Check valve for motor car, has seal body pressed on valve seat when high pressure lies against passage direction, automatically moving into passage position when high pressure lies in direction and as whole guided in axial-movable manner

Die Erfindung betrifft ein Rückschlagventil nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Ein derartiges Rückschlagventil ist beispielsweise aus der DE102006025814DE 10 2006 025 814 A1A1 bekannt. Rückschlagventile dieser Art beruhen sämtlich auf einer Verformung des elastischen Dichtkörpers infolge eines in Durchlassrichtung anliegenden Überdrucks. Aufgrund der ständigen Verformung ist der Dichtkörper relativ verschleißanfällig. Zudem ist es bei dieser Bauart schwierig, einen definierten Druckverlust einzustellen, der über die gesamte Lebensdauer trotz einer alterungsbedingten Änderung der Elastizität unverändert bleibt.

Aus diesem Grund ist es bekannt, gehäusefeste Begrenzungsmittel gegenüberliegend von dem Ventilsitz vorzusehen, an denen der Dichtkörper bei einem in Durchlassrichtung vorliegenden Mindestdruck zur Anlage kommt, so dass in der Durchlassstellung unabhängig vom anliegenden Überdruck ein definierter Druckverlust vorliegt. Beispielsweise offenbart DE8422552DE 84 22 552 U1U1 ein Rückschlagventil für unterdruckbetriebene Servoaggregate in Kraftfahrzeugen, mit einer weichelastischen Dichtscheibe, einem Haltezapfen, der über Stege mit einem ersten Ventilgehäuseteil verbunden ist, und einem Gegenhalter, der über Rippen oder Flügel mit einem zweiten Ventilgehäuseteil verbunden ist. Die Dichtscheibe ist auf den Haltezapfen, der ein zentrales Loch in der Dichtscheibe durchgreift, aufgesetzt. Bei verbundenen Ventilgehäuseteilen drückt der Gegenhalter die Dichtscheibe gegen den Haltezapfen und setzt diese unter eine definierte Vorspannung. In Rückschlagstellung liegt die Dichtscheibe unter Vorspannung an einer ringförmig umlaufenden Dichtkante an. Die Rippen oder Flügel begrenzen den Freiraum der Dichtscheibe in Strömungsrichtung.

DE20318669DE 203 18 669 U1U1 offenbart ein Rückschlagventil mit einem in einem ersten Gehäuseteil aufgenommenen Ventilsitz, der mindestens eine Durchgangsöffnung aufweist. Ein elastomerer Dichtkörper ist mittels eines Führungsdorns in einer zentralen Aufnahme des Ventilsitzes fixiert. Bei Vorliegen eines Überdrucks in Strömungsrichtung wird der Dichtkörper an seinem Umfang angehoben, bis er an Stützrippen anliegt, die an einem zweiten Ventilgehäuseteil angeformt sind und zusätzlich im zentralen Bereich eine Fixierung des Dichtkörpers bewirken. Die Oberfläche des Ventilsitzes ist wellenförmig ausgestaltet. Aufgrund der Welligkeit werden bei einer drucklosen Zwischenstellung des Dichtkörpers Ventilumgehungskanäle zum Abführen von Kondensat gebildet.

Bei den beiden zuvor beschriebenen Bauformen ist zur Erzielung eines geeigneten definierten Druckverlustes eine erhebliche Verformung erforderlich, was einen erhöhten Verschleiß des Dichtkörpers verursachen kann. Des Weiteren ist es fertigungstechnisch unumgänglich, die Begrenzungsmittel für den Dichtkörper und den Ventilsitz an separaten, miteinander zu verbindenden Gehäuseteilen anzuordnen. Die mindestens zwei Gehäuseteile und der zusätzlich erforderliche Montageschritt des Verbindens der Gehäuseteile führen zu einem insgesamt erhöhten Aufwand.

Bei einer anderen Bauform ist der Ventilkörper als eine schwenkbar gelagerte Klappe ausgeführt, siehe beispielsweise DE10035721DE 100 35 721 A1A1 oder EP2146061EP 2 146 061 A1A1. Derartige Klappenventile erfordern jedoch ein zusätzliches Bauteil und ein relativ aufwändiges Klappscharnier.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein einfaches und robustes Rückschlagventil bereitzustellen, das vorteilhaft mit geringem Aufwand herstellbar und montierbar ist und bei dem der Druckverlust optimal einstellbar ist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Durch die axiale Führung des Ventilköpers wird dieser bei Anliegen eines Überdrucks in Durchlassrichtung einfach in die Durchlassstellung verschoben und gibt ohne übermäßige eigene Verformung eine definierte Durchlassöffnung mit einem optimal einstellbaren Druckverlust frei.

Den gesamten Dichtkörper überdeckende, an einem separaten Gehäuseteil anzuordnende Begrenzungsmittel für den Dichtkörper sind nicht erforderlich, so dass das Gehäuse vorteilhaft einstückig gefertigt und ein Verbinden von Gehäuseteilen in der Montage demnach überflüssig sein kann.

An dem Haltemittel ist vorteilhafterweise ein Anschlagmittel für eine Begrenzung der Verschiebung des Dichtkörpers vorgesehen. Dieses Anschlagmittel kann beispielsweise einfach durch Umformen des freien Endes eines stiftförmigen Haltemittels erzeugt werden.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand vorteilhafter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt

1: eine Schnittansicht eines Rückschlagventils in der geschlossenen Stellung;

2: eine Schnittansicht des Rückschlagventils aus 1 in der Durchlassstellung;

3: eine perspektivische Draufsicht auf ein Rückschlagventil ohne Dichtkörper;

4: eine perspektivische Draufsicht auf das Rückschlagventil aus 3 mit montiertem Dichtkörper in der geschlossenen Stellung;

5: eine perspektivische Draufsicht auf ein Rückschlagventil in einer anderen Ausführungsform ohne Dichtkörper;

6: eine perspektivische Ansicht auf das Rückschlagventil gemäß 5 mit nicht eingesetztem Dichtkörper;

7: eine Schnittansicht des Rückschlagventils gemäß 5 und 6; und

8 eine perspektivische Draufsicht auf das Rückschlagventil gemäß 5 bis 7 mit eingesetztem Dichtkörper.

Das Rückschlagventil 10 umfasst ein Gehäuse 11, in dem senkrecht zur Strömungsrichtung ein Ventilsitz 12 angeordnet ist. Der Ventilsitz 12 umfasst ein äußeres ringförmiges Element 13 zur Bildung einer äußeren ringförmigen Dichtkante 14, die als von dem ringförmigen Element 13 abstehende ringförmige Erhebung bzw. Wulst ausgebildet ist. Der Ventilsitz 12 umfasst des Weiteren vorzugsweise ein zentrales Element 15 zur Bildung einer bevorzugten inneren ringförmigen Dichtkante 16, die als von dem zentralen Element 15 abstehende ringförmige Erhebung bzw. Wulst ausgebildet ist. Die äußere Dichtkante 14 und die innere Dichtkante 16 liegen vorzugsweise in einer Ebene, was beispielsweise bei einem scheibenförmigen Dichtkörper 19 vorteilhaft ist. Das zentrale Element 15 ist mittels mindestens einem, vorzugsweise einer Mehrzahl, beispielsweise vier Stützelementen 17, die hier die Form von Stützrippen haben, an dem äußeren ringförmigen Element 13 bzw. dem Gehäuse 11 befestigt. In dem Ventilsitz 12 sind Durchlassöffnungen 18 gebildet, die von der äußeren Dichtkante 14 umgeben sind.

Das Rückschlagventil 10 umfasst des Weiteren einen elastischen Dichtkörper 19, der insbesondere aus einem Elastomermaterial besteht. Der Dichtkörper 19 ist vorzugsweise scheibenförmig und umfasst vorzugsweise eine zentrale Bohrung oder Ausnehmung 20, durch die ein vorzugsweise stiftförmiges Haltemittel 21 greift. Das Haltemittel 21 zum Halten des Dichtkörpers bzw. der Dichtscheibe 19 ist vorzugsweise mit dem zentralen Element 15 verbunden. Das Haltemittel 21 besteht vorzugsweise aus einem thermoplastischen Kunststoff und kann vorteilhaft einstückig mit dem Ventilsitz 12 geformt sein. In der Ausführungsform gemäß 1 bis 4 ist das Haltemittel 21 einstückig als Teil des zentralen Elements 15 gefertigt, das wiederum vorzugsweise einstückig mit den Stützelementen 17, dem äußeren ringförmigen Element 13 und dem Gehäuse 11 gefertigt ist. An dem von dem Ventilsitz 12 entfernten Ende weist das Haltemittel 21 ein beispielsweise tellerförmiges Anschlagmittel 22 für den Dichtkörper 19 auf. Das Anschlagmittel 22 kann beispielsweise durch Umformen aus dem Haltemittel 21 erzeugt werden. Alternativ kann das Anschlagmittel 22 ein separates Teil sein, das beispielsweise auf das Haltemittel 21 geclipst wird.

In der bevorzugten Ausführungsform der 1 bis 4 ist der Dichtkörper 19 entlang dem Haltemittel 21 axial verschiebbar angeordnet. Wenn entgegen der Durchlassrichtung des Rückschlagventils 10 ein Überdruck anliegt, wie beispielsweise in den 1 und 4, wird der Dichtkörper 19 gegen die Ventilkanten 14, 16 dichtend angepresst und dichtet die Durchlassöffnungen 18 ab, so dass ein Rückströmen vom Gas entgegen der Durchlassrichtung des Rückschlagventils 10 verhindert wird. Wenn in der Durchlassrichtung des Rückschlagventils 10 ein Überdruck anliegt, wie beispielsweise in 2, wird der Dichtkörper 19 durch den anliegenden Überdruck selbsttätig axial verschoben, bis er durch Anschlag an dem Anschlagmittel 22 die in 2 gezeigte Durchlassstellung erreicht, in der das Gas in Durchlassrichtung durch das Rückschlagventil strömen kann, was durch Pfeile in 2 angedeutet ist. Wenn dann wieder entgegen der Durchlassrichtung des Rückschlagventils 10 ein Überdruck anliegt, wird der Dichtkörper 19 durch den anliegenden Überdruck selbsttätig axial in Gegenrichtung verschoben, bis er durch Auflage auf den Dichtkanten 14, 16 die in 1, 4 gezeigte Verschlussstellung erreicht.

Die weitere Ausführungsform gemäß den 5 bis 8 verdeutlicht, dass das Haltemittel 21 nicht einstückig mit dem zentralen Element 15 des Ventilsitzes 12 gefertigt sein muss. In diesem Fall weist das zentrale Element 15 eine zentrale Bohrung 12 auf, in die das Haltemittel 21, das beispielsweise ein Kunststoffclip sein kann, einsteckbar ist. Das Haltemittel 21 ist beispielsweise mit einem Rastmittel 24 unverlierbar in der Bohrung 23 des zentralen Elements 15 gehalten. In einer Variante kann der Dichtkörper 19 unverschiebbar auf dem Haltemittel 21 sitzen, das in der Bohrung 23 axial verschiebbar geführt ist. In einer anderen Variante kann das Haltemittel 21 unverschiebbar in der Bohrung 23 sitzen, wobei der Dichtkörper 19 axialverschiebbar auf dem Haltemittel 21 sitzt (ähnlich wie in der Ausführungsform gemäß 1 bis 4).

Das Rückschlagventil ist insbesondere für Anwendungen in Kraftfahrzeugen vorgesehen. Eine mögliche Anwendung betrifft die Verwendung in einer Zylinderkopfhaube 25 eines Verbrennungsmotors. In diesem Fall ist das Ventilgehäuse 11 vorzugsweise einstückig mit der Zylinderkopfhaube 25 gefertigt. Beispielsweise werden Rückschlagventile in Zylinderkopfhauben eingesetzt, um bei Turbobetrieb ein Durchblasen von Ansaugluft in die Zylinderkopfhaube zu verhindern. Das vorgeschlagene Rückschlagventil ist aber nicht auf diese Anwendung beschränkt. Auch der Einsatz in unterdruckbetriebenen Servoaggregaten in Kraftfahrzeugen ist beispielsweise denkbar.

In einer nicht gezeigten Ausführungsform kann auf die innere Dichtkante 16 gegebenenfalls verzichtet werden.

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• DE 102006025814 A1 [0002]
• DE 8422552 U1 [0003]
• DE 20318669 U1 [0004]
• DE 10035721 A1 [0006]
• EP 2146061 A1 [0006]