übrigen jedoch mit dem Käfigboden außerhalb des Gehäuses angeordnet sind.
Durch den in Bezug auf das Gehäuse außenliegenden Teil des Käfigs kann das durchströmende Hydraulikmittel sowohl in axialer Richtung des auch als Einsatz bezeichneten Käfigs, als auch seitlich zum Käfig in beliebiger Richtung aus dem Rückschlagventil austreten bzw. abgeführt werden. Infolge dieser freiliegenden Anordnung des Käfigs ist der Druckverlust in dem Hydraulikmittel besonders gering. Es sind daher beispielsweise seitliche Austrittsbohrungen des Gehäuses nicht erforderlich, um einen nur geringen Druckverlust zu be- kommen. Auf diese Weise ergibt sich ein großer Vorteil bezüglich der Herstellungskosten. Das erfindungsgemäße Rückschlagventil ist universell einsetzbar und bezüglich der Abströmung des Hydraulikmittels nicht nur auf eine Richtung beschränkt. Durch die Möglichkeit einer seitlichen und axialen Abströmung kann das Ventil sowohl bei Anwendungen, in welchen die Abströmrichtung z. B. um 90° versetzt ist, als auch in jeder beliebigen anderen Winkellage, sowie auch bei Anwendungen eingesetzt werden, in welchen die Abströmung in der gleichen Richtung wie die Anströmung erfolgt.
Die erfindungsgemäße Konstruktion erlaubt es, das Rückschlagventil je nach Anforderung sowohl als Plattenventil (mit einer Platte als Verschlussstück) als auch als Kugelventil (mit einer Kugel als Verschlussstück) auszuführen. Das Gehäuse kann ein metallisches Bauteil sein. Entsprechend dem jeweiligen Anwendungsfall kann eine Wärmebehandlung des metallischen Gehäuses durchgeführt werden.
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 äußerst geringer Druckverlust entsteht.
Die Konstruktion des erfindungsgemäßen Rückschlagventils ist so ausgeführt, dass seine Einzelteile mit Technologien herstellbar sind, welche sich besonders für große Stückzahlen eignen, so dass in Bezug auf die Herstellungskos- ten ein attraktives Rückschlagventil entsteht.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Figur 1 ein Rückschlagventil mit einem als Kugel ausgeführten
Verschlussstück im Längsschnitt;
Figur 2 eine stirnseitige Ansicht des Rückschlagventils gemäß Pfeil Il der Figur 1 ;
Figur 3 eine perspektivische Ansicht des Rückschlagventils gemäß
Figur 1 ;
Figur 4 ein weiteres Rückschlagventil mit einem als Platte ausgeführten Verschlussstück im Längsschnitt.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Das in den Figuren 1 bis 3 dargestellte Rückschlagventil besteht aus vier Bauteilelementen, nämlich einem kreiszylindrischen Gehäuse 1 , einem Käfig 2, einem Verschlussstück 3 und einer Druckfeder 4. Das Gehäuse 1 ist metallisch, z. B. aus Stahl oder Aluminium ausgeführt, während der Käfig 2 ein Kunststoffteil ist. Er besteht aus einem kreisflächenförmigen Käfigboden 5 und vier achsparallelen Käfigstreben 6, die mit dem Käfigboden 5 einstückig ausgeführt sind und jeweils an einem axialen Ende in den Käfigboden 5 übergehen.
Mit dem jeweils anderen axialen Ende ragt jede Käfigstrebe 6 in den Innenraum des Gehäuses 1 hinein. Sie ist dort an dem Gehäuse 1 befestigt.
Das Gehäuse 1 weist an einem axialen Ende seines kreiszylindrischen Bereichs einen mit diesem einstückig ausgeführten kreisflächenförmigen Gehäuseboden 7 auf, der mit einer zentralen Durchtrittsöffnung 8 versehen ist. Diese wird innerhalb des Gehäuses 1 von einem Ventilsitz 9 umgeben, der sich an dem Gehäuseboden 7 befindet. Der Ventilsitz 9 ist die bei der Bildung der Durchtrittsöffnung 8 entstandene innere kreisförmige Kante des Gehäusebo- dens 7. Die Druckfeder 4 und das Verschlussstück 3 werden in den Käfig 2 eingelegt. Danach wird diese Baugruppe in das Gehäuse 7 eingesetzt. Anschließend wird das Gehäuse 1 verbördelt, so dass die Bauteilelemente des Rückschlagventils zusammengehalten werden.
Die Druckfeder 4 und das Verschlussstück 3 sind in dem Käfig 2 axial beweglich angeordnet. Die Druckfeder 4 ist als Schraubenfeder ausgebildet, die sich mit einem Ende an der Innenseite des Käfigbodens 5 und mit dem anderen Ende an dem Verschlussstück 3 abstützt. Dieses ist bei dem in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiel eine Kugel. Die Druckfeder 4 bewirkt die axiale Anlage des Verschlussstücks 3 an dem Ventilsitz 9 des Gehäusebodens 7.
Während des Betriebes strömt Hydraulikmittel in axialer Einströmrichtung 10 durch die Durchtrittsöffnung 8 in das Rückschlagventil ein. Dabei wird infolge des Druckes des Hydraulikmittels die Kraft der Druckfeder 4 überwunden, so dass das Verschlussstück 3 von dem Ventilsitz 9 abheben muss. Nach dem Durchströmen des Rückschlagventils gelangt das Hydraulikmittel in axialer Ausströmrichtung 11 durch eine zentrale Durchtrittsöffnung 12 des Käfigbo- dens 5 sowie in seitlichen Ausströmrichtungen 13 durch die zwischen den Käfigstreben 6 befindlichen Zwischenräume aus dem Rückschlagventil wieder heraus.
Von diesem Rückschlagventil unterscheidet sich das in Figur 4 dargestellte Ventil nur dadurch, dass dort als Verschlussstück 14 eine Platte verwendet ist, die an der Innenseite des Gehäusebodens 7 an einem dort ausgebildeten ring- flächenförmigen Ventilsitz 15 anlegbar ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Platte einstückig mit einem Kreiszylinder ausgeführt, an dessen einem axialen Ende sie angrenzt. Die Ausbildung und die Abmessungen des Kreiszylin- ders müssen so gewählt werden, dass das Hydraulikmittel nach dem Einströmen durch die Durchtrittsöffnung 8 in das Rückschlagventil dieses in den seitli- chen Ausströmrichtungen 13 und eventuell zusätzlich in der axialen Ausström- richtung 12 wieder verlassen kann.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Rückschlagventile sind keinerlei span- gebende Fertigungsverfahren erforderlich. Die Ventile sind für die kostengünstige Fertigung großer Stückzahlen geeignet. Ein solches Rückschlagventil kann beispielsweise an seinem Einsatzort in eine Aufnahmebohrung eines Maschinenteils eingepresst werden. Anschließend kann wahlweise eine Verstemmung durchgeführt werden, welche dem Ventil in der Bohrung des Maschinenteils einen zusätzlichen Halt verschafft. Auf diese Weise kann auf eine Einschraublösung verzichtet werden, so dass die Herstellung eines Einschraubgewindes und/oder die Verwendung eines Dichtringes bei dem Rückschlagventil nicht erforderlich ist.
Bezugszahlenliste
1 Gehäuse
2 Käfig
3 Verschlussstück
4 Druckfeder
5 Käfigboden
6 Käfigstrebe
7 Gehäuseboden
8 Durchtrittsöffnung
9 Ventilsitz
10 Einströmrichtung
11 Axiale Ausströmrichtung
12 Durchtrittsöffnung
13 Seitliche Ausströmrichtung
14 Verschlussstück
15 Ventilsitz

Claims

Patentansprüche
1. Rückschlagventil mit einem kreiszylindrischen Gehäuse (1 ), welches an einem axialen Ende einen Gehäuseboden (7) mit einer Durchtrittsöffnung (8) und mit einem im Bereich dieser Öffnung befindlichen Ventilsitz (9, 15) aufweist, mit einem von dem Gehäuse (1 ) umgebenen und darin befestigten Käfig (2), der an seinem von dem Gehäuseboden (7) abgewandten axialen Ende einen mit einer Durchtrittsöffnung (12) versehenen Käfigboden (5) aufweist, an welchem eine in dem Käfig (2) eingesetzte Druckfeder (4) mit einem Ende abgestützt ist, und mit einem in dem Käfig (2) axial beweglich angeordneten und von der Druckfeder (4) an den Ventilsitz (9, 15) andrückbaren Verschlussstück (3, 14), dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (2) mehrere in Umfangsrichtung in Abständen hintereinander angeordnete, mit dem Käfigboden (5) verbundene Käfigstreben (6) aufweist, wobei nur diese mit ihren von dem Käfigboden (5) abgewandten Endbereichen in dem Gehäuse (1 ) gehalten, im übrigen jedoch mit dem Käfigboden (5) außerhalb des Gehäuses (1 ) angeordnet sind.
2. Rückschlagventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussstück (3) eine Kugel ist.
3. Rückschlagventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussstück (14) eine Platte ist.
4. Rückschlagventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte einstückig mit einem Kreiszylinder ausgeführt ist, an dessen einem axialen Ende sie angeordnet ist.
5. Rückschlagventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1 ) als metallisches Bauteil ausgeführt ist.
6. Rückschlagventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an dem metallischen Bauteil eine Wärmebehandlung durchgeführt ist.
7. Rückschlagventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (2) aus einem Kunststoff besteht.
8. Rückschlagventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (2) mit drei Käfigstreben (6) als Dreibein ausgeführt ist.
9. Rückschlagventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (2) mit vier Käfigstreben (6) als Vierbein ausgeführt ist.
10. Rückschlagventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfeder (4) als Schraubenfeder ausgeführt ist.
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