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Dokumentenidentifikation DE102006026396A1 13.12.2007
Titel Integriertes Rückschlagventil
Anmelder ZF Friedrichshafen AG, 88046 Friedrichshafen, DE
Erfinder Hafen, Thomas, 88682 Salem, DE
DE-Anmeldedatum 07.06.2006
DE-Aktenzeichen 102006026396
Offenlegungstag 13.12.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.12.2007
IPC-Hauptklasse F16K 15/14(2006.01)A, F, I, 20060607, B, H, DE
Zusammenfassung Die Erfindung beinhaltet ein Rückschlagventil (1) insbesondere in einem Schaltsystem in einem Kraftfahrzeug, welches einen Durchflussstrom (14, 14a, 14b) in einer Richtung zulässt und einen Rückenflussstrom in einer entgegengesetzten Richtung sperrt. Das Rückschlagventil (1) ist in ein Ventilgehäuse (3) integriert und als hohler Körperstumpf ausgebildet, welcher an einer Körperstumpfdeckfläche (19) eine Durchlassöffnung (15) aufweist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Rückschlagventil, insbesondere in einem automatisierten Schaltsystem in einem Kraftfahrzeug, nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.

Automatisierte Schaltsysteme bestehen hinsichtlich ihrer Hauptkomponenten aus konventionellen, gegebenenfalls auch manuell betätigbaren Schaltsystemen, bei denen das Betätigen der Schalt- und/oder Anfahrkupplung zwischen Antriebsmotor und Getriebe sowie das Wählen und Schalten von Getriebegängen über entsprechende Betätigungsmittel automatisiert erfolgt. Diese Betätigungsmittel sind üblicherweise als hydraulisch oder pneumatisch betätigbare Kolben-Zylinder-Anordnungen oder als elektrische Aktuatoren ausgebildet, welche auf Stellmittel für die genannten Getriebefunktionen einwirken. Die Stellmittel können am oder im Getriebe angeordnet sein.

Zur Ansteuerung von hydraulischen bzw. pneumatischen Betätigungsmitteln sind Druckerzeugungs- und Steuerungsvorrichtungen notwendig, die gemäß dem Stand der Technik eine Hydraulik- bzw. Pneumatikpumpe als Druckerzeugungsvorrichtung, einen Druckspeicher, eine hydraulische bzw. pneumatische Steuerungseinheit mit Steuerungsventilen und Sensoren umfassen, welche mit einer zentralen Steuerungs- und Regelungsvorrichtung in Verbindung stehen und von dieser nach dort abgespeicherten Steuerungs- und Regelungsfunktionen ansteuerbar sind. Solche Druckerzeugungs- und Steuerungsvorrichtungen können unter anderem Rückschlagventile aufweisen.

Rückschlagventile sind aus dem Stand der Technik bekannt und können beispielsweise als Kugelrückschlag-, Schieberrückschlag- oder Lamellenventil ausgebildet sein. In Durchflussrichtung sollen Rückschlagventile einen geringen Strömungswiderstand aufweisen. Ein Rückflussstrom in einer der Durchflussrichtung entgegengesetzten Richtung soll minimal sein, um Druckrückwirkungen auf beispielsweise Betätigungsmittel zu vermeiden.

In der EP 0 878 650 B1 ist ein Kugelrückschlagventil offenbart. Das Rückschlagventil weist ein Gehäuse auf, welches aus zwei Gehäuseteilen besteht. Der erste Gehäuseteil enthält ein Führungselement und der zweite Gehäuseteil einen Ventilsitz. Im Gehäuse ist eine auf dem Führungselement bewegbare Kugel angeordnet, welche von einem Strömungsmedium mitnehmbar ist. Das Führungselement ist als ein zum Ventilsitz schräg verlaufender Steg ausgebildet, an dessen Oberkante die Kugel infolge Schwerkraft an oder in den Ventilsitz rollen kann. Eine freie axiale Endfläche des Führungselements befindet sich innerhalb des ersten Gehäuseteiles und liegt zweckmäßig an einer gegenüberliegenden Fläche eines Kunststoffes bzw. einer Kunststoffauskleidung des zweiten Gehäuseteiles an. Durch eine Ausbildung des Führungselementes und des Ventilsitzes aus Kunststoff, wird eine leichtgängige Bewegbarkeit der Kugel sichergestellt und bereits bei geringen Differenzdrücken ein Durchflussstrom bzw. eine dichte Anlage der Kugel am Ventilsitz gewährleistet.

In der EP 1 125 074 B1 ist ein Rückschlagventil offenbart, welches ein Gehäuse aufweist, das aus zwei Gehäuseteilen besteht. Das zweite Gehäuseteil ist so geformt, dass es auf das erste Gehäuseteil aufgesteckt werden kann. Das erste Gehäuseteil weist ein röhrenförmiges Ende auf, welches einen Flüssigkeitseinlass bildet, und das zweite Gehäuseteil weist ein röhrenförmiges Ende auf, welches einen Flüssigkeitsauslass des Rückschlagventils bildet. Zwischen den beiden Gehäuseteilen befindet sich ein scheibenförmiges Ventilteil aus Elastomer. Wenn durch den Einlass ein größerer Druck auf das scheibenförmige Ventilteil wirkt als durch den Auslass, dann löst sich das Ventilteil von einem am Gehäuse angeordneten Ventilsitz, und ein Flüssigkeitsstrom kommt zum Fließen. Ist der Druck durch den Auslass größer als der Druck durch den Einlass des Ventils, dann wird das Ventilteil an eine Dichtkante des Ventilsitzes gedrückt. Das Rückschlagventil öffnet sich bei niedrigem Druck und besitzt in Sperrrichtung eine hohe Dichtigkeit.

Nachteile des Standes der Technik sind, dass bekannte Rückschlagventile, insbesondere Kugelrückschlagventile und Schieberrückschlagventile, nicht verschleißfrei sind und dadurch ein immer größer werdender Rückflussstrom entstehen kann. Des Weiteren sind bekannte Rückschlagventile schmutzanfällig und benötigen einen großen Bauraum, beispielsweise in einer Druckerzeugungs- und Steuerungsvorrichtung in einem automatisierten Schaltsystem eines Kraftfahrzeuges.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rückschlagventil, insbesondere für ein automatisiertes Schaltsystem in einem Kraftfahrzeug darzustellen, welches in ein weiteres Ventil integrierbar ist und die Nachteile des Standes der Technik beseitigt.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch ein, auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisendes, gattungsgemäßes Rückschlagventil gelöst.

Aufgrund einer kompakten Bauweise eines automatisierten Schaltsystems in einem Kraftfahrzeug kann es zu Druckrückwirkungen auf vorhandene Betätigungsmittel kommen. Dies erfordert sehr dicht wirkende Rückschlagventile, welche einen minimalen Bauraum benötigen, um eine kompakte Bauweise des Schaltsystems aufrecht zu halten.

Das erfindungsgemäße Rückschlagventil ist als hohler Körperstumpf ausgebildet und direkt in ein Ventilgehäuse integrierbar. Beispielsweise kann das Rückschlagventil als hohler Kegelstumpf, Pyramidenstumpf oder in ovaler Körperform ausgebildet sein. Vorzugsweise wird das Rückschlagventil in ein bereits vorhandenes Ventil integriert, beispielsweise in ein Magnetventil eines automatisierten Schaltsystems in einem Kraftfahrzeug. Das Rückschlagventil besteht aus einem dauerelastischen Werkstoff, beispielsweise aus einem Elastomer, und weist einen Flansch auf. Über diesen Flansch wird das Rückschlagventil mit Hilfe eines Elements im Ventilgehäuse fixiert. Der Körperstumpf weist ab einer bestimmten Körperhöhe eine Verjüngung des Körperquerschnitts auf. Ab dieser Verjüngung können zwei gegenüberliegende Seiten des Körperstumpfes stärker abgeflacht sein, wodurch eine entsprechende Form einer Körperstumpfdeckfläche entsteht. Die Körperstumpfdeckfläche ist mit einer Durchlassöffnung versehen, welche beispielsweise schnittförmig ausgebildet sein kann. Das Ventilgehäuse weist mindestens eine Einlassöffnung und mindestens eine Auslassöffnung auf. Das Element zur Fixierung des Rückschlagventils im Ventilgehäuse ist derart ausgebildet, dass es die Auslassöffnung des Ventilgehäuses nicht verschließt, beispielsweise kann es zu den Auslassöffnungen des Ventilgehäuses deckungsgleiche Auslassöffnungen aufweisen. Das Rückschlagventil ist über der Einlassöffnung des Ventilgehäuses angeordnet. Ein Durchflussstrom strömt durch die Einlassöffnung des Ventilgehäuses, die Durchlassöffnung an der Körperstumpfdeckfläche des Rückschlagventils, die Auslassöffnung am Ventilgehäuse und gegebenenfalls durch die Auslassöffnung am Element zur Fixierung des Rückschlagventils. Das Rückschlagventil ist so ausgebildet, dass schon ein kleiner Durchflussstrom durch die Durchlassöffnung fließen kann und dabei nur ein minimaler Strömungswiderstand vorherrscht. Entsteht ein dem Durchflussstrom in entgegengesetzter Richtung wirkender Rückflussstrom durch die Auslassöffnung des Ventilgehäuses bzw. des Elementes zur Fixierung des Rückschlagventils, welcher einen Druck auf das Rückschlagventil bewirkt, dann wird der hohle Körperstumpf so verformt, dass die Durchlassöffnung an der Körperstumpfdeckfläche dicht macht. Somit ist gewährleistet, dass kein bzw. nur ein minimaler, vernachlässigbarer Rückflussstrom durch die Durchlassöffnung an der Körperstumpfdeckfläche und somit durch die Einlassöffnung des Ventilgehäuses strömen kann, wodurch Druckrückwirkungen auf beispielsweise vorhandene Betätigungsmittel vermieden werden.

Im Folgenden wird das Grundprinzip der Erfindung, welche mehrere Ausführungsformen zulässt, an Hand einer Zeichnung beispielhaft näher erläutert.

Es zeigen:

1 ein Rückschlagventil, welches in einem Ventilgehäuse angeordnet ist und

2 eine Draufsicht der 1 entlang der Schnittlinie A.

Die 1 zeigt eine Darstellung des erfindungsgemäßen Rückschlagventils 1, welches direkt in einem Ventilgehäuse 3 integriert ist. Das Ventilgehäuse 3 besteht aus einem oberen Gehäuseteil 4 und einem unteren Gehäuseteil 5. Das Rückschlagventil 1 ist als hohler Kegelstumpf ausgebildet, welcher einen Flansch 2 aufweist und aus einem dauerelastischen Werkstoff besteht, beispielsweise aus einem Elastomer. Der Kegelstumpf weist ab einem bestimmten Durchmesser eine stärkere Verjüngung 16 des Durchmessers auf. Ab dieser Verjüngung 16 sind zwei gegenüberliegende Seiten 17, 18 des Kegelstumpfes stärker abgeflacht, wodurch eine entsprechende Kegelstumpfdeckfläche 19 entsteht. Die Kegelstumpfdeckfläche 19 ist mit einer Durchlassöffnung 15 versehen. Das Ventilgehäuse 3 weist eine Einlassöffnung 6 und zwei Auslassöffnungen 7, 8 auf. Der obere Gehäuseteil 4 des Ventilgehäuses 3 ist mit dem unteren Gehäuseteil 5 des Ventilgehäuses 3 fest verbindbar, beispielsweise über Schraubverbindungen 12, 13. Wird der obere Gehäuseteil 4 des Ventilgehäuses 3 mit dem unteren Gehäuseteil 5 des Ventilgehäuses 3 verbunden, dann wird ein Element 9 auf den Flansch 2 des Rückschlagventils 1 gedrückt. Hierdurch wird das Rückschlagventil 1 im Ventilgehäuse 3 fixiert und eine dichtende Wirkung zwischen dem Ventilgehäuse 3 und dem Flansch 2 erzielt. Das Rückschlagventil 1 ist über der Einlassöffnung 6 des Ventilgehäuses 3 angeordnet. Das Element 9 weist ebenfalls zwei Auslassöffnungen 10, 11 auf, welche mit den Auslassöffnungen 7, 8 des Ventilgehäuses 3 deckungsgleich angeordnet sind. Ein Durchflussstrom 14 strömt durch die Einlassöffnung 6 des Ventilgehäuses 3 und durch die Durchlassöffnung 15 an der Kegelstumpfdeckfläche 19 des Rückschlagventils 1. Das Rückschlagventil 1 ist so ausgebildet, dass schon ein kleiner Durchflussstrom 14 durch die Durchlassöffnung 15 fließen kann. Dieser Durchflussstrom 14 teilt sich in zwei Durchflussströme 14a, 14b auf, welche durch die Auslassöffnungen 10, 11 des Elementes 9 und die Auslassöffnungen 7, 8 des Ventilgehäuses 3 fließen können. Entsteht ein dem Durchflussstrom 14a, 14b in entgegengesetzter Richtung wirkender Rückflussstrom durch die Auslassöffnungen 10, 11 des Elementes 9 und die Auslassöffnungen 7, 8 des Ventilgehäuses 3, welcher einen Druck auf das Rückschlagventil 1 bewirkt, dann wird der hohle Kegelstumpf derart verformt, dass die Durchlassöffnung 15 an der Kegelstumpfdeckfläche 19 abdichtet. Somit ist gewährleistet, dass kein bzw. nur ein minimaler, vernachlässigbarer Rückflussstrom durch die Einlassöffnung 6 des Ventilgehäuses 3 strömen kann.

Die 2 zeigt eine Draufsicht einer Ventilanordnung entlang der Schnittlinie A in der 1. Durch ein Element 9, welches mit einem Flansch 2 eines Rückschlagventils 1 in Verbindung steht, wird das Rückschlagventil 1 in einem unteren Gehäuseteil 5 eines Ventilgehäuses 3 fixiert. Das als hohler Kegelstumpf ausgebildete Rückschlagventil 1 weist ab einem bestimmten Durchmesser eine stärkere Verjüngung 16 des Durchmessers auf. Ab dieser Verjüngung 16 sind zwei gegenüberliegende Seiten 17, 18 des Kegelstumpfes stärker abgeflacht, wodurch eine entsprechende Kegelstumpfdeckfläche 19 entsteht. Die Kegelstumpfdeckfläche 19 weist eine Durchlassöffnung 15 auf. Durch die Auslassöffnungen 10, 11 im Element 9 und die Auslassöffnungen 7, 8 im unteren Gehäuseteil 5 des Ventilgehäuses 3 kann ein entsprechender Durchflussstrom fließen.

Das erfindungsgemäße Rückschlagventil 1 kann auf engem Bauraum ausgebildet und in ein Ventilgehäuse 3 integriert werden, beispielsweise in ein bereits vorhandenes Magnetventil in einem automatisierten Schaltsystem in einem Kraftfahrzeug. Schon bei geringen Druckrückwirkungen weist das Rückschlagventil eine extrem hohe Dichtigkeit auf. Im Vergleich zu anderen Rückschlagventilen, beispielsweise Kugelrückschlag- und Schieberrückschlagventilen, ist das erfindungsgemäße Rückschlagventil nicht schmutzanfällig und verschleißfest.

1
Rückschlagventil
2
Flansch
3
Ventilgehäuse
4
Gehäuseteil
5
Gehäuseteil
6
Einlassöffnung im Ventilgehäuse
7
Auslassöffnung im Ventilgehäuse
8
Auslassöffnung im Ventilgehäuse
9
Element
10
Auslassöffnung im Element
11
Auslassöffnung im Element
12
Verbindung
13
Verbindung
14
Durchflussstrom
14a
Durchflussstrom
14b
Durchflussstrom
15
Durchlassöffnung
16
Verjüngung des Körperquerschnitts, Durchmesserverjüngung
17
abgeflachte Seite des Körperstumpfes
18
abgeflachte Seite des Körperstumpfes
19
Körperstumpfdeckfläche
A
Schnittlinie für 2


Anspruch[de]
Rückschlagventil (1), insbesondere in einem automatisierten Schaltsystem in einem Kraftfahrzeug, welches einen Durchflussstrom (14, 14a, 14b) in einer Richtung zulässt und einen Rückflussstrom in einer entgegengesetzten Richtung sperrt, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (1) in ein Ventilgehäuse (3) integriert und als hohler Körperstumpf ausgebildet ist, welcher an einer Körperstumpfdeckfläche (19) eine Durchlassöffnung (15) aufweist. Rückschlagventil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (1) aus einem dauerelastischen Werkstoff besteht, beispielsweise aus einem Elastomer. Rückschlagventil (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlassöffnung (15) in der Körperstumpfdeckfläche (19) schnittförmig ausgebildet ist. Rückschlagventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (1) einen Flansch (2) aufweist, über welchen das Rückschlagventil (1) durch ein Element (9) im Ventilgehäuse (3) fixiert ist. Rückschlagventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Körperstumpf ab einer bestimmten Körperhöhe eine Verjüngung (16) des Körperquerschnitts aufweist und ab dieser Verjüngung (16) zwei gegenüberliegende Seiten (17, 18) des Körperstumpfes stärker abgeflacht sind, wodurch die entsprechende Körperstumpfdeckfläche (19) entsteht. Rückschlagventil (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (1) vorzugsweise einen hohlen kegel- oder pyramidenförmigen Körperstumpf aufweist. Rückschlagventil (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (1) in einem Magnetventil angeordnet ist, beispielsweise in einem Magnetventil eines automatisierten Schaltsystems in einem Kraftfahrzeug. Rückschlagventil (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (1) für ein pneumatisches bzw. hydraulisches Medium ausgebildet ist. Verwendung eines Rückschlagventils (1), welches in einem Ventilgehäuse (3) integriert und als hohler Körperstumpf ausgebildet ist, in einem pneumatisch bzw. hydraulisch betätigbaren Schaltsystem in einem Kraftfahrzeug.






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