DE102013221051B4 - Valve device, non-return filter - Google Patents
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Abstract
Ventileinrichtung (1), insbesondere zweistufiges Ventil, zum Steuern von Fluiden, insbesondere von Hydraulikflüssigkeit, aufweisend wenigstens einen ersten Fluidanschluss (4) und wenigstens einen zweiten Fluidanschluss (5), eine Durchströmungsöffnung (15`), die den ersten Fluidanschluss (4) mit dem zweiten Fluidanschluss (5) verbindet, einen der Durchströmungsöffnung (15) zugeordneten Ventilsitz (19) sowie ein dem Ventilsitz (19) zugeordnetes Ventilelement (13), das zum Freigeben oder Verschließen der Durchströmungsöffnung (15') verlagerbar ist, wobei dem ersten Fluidanschluss (4) und/oder dem zweiten Fluidanschluss (5) ein Rückschlagfilter (27) zugeordnet ist, der bei Vorliegen einer ersten Strömungsrichtung das Fluid durch wenigstens ein Filterelement (34) leitet, und bei Vorliegen einer zweiten, der ersten Strömungsrichtung entgegengesetzten Strömungsrichtung einen Bypass (37,40) zum Umgehen des Filterelements (34) freigibt, und wobei der Rückschlagfilter (27) einen das Filterelement (34) tragenden Filterkörper (28) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterkörper (28) in einer die Durchströmungsöffnung (15') mit dem zweiten Fluidanschluss (5) verbindenden Kammer (26) in Strömungsrichtung zwischen zwei Endstellungen verlagerbar angeordnet ist, wobei in der einen Endstellung das Fluid durch das Filterelement (34) geleitet und in der anderen Endstellung der Bypass (37) freigegeben wird, oder dass der Filterkörper (28) fest in der Kammer (26) angeordnet ist, und dass das flächig ausgebildete Filterelement (34) einseitig an dem Filterkörper (28) verschwenkbar gehalten ist, so dass es bei Vorliegen der ersten Strömungsrichtung an dem Filterkörper (28) dicht anliegt, und dass es sich bei Vorliegen der zweiten Strömungsrichtung von dem Filterkörper zum Freigeben des Bypasses (40) löst.Valve device (1), in particular a two-stage valve, for controlling fluids, in particular hydraulic fluid, having at least one first fluid connection (4) and at least one second fluid connection (5), a through-flow opening (15`), which connects the first fluid connection (4) to connects the second fluid connection (5), a valve seat (19) assigned to the through-flow opening (15) and a valve element (13) assigned to the valve seat (19), which can be displaced to open or close the through-flow opening (15'), the first fluid connection (4) and/or the second fluid connection (5) is assigned a non-return filter (27), which directs the fluid through at least one filter element (34) when there is a first flow direction, and a bypass when there is a second flow direction opposite to the first flow direction (37,40) to bypass the filter element (34) releases, and wherein the non-return filter (27) has a filter element t (34) carrying filter body (28), characterized in that the filter body (28) is arranged in a chamber (26) connecting the flow opening (15') to the second fluid connection (5) so that it can be displaced between two end positions in the direction of flow, wherein in one end position the fluid is passed through the filter element (34) and in the other end position the bypass (37) is released, or that the filter body (28) is fixedly arranged in the chamber (26) and that the flat filter element ( 34) is held pivotably on one side on the filter body (28), so that it rests tightly against the filter body (28) when the first flow direction is present, and that it detaches from the filter body to release the bypass (40) when the second flow direction is present .
Description
Die Erfindung betrifft eine Ventileinrichtung, insbesondere zweistufiges Ventil, zum Steuern von Fluiden, insbesondere von Hydraulikflüssigkeiten, aufweisend wenigstens einen ersten Fluidanschluss und wenigstens einen zweiten Fluidanschluss, eine Durchströmungsöffnung, die den ersten Fluidanschluss mit dem zweiten Fluidanschluss verbindet, einen der Durchströmungsöffnung zugeordneten Ventilsitz sowie ein dem Ventilsitz zugeordnetes Ventilelement, das zum Freigeben oder Verschließen der Durchströmungsöffnung verlagerbar ist.The invention relates to a valve device, in particular a two-stage valve, for controlling fluids, in particular hydraulic fluids, having at least one first fluid connection and at least one second fluid connection, a flow opening which connects the first fluid connection to the second fluid connection, a valve seat assigned to the flow opening and a the valve element associated with the valve seat, which can be displaced to open or close the through-flow opening.
Weiterhin betrifft die Erfindung einen Rückschlagfilter.Furthermore, the invention relates to a non-return filter.
Stand der TechnikState of the art
Ventileinrichtungen der Eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Im Kraftfahrzeugbau werden derartige Ventile beispielsweise in hydraulischen Bremssystemen eingesetzt, um den Ein- oder Ausfluss von Gasen oder Flüssigkeiten, insbesondere von den Bremsflüssigkeiten, zu kontrollieren, oder um die Fließrichtung zu steuern sowie zu regeln. Häufig verbindet dabei eine derartige Ventileinrichtung einen Primärkreis, der einen Hauptbremszylinder aufweist, und mit einem Sekundärkreis, der ein Pumpenelement aufweist, wobei der Primärkreis mit dem ersten Fluidanschluss und der Sekundärkreis mit dem zweiten Fluidanschluss verbunden ist. Die beiden Hydraulikkreise werden dann durch Verlagern eines Ventilelementes von einem Ventilsitz weg miteinander verbunden, so dass Fluid von dem Primärkreis in den Sekundärkreis oder andersherum strömen kann, je nachdem welches Druckverhältnis vorliegt. Dem ersten Fluidanschluss ist dabei häufig ein Filter, insbesondere ein Radialfilterelement, zugeordnet, das zum Zurückhalten größerer Schmutzpartikel dient, die nicht in den Primärkreis gelangen sollen. Führt aufgrund der Druckverhältnisse der Strömungspfad von dem zweiten Filteranschluss zu dem ersten Filteranschluss, so werden entsprechend Schmutzpartikel an dem Filterelement gesammelt beziehungsweise zurückgehalten. Ändern sich jedoch die Druckverhältnisse, so dass der Strömungspfad von dem ersten Fluidanschluss zu dem zweiten Fluidanschluss führt, so werden die Schmutzpartikel wieder abgetragen und in Richtung des Sekundärkreises oder in die Vorstufe der zweistufigen Ventileinrichtung geleitet.Valve devices of the type mentioned are known from the prior art. In motor vehicle construction, such valves are used, for example, in hydraulic brake systems in order to control the inflow or outflow of gases or liquids, in particular brake fluids, or to control and regulate the direction of flow. Such a valve device often connects a primary circuit, which has a brake master cylinder, and a secondary circuit, which has a pump element, the primary circuit being connected to the first fluid connection and the secondary circuit being connected to the second fluid connection. The two hydraulic circuits are then connected to each other by moving a valve element away from a valve seat, so that fluid can flow from the primary circuit to the secondary circuit or vice versa, depending on the pressure ratio. The first fluid connection is often associated with a filter, in particular a radial filter element, which is used to hold back larger dirt particles that should not get into the primary circuit. If, due to the pressure conditions, the flow path leads from the second filter connection to the first filter connection, dirt particles are collected or retained on the filter element accordingly. However, if the pressure conditions change so that the flow path leads from the first fluid connection to the second fluid connection, the dirt particles are removed again and directed in the direction of the secondary circuit or in the preliminary stage of the two-stage valve device.
Eine gattungsgemäße Ventileinrichtung ist aus der Offenlegungsschrift
Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention
Die erfindungsgemäße Ventileinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass eine unzulässige Verschmutzung der Ventileinrichtung verhindert wird, wobei ein Druckabfall an der Ventileinrichtung insbesondere bei niedrigen Temperaturen und der damit verbundenen gegebenenfalls hohen Viskosität des Fluids, vermieden wird. Die erfindungsgemäße Ventileinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 zeichnet sich dadurch aus, dass dem ersten Fluidanschluss und/oder dem zweiten Fluidanschluss ein Rückschlagfilter zugeordnet ist, der bei Vorliegen einer ersten Strömungsrichtung das Fluid durch ein Filterelement leitet und bei Vorliegen einer zweiten, der ersten Strömungsrichtung entgegengesetzten Strömungsrichtung für das Fluid einen Bypass zum Umgehen des Filterelements freigibt. Hierdurch wird erreicht, dass bei der zweiten Durchströmungsrichtung ein geringerer Durchströmungswiderstand vorliegt als bei der ersten Strömungsrichtung. Gleichzeitig wird erreicht, dass in der ersten Strömungsrichtung beispielsweise Schmutzpartikel vor dem Ventil zurückgehalten werden, während in der zweiten Strömungsrichtung Schmutzpartikel aus dem Ventil herausgespült werden können.The valve device according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that impermissible contamination of the valve device is prevented, with a pressure drop across the valve device being avoided, particularly at low temperatures and the associated possibly high viscosity of the fluid. The valve device according to the invention with the features of claim 1 is characterized in that the first fluid connection and/or the second fluid connection is assigned a non-return filter, which directs the fluid through a filter element when there is a first flow direction and when there is a second, first flow direction opposite flow direction for the fluid releases a bypass to bypass the filter element. As a result, there is a lower flow resistance in the second flow direction than in the first flow direction. At the same time, dirt particles, for example, are retained in front of the valve in the first flow direction, while dirt particles can be flushed out of the valve in the second flow direction.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Rückschlagfilter einen das Filterelement tragenden Filterkörper aufweist. Der Rückschlagfilter wird also von dem Filterelement und dem Filterkörper gebildet. Dadurch lässt sich das Filterelement auf einfache Art und Weise an der Ventileinrichtung mittels des Filterkörpers anordnen. Der Filterkörper kann dabei an der Ventileinrichtung, insbesondere in dem Gehäuse der Ventileinrichtung, befestigt werden.According to the invention it is provided that the non-return filter has a filter body carrying the filter element. The non-return filter is thus formed by the filter element and the filter body. As a result, the filter element can be arranged in a simple manner on the valve device by means of the filter body. The filter body can be attached to the valve device, in particular in the housing of the valve device.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Rückschlagfilter zwischen dem zweiten Fluidanschluss und dem Ventilsitz angeordnet ist. Dem zweiten Fluidanschluss ist also der Rückschlagfilter zugeordnet, der je nach Strömungsrichtung des Fluids unterschiedlich arbeitet. Insbesondere ist der Rückschlagfilter dabei derart ausgebildet, dass die erste Strömungsrichtung von dem zweiten Fluidanschluss zu dem Ventilsitz führt, während die zweite Strömungsrichtung von dem Ventilsitz zu dem zweiten Fluidanschluss weist. In der ersten Strömungsrichtung wird das gesamte Fluid durch das Filterelement des Rückschlagfilters geleitet, so dass das gesamte Fluid gefiltert und gegebenenfalls mitgeführte Partikel vor der Ventileinrichtung zurückgehalten werden. Ändert sich die Strömungsrichtung aufgrund geänderter Druckverhältnisse, so öffnet der Rückschlagfilter einen Bypass, wodurch zumindest Teile des Fluids an dem Filterelement vorbei gefördert werden können. Dadurch wird vermieden, dass sich in dieser Strömungsrichtung ein hoher Staudruck aufbaut, der den Druckabfall über die Ventileinrichtung entsprechend beeinträchtigen würde. Wird Fluid also durch den zweiten Fluidanschluss aus der Ventileinrichtung ausgegeben, erfolgt dies ohne eine strömungsbehindernde Filterung, während ein Einströmen in die Ventileinrichtung durch den zweiten Filteranschluss nur gefiltert erfolgen kann. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass dem ersten Fluidanschluss das Eingangs bereits erwähnte Filter- beziehungsweise Radialfilterelement zugeordnet ist. Gegebenenfalls an diesem Filter zurückgehaltene Schmutzpartikel werden dann, wenn das Fluid in der zweiten Strömungsrichtung in Richtung des zweiten Fluidanschlusses strömt, aus dem Ventil beziehungsweise der Ventileinrichtung herausgetragen. Insgesamt wird hierdurch ein besonders sicherer Betrieb der Ventileinrichtung gewährleistet. Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist bevorzugt vorgesehen, dass der Rückschlagfilter nicht dem zweiten Fluidanschluss, sondern dem ersten Fluidanschluss zugeordnet ist. Wobei der Rückschlagfilter dabei wie zuvor und im Folgenden beschrieben ausgebildet sein kann. Vorzugsweise ist in diesem Fall dann dem zweiten Fluidanschluss der Eingangs erwähnte Filter zugeordnet. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist bevorzugt vorgesehen, dass beiden Fluidanschlüssen jeweils ein entsprechend ausgebildeter Rückschlagfilter zugeordnet ist.According to a preferred development of the invention, it is provided that the non-return filter is arranged between the second fluid connection and the valve seat. The non-return filter, which works differently depending on the flow direction of the fluid, is therefore assigned to the second fluid connection. In particular, the non-return filter is designed in such a way that the first direction of flow leads from the second fluid connection to the valve seat, while the second direction of flow points from the valve seat to the second fluid connection. In the first direction of flow, all of the fluid is routed through the filter element of the non-return filter, so that all of the fluid is filtered and any particles carried along are retained in front of the valve device. If the direction of flow changes due to changed pressure conditions, the non-return filter opens a bypass, as a result of which at least parts of the fluid can be conveyed past the filter element. This avoids a high back pressure building up in this direction of flow, which would correspondingly affect the pressure drop across the valve device. If fluid is thus discharged from the valve device through the second fluid connection, this takes place without flow-impeding filtering, while an inflow into the valve device through the second filter connection can only take place in a filtered manner. Provision is particularly preferably made for the filter or radial filter element already mentioned at the beginning to be assigned to the first fluid connection. Any dirt particles retained on this filter are then carried out of the valve or the valve device when the fluid flows in the second flow direction in the direction of the second fluid connection. Overall, this ensures particularly safe operation of the valve device. According to an alternative embodiment, it is preferably provided that the non-return filter is not assigned to the second fluid connection but to the first fluid connection. The non-return filter can be designed as described above and below. In this case, the filter mentioned in the introduction is preferably assigned to the second fluid connection. According to a further embodiment, it is preferably provided that a correspondingly designed non-return filter is assigned to each of the two fluid connections.
In einer Ausführungsform ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Filterkörper in einer die Durchströmungsöffnung mit dem zweiten Fluidanschluss verbindenden Kammer in Strömungsrichtung zwischen zwei Endstellungen verlagerbar angeordnet ist, wobei in der einen Endstellung das Fluid durch das Filterelement geleitet und in der anderen Endstellung der Bypass freigegeben wird. Es ist hierbei also vorgesehen, dass der Rückschlagfilter in der Kammer in Strömungsrichtung verlagerbar angeordnet ist. Insbesondere durch das strömende Fluid wird dabei der Filterkörper in die eine oder in die andere Endstellung bewegt. Befindet sich der Rückschlagfilter in der einen Endstellung, ist die Kammer vollständig durch das Filterelement verschlossen, so dass das Fluid nur durch das Filterelement strömen kann. Befindet sich der Rückschlagfilter in der anderen Endstellung, so wird der Bypass freigegeben. Der Bypass kann dabei beispielsweise durch eine Bypass-Vertiefung auf der Innenseite der Kammer gebildet werden, die in der einen Endstellung durch das Rückschlagventil dichtend verdeckt und in der anderen Endstellung freigegeben wird.In one embodiment, it is provided according to the invention that the filter body is arranged in a chamber connecting the through-flow opening with the second fluid connection so that it can be displaced in the direction of flow between two end positions, with the fluid being guided through the filter element in one end position and the bypass being released in the other end position. It is therefore provided here that the non-return filter is arranged in the chamber so that it can be displaced in the direction of flow. In particular, the filter body is moved into one or the other end position by the flowing fluid. If the non-return filter is in one end position, the chamber is completely closed by the filter element, so that the fluid can only flow through the filter element. If the non-return filter is in the other end position, the bypass is released. The bypass can be formed, for example, by a bypass recess on the inside of the chamber, which is sealingly covered by the check valve in one end position and released in the other end position.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass das Filterelement als Radialfilter an dem zumindest im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildeten Filterkörper gehalten ist. Durch die Ausbildung als Radialfilter bildet das Filterelement insbesondere einen Mantelwandabschnitt des zylinderförmig ausgebildeten Zylinderkörpers. Das Fluid durchströmt somit die Wand des Filterkörpers radial. Hierdurch lässt sich ein besonders kompakt gebauter Rückschlagfilter realisieren.Furthermore, it is preferably provided that the filter element is held as a radial filter on the at least essentially cylindrical filter body. Due to the configuration as a radial filter, the filter element forms in particular a casing wall section of the cylindrically configured cylinder body. The fluid thus flows radially through the wall of the filter body. This allows a particularly compact non-return filter to be implemented.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Rückschlagfilter einen Zylinderabschnitt aufweist, der zumindest bereichsweise axial in der Durchströmungsöffnung einliegt. Der Rückschlagfilter liegt somit zumindest bereichsweise in der Durchströmungsrichtung ein, wodurch der Rückschlagfilter und insbesondere der Filterkörper in der Durchströmungsöffnung geführt werden.According to an advantageous development of the invention, it is provided that the non-return filter has a cylinder section which lies axially in the through-flow opening at least in certain areas. The non-return filter thus lies at least in regions in the through-flow direction, as a result of which the non-return filter and in particular the filter body are guided in the through-flow opening.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der oben beschriebene Zylinderabschnitt mit einer freien Stirnseite in der einen Endstellung an dem Ventilelement dichtend anliegt und in der zweiten Endstellung beabstandet zu dem Ventilelement angeordnet ist. Dadurch, dass der Zylinderabschnitt in die Durchströmungsöffnung hineinragt, ist es möglich, dessen axiale Länge derart zu wählen, dass er durch die Durchströmungsöffnung in zumindest einer Stellung hindurch ragt. Zweckmäßigerweise ist die Länge des Zylinderabschnitts derart gewählt, dass der Zylinderabschnitt in jeder Stellung des Ventilelements dichtend an diesem anliegen kann. Durch das dichtende Anliegen an dem Ventilelement wird erreicht, dass bei geöffnetem Ventil das Fluid in einer Strömungsrichtung von dem zweiten Fluidanschluss zu dem ersten Fluidanschluss nur durch das Filterelement gelangen kann.According to a preferred development of the invention, it is provided that the cylinder section described above bears sealingly with a free end face in one end position on the valve element and is arranged at a distance from the valve element in the second end position. Because the cylinder section protrudes into the through-flow opening, it is possible to select its axial length such that it protrudes through the through-flow opening in at least one position. The length of the cylinder section is expediently selected in such a way that the cylinder section can rest against the valve element in a sealing manner in any position thereof. The sealing contact with the valve element means that, when the valve is open, the fluid can only pass through the filter element in a direction of flow from the second fluid connection to the first fluid connection.
Bevorzugt ist der Zylinderkörper derart hülsenförmig ausgebildet, dass er axial durchströmbar ist. Sobald sich das Rückschlagventil in die andere Endstellung bewegt, löst sich der Zylinderabschnitt von dem Ventilelement, so dass das Fluid durch die axial offenen Stirnseiten des Filterkörpers hindurch strömen kann, wodurch das Filterelement umgangen wird.The cylinder body is preferably designed in the form of a sleeve in such a way that a flow can flow through it axially. As soon as the check valve moves to the other end position, the cylinder section detaches from the valve element, so that the fluid can flow through the axially open end faces of the filter body, thereby bypassing the filter element.
Bevorzugt weist der Zylinderabschnitt einen Querschnitt auf, der kleiner ist als der Querschnitt der Durchströmungsöffnung. Dies sichert zum einen die Beweglichkeit des Rückschlagfilters und erlaubt zum anderen einen weiteren Bypass an dem Filterkörper außen vorbei. Es ist bevorzugt vorgesehen, dass der Rückschlagfilter mit dem Filterkörper in der einen Endstellung dichtend an der Rückseite des Ventilsitzes anliegt, so dass das Hydraulikmedium nicht an dem Filterkörper vorbei gelangt.The cylinder section preferably has a cross section that is smaller than the cross section of the through-flow opening. On the one hand, this ensures the mobility of the non-return filter and, on the other hand, allows a further bypass past the outside of the filter body. Provision is preferably made for the non-return filter with the filter body to be in sealing contact with the rear side of the valve seat in one end position, so that the hydraulic medium cannot bypass the filter body.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass der Zylinderkörper dazu wenigstens einen Anschlag zur Bestimmung der einen oder anderen Endstellung aufweist, wobei der Anschlag insbesondere derart ausgebildet ist, dass er ein dichtes Anliegen des Filterkörpers an der Rückseite des Ventilsitzes in der einen Endstellung gewährleistet. Alternativ oder zusätzlich ist bevorzugt vorgesehen, dass der Filterkörper wenigstens eine Anströmfläche aufweist, die eine Verlagerung des Rückschlagfilters durch die Strömung des Fluids bewirkt. Die Anströmfläche zeichnet sich dadurch aus, dass sie den Strömungsweg des Fluids verhindert, so dass an ihr ein Staudruck aufgebaut wird, der zum Verlagern des Filterkörpers führt. Insbesondere in Zusammenhang mit dem vorteilhaften Querschnitt des Zylinderabschnitts, der kleiner ist als der der Durchströmungsöffnung, ist auch ein Anströmen einer entsprechenden Anströmfläche bei dicht an dem Ventilelement anliegenden Zylinderkörper möglich.Provision is particularly preferably made for the cylinder body to have at least one stop for determining one end position or the other, with the stop being designed in particular in such a way that it ensures that the fil terkörpers guaranteed on the back of the valve seat in one end position. Alternatively or additionally, it is preferably provided that the filter body has at least one inflow surface, which causes the non-return filter to be displaced by the flow of the fluid. The inflow surface is characterized in that it prevents the flow path of the fluid, so that a dynamic pressure is built up on it, which leads to the displacement of the filter body. Particularly in connection with the advantageous cross-section of the cylinder section, which is smaller than that of the through-flow opening, it is also possible to flow against a corresponding inflow surface when the cylinder body is in close contact with the valve element.
In einer alternativen Ausführungsform ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Filterkörper fest in der Kammer angeordnet ist, und dass hierbei das flächig ausgebildete Filterelement an dem Filterkörper verschwenkbar gehalten ist, so dass es bei Vorliegen der ersten Strömungsrichtung einen Filterkörper eine Durchströmungsöffnung des Filterkörpers überdeckend anliegt, und dass es sich bei Vorliegen der zweiten Strömungsrichtung von dem Filterkörper zum Freigeben der Durchströmungsöffnung löst. Durch das Lösen des Filterelements vom Filterkörper wird also ein Bypass freigegeben, welcher es dem Fluid erlaubt, das Filterelement zu umgehen und direkt durch die Durchströmungsöffnung des Filterkörpers zu strömen. insbesondere ist vorgesehen, dass das Filterelement elastisch verformbar ausgebildet ist, wobei es bevorzugt einseitig an dem Filterkörper befestigt ist, und durch seine elastische Verformung den Bypass freigibt oder verschließt. Alternativ ist es denkbar, das Filterelement starr auszubilden und durch ein Gelenk an dem Filterkörper zu halten. Es ist hierbei besonders bevorzugt vorgesehen, dass der Filterkörper kreisringförmig ausgebildet ist, und dass das Filterelement keinen kreisförmigen Querschnitt aufweist, der einen Durchmesser größer als der Innendurchmesser des Filterkörpers aufweist.In an alternative embodiment, the invention provides that the filter body is arranged fixedly in the chamber, and that the flat filter element is held pivotably on the filter body, so that when the first flow direction is present, it rests on a filter body, covering a flow opening of the filter body, and that it is detached from the filter body to release the through-flow opening when the second flow direction is present. By detaching the filter element from the filter body, a bypass is released, which allows the fluid to bypass the filter element and flow directly through the flow opening of the filter body. In particular, it is provided that the filter element is designed to be elastically deformable, wherein it is preferably attached to the filter body on one side, and its elastic deformation opens or closes the bypass. Alternatively, it is conceivable to design the filter element to be rigid and to hold it on the filter body by means of a joint. It is particularly preferably provided that the filter body is designed in the shape of a circular ring and that the filter element does not have a circular cross-section that has a diameter larger than the inner diameter of the filter body.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Dazu zeigen im Folgenden:
-
1 ein zweistufiges Magnetventil in einer Längsschnittdarstellung, -
2A und2B eine vorteilhafte Weiterbildung des Ventils, jeweils in einer Längsschnittdarstellung, und -
3 eine alternative Weiterbildung des Magnetventils.
-
1 a two-stage solenoid valve in a longitudinal section, -
2A and2 B an advantageous further development of the valve, each in a longitudinal sectional view, and -
3 an alternative development of the solenoid valve.
Die Vorstufe 2 wird durch ein erste Ventilelement 6, das vorliegend als Ventilkugel ausgebildet ist, und einen ersten Ventilsitz 7 gebildet. Das Ventilelement 6 ist fest mit einem Betätigungselement 8 verbunden, das axial in einer ersten Ventilhülse 9 verlagerbar ist.The preliminary stage 2 is formed by a
Zur Verlagerung des Betätigungselements 8 ist axial beabstandet dazu eine Ventilhülse 9 ein Polkern 10 fest angeordnet, dem eine hier nicht dargestellte Magnetspule zugeordnet ist. Durch Bestromen der Magnetspule wird mittels des Polkerns 10 ein Magnetfeld erzeugt, das das Betätigungselement 8, das insofern als Magnetanker ausgebildet ist, in Richtung des Polkerns 10 zieht. Dabei ist zwischen dem Polkern 10 und dem Betätigungselement 8 eine Druckfeder 11, vorliegend in der Form einer Schraubenfeder, vorgespannt angeordnet, gegen welche das Betätigungselement 8 zur Betätigung des Ventils 1 gezogen wird.For displacement of the
Bei dem Ventil handelt es sich insofern um ein stromlos-geschlossenes Magnetventil. Im unbetätigten Zustand drängt die Schraubenfeder 11 das erste Ventilelement 6 mittels des Betätigungselementes 8 gegen den ersten Ventilsitz 7. Dabei ragt das Betätigungselement 8 axial bereichsweise in eine zweite Ventilhülse 12 hinein, in welche die Vorstufe 2 beziehungsweise der erste Ventilsitz 7 liegt.In this respect, the valve is a normally closed solenoid valve. In the unactuated state, the
Der erste Ventilsitz 7 wird von einem zweiten Ventilelement 13 gebildet, das axial verlagerbar an der zweiten Ventilhülse 12 angeordnet ist. Dabei ist dem zweiten Ventilelement 13 eine weitere Druckfeder 14 zugeordnet, vorliegend in Form einer Schraubenfeder, die das zweite Ventilelement 13 in Richtung des Betätigungselements 8 drängt. Das zweite Ventilelement 13 weist außerdem eine Durchströmungsöffnung 15 auf, welcher der erste Ventilsitz 7 zugeordnet ist. Im unbetätigten Zustand des Magnetventils 1 wird somit die Durchströmungsöffnung 15 durch das erste Ventilelement 6 verschlossen.The
Das zweite Ventilelement 13 weist einen Axialabschnitt 16 auf, der durch eine stirnseitige Öffnung 17 der Ventilhülse 12 hindurchragt. Das Ventil 1 weist weiterhin eine dritte Ventilhülse 18 auf, die insbesondere in der Art eines Tiefziehteils mehrstufig ausgebildet ist. Die Ventilhülse 12 und der Axialabschnitt 16 ragen in die dritte Ventilhülse 18 hinein, wobei die dritte Ventilhülse 18 einen zweiten Ventilsitz 19 bildet, der mit dem Ventilelement 13 die Hauptstufe 3 bildend zusammenwirkt und einer Durchströmungsöffnung 15' zu dem Fluidanschluss 5 zugeordnet ist. Die Ventilhülse 18 weist an ihrem freien Ende außerdem den Fluidanschluss 5 auf. Die Ventilhülse 18 ist dabei in einem Ventilgehäuse 20 angeordnet, an welchem radial der Fluidanschluss 4 ausgebildet ist. Dabei weist die Ventilhülse 18 mehrere Radialöffnungen 21 auf, die über den Umfang der Ventilhülse 13 verteilt angeordnet sind und axial auf Höhe des Fluidanschlusses 4 liegen, welchem außerdem ein als Radialfilterelement ausgebildeter Filter 22 zugeordnet ist, das zum Zurückhalten größerer Schmutzpartikel ausgebildet ist.The
Ist im Betrieb der Druck im Sekundärkreis größer als im Primärkreis, so wird das Hydraulikmedium den Schließkörper 13 von dem zweiten Ventilsitz 19 lösen und zu dem Fluidanschluss 4 durch den Filter 22 strömen, wie durch einen Pfeil 23 angedeutet, wobei gegebenenfalls größere Schmutzpartikel im Filter 22 zurückgehalten werden. Kehren sich die Druckverhältnisse um, löst sich das Ventilelement 13 von dem Ventilelement 6, sodass das Hydraulikmedium von dem Fluidanschluss 4 durch die Strömungsöffnung 15 zu dem Fluidanschluss 5 gelangt, wobei Hydraulikmedium aus dem Primärkreis in den Sekundärkreis strömt, wie durch einen Pfeil 24 angedeutet, sofern der Druck im Primärkreis höher ist als der im Sekundärkreis.If the pressure in the secondary circuit is greater than in the primary circuit during operation, the hydraulic medium will release the closing
In letzterem Fall werden zuvor an dem Filter 22 zurückgehaltene Schmutzpartikel zurück in den Sekundärkreislauf gefördert, wobei sie die Vorstufe passieren müssen. Da die Vorstufe relativ kleine Dimensionen aufweist, können auch kleine Schmutzpartikel bereits zu einem Klemmen der Vorstufe 2 und damit zu einer Betriebsbeeinträchtigung des Ventils 1 führen.
Die
the
Der zweite Fluidanschluss 5 wird von einer weiteren Ventilhülse 25 gebildet, die derart geformt ist, dass sie eine Kammer 26 zwischen dem Fluidanschluss 5 und der Durchströmungsöffnung 15' bildet. In dieser Kammer 26 ist ein Rückschlagfilter 27 angeordnet. Der Rückschlagfilter 27 weist einen Filterkörper 28 auf, der im Wesentlichen hülsenförmig ausgebildet ist, sodass er axial durchströmbar ist. Der Filterkörper 28 ist axial und damit in Strömungsrichtung des Fluids in der Kammer 26 verlagerbar angeordnet. Dabei weist der Filterkörper 28 einen Zylinderabschnitt 29, dessen Querschnitt kleiner gewählt ist als der Innendurchmesser der Durchströmungsöffnung 15, und einen Betätigungsabschnitt 30, der sich axial an den Zylinderabschnitt 29 anschließt und einen Durchmesser aufweist, der größer ist als der der Durchströmungsöffnung 15'.The
Der Filterkörper 28 ist in der Kammer 26 derart angeordnet, dass der Zylinderabschnitt 29 in die Durchströmungsöffnung 15' hineinragt, wobei die axiale Längserstreckung des Zylinderabschnitts 29 größer ist als die Längserstreckung der Durchströmungsöffnung 15', sodass der Zylinderabschnitt 29 vollständig durch die Durchströmungsöffnung 14 hindurchragen kann, wie in
Da der Betätigungsabschnitt 30 einen größeren Durchmesser aufweist als die Durchströmungsöffnung 15', lässt sich der Filterkörper 28 nur bis zu einem durch den Betätigungsabschnitt 30 gebildeten Anschlag 31 an die Rückseite des Ventilsitzes 19 bewegen. Der Anschlag 31 definiert eine maximale Endstellung des Filterkörpers 28. Gleichzeitig wird die maximal in Richtung des Ventilelements 13 verfahrbare Position durch eine freie Stirnseite 32 des Zylinderabschnitts 29 begrenzt, die dichtend an dem freien Ende des Ventilelements 13 anliegt.Since the actuation section 30 has a larger diameter than the flow opening 15 ′, the
Der Zylinderabschnitt 29 weist in seiner Mantelwand außerdem mehrere Durchbrüche 33 auf, die gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet sind, und in denen jeweils ein Filterelement 34 als Radialfilter den Durchbruch vollständig ausfüllend angeordnet ist. Das Filterelement 34 ist bevorzugt wie der Filter 22 ausgebildet, sodass es entsprechend große Schmutzpartikel zurückhält.The cylinder section 29 also has a plurality of
Wird die Ventileinrichtung 1 betätigt, wie in
Ändern sich die Druckverhältnisse, sodass der Druck in dem Sekundärkreis dem Druck in dem Primärkreis steigt, so ändert sich auch die Strömungsrichtung des Fluids. Dabei wird durch die Strömung der Filterkörper 28 in Richtung des Ventilelements 16 verlagert, bis es mit der freien Stirnseite 32 an dem Ventilelement 16 anliegt, wie in
Der Rückschlagfilter 27 schützt somit die Ventileinrichtung 1 vor unerwünschten Schmutzpartikeln und gewährleistet gleichzeitig und zumindest in einer Durchströmungsrichtung das freie Strömen des Fluids ohne Druckabfall über die Ventileinrichtung 1.The
Ändert sich die Strömungsrichtung, so wird durch die einseitige Befestigung des Filterelements 34 dieses an seiner freien Seite von dem Filterkörper 28 hochgehoben beziehungsweise entfernt, wie gestrichelt angedeutet, wodurch ein Bypass 40 freigegeben wird. Zweckmäßigerweise ist dazu das Filterelement 34 elastisch verformbar ausgebildet. Alternativ könnte das Filterelement 34 auch starr ausgebildet sein und durch ein Gelenk an der Befestigungsstelle 38 mit dem Filterkörper 28 verbunden sein. Es ergeben sich auch bei diesem Ausführungsbeispiel des Rückschlagfilters 27 die zuvor genannten Vorteile. Bevorzugt ist der Filterkörper 28 aus Kunststoff gefertigt.If the direction of flow changes, the one-sided attachment of the
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist dem zweiten Fluidanschluss 5 der Rückschlagfilter 27 zugeordnet und dem ersten Fluidanschluss 4 der Filter 22. Gemäß einem alternativen, hier nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Anordnung umgekehrt ist, so dass der Rückschlagfilter 27 dem ersten Fluidanschluss 4 und der Filter 22 dem zweiten Fluidanschluss 5 zugeordnet ist. Gemäß einem weiteren hier nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass beiden Fluidanschlüssen 4 und 5 jeweils ein entsprechender Rückschlagfilter 27 zugeordnet ist. Bevorzugt arbeitet in beiden Fällen der dem ersten Fluidanschluss zugeordnete Rückschlagfilter 27 derart, dass die erste Strömungsrichtung in die Ventileinrichtung führt und die zweite Strömungsrichtung in Richtung des jeweiligen Fluidanschlusses. Selbstverständlich kann anstelle des zweistufigen Ventils auch ein einstufiges Ventil mit entsprechenden Anschlüssen und einem oder mehreren Rückschlagfiltern 27 als Ventileinrichtung vorgesehen sein.According to the present embodiment, the
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