Rückschlagventil und Verwendung desselben in einem Fluidsystem

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rückschlagventil, das zur Verwendung in einem Fluidsystem vorgesehen ist, sowie eine Verwendung des Rückschlagventils in dem Fluidsystem, insbesondere in einem Fluidsystem eines Kraftfahrzeugs.

Aus dem Stand der Technik bekannte Rückschlagventile weisen allgemein ein Vorspannelement auf, beispielsweise in Form einer Rückstellfeder, das dazu eingerichtet ist, ein Ventilglied mit einem Dichtelement bei Unterschreitung eines vorgegebenen, an einer Eingangsöffnung des Rückschlagventils anliegenden Eingangsdrucks mit einer derartigen Kraft in Richtung eines Dichtsitzes eines Ventilelements zu drücken, dass das Dichtelement in einer Schließstellung des Rückschlagventils an dem Dichtsitz anliegt und eine Durchgangsöffnung des Ventilelements verschließt. Bei Überschreiten des vorgegebenen Eingangsdrucks, der beispielsweise mittels einer Pumpe erzeugt wird, wird das Rückschlagelement in eine Offenstellung gebracht, indem durch die Kraft des Eingangsdrucks das Ventilglied entgegen der von dem Vorspannelement erzeugten Kraft in Richtung weg von dem Dichtsitz bewegt wird, wodurch die Durchgangsöffnung geöffnet wird.

Eine Aufgabe einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Rückschlagventil bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird durch ein Rückschlagventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Ansprüche 11 und 12 stellen die Verwendung des Rückschlagventils unter Schutz.

Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weist ein Rückschlagventil auf: ein Gehäuse mit einem Grundkörper, der eine Eingangsöffnung aufweist, einen Ventilkörper, der einen Durchlass aufweist, welcher eine Ausgangsöffnung aufweist, wobei der Ventilkörper wenigstens abschnittsweise in dem Grundkörper angeordnet und relativ zu dem Grundkörper axial verschiebbar ist, ein wenigstens abschnittsweise in dem Ventilkörper und relativ zu dem Ventilkörper axial verschiebbar angeordnetes Ventilelement mit einer Durchgangsöffnung, ein in dem Ventilkörper zwischen der Ausgangsöffnung und dem Ventilelement angeordnetes Ventilglied mit einem Dichtelement und einem Ventilschaft, der relativ zu dem Ventilkörper axial verschiebbar ist, ein Vorspannelement, das dazu eingerichtet ist, das Ventilglied mit einer Vorspannkraft in Richtung des Ventilelements vorzuspannen, wobei das Rückschlagventil ferner aufweist: ein weiteres Vorspannelement, das dazu eingerichtet ist, das Ventilelement mit einer Vorspannkraft des weiteren Vorspannelements in Richtung des Ventilglieds vorzuspannen, und/oder ein anderes Vorspannelement, das dazu eingerichtet ist, den Ventilkörper mit einer Vorspannkraft des anderen Vorspannelements in Richtung der Eingangsöffnung vorzuspannen, wobei das Ventilelement einen die Durchgangsöffnung umgebenden Dichtsitz aufweist, der dem Dichtelement zugewandt ist, und in einer Schließstellung des Rückschlagventils das Dichtelement an dem Dichtsitz anliegt und die Durchgangsöffnung verschließt.

Hierbei können das Vorspannelement und/oder das weitere Vorspannelement und/oder das andere Vorspannelement beispielsweis als eine jeweilige Rückstellfeder, insbesondere Rückstellspiralfeder, ausgebildet sein. Dabei können die Vorspannkraft und die Vorspannkraft des weiteren Vorspannelements oder die Vorspannkraft und die Vorspannkraft des anderen Vorspannelements oder die Vorspannkraft und die Vorspannkraft des weiteren Vorspannelements und die Vorspannkraft des anderen Vorspannelements derart aufeinander abgestimmt sein, dass in einer stationären Schließstellung des Rückschlagventils bei einem unter einem vorgegebenen Eingangsdruck liegenden, an der Eingangsöffnung anliegenden Eingangsdruck eines Fluids, das beispielsweise aus einem Fluidreservoir der Eingangsöffnung über eine Zuleitung zur Eingangsöffnung mittels einer Pumpe zugeführt wird, eines Fluidsystem, in dem das Rückschlagventil verwendet wird, das Dichtelement an dem Dichtsitz anliegt und die Durchgangsöffnung verschließt. Hierbei sind die Vorspannkraft des weiteren Vorspannelements und/oder die Vorspannkraft des anderen Vorspannelements insbesondere derart gewählt, dass diese größer, insbesondere deutlich größer, als die Vorspannkraft sind.

Hierdurch kann in einer Ausführung, bei der das Rückschlagventil das weitere Vorspannelement enthält, im Falle eines Einfrierens eines in einer Ausgangsleitung, die mit der Ausgangsöffnung verbunden ist, enthaltenen Fluids, die durch das Einfrieren hervorgerufene Ausdehnung des Fluids kompensiert werden, indem das weitere Vorspannelement durch den Kontakt mit dem durch das Einfrieren in Richtung der Eingangsöffnung verschobenen Ventilelement entgegen der Vorspannkraft des weiteren Vorspannelements in Richtung der Eingangsöffnung zusammengedrückt wird. Dadurch kann eine Beschädigung des Rückschlagventils im Falle des Einfrierens verhindert werden.

Weiterhin kann hierdurch in einer Ausführung, bei der das Rückschlagventil das andere Vorspannelement enthält, im Falle eines Einfrierens und entsprechender Ausdehnung eines Fluids, das in dem Fluidreservoir und/oder einer entsprechenden Zuleitung zu der Eingangsöffnung des Rückschlagventils enthalten ist, das sich ausdehnende eingefrorene/einfrierende Fluid das Ventilelement sowie das Ventilglied zusammen mit dem Ventilkörper, beispielsweise im Falle, dass die axiale Verschiebung des Ventilschafts relativ zu dem Ventilkörper in Richtung der Ausgangsöffnung durch eine entsprechende Haltevorrichtung beschränkt ist, entgegen der durch das andere Vorspannelement aufgebrachten Vorspannkraft des anderen Vorspannelements in Richtung der Ausgangsöffnung drücken, wobei durch den Kontakt des Dichtsitzes mit dem Dichtelement dieses, zusammen mit dem Ventilteller und dem Ventilschaft, ebenfalls in Richtung der Ausgangsöffnung verschoben werden kann. Dadurch kann ebenfalls eine Beschädigung des Rückschlagventils im Falle des Einfrierens verhindert werden.

Nachdem das Fluid wieder aufgetaut ist, kann das Rückschlagventil in seine ursprüngliche Stellung zurückkehren. Nach einer Ausführung ist der Ventilkörper radial gegenüber dem Grundkörper abgedichtet und/oder ist das Ventilelement radial gegenüber dem Ventilkörper abgedichtet.

Hierdurch kann in einer Ausführung verhindert werden, dass das Fluid in Richtung der Ausgangsöffnung strömt, sofern der Eingangsdruck kleiner als der vorgegebene Eingangsdruck ist.

Gemäß einer Ausführung weist das Gehäuse eine, insbesondere topfartige, Haltekappe mit einem Boden mit einer Öffnung auf.

Gemäß einer Ausführung weist das andere Vorspannelement ein erstes Ende, das an einem die Öffnung umgebenden Bereich des Bodens der Haltekappe abgestützt ist, und ein zweites Ende auf, das an einer axialen Stirnfläche des Ventilkörpers, insbesondere eines radial nach außen vorspringenden Abschnitts des Ventilkörpers, abgestützt ist; und/oder weist die Haltekappe eine Wand auf, welche einen Abschnitt des Grundkörpers radial umgibt und/oder an diesem befestigt ist; und/oder erstreckt sich ein Abschnitt des Ventilkörpers durch die Öffnung.

Gemäß einer Ausführung weist der Grundkörper einen, insbesondere topfartigen, Abschnitt mit einem Grundkörperboden, in dem die Eingangsöffnung vorgesehen ist, und/oder mit einem Wandabschnitt auf, der einen weiteren Abschnitt des Ventilkörpers radial umgibt.

Gemäß einer Ausführung weist das weitere Vorspannelement ein erstes Ende, das an einem die Eingangsöffnung umgebenden Bereich des Grundkörperbodens abgestützt ist, und ein zweites Ende auf, das an einem die Durchgangsöffnung des Ventilelements umgebenden und dem Grundkörperboden zugewandten Bereich des Ventilelements abgestützt ist.

Nach einer Ausführung weist das Vorspannelement ein erstes Ende, das an einem Ventilteller des Ventilglieds abgestützt ist, und ein zweites Ende auf, das an einem sich radial nach innen erstreckenden Abschnitt einer Innenwand des Ventilkörpers abgestützt ist.

Nach einer Ausführung ist das Ventilelement wenigstens teilweise in einem Aufnahmeraum des Ventilkörpers aufgenommen.

Nach einer Ausführung weist eine Innenwand des Aufnahmeraums einen sich radial nach innen erstreckenden Abschnitt auf, der dazu eingerichtet ist, die axiale Verschiebung des Ventilelements in Richtung der Ausgangsöffnung relativ zu dem Ventilkörper zu begrenzen.

Hierdurch kann in einer Ausführung zur Verhinderung der Beschädigung des Rückschlagventils weiter beigetragen werden.

Nach einer Ausführung ist das Rückschlagventil dazu eingerichtet, dass bei bestimmungsgemäßem Gebrauch in einer Offenstellung des Rückschlagventils ein Fluid sequentiell durch die Eingangsöffnung, die Durchgangsöffnung, den Durchlass und die Ausgangsöffnung strömt.

Nach einer Ausführung der Erfindung wird ein vorstehend beschriebenes Rückschlagventil in einem Fluidsystem, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, verwendet.

Hierbei kann das Rückschlagventil in einem Fluidsystem zur Reinigung eines Sensors mittels eines Fluids verwendet werden.

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Ausführungsbeispielen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines Rückschlagventils gemäß einer Ausführung in einer Schließstellung,

Fig. 2 eine Explosionsdarstellung der in Fig. 1 gezeigten Querschnittsansicht des Rückschlagventils, Fig. 3 eine Querschnittsansicht des in Fig. 1 gezeigten Rückschlagventils in einem Zustand, in dem ein Ventilkörper zusammen mit einem Ventilelement und einem Ventilglied, die in dem Ventilkörper aufgenommen sind, im Vergleich zu dem in Fig. 1 gezeigten Zustand nach rechts verschoben ist, und

Fig. 4 eine Querschnittsansicht des in Fig. 1 gezeigten Rückschlagventils in einem Zustand, in dem das Ventilelement im Vergleich zu dem in Fig. 1 gezeigten Zustand nach links verschoben ist.

Fig. 1 zeigt eine Querschnittsansicht eines Rückschlagventils gemäß einer Ausführung in einer Schließstellung, und Fig. 2 zeigt eine Explosionsdarstellung der in Fig. 1 gezeigten Querschnittsansicht des Rückschlagventils.

Das Rückschlagventil 100 kann beispielsweise in einem nicht veranschaulichten Fluidsystem, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, zur Reinigung eines Sensors mittels eines Fluids verwendet werden. Weiterhin kann das Rückschlagventil 100 in einem Fluidsystem verwendet werden, in dem das Fluid Urea ist oder zumindest enthält.

Das Rückschlagventil 100 weist ein Gehäuse mit einem Grundkörper 10 auf, der eine Eingangsöffnung 11 aufweist, welche dazu vorgesehen ist, mit einem nicht gezeigten Fluidreservoir, beispielsweise über eine Zuleitung, verbunden zu werden. Zwischen der Eingangsöffnung 11 und dem Fluidreservoir ist vorzugsweise eine nicht gezeigte Pumpe angeordnet, mit welcher das Fluid aus dem Fluidreservoir bei Bedarf zu der Eingangsöffnung 11 gepumpt wird, um einen von unter anderem der Leistung der Pumpe abhängigen Eingangsdruck des Fluids an der Eingangsöffnung 11 zu bewirken.

Das Rückschlagventil 100 weist ferner einen Ventilkörper 20 auf, der einen

Durchlass 21 mit einer Ausgangsöffnung 22 aufweist, abschnittsweise in dem Grundkörper 10 angeordnet und relativ zu dem Grundkörper 10 axial verschiebbar angeordnet ist.

Hierbei weist der Grundkörper 10 insbesondere einen topfartigen Abschnitt mit einem Grundkörperboden 12, in dem die Eingangsöffnung 11 vorgesehen ist, und einen Wandabschnitt 13 auf, der wenigsten einen weiteren Abschnitt des Ventilkörpers 20 radial umgibt.

Das Gehäuse weist ferner eine topfartige Haltekappe 15 mit einer Wand 16, welche einen Abschnitt des Grundkörpers 10 radial umgibt und an diesem befestigt ist, und mit einem Boden 17 mit einer Öffnung 18 auf, durch die sich ein Abschnitt des Ventilkörpers 20 erstreckt. Die Befestigung der Haltekappe 15 an dem Abschnitt des Grundkörpers 10 kann beispielsweise mittels einer Schnappverbindung erfolgen, bei der die Haltekappe 15 wenigstens eine Einrasteinrichtung 19, beispielsweise in Form eines oder mehrerer Löcher, aufweist, und der Grundkörper 10 eine entsprechende Anzahl an Rastvorrichtungen 14, beispielsweise in Form von radialen Vorsprüngen aufweist, welche bei einem Überstülpen der Halteklappe 15 über den Grundkörper 10 in die entsprechenden Einrasteinrichtungen 19 einrasten.

In dem Ventilkörper 20 ist wenigstens abschnittsweise ein relativ zu dem Ventilkörper 20 axial verschiebbares Ventilelement 30 angeordnet, das eine Durchgangsöffnung 31 aufweist.

Zwischen der Ausgangsöffnung 22 und dem Ventilelement 30 ist in dem Ventilkörper 20 ferner ein Ventilglied 40 mit einem Dichtelement 41 , das beispielsweise einen Gummi aufweist oder aus diesem gebildet ist, einem Ventilteller 43, an dem das Dichtelement 41 angeordnet ist, und einem Ventilschaft 42 angeordnet, der relativ zu dem Ventilkörper 20, insbesondere geführt durch einen Führungsabschnitt einer Innenwand des Ventilkörpers 20, axial verschiebbar ist.

Das Rückschlagventil 100 weist ferner ein Vorspannelement 50 auf, welches ein erstes Ende 51 , das an einer zu der Ausgangsöffnung 22 weisenden Seite des Ventiltellers 43 des Ventilglieds 40 abgestützt ist, und ein zweites Ende 52 aufweist, das beispielsweise an einem sich radial nach innen erstreckenden Abschnitt der Innenwand des Ventilkörpers 20 abgestützt ist, um das Ventilglied 40 mit einer Vorspannkraft in Richtung des Ventilelements 30 vorzuspannen.

Das Rückschlagventil 100 weist zudem ein weiteres Vorspannelement 60 auf, welches ein erstes Ende 61 , das an einem die Eingangsöffnung 11 umgebenden Bereich des Grundkörperbodens 12 abgestützt ist, und ein zweites Ende 62 aufweist, das an einem die Durchgangsöffnung 31 des Ventilelements 30 umgebenden und dem Grundkörperboden 12 zugewandten Bereich des Ventilelements 30 abgestützt ist, um das Ventilelement 30 mit einer Vorspannkraft des weiteren Vorspannelements 60 in Richtung des Ventilglieds 40 vorzuspannen.

Zusätzlich oder alternativ zu dem weiteren Vorspannelement 60 weist das Rückschlagventil 100 ein anderes Vorspannelement 70 auf, welches ein erstes Ende 71 , das an einem die Öffnung 18 umgebenden Bereich des Bodens 17 der Haltekappe 15 abgestützt ist, und ein zweites Ende 72 aufweist, das an einer axialen Stirnfläche eines radial vorspringenden Abschnitts 23 des Ventilkörpers 20 abgestützt ist, um den Ventilkörper 20 mit einer Vorspannkraft des anderen Vorspannelements 70 in Richtung der Eingangsöffnung 11 vorzuspannen.

Das Ventilelement 30 weist einen die Durchgangsöffnung 31 umgebenden Dichtsitz 32 auf, der dem Dichtelement 41 zugewandt ist. In der in Fig. 1 veranschaulichten Schließstellung des Rückschlagventils 100 liegt das Dichtelement 41 an dem Dichtsitz 32 an und verschließt die Durchgangsöffnung 31 , wenn der durch die Pumpe erzeugte Eingangsdruck und somit eine auf das Dichtelement 41 wirkende Kraft in Richtung der Ausgangsöffnung 22 unter einem vorgegebenen, durch die in die entgegengesetzte Richtung wirkende Vorspannkraft bestimmtem Eingangsdruckwert liegt.

Um zu verhindern, dass das Fluid in der Schließstellung des Rückschlagventils 100 von der Eingangsöffnung 11 zu der Ausgangsöffnung 22 strömt, sind der Ventilkörper 20 radial gegenüber dem Grundkörper 10 und das Ventilelement 30 radial gegenüber dem Ventilkörper 20 abgedichtet, beispielsweise durch nicht in den Fig. veranschaulichten weiteren Dichtelementen.

Wenn der durch die Pumpe erzeugte Eingangsdruck über dem vorgegebenen Eingangsdruckwert liegt, wird durch die entsprechende aufgebrachte Kraft das Ventilglied 40 zusammen mit dem Dichtelement 41 in Richtung der Ausgangsöffnung 22 in eine Offenstellung des Rückschlagventils 100 verschoben, so dass die Durchgangsöffnung 31 geöffnet wird und das Fluid von der Eingangsöffnung 11 über die Durchgangsöffnung 31 und den Durchlass 21 zu der Ausgangsöffnung 22 strömt.

Das Ventilelement 30 ist insbesondere wenigstens teilweise in einem Aufnahmeraum des Ventilkörpers 20 aufgenommen, wobei eine Innenwand des Aufnahmeraums einen sich radial nach innen erstreckenden Abschnitt 24 aufweist, der dazu eingerichtet ist, die axiale Verschiebung des Ventilelements 30 in Richtung der Ausgangsöffnung 22 relativ zu dem Ventilkörper 20 zu begrenzen.

Fig. 3 zeigt eine Querschnittsansicht des in Fig. 1 gezeigten Rückschlagventils 100 in einem Zustand, in dem der Ventilkörper 20 zusammen mit dem Ventilelement 30 und dem Ventilglied 40, die in dem Ventilkörper 20 aufgenommen sind, im Vergleich zu dem in Fig. 1 gezeigten Zustand nach rechts verschoben ist.

Diese Verschiebung kann beispielsweise dadurch bewirkt sein, dass sich das durch die Eingangsöffnung 11 eintretende Fluid in Folge eines Einfrierens des Fluids in dem Fluidreservoir und/oder der entsprechenden Zuleitung zu dem Rückschlagventil 100 ausdehnt, und das sich ausdehnende eingefrorene/einfrierende Fluid das Ventilelement 30 nach rechts in Richtung der Ausgangsöffnung 22 drückt bzw. verschiebt, und, sobald ein Abschnitt des Ventilelements 30 an dem sich radial nach innen erstreckenden Abschnitt 24 anliegt, auch den Ventilkörper 20 entgegen der durch das andere Vorspannelement 70 aufgebrachten Vorspannkraft des anderen Vorspannelements 70 nach rechts in Richtung der Ausgangsöffnung 22 drückt bzw. verschiebt. Hierbei wird durch den Kontakt des Dichtsitzes 32 mit dem Dichtelement 41 letzteres, zusammen mit dem Ventilteller 43 und dem Ventilschaft 42, ebenfalls nach rechts in Richtung der Ausgangsöffnung 22 verschoben.

Fig. 4 zeigt eine Querschnittsansicht des in Fig. 1 gezeigten Rückschlagventils 100 in einem Zustand, in dem das Ventilelement 30 im Vergleich zu dem in Fig. 1 gezeigten Zustand nach links verschoben ist.

Diese Verschiebung kann beispielsweise dadurch bewirkt sein, dass sich ein durch die Ausgangsöffnung 22 von einer nicht gezeigten Ausgangsleitung des Rück- schlagventils 100 eintretendes Fluid in Folge eines Einfrierens des Fluids in der Ausgangsleitung in Richtung zu dem Rückschlagventil 100 ausdehnt, und das sich ausdehnende eingefrorene/einfrierende Fluid das Ventilelement 30 entgegen der durch das weitere Vorspannelement 60 aufgebrachten weiteren Vorspannkraft nach links in Richtung der Eingangsöffnung 11 drückt.

Bezugszeichenliste

10 Grundkörper

11 Eingangsöffnung

12 Grundkörperboden

13 Wandabschnitt

14 Rastvorrichtung

15 Haltekappe

16 Wand

17 Boden

18 Öffnung

19 Einrastvorrichtung

20 Ventilkörper

21 Durchlass

22 Ausgangsöffnung

23 radial nach außen vorspringender Abschnitt

24 radial nach innen erstreckender Abschnitt

30 Ventilelement

31 Durchgangsöffnung

32 Dichtsitz

40 Ventilglied

41 Dichtelement

42 Ventilschaft

43 Ventilteller

50 Vorspannelement

51 erstes Ende des Vorspannelements

52 zweites Ende des Vorspannelements

60 weiteres Vorspannelement

61 erstes Ende des weiteren Vorspannelements

62 zweites Ende des weiteren Vorspannelements

70 anderes Vorspannelement

71 erstes Ende des anderen Vorspannelements 72 zweites Ende des anderen Vorspannelements

100 Rückschlagventil