DE102009012946A1

DE102009012946A1 - Ventileinrichtung

Info

Publication number: DE102009012946A1
Application number: DE200910012946
Authority: DE
Inventors: Benjamin Boese; Robert Zänsler
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2009-03-12
Filing date: 2009-03-12
Publication date: 2010-09-16

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ventileinrichtung (1) mit einem translatorisch verstellbaren Ventilkolben (2) mit einem Ventilteller (3), einem komplementär dazu ausgebildeten ringförmigen Ventilsitz (4), einer Feder (5) und einem Führungselement (6) zur Führung des Ventilkolbens (2), wobei
- sich die Feder (5) einen Ends am Führungselement (6) und anderen Ends am Ventilkolben (2) abstützt und letzteren in dessen Schließlage gegen den Ventilsitz (2) vorspannt,
- der Ventilsitz (4) über zumindest zwei Clipsverbindungen (7) mit dem Führungselement (6) verbunden ist,
- der Ventilsitz (4), der Ventilkolben (2) mit dem Ventilteller (3) und das Führungselement (6) aus Kunststoff ausgebildet sind.
Hierdurch kann eine besonders kostengünstige und einfach zu montierende Ventileinrichtung geschaffen werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventileinrichtung mit einem translatorisch verstellbaren Ventilkolben mit einem Ventilteller.
Ventileinrichtungen, insbesondere in Fluidfiltern, wie bspw. Kraftstoff- oder Ölfiltern, weisen oftmals einen vergleichsweise komplexen Aufbau auf, der diese teuer macht.
Die Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, eine Ventileinrichtung anzugeben, welche insbesondere für den Einbau in einen Fluidfilter geeignet und darüber hinaus kostengünstig herzustellen ist.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine aus wenigen Einzelteilen bestehende Ventileinrichtung vorzuschlagen, welche sowohl hinsichtlich eines Zusammenbaus einfach als auch hinsichtlich der Kosten für die einzelnen Komponenten günstig ist. Die erfindungsgemäße Ventileinrichtung weist demgemäss einen translatorisch verstellbaren Ventilkolben mit einem Ventilkeller auf, einem komplementär dazu ausgebildeten, ringförmigen Ventilsitz, eine Feder und ein Führungselement zur Führung des Ventilkolbens. Dabei stützt sich die Feder ein End am Führungselement und anderen Ends am Ventilkolben ab und spannt letzteren in dessen Schließlage gegen den Ventilsitz vor. Der Ventilsitz ist über zumindest zwei Clips-Verbindungen mit dem Führungselement verbunden und dadurch leicht an diesem montierbar. Da darüber hinaus sowohl der Ventilsitz, als auch der Ventilkolben mit dem Ventilteller und das Führungselement aus Kunststoff ausgebildet sind, kann die erfindungsgemäße Ventileinrichtung kostengünstig hergestellt werden. Für die gesamte Ventileinrichtung sind somit lediglich vier verschiedene Komponenten, nämlich das Führungselement, der Ventilkolben, der Ventilsitz und die Feder, erforderlich. Bis auf die Feder können dabei sämtliche Komponenten aus Kunststoff, insbesondere als Kunststoffspritzgussteil, ausgebildet und dadurch mit geringen Stückkosten und hoher Maßgenauigkeit hergestellt werden. Darüber hinaus bietet die erfindungsgemäße Ventileinrichtung den großen Vorteil, dass diese äußerst einfach zu montieren ist, indem zunächst die Feder auf einen Führungsdorn am Führungselement und anschließend der Ventilkolben auf die Feder aufgesetzt werden. Schlussendlich wird der Ventilsitz über den Ventilkolben gedrückt und zwar soweit, bis die am Ventilsitz in axialer Richtung abstehenden Rasthaken mit entsprechenden Gegenrastkonturen am Führungselement verrasten. Ist dies erfolgt, ist die Montage bereits beendet. Selbstverständlich kann dabei auch denkbar sein, dass die Feder innerhalb des Führungsdorns bzw. innerhalb des Ventilkolbens angeordnet ist.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung, sind die Rasthaken Teil der Clips-Verbindung und einstückig mit dem Ventilsitz ausgebildet. Der gesamte Ventilsitz, also inklusive Rasthaken, kann in diesem Fall als kostengünstiges Kunststoffspritzgussteil ausgebildet werden, und ist darüber hinaus einfach an evtl. auftretende, konstruktiv erforderliche Änderungen anpassbar.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
Dabei zeigen, jeweils schematisch,
1 eine Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Ventileinrichtung,
2 eine Darstellung wie in 1, jedoch bei einer anderen Ausführungsform,
3 eine Darstellung wie in 1, jedoch bei einer weiteren Ausführungsform,
4 eine Ansicht auf eine erfindungsgemäße Ventileinrichtung.
Entsprechend den 1 bis 4, weist eine erfindungsgemäße Ventileinrichtung 1 einen translatorisch verstellbaren Ventilkolben 2 mit einem Ventilteller 3, einen komplementär zum Ventilteller 3 ausgebildeten, ringförmigen Ventilsitz 4, eine Feder 5 sowie ein Führungselement 6 zur Führung des Ventilkolbens 2 auf. Die Feder 5 ist dabei in ihrer einfachsten Ausführungsform als gewöhnliche und kostengünstige Schraubenfeder ausgebildet. Die Feder 5 stützt sich einenends am Führungselement 6 und anderen Ends am Ventilkolben 2 ab und spannt letzteren in dessen Schließlage gegen den Ventilsitz 4 vor. Eine Verbindung zwischen dem Ventilsitz 4 und dem Führungselement 6 wird dabei erfindungsgemäß über zumindest zwei Clips-Verbindungen 7 realisiert, welche mit Rasthaken 8 und gegen Rastkonturen 9 ausgestattet ist. Die Rasthaken 8 sind gemäß den Darstellungen dabei am Ventilsitz 4 angeordnet, insbesondere einstückig mit diesem ausgebildet, während die Gegenrastkonturen 9 am Führungselement 6 angeordnet, insbesondere einstückig mit diesem ausgebildet sind. Die Gegenrastkontur 9 ist dabei vorzugsweise ringförmig ausgebildet, sodass die einzelnen Rasthaken 8 des Ventilsitzes 4 in unterschiedlichen Drehwinkellagern verrastbar sind. Erfindungsgemäß sind nun der Ventilsitz 4, der Ventilkolben 2 mit dem Ventilteller 3 sowie das Führungselement 6 aus Kunststoff, insbesondere als Kunststoffspritzgussteil, ausgebildet und dadurch mit einerseits hoher Maßgenauigkeit und andererseits geringen Stückkosten herstellbar.
Betrachtet man die 1, 2 und 4, so kann man erkennen, dass die Feder 5 sich um den Ventilkolben 2 herum und um einen Führungsdorn 10 des Führungselements 6 herum windet, während sie gemäß der 3 innerhalb des Ventilkolbens 2 und des Führungsdorns 10 angeordnet ist.
Die Rasthaken 8 der Clips-Verbindung 7 sind vorzugsweise – wie oben erwähnt – einstückig mit dem Ventilsitz 4 ausgebildet und dadurch vorzugsweise in einem gemeinsamen Arbeitsschritt, bspw. in einem Kunststoffspritzgusswerk, zusammen mit dem Ventilsitz 4 herstellbar. Um eine Abstützung der Feder 5 am Ventilteller 3 zu ermöglichen, weist dieser einen radial nach außen abstehenden Kragen 11 auf, welcher gleichzeitig einen äußeren Ringrandbereich des Ventiltellers 3 bildet. An diesem Kragen 11 und insbesondere in einem Anlagebereich an den Ventilsitz 4 kann darüber hinaus ein Dichtelement 12 vorgesehen sein, welches in eine entsprechende Nut am Ventilteller 3 eingelegt und bzgl. seiner Außenkontur so ausgestaltet ist, dass es fluchtend zur Oberfläche des Ventiltellers 3 verläuft. Das Dichtelement kann bspw. ebenfalls aus Kunststoff, insbesondere aus einem öl- und/oder kraftstoffbeständigen Kunststoff, ausgebildet sein.
Eine Führung des Ventilkolbens 2 wird dabei vom Führungsdorn 10 bewerkstelligt, welcher ebenfalls einstückig mit dem Führungselement 6 ausgebildet ist. Der Führungsdorn 10 und/oder der Ventilkolben 2 können dabei zumindest eine seitliche, radiale Öffnung 13 aufweisen, die ein Eindringen von Fluid, insbesondere von Öl oder Kraftstoff, in einen Innenraum des Führungsdorns 10 bzw. des Ventilkolbens 2 ermöglicht und dadurch eine Öffnungs- bzw. Schließbewegung des Ventilkolbens 2 dämpft. Generell kann die erfindungsgemäße Ventileinrichtung 1 Bestandteil eines Fluidfilters, insbesondere eines Kraftstoff- oder Ölfilters, sein und als Über- oder Unterdruckventil eingesetzt werden.
Betrachtet man die 2, so kann man erkennen, dass in diesem Fall der Ventilsitz 4 von einem Abdeckelement 14 überdeckt ist, welches vorzugsweise ebenfalls aus Kunststoff, insbesondere als Kunststoffspritzgussteil, ausgebildet sein kann. Das Abdeckelement 14 kann dabei bspw. eine Auflagefläche des Ventilsitzes 4 der Ventileinrichtung 1 in einem späteren Einbauzustand vergrößern oder verkleinern. Darüber hinaus ist denkbar, dass der Ventilsitz 4 als Vollelement ausgebildet ist, wie dies bspw. gemäß den 1 und 2 dargestellt wird, oder aber als Ventilsitz 4 mit diversen Ausnehmungen 15, wodurch das Gewicht der an sich bereits leichten Ventileinrichtung 1 zusätzlich reduziert werden kann.
Betrachtet man die erfindungsgemäße Ventileinrichtung 1, so kann man sich vorstellen, dass deren Montage äußerst einfach zu bewerkstelligen ist. Zunächst muss zur Montage der Ventileinrichtung 1 gemäß der 1, die Feder 5 über den Ventilkolben 2 bzw. den Führungsdorn 10 des Führungselementes 6 gestülpt werden und anschließend der Ventilsitz 4 mit seinen Clips-Verbindungen 7 mit dem Führungselement 6 verclipst werden. Ähnlich einfach gestaltet sich auch die Montage einer Ventileinrichtung nach der 3. Eine Demontage der erfindungsgemäßen Ventileinrichtung ist ähnlich einfach zu bewerkstelligen, indem die Rasthaken 8 von den Gegenrastkonturen 9 und damit die Clips-Verbindungen 7 gelöst werden, woraufhin die Ventileinrichtung 1 in ihre Einzelkomponenten auseinanderziehbar ist.
Mit der erfindungsgemäßen Ventileinrichtung 1 kann ein konstruktiv einfach aufgebautes und darüber hinaus einfach zu montierendes und äußerst kostengünstig herzustellendes Ventil geschaffen werden, welches vielfältig einsetzbar ist, insbesondere in einem Kraftfahrzeug.

Claims

Ventileinrichtung (1) mit einem translatorisch verstellbaren Ventilkolben (2) mit einem Ventilteller (3), einem komplementär dazu ausgebildeten ringförmigen Ventilsitz (4), einer Feder (5) und einem Führungselement (6) zur Führung des Ventilkolbens (2), wobei – sich die Feder (5) einen Ends am Führungselement (6) und anderen Ends am Ventilkolben (2) abstützt und letzteren in dessen Schließlage gegen den Ventilsitz (2) vorspannt, – der Ventilsitz (4) über zumindest zwei Clipsverbindungen (7) mit dem Führungselement (6) verbunden ist, – der Ventilsitz (4), der Ventilkolben (2) mit dem Ventilteller (3) und das Führungselement (6) aus Kunststoff ausgebildet sind.
Ventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (5) als Schraubenfeder ausgebildet ist und sich entweder um den Ventilkolben (2) und einen Führungsdorn (10) des Führungselementes (6) windet, oder innerhalb des Ventilkolbens (2) und des Führungsdorns (10) angeordnet ist.
Ventileinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (6) eine ringförmige Gegenrastkontur (9) aufweist, welche von in Axialrichtung vom Ventilsitz (4) abstehenden Rasthaken (8) hinter griffen sind.
Ventileinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rasthaken (8) Teil der Clipsverbindung (7) und einstückig mit dem Ventilsitz (4) ausgebildet sind.
Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilteller (3) einen radial nach außen abstehenden Kragen (11) aufweist, an welchem sich die Feder (5) abstützt.
Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolben (2) auf dem Führungsdorn (10) geführt ist.
Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (1) als Über- oder Unterdruckventil einsetzbar ist.
Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (1) Bestandteil eines Fluidfilters, insbesondere eines Kraftstoff- oder Ölfilters, ist.
Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsdorn (10) und/oder der Ventilkolben (2) zumindest eine seitliche radial Öffnung (13) aufweist, die ein Eindringen von Fluid, insbesondere von Öl, in diesen ermöglichen, wodurch eine gedämpfte Bewegung des Ventilkolbens (2) realisiert werden kann.
Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass am Ventilteller (3) ein Dichtelement (12) angeordnet ist, das bei geschlossener Ventileinrichtung (1) am Ventilsitz (4) anliegt.