DE102016216045A1 - Stößelventil für Getränkemaschine - Google Patents

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DE102016216045A1
DE102016216045A1 DE102016216045.1A DE102016216045A DE102016216045A1 DE 102016216045 A1 DE102016216045 A1 DE 102016216045A1 DE 102016216045 A DE102016216045 A DE 102016216045A DE 102016216045 A1 DE102016216045 A1 DE 102016216045A1
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plunger
valve
fluid
radial
sealing
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DE102016216045.1A
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Michael Höglauer
Thomas Einsiedler
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BSH Hausgeraete GmbH
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BSH Hausgeraete GmbH
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/12Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid
    • F16K31/122Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid the fluid acting on a piston
    • F16K31/1223Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid the fluid acting on a piston one side of the piston being acted upon by the circulating fluid

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Ein Stößelventil für eine Heißgetränkemaschine für Haushaltszwecke zum Schalten von Fluiden, mit einem Ventilgehäuse (14; 114) mit Schnittstellen (20; 22; 120; 122) zu einer Fluidleitung, mit einem Stößel (16; 116), der innerhalb des Ventilgehäuses (14; 114) zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung axial verschiebbar ist, um eine fluidische Passage (22, 60, 20; 122, 160, 120) zwischen den Schnittstellen (20; 22; 120; 122) zu schalten, mit Dichtungselementen (24; 30; 124; 130) zum Abdichten des Stößels (16; 116) gegenüber dem Ventilgehäuse (14; 114), wird dadurch weitergebildet, dass die fluidische Passage (22, 60, 20; 122, 160, 120) in der Öffnungsstellung frei von Dichtungselementen (24; 30; 124; 130) ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Stößelventil für eine Heißgetränkemaschine für Haushaltszwecke zum Schalten von Fluiden, mit einem Ventilgehäuse, mit einem Fluideinlass und einem Fluidauslass als Schnittstellen zu einer Fluidleitung, einem Stößel, der innerhalb des Ventilgehäuses zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung axial verschiebbar ist, um eine fluidische Passage zwischen den Schnittstellen zu schalten, mit Dichtungselementen zum Abdichten des Stößels gegenüber dem Ventilgehäuse zwischen dem Fluideinlass und dem Fluidauslass.
  • Die EP 0 972 480 A1 zeigt eine Kaffeemaschine zum Brühen von Kaffeegetränken aus Kaffeemehl und Brühwasser, mit einer Brüheinrichtung und einer Steuereinrichtung für den Brühvorgang nach vorgegebenen Sollwerten der Brühzeit und der Menge an Kaffeemehl und Brühwasser, wobei eine im Strömungsweg angeordnete, gesteuerte Brühblende mit eigenem Antrieb zum Verändern der Durchflussgeschwindigkeit des Brühwassers durch das Kaffeemehl innerhalb der Soll-Brühzeit vorgesehen ist.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein kostengünstigeres Stößelventil mit hoher Lebensdauer anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Stößelventil erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die fluidische Passage in der Öffnungsstellung des Stößelventils frei von Dichtungselementen ist. Die Erfindung wendet sich also davon ab, zum Öffnen eines derartigen Stößelventils einen Ventilkörper von einem regelmäßig mit einer Dichtung ausgestatteten Ventilsitz abzuheben bzw. aus einer Schließstellung heraus zu verfahren, um die fluidische Passage zu öffnen. Sie verfolgt vielmehr das Prinzip, eine fluidische Passage zu schaffen, in der keine Dichtungselemente liegen, sondern die sie umgeht. Damit ist zwar nicht ausgeschlossen, dass ein die fluidische Passage durchströmendes Fluid ein Dichtungselement an sich kontaktiert. Die Erfindung vermeidet jedoch, dass das Fluid mit einer Dichtungskontur eines Dichtungselements in Kontakt kommt, also mit dem im Betrieb jedenfalls durch Reibung beaufschlagten Abschnitt des Dichtungselements, der am Stößel abdichtet. Sind die Dichtungselemente und insbesondere deren Dichtungskonturen dem Fluid nicht mehr unmittelbar ausgesetzt, so kommt dies ihrer Lebensdauer zugute, insbesondere, wenn es sich um Heißwasser oder Heißdampf als Fluid handelt. Neben der Temperatur des Fluids kann dessen Druck eine erhebliche Belastung für die Dichtungselemente darstellen, unter der sich ihre Lebensdauer reduziert. Dadurch können kostengünstigere Materialien für Dichtungselemente eingesetzt werden, was die Herstellungskosten des Stößelventils reduziert.
  • Erfindungsgemäß bietet das geöffnete Stößelventil in der fluidischen Passage eine Umgehung um die Dichtungselemente herum. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der Stößel daher eine Bohrung als Bestandteil der fluidischen Passage umfassen. Eine Umgehung bzw. einen Bypass um die Dichtungselemente kann also ihren bzw. seinen Verlauf durch den Stößel hindurch nehmen. Damit wird der Ventilstößel selbst zu einem Leitungsabschnitt der fluidischen Passage. Dies führt zu einem äußerst kompakten Aufbau des Stößelventils und spart Bauraum.
  • Grundsätzlich lässt sich die Erfindung auf Ventilanordnungen mit nahezu beliebiger Querschnittsgestaltung anwenden. Der Einfachheit halber wird aber im Folgenden von einem kreisförmigen Querschnitt bzw. von einem im Wesentlichen zylindrischen Ventilgehäuse und Ventilkörper ausgegangen, ohne andere Querschnitte bzw. Umfangsformen auszuschließen. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann das Ventilgehäuse zwei radiale Schnittstellen, also einen radialen Fluideinlass und einen ebenso radialen Fluidauslass, umfassen und im Stößel eine radiale oder im Wesentlichen radiale Bohrung angebracht sein. Damit lässt sich eine verhältnismäßig kurze fluidische Passage durch das Ventil hindurch bewerkstelligen. In einem aufwändigeren Fall können zwei radiale Schnittstellen z.B. auch durch eine Bohrung mit einem U-förmigen Verlauf im Stößel miteinander verbunden werden oder nicht nur mit einem axialen Versatz, sondern auch in einem Winkel zueinander angeordnet sein. So ergibt sich eine Vielzahl an Gestaltungs-, Anschluss- und Einsatzmöglichkeiten für die erfindungsgemäße Ventilanordnung.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann das Ventilgehäuse eine radiale und eine axiale Schnittstelle aufweisen, also beispielsweise einen radial angeordneten Fluideinlass und einen axialen Fluidauslass, wobei der Stößel über eine abgewinkelte Bohrung als fluidische Passage bzw. fluidische Verbindung der Schnittstellen in seiner Öffnungsstellung verfügt. Ein derartiges Stößelventil kann herkömmliche Ventile problemlos ersetzen, weil seine Schnittstellen in bekannter Weise angeordnet sind. Damit lässt sich das Stößelventil problemlos in vorhandene Strukturen einbinden. Außerdem erfordert es nur einen geringen Bauraum bzw. Platzbedarf und ermöglicht einen kurzen Betätigungsweg zwischen der Schließstellung und der Öffnungsstellung des Stößelventils.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann das Stößelventil über zumindest eine radial angeordnete Schnittstelle und eine erste und eine zweite radiale Dichtebene des Stößels gegenüber dem Ventilgehäuse mit der dazwischen angeordneten Schnittstelle verfügen. Die Dichtebenen können folglich die radial angeordnete Schnittstelle am Ventilgehäuse in axialer Richtung einfassen und verhältnismäßig nah beieinanderliegen. Ein Stößelhub zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung des Stößelventils braucht also nur gerade so lange zu sein, wie die Dichtungselemente der Dichtebene axial voneinander beabstandet sind. Dies führt zu einer sehr kompakten Bauweise des Stößelventils.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann das Stößelventil über abmessungsgleiche, beispielsweise durchmessergleiche, Dichtungselemente der ersten und der zweiten Dichtungsebene und über einen dazwischen angeordneten Abstandhalter zur Abstützung der Dichtungselemente untereinander verfügen. Damit bietet sich eine besonders kostengünstige und herstellungsfreundliche Anordnung bzw. Bauweise der Dichtungselemente, weil sie im Wesentlichen ohne weitere Befestigungsmittel im Ventilgehäuse platziert werden können. Auch die Herstellung des Ventilgehäuses lässt sich damit erheblich kostengünstiger gestalten. Beispielsweise genügt es dazu, stromab der in Strömungsrichtung unteren Dichtungsebene einen innenseitigen radialen Absatz im Ventilgehäuse anzuordnen, auf dem das Dichtungselement der unteren Dichtungsebene abgestützt bzw. auf ihn aufgelegt werden kann. Anschließend kann ein fluiddurchlässiger Abstandhalter bzw. zylindrischer Käfig eingesetzt werden, dessen Fluiddurchlässigkeit eine Anordnung einer der beiden fluidischen Schnittstellen auf seiner axialen Höhe erlaubt. Auf ihm kann das Dichtungselement der oberen Dichtebene aufgelegt und mit einer Hülse in axialer Richtung fixiert werden. Die Dichtungselemente der beiden Dichtebenen lassen sich damit folglich zwischen dem Absatz im Ventilgehäuse und der oberseitig aufgesetzten Hülse einspannen. Über den fluiddurchlässigen Abstandhalter bzw. Käfig lassen sie sich in einem erforderlichen Abstand halten, um die fluidische Passage im Bereich der Schnittstelle nicht zu blockieren. Die Dichtungselemente können im Falle eines zylindrischen Ventilgehäuses bzw. des zylindrischen Stößels durchmessergleich sein und damit als Gleichteile die Herstellungskosten reduzieren.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann das Stößelventil über mit dem Fluid beaufschlagbare Mittel zum Verschieben des Stößels in eine Öffnungsstellung unter dem Druckeinfluss des Fluids verfügen. Sobald also der Stößel beispielsweise von einer Verstelleinrichtung für eine Verschiebung in seine Öffnungsstellung freigegeben ist, kann ein druckvorgespanntes Fluid bzw. Druckfluid den Stößel in seine Öffnungsstellung bewegen. Damit kann ein Aktor für die Öffnung des Stößelventils eingespart werden.
  • Als beaufschlagbare Mittel zum Verschieben des Stößels eigenen sich grundsätzlich alle Einrichtungen, auf die das Druckfluid einwirken kann, um eine Relativverschiebung des Stößels gegenüber seinem Gehäuse zu erreichen. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann das Stößelventil über eine druckbeaufschlagbare radiale Ringfläche am Stößel verfügen, die den Stößel unter Druckeinfluss des Fluids in die Öffnungsstellung drängt. Druckbeaufschlagbar ist die Ringfläche, sobald sie in einem Betriebszustand des Ventils planmäßig unter dem Druckeinfluss des Fluids steht. Durch ihre radiale Orientierung drängt die Ringfläche den Stößel unter Einfluss des Druckfluids in die Öffnungsstellung. Die Bezeichnung als „radiale Ringfläche“ geht der Einfachheit halber von einem zylindrischen Stößel aus, wie er am gebräuchlichsten ist, schließt aber einen andere Gestalt des Stößels grundsätzlich nicht aus. Die radiale Ringfläche erstreckt sich lotrecht zur Verschieberichtung des Stößels, muss aber nicht zwingend eben oder zusammenhängend ausgebildet sein. Sie ist vielmehr im Sinne einer resultierenden radialen Fläche zu verstehen, die sich aus der Summe aller druckbelasteten Flächen des Stößels mit einer axialen Flächennormale in Richtung der Öffnungsstellung abzüglich der Summe aller derartiger Flächen mit einer axialen Flächennormale in der Richtung der Schließstellung ergibt. Auch schräge Flächen sind dabei zu berücksichtigen, und zwar mit ihrer axialen Projektion in Druckrichtung. Darunter kann auch eine Mehrzahl an radialen Ringflächen fallen. Sobald also das Druckfluid am Stößelventil anliegt, führt die Resultierende aller Druckkräfte am Stößel zu dessen Vorspannung in seine Öffnungsrichtung. Erst, wenn die Verstelleinrichtung die Öffnungsstellung freigibt, verschiebt das anliegende Druckfluid den Stößel tatsächlich in seine Öffnungsstellung. Erfindungsgemäß kann also allein durch eine geschickte Gestaltung und Dimensionierung des Stößels ein ohnehin vorhandener Druck für das Öffnen des Stößelventils genutzt werden. Im Übrigen wird auf die parallele Anmeldung desselben Anmelders mit der Anmelder-Nummer 201601684 vom selben Tage Bezug genommen. Der diesbezügliche Offenbarungsgehalt der parallelen Anmeldung wird insofern auch zum Inhalt der vorliegenden Anmeldung gemacht.
  • Das Prinzip der Erfindung wird anhand einer Zeichnung beispielshalber im Folgenden noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
  • 1a eine erste Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Stößelventils in einer Schließstellung,
  • 1b das Stößelventil gemäß 1a in einer Öffnungsstellung,
  • 2 eine weitere Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Stößelventils.
  • 1a und 1b zeigen jeweils einen Schnitt durch eine erste Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Stößelventils. Sie unterscheiden sich dadurch, dass unterschiedliche Arbeitsstellungen des Stößelventils 10 dargestellt sind, nämlich in 1a eine Schließstellung und in 1b eine Öffnungsstellung des Stößelventils 10. Das Stößelventil 10 umfasst jedenfalls ein weitgehend zylindrisches Gehäuse 14, das sich zu einem Fluidausgang 20 hin mehrmals abgetreppt verjüngt und dadurch einen ersten radial verlaufenden Absatz 32 und einen stromabwärts liegenden zweiten radialen Absatz 34 aufweist. Oberhalb des ersten Absatzes 32 weist das Ventilgehäuse 14 einen Innendurchmesser d1 auf, zwischen dem ersten Absatz 32 und dem zweiten Absatz 34 einem demgegenüber kleineren Innendurchmesser d2.
  • Im Ventilgehäuse 14 ist ein ebenfalls im Wesentlichen zylindrischer Stößel 16 axial geführt, dessen Durchmesser dem Durchmesser d2 entspricht. Zwischen dem ersten Absatz 32 und dem zweiten Absatz 34 wird er unmittelbar durch das Ventilgehäuse 14 geführt. Oberhalb des ersten Absatzes 32 umgibt ihn eine zylindrische Hülse 38, die das Ventilgehäuse oberseitig abschließt und in etwa bis zur Hälfte in das Ventilgehäuse 14 oberhalb des zweiten Absatzes 32 hineinragt. Daran schließt sich ein oberer Dichtring 24 an, auf den ein zylindrischer und fluiddurchgängiger Käfig 40 folgt. Unterhalb des Käfigs 40 ist ein unterer Dichtring 30 angebracht, der auf dem oberen Absatz 32 im Ventilgehäuse 14 aufsitzt. Der obere Dichtring 24 und der untere Dichtring 30 sind als Lippendichtringe bzw. Wellendichtringe ausgebildet, weisen denselben Außendurchmesser d1 und denselben Innendurchmesser d2 auf und sind auch im Übrigen identisch ausgebildet. Als Gleichteile reduzieren sie nicht nur die Herstellkosten des Stößelventils 10, sondern reduzieren auch Montagefehler, soweit sie insofern korrekt eingebaut werden, als sie mit den Öffnungen ihres V-förmigen Querschnitts jeweils einander zugewandt im Ventilgehäuse 14 eingesetzt werden. Sie schließen zwischen sich einen fluiddurchgängigen Käfig 40 ein, der sie gegeneinander abstützt und als Abstandhalter fungiert, weil zwischen dem oberen Dichtring 24 und dem unteren Dichtring 30 ein verdeckt dargestellter Fluideinlass 22 angebracht ist. Insgesamt ergibt sich damit eine sehr einfache Montage, indem zunächst der untere Dichtring 30, anschließend der Käfig 40, daraufhin der obere Dichtring 24 und schließlich die Hülse 18 von einer dem Fluidauslass 20 gegenüberliegenden Oberseite des Ventilgehäuses 14 aus eingesetzt werden können. Damit lassen sich sowohl das Ventilgehäuse 14 als auch der Stößel 16 sehr einfach ausbilden, weil sie keine Befestigungsvorrichtungen für die Dichtringe 24, 30 erfordern, was ihre Herstellung verbilligt.
  • Die von der Oberseite 26 aus abschließend eingesetzte Hülse 38 dient neben der axialen Abstützung der Dichtringe 24, 30 und des Käfigs 40 auch der Längs- bzw. Axialführung des Stößels 16, wofür er am Umfang seines oberen Abschnitts einen ringförmigen Flansch 28 aufweist, die den Stößel 16 in radialer Richtung an einer Innenfläche der Hülse 38 abstützt.
  • Das Stößelventil 10 dient dazu, ein in der Regel unter Druck stehendes und heißes Fluid, wie etwa Heißdampf oder Heißwasser, zu schalten, also eine fluidische Passage zwischen dem Fluideingang 22 und dem Fluidausgang 20 zu öffnen oder zu schließen. An seinem dem Fluidauslass 20 zugewandten unteren Bereich 18 weist der Stößel 16 eine von seiner Stirnfläche 19 ausgehende axiale Bohrung 42 auf, die in etwa im ersten Viertel des Stößels 16 auf eine radiale Bohrung 44 trifft. Die Bohrungen 42, 44 bilden zusammen einen rechtwinklig abgeknickten Bypass 60, der von einer Mantelfläche des Stößels 16 aus zur unteren Stirnseite 19 führt und dort mit dem Fluidauslass 20 im Ventilgehäuse 14 korreliert. Die axiale Bohrung 42 fluchtet also mit dem Fluidausgang 20.
  • In der in 1a dargestellten Schließstellung des Stößelventils 10 liegt die radiale Bohrung 44 im Bereich des unteren Dichtrings 30 oder darunter, findet also keine Entsprechung und erst recht keine fluidische Verbindung zum Fluideingang 22. In der in 1b dargestellten Öffnungsstellung des Stößelventils 10 dagegen liegt die radiale Bohrung 44 auf der Höhe des Käfigs 40 und damit im Bereich des Fluideingangs 22. Jetzt bildet der Bypass 60 eine fluidische Passage zur Verbindung des Fluideingangs 22 mit dem Fluidausgang 20.
  • Das heiße und ggf. druckbeaufschlagte Fluid strömt in der Öffnungsstellung des Stößelventils 10 vom Fluideingang 20 durch den fluiddurchgängigen Käfig 40 hindurch in die radiale Bohrung 44, von dort in die vertikale Bohrung 42 und weiter zum Fluidausgang 20. Diese fluidische Passage bleibt vollkommen frei von einem Kontakt mit irgendwelchen Dichtungselementen, insbesondere kommt sie nicht mit dem unteren Dichtungsring 30 in Berührung. Mangels Kontakt mit dem heißen, druckbeaufschlagten Fluid unterliegt dadurch insbesondere der untere Dichtungsring 30 deutlich geringeren physikalischen Beanspruchungen, was sich positiv auf sein Alterungsverhalten auswirkt. Denn jetzt unterliegt er im Wesentlichen nur noch der mechanischen Belastung infolge der Verschiebung des Ventilstößels 16 zwischen seiner Öffnungsstellung und seiner Schließstellung, eine thermische Belastung wird zumindest erheblich reduziert. Außerdem ergibt sich durch die Ausbildung des Bypasses 60 im Ventilstößel 16 ein kompakterer Aufbau des Stößelventils 10, weil der Stößel 16 zwischen der Öffnungsstellung und der Schließstellung nur einen kurzen Weg zurücklegen muss. Denn zum Erreichen der Schließstellung braucht die radiale Bohrung 44 nur noch aus dem Bereich des Käfigs 40 heraus und zumindest auf die Höhe des unteren Dichtrings 30 oder geringfügig darunter verfahren zu werden. Der geringere Bauraum des erfindungsgemäßen Stößelventils 10 erleichtert seine Unterbringung in einem Heißgetränkegerät.
  • 2 zeigt einen Ausschnitt eines alternativen Stößelventils 100, dessen Gehäuse 114 im Wesentlichen zwischen einer oberen Dichtebene, die durch einen oberen Dichtring 124 gebildet wird, und einem axialen Fluidausgang 120 dargestellt ist. Das Ventilgehäuse 114 verjüngt sich in axialer Richtung in drei Stufen zum Fluidausgang 120 hin. Dementsprechend weist ein im Gehäuse 114 axial geführter Stößel 116 einen oberen größeren Durchmesser D1 und einen unteren kleineren Durchmesser D2 auf. Am stufenförmigen Übergang vom größeren Durchmesser D1 zum kleineren Durchmesser D2 entsteht dadurch am Stößel 116 eine radiale Ringfläche 136.
  • Der obere Dichtring 124 weist einen V-förmigen Querschnitt mit dem Innendurchmesser D1 auf, ist mit seiner Öffnung abwärts gerichtet und nach außen gegen das Gehäuse 114 einerseits und nach innen gegen den Stößel 116 andererseits vorgespannt. Sein Pendant, die untere Dichtebene, bildet ein unterer Dichtring 130 mit dem kleineren Innendurchmesser D2, dessen Querschnitt ebenfalls V-förmig ausgebildet ist, der aber umgekehrt orientiert ist. Derartige Dichtringe sind als Stangen- oder Wellendichtringe bekannt. Der untere Dichtring 130 stützt sich in axialer Richtung abwärts auf dem axial abgestuften Gehäuse 114 ab. Auf dem unteren Dichtring 130 sitzt ein fluiddurchlässiger, im Wesentlichen zylindrischer Käfig 140, der dem Ventilgehäuse 114 entsprechend abgestuft ist und der seinerseits ein unteres axiales Auflager für den oberen Dichtring 124 bildet. Damit lassen sich die Dichtringe 124, 130 von der durchmessergrößeren oberen Seite des Ventilgehäuses 114 aus lagegenau einbauen, ohne den Aufbau des Ventilgehäuses 114 zu verkomplizieren.
  • Zwischen den beiden durch die Dichtringe 124, 130 gebildeten Dichtebenen und damit im Bereich des Käfigs 140 mündet ein Fluideingang 122, der das Gehäuse 114 radial durchbricht. Er trifft auf einen ringförmigen Druckraum 134, der in axialer Richtung durch die bei-den Dichtebenen bzw. durch den oberen Dichtring 124 und den unteren Dichtring 130 sowie durch eine radiale Ringfläche 136 am Stößel 116 begrenzt wird und den durchlässigen Käfig 140 aufnimmt. In radialer Richtung bildet das Gehäuse 114 einen Außenumfang des Druckraums 134, während der Stößel 116 seinen gestuften Innenumfang definiert.
  • Der Stößel 116 ist in einer Schließstellung dargestellt. Eine Fluidverbindung zwischen dem Fluideingang 122 bzw. dem Druckraum 134 einerseits und dem Fluidausgang 120 andererseits ist durch die untere Dichtebene, d. h. durch den unteren Dichtring 130, versperrt. Der Stößel 116 enthält an seinem dem Fluidausgang 120 zugewandten unteren Abschnitt 118 einen Bypass 160, der von einer scheibenförmigen und abwärts gerichteten Stirnfläche 119 ausgehend zunächst axial verläuft, um dann rechtwinklig in einen radialen Verlauf abzuknicken und an der unteren Mantelfläche 121 des Stößels 116 zu münden. In der Schließstellung mündet er also unterhalb der unteren Dichtebene bzw. unterhalb des unteren Dichtrings 130. In einer nicht dargestellten Öffnungsstellung des Stößels 116 dagegen, in der jener vertikal aufwärts verschoben ist, stellt der Bypass 160 über den durchlässigen Käfig 140 eine fluidische Verbindung zwischen dem Druckraum 134 und dem Fluidausgang 120 her.
  • Auch der Stößel 116 lässt sich unter Einwirkung des Fluiddrucks vertikal aufwärts verschieben. Die gestufte Ausbildung des Stößels 116 mit einem Durchmessersprung von dem größeren Durchmesser D1 zum kleineren Durchmesser D2 in seinem unteren Abschnitt 118 führt zur Ausbildung der radialen Ringfläche 136, die eine der Begrenzungsflächen des Druckraums 134 darstellt. Unter Druckeinwirkung im Druckraum 134 stellt die Ringfläche 136 die einzige Fläche dar, auf die der Druck des Fluids in axialer Richtung und damit in der einzigen Bewegungsrichtung des Stößels 116 wirken kann. Sobald daher Druck am Fluideingang 122 anliegt, wirkt er auf die Ringfläche 136 und damit axial aufwärts, womit der Stößel 116 in seine Öffnungsstellung gedrängt wird. Sofern eine ebenfalls angeordnete, aber in 2 nicht gezeigte Verstelleinrichtung dies zulässt, verschiebt der Fluiddruck den Stößel 116 aus seiner Schließstellung in seine Öffnungsstellung. Damit sorgt wiederum das Fluid selbst dafür, dass sein Durchgang vom Fluideingang 122 über den Druckraum 134 zum Fluidausgang 120 passierbar ist.
  • Da es sich bei den vorhergehenden, detailliert beschriebenen Stößelventilen um Ausführungsbeispiele handelt, können sie in üblicher Weise vom Fachmann in einem weiten Umfang modifiziert werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Insbesondere können auch die konkreten Ausgestaltungen der Stößel, der Dichtebenen und deren Dimensionierung in anderer Form als in der hier beschriebenen folgen. Ebenso kann der Bypass in einer anderen Form ausgestaltet werden, wenn dies aus Platzgründen bzw. designerischen Gründen notwendig ist. Weiterhin schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein“ bzw. „eine“ nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrmals oder mehrfach vorhanden sein können.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Stößelventil
    14
    Gehäuse
    16
    Stößel
    18
    unterer Abschnitt
    19
    Stirnfläche
    20
    Fluidauslass
    22
    Fluideinlass
    24
    oberer Dichtring
    26
    Oberseite
    28
    Flansch
    30
    unterer Dichtring
    32
    erster Absatz
    34
    zweiter Absatz
    38
    Hülse
    40
    Käfig
    42
    axiale Bohrung
    44
    radiale Bohrung
    60
    Bypass
    100
    Stößelventil
    114
    Gehäuse
    116
    Stößel
    118
    unterer Abschnitt
    119
    Stirnfläche
    120
    Fluidausgang
    121
    Mantelfläche
    122
    Fluideinlass
    124
    oberer Dichtring
    130
    unterer Dichtring
    134
    Druckraum
    136
    Ringfläche
    140
    Käfig
    160
    Bypass
    d1, d2
    Innendurchmesser des Gehäuses 14
    D1, D2,
    Durchmesser des Stößels 116
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 0972480 A1 [0002]

Claims (7)

  1. Stößelventil für eine Heißgetränkemaschine für Haushaltszwecke zum Schalten von Fluiden, mit einem Ventilgehäuse (14; 114) mit Schnittstellen (20; 22; 120; 122) zu einer Fluidleitung, mit einem Stößel (16; 116), der innerhalb des Ventilgehäuses (14; 114) zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung axial verschiebbar ist, um eine fluidische Passage (22, 60, 20; 122, 160, 120) zwischen den Schnittstellen (20; 22; 120; 122) zu schalten, mit Dichtungselementen (24; 30; 124; 130) zum Abdichten des Stößels (16; 116) gegenüber dem Ventilgehäuse (14; 114), dadurch gekennzeichnet, dass die fluidische Passage (22, 60, 20; 122, 160, 120) in der Öffnungsstellung frei von Dichtungselementen (24; 30; 124; 130) ist.
  2. Stößelventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Bohrung (42; 44) im Stößel (16; 116) als Bestandteil der fluidischen Passage (22, 60, 20; 122, 160, 120).
  3. Stößelventil nach Anspruch 2, mit zwei radialen Schnittstellen im Ventilgehäuse (14; 114), gekennzeichnet durch eine radiale Bohrung.
  4. Stößelventil nach Anspruch 2, mit einer radialen Schnittstelle (22; 122) und einer axialen Schnittstelle (20; 120) im Ventilgehäuse (14; 114), gekennzeichnet durch eine abgewinkelte Bohrung (42; 44) im Stößel (16; 116) zur fluidischen Verbindung der Schnittstellen (20; 120; 22; 122) in dessen Öffnungsstellung.
  5. Stößelventil nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine erste (24; 124) und eine zweite radiale Dichtebene (30; 130) des Stößels (16; 116) gegenüber dem Ventilgehäuse (14; 114) mit einem dazwischen angeordneten Fluideinlass (22; 122).
  6. Stößelventil nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch abmessungsgleiche Dichtungselemente (24; 30; 124; 130) der ersten und der zweiten Dichtungsebene und einen dazwischen angeordneten Abstandhalter (40; 140) zur Abstützung der Dichtungselemente (24; 30; 124; 130) untereinander.
  7. Stößelventil nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine druckbeaufschlagbare radiale Ringfläche (136) am Stößel (161), die den Stößel (161) unter Druckeinfluss des Fluids in die Öffnungsstellung drängt.
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