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Besondere Anforderungen an die Herstellung und Montage bestehen bei den Ventilen, deren Ventilkörper auch quer zur Ventilachse gerichtete Zu- oder Abflussöffnungen aufweist. Ein derartiges Ventil ist in
DE 10 2015 211 599 A1 offenbart. Bei derartigen Ventilen ist häufig eine gerichtete Montage notwendig, damit die quer gerichteten Öffnungen des Ventilkörpers und die der dazugehörigen Kanäle im Gehäuse miteinander durchlässig in Übereinstimmung gebracht werden.
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Beschreibung der Erfindung
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Ventil zu schaffen, welche sich einfach und kostengünstig montieren lassen.
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Die Aufgabe ist nach dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.
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Gemäß Erfindung ist Vorrichtung mit einem Bauteil und einem Ventilgehäuse, mit folgenden Merkmalen vorgesehen:
- - Das Ventilgehäuse sitzt in einem Loch des Bauteils und ist zumindest partiell von einer Wand des Bauteils umgeben. Das Bauteil ist beispielsweise ein Gehäuse eines Getriebes oder eine Nabe eines rotierenden Bauteils. Das Bauteil ist aus Stahl oder zum Beispiel aus einer Aluminiumlegierung.
- - Das Ventilgehäuse ist mit wenigstens zwei um die axial ausgerichtete Mittelachse des Ventilgehäuses umfangsseitig zueinander benachbarten ersten Öffnungen versehen. Die ersten Öffnungen sind quer - also radial in Richtung der Mittelachse gerichtet.
- - Die benachbarten ersten Öffnungen sind in jede Umfangsrichtung um die Mittelachse jeweils durch einen gemeinsamen umfangsseitig zwischen den ersten Öffnungen angeordneten Steg des Ventilgehäuses begrenzt. Die ersten Öffnungen sind also umfangsseitig zum einen durch einen derartigen Steg begrenzt und zum anderen durch den Steg voneinander getrennt. Der jeweilige Steg ist vorzugsweise aus dem Material des Ventilgehäuses und bevorzugt einteilig mit dem Ventilgehäuse ausgebildet.
- - Das Bauteil weist zumindest einen ersten Kanal mit einer ersten Kanalöffnung auf. Über den Kanal strömen Strömungsmittel zu der ersten Öffnung bzw. zu den ersten Öffnungen oder von diesen weg.
- - Die erste Kanalöffnung und zumindest ein Ausschnitt wenigstens einer der ersten Öffnungen liegen sich radial so gegenüber, dass über die erste Kanalöffnung und die erste Öffnung ein für Strömungsmittel durchlässiger radialer erster Durchgang zwischen dem Kanal und dem Inneren des Ventilgehäuses gebildet ist.
- - Die größte umfangsseitig gerichtete Stegbreite des Steges zwischen zwei der Öffnungen ist kleiner als die größte in die gleiche Umfangsrichtung umfangsseitig gemessene Kanalöffnungsbreite der ersten Kanalöffnung.
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In der Regel ist der Durchgang für das Strömungsmittel durch das Ventil axial. D. h., dass das Strömungsmittel in eine stirnseitige Öffnung des Ventils hineinströmt und das Ventil an der Rückseite wieder verlässt. Das Strömungsmittel ist zum Beispiel Öl, vorzugsweise Getriebeöl. Es gibt jedoch auch Vorrichtungen, in denen Drücke des Strömungsmittels bzw. die Fließrichtung des Strömungsmittels zwischen einem Längs- und einem Querkanal geregelt werden müssen. Das Ventil weist in diesem Fall zum Beispiel eine längs ausgerichtete Öffnung und wenigstens eine quer ausgerichtete Öffnung auf. Quer ist dabei in radialer Richtung auf die axial ausgerichtete Ventilachse gesehen. Die Montage derartiger Ventile in die Vorrichtung bzw. in das Bauteil ist relativ kompliziert, da die quer gerichtete Öffnung gegenüber dem Querkanal genau ausgerichtet werden muss, damit das Strömungsmittel ungehindert durch die Öffnung in den Querkanal oder umgekehrt strömen kann. Das Problem dabei ist, dass ein nur leichtes unbeabsichtigtes Verdrehen des Ventils um die eigene Achse einen umfangsseitigen Versatz zwischen den Durchgangsquerschnitten der Öffnung und des Kanals erzeugen kann und somit die Gefahr besteht, dass nicht ausreichend Strömungsmittel passieren kann.
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Es müssten also Mittel gefunden werden, um bei der Montage das Ventil genau in seiner Lage so auszurichten, dass Übereinstimmung zwischen den Strömungsquerschnitten des Querkanals und der quer ausgerichteten Öffnung im Ventil besteht. Der Aufwand zu einer derartig lageorientierten Montage ist relativ hoch. Durch eine erfindungsgemäße Anordnung wird dieser Aufwand vermieden.
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Die benachbarten ersten Öffnungen sind in jede Umfangsrichtung um die Mittelachse jeweils durch einen gemeinsamen Steg begrenzt. Zugleich ist die größte umfangsseitig gerichtete Stegbreite des Steges zwischen zwei der Öffnungen kleiner als die kleinste in die gleiche Umfangsrichtung umfangsseitig gemessene Kanalöffnungsbreite der ersten Kanalöffnung. Selbst wenn ein Ventil ohne um die Mittelachse richtungsorientierten Montage in das Bauteil eingesetzt wird, kann die Kanalöffnung bei ungünstiger Lage des Steges zur Kanalöffnung nicht vollständig bedeckt werden. Selbst dann nicht, wenn einer der Stege der Kanalöffnung direkt radial gegenüberliegt. Es kann in jedem Fall ausreichend Strömungsmittel den ersten Kanal und die erste Öffnung passieren, ohne dass das Ventil um seine Mittelachse orientiert in die Bohrung des Bauteils eingesetzt werden muss. Das ist insbesondere dann sichergestellt, wenn wie eine Ausgestaltung der Erfindung vorliegt sieht, die Breite des Steges ein Drittel der Kanalöffnung nicht überschreitet.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Ventilgehäuse eng in dem Loch des Bauteils anliegt, wobei wenigstens zwei der ersten Öffnungen partiell oder vollständig durch das Bauteil verschlossen sind. Durch die enge Führung des Ventilgehäuses im Bauteil ist abgesichert, dass Strömungsmittel tatsächlich nur über die dazu vorgesehenen Öffnungen in das Ventil und wieder hinausströmt und keine Leckverluste entstehen.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Ventilgehäuse mit wenigstens drei umfangsseitig angeordneten ersten Öffnungen versehen ist. Die Breite der Stege ist wie zuvor erwähnt auch daran ausgerichtet wie breit die Kanalöffnung ist. Daraus ergibt sich, dass die Breite der Stege limitiert ist. Im Fall, das Ventilgehäuse ist nur mit zwei der ersten Öffnungen versehen, ergibt sich, dass sich jede der ersten Öffnung, vorbehaltlich zweimal einer Stegbreite, nahezu über die Hälfte des Umfangs erstrecken muss. Daraus könnte sich aber auch nachteilig eine instabile Ausführung des Ventilgehäuses ergeben. Es wären in dem Fall nämlich eine obere Abschnitt des Ventilgehäuses und ein unterer Abschnitt des Ventilgehäuses lediglich durch zwei Stege miteinander verbunden. Diese sind verglichen mit dem Gesamtumfang des Ventilgehäuses sehr schmal ausgeführt. Da das Ventilgehäuse bevorzugt durch Kaltumformen aus Blech hergestellt ist, sind in dem Fall unter Umständen auch die Querschnitte der Stege mit geringer Blechdicke gering ausgeführt. Für den Fall, dass das Ventil zum Beispiel in das Bauteil eingepresst werden muss, könnte das beim Einpressen zu ungewollten Verformungen des Ventilgehäuses in den Bereichen der Stege führen. Das Verfahren zur Herstellung derartiger Ventilgehäuse sieht oftmals auch ein Querstanzen der ersten Öffnungen vor. Dieses Verfahren erfordert werkzeugtechnisch und aus Gründen der Maßstabilität einen Mindestquerschnitt der Stege. Deshalb sieht eine Ausgestaltung der Erfindung mehr als zwei der ersten Öffnungen, zum Beispiel mindestens drei erste Öffnungen, vor. Dadurch erhöht sich die Anzahl der Stege und der Stegbereich zwischen dem oberen und unteren Abschnitt des Ventils ist stabiler.
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Darauf aufbauend sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, dass das Ventilgehäuse mit wenigstens drei mit gleicher Umfangsteilung am Umfang des Ventilgehäuses zueinander verteilten der ersten Öffnungen und den dazugehörigen Stegen versehen ist. Das Ventilgehäuse ist im Stegbereich also in mehrere der Anzahl N der ersten Öffnungen entsprechende Umfangsabschnitte zuzüglich der gleichen Anzahl N der Stege entsprechende Umfangsabschnitte aufgeteilt. Im Falle von N = 3 ersten Öffnungen und N = 3 Stegen sind dies also in sechs Umfangsabschnitte. Die Umfangsteilung UT ist ein Bogenmaß eines Teilkreises, durch den die Breite der ersten Öffnung an ihrer in Umfangsrichtung engsten Stelle beschrieben ist und welcher auf einer die Mittelachse umlaufenden Vollkreis-Umfangslinie AU dort liegt, wo sich die engste Stelle der ersten Öffnung befindet. Die Umfangsteilung ist also die umfangsgerichtete Breite der ersten Öffnung, die an ihrer engsten Stelle zwischen zwei die erste Öffnung begrenzenden Stegen gemessen ist.
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Es gilt: AU-((N x UT) + (N x ST) entspricht dem Zahlenwert 0. Der AU ist der Vollkreis-Umfang AU des Ventilgehäuses an der engsten Stelle. N entspricht der Anzahl der ersten Öffnungen im Ventilgehäuse und der gleichen Anzahl N der begrenzenden Stege. ST steht für die Breite des Steges im Bogenmaß und ist ebenfalls wie die Umfangsteilung auf dem Vollkreis-Umfang AU gemessen. Die gleichmäßige Verteilung der ersten Öffnungen am Umfang, die zugleich auch gleichen Abmessungen der Stege untereinander sowie in vorteilhafter Weise auch der gleichen Breiten der ersten Öffnungen in Umfangsrichtung garantieren in jeder beliebigen Position des Ventilgehäuses zum erste Kanal den jeweils gleichen Strömungsquerschnitt an diesem Durchgang vom Bauteil ins Ventil. Die gleichmäßige Verteilung der erste Öffnungen und Stege umfangsseitig und damit die Symmetrie erleichtern auch die Herstellung derartiger Ventilgehäuse.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht wenigstens eine zweite Öffnung in dem Ventilgehäuse vor, welche axial mit einer zweiten Kanalöffnung eines zweiten Kanals so gegenüberliegt, dass ein axialer für Strömungsmittel durchlässiger zweiter Durchgang zwischen dem zweiten Kanal und dem Inneren des Ventilgehäuses gebildet ist.
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Die ersten Öffnungen sind quer zur zweiten Öffnung ausgerichtet und in ein aus Blech hergestelltes Ventilgehäuse, vorzugsweise durch Stanzen, eingebracht. Die ersten Öffnungen erstrecken sich mit radialem Abstand zur Ventilachse in axialer Richtung. Die Mittenachse der der jeweiligen ersten Öffnung verläuft in radialer Richtung senkrecht zur Mittelachse. Das Ventilgehäuse lässt sich einfach und kostengünstig herstellen.
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Der Kolben ist über den Kolbenmantel axial beweglich in dem Ventilgehäuse sowie radial in dem Ventilgehäuse zentriert geführt. Dadurch ergibt sich vorteilhaft eine im wesentlichen druckdichte und zugleich axial bewegliche Führung des Kolbens im Ventilgehäuse, insbesondere dann, wenn das Radialspiel, mit dem der Kolben radial im Gehäuse zentriert ist, sehr gering ist. Die Gleitflächen, d. h., die Durchmesser der innenzylindrischen Fläche des Ventilgehäuses und der außenzylindrischen Fläche des Kolbens können beim Ziehen dieser Bauelemente spanlos aus Blech ohne spanabhebende Nachbearbeitung sehr genau eingestellt werden. Gegebenenfalls sind Gleitbeschichtungen auf den Oberflächen der Bauelemente vorteilhaft.
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Der Kolben ist gegen die Federkräfte der Feder aus einer Schließstellung in eine Öffnungsstellung axial beweglich in dem Ventilgehäuse geführt. In der Schließstellung des Kolbens ist die zweite Öffnung durch den Kolbenboden verschlossen und die erste Öffnungen zumindest teilweise durch den Kolbenmantel. In der Öffnungsstellung hat der Kolbenboden vom Ventilsitz abgehoben. Wenigstens eine Kante oder eine Kontur des Kolbens gibt dabei analog einer Steuerkante die nicht durch das Bauteil abgesteckten ersten Öffnungen oder deren nicht durch das Bauteil abgedeckten Abschnitte frei, so dass eine für Strömungsmittel durchgängige Verbindung durch das Ventil zwischen der zweiten Öffnung und wenigstens einer oder zwei der ersten Öffnungen ausgebildet ist. Dabei ist das der zweiten Öffnung axial gegenüberliegende offene Ende des Ventilgehäuses sowohl in der Schließstellung als auch in der Öffnungsstellung durch den Kolben, vorbehaltlich eines durch Radialspiel bedingten Leckspalts zwischen den Kolben und dem Bauteil, gegenüber dem Strömungsmittel abgedichtet.
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Es ist denkbar, dass schon bzw. noch in der Schließstellung die der ersten Kanalöffnung gegenüberliegenden ersten Öffnungen durch den Kolbenmantel nur teilweise verschlossen sind. Daraus ergibt sich, dass eine spaltförmige für die Strömungsmittel durchlässige Durchgangsöffnung dieser ersten Öffnung in der Schließstellung nicht von dem Kolbenmantel verdeckt und nicht von dem Kolben verschlossen ist und im eingebauten Zustand in den ersten Kanal mündet. Die spaltförmige Durchgangsöffnung ist zumindest in der Schließstellung durch einen Anteil des Kolbens und einen Rand der jeweiligen zweiten Öffnung begrenzt, welche in den Öffnungsquerschnitt des Kanals mündet. Der Vorteil der Erfindung liegt darin, dass sofort nach Öffnen des Ventils ein für das Strömungsmittel durchlässiger Durchgang über das Ventil zwischen der ersten Öffnung und der zweiten Öffnung oder in umgekehrter Strömungsrichtung ausgebildet ist und der Druck schnell reduziert wird. Das wirkt sich vorteilhaft bei der Auslegung der Feder aus.
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Die gleiche Wirkung wird erzielt, wenn zwischen dem Kolben und dem Ventilgehäuse ein Ringkanal ausgebildet ist, welcher sich unmittelbar an den Ventilsitz anschließt. Der Ringkanal kann durch die Gestaltung des Ventilgehäuses und des Kolbens beliebig ausgelegt werden. Der Ringkanal füllt sich unmittelbar nach dem Abheben des Kolbens vom Ventilsitz mit dem Strömungsmittel. Der Druck des Strömungsmittels wird dadurch an einer größeren Fläche des Kolbens umgesetzt.
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Die gleiche Wirkung wird auch erzielt, wenn der Kolbenboden und der Kolbenmantel mittels eines an dem Kolben ausgebildeten Übergangsabschnitts miteinander verbunden sind. Dabei ist durch den Übergangsabschnitt und durch einen dem Übergangsabschnitt gegenüberliegenden Abschnitt des Ventilgehäuses zumindest in der Schließstellung ein Ringkanal begrenzt.
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Es ist alternativ auch eine Kombination beider Maßnahmen vorgesehen. Dabei ist der Ringkanal bereits in der Schließstellung des Kolbens an der spaltförmigen Durchgangsöffnung zur mindestens einen zweiten Öffnung hin geöffnet.
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Aus den vorhergehend genannten Maßnahmen ergibt sich, dass der Druck, der zum Öffnen des Ventils notwendig ist, größer ist als der Druck, der in dem Ventil vorherrscht, wenn der Kolben vom Ventilsitz abgehoben hat. Der Vorteil einer derartigen Anordnung liegt darin, dass Werte für die Öffnungs- und Schließdrücke des erfindungsgemäßen Ventils konstant und prozeßsicher eingestellt werden können und der Druckausgleich innerhalb kürzester Zeit stattfindet.
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Das Ventil ist mit einem hülsenförmig ausgebildeten Ventilgehäuse versehen, welches an einem oberen Abschnitt einen zur Ventilachse konzentrisch ausgerichteten Hülsenmantel und einen radial in Richtung der Ventilachse ausgerichteten sowie um die zweite Öffnung verlaufenden Rand aus dem Blech aufweist. Der Rand ist wahlweise mit einem separaten und an dem Rand befestigten Ventilsitz versehen oder der Ventilsitz ist direkt in den Rand aus Blech geprägt. Eine derartige Lösung lässt sich sehr kostengünstig herstellen. Eine kostenaufwändige spanabhebende Bearbeitung eines Ventilsitzes entfällt. Dem oberen Abschnitt folgt der Stegabschnitt mit den ersten Öffnungen. Zum Ende des Ventils hin folgt der untere Abschnitt, an welchem das Stützelement befestigt ist.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Kolben hülsenförmig mit einem hohlzylindrischen Kolbenmantel und einem den Kolben an einer Seite verschließenden Kolbenboden gebildet ist, wobei die Feder axial von dem Kolbenmantel umgeben und axial innen im Kolben an dem Kolbenboden abgestützt ist. Der Kolben ist vorzugsweise aus Blech gefertigt. Der Kolbenboden ist entsprechend dünnwandig. Gegenüber massiv ausgebildeten Kolben steht somit mehr axialer Bauraum für die Feder zur Verfügung, da das Innere des Kolbens auch als Bauraum für die Feder zur Verfügung steht. Dadurch stehen bei der Auswahl und Auslegung der Feder, die auch aus mehreren parallel oder in Reihe geschalteten Federn bestehen kann, mehr Möglichkeiten zur Verfügung.
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Das Stützelement ist an einem von der ersten Öffnung abgewandten Ende des Ventilgehäuses in eine Umfangsnut eingesetzt und in der Umfangsnut zumindest axial abgestützt. Durch die formschlüssige Sicherung des Stützelements an dem Ventilgehäuse werden Verformungen, die durch einen Presssitz zwischen dem Ventilgehäuse und dem Stützelement hervorgerufen werden können, von vornherein vermieden. Die Genauigkeit des Ventilsitzes ist damit jedem Fall gegeben. Die für den Formschluß notwendige Umfangsnut in dem Ventilgehäuse lässt sich einfach in den Umformungsprozess bei der Herstellung des Ventilgehäuses aus Blech ohne zusätzlichen spanabhebenden Aufwand einbringen.
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Die Erfindung sieht in dem zuvor genannten Zusammenhang eine Vorrichtung zur Regelung von Drücken eines Strömungsmittels in einem Fahrzeuggetriebe vor. Die Vorrichtung ist aus einem Abschnitt eines Getriebebauteils, aus zumindest einem ersten Kanal und einem zweiten Kanal sowie aus dem Ventil gebildet. Der erste Kanal führt in dem Abschnitt des Getriebebauteils zu der ersten Öffnung und mindestens zwei zweite Öffnungen mündet in den zweiten Kanal.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und weitere Ausgestaltungen der Erfindung eines Ventils beschrieben. Das Ventil ist in diesem Fall als ein Druckausgleichsventil ausgeführt und in einer Vorrichtung zur Regelung von Drücken eines Strömungsmittels verbaut.
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Es zeigen:
- 1 - eine Vorrichtung 1 in einer stark vereinfachten und nicht maßstäblichen Skizze, welche quer zur in dieser Darstellung senkrecht ins Bild hinein verlaufenden Mittelachse 2 eines ansonsten nicht weiter dargestellten Ventils geschnitten dargestellt ist;
- 2 - die Vorrichtung 1 in einem Längsschnitt entlang der Ventilachse 2 und der Linie II-II nach 1 zur Regelung von Drücken eines Strömungsmittels in einem Fahrzeuggetriebe mit dem darin verbauten Ventil 3;
- 3 - Das in die Vorrichtung 1 eingesetzte Ventil 3 als Einzelteil in einer Gesamtansicht;
- 4 - eine schematische Darstellung eines Ventilgehäuses 6 des in 3 dargestellten Ventils 3, aus der das Lochbild und die Verteilung von Öffnungen 7 und 25 am Ventilgehäuse 6 hervorgehen;
- 5 - eine schematische Darstellung eines weiteren Ventilgehäuses 33 als Alternative zu dem Ventilgehäuse 6 nach 4;
- 6 - einen Ausschnitt der Vorrichtung 1 mit einem teilweise geschnittenen Bauteil 4 und mit Blick durch eine Kanalöffnung 5 des in dem Bauteil 4 ausgebildeten quer verlaufenden Kanals 19 auf das Ventilgehäuse 6;
- 7- einen Ausschnitt der Vorrichtung 1 mit dem teilweise geschnittenen Bauteil 4 und mit Blick durch die Kanalöffnung 5 des in dem Bauteil 4 ausgebildeten quer verlaufenden Kanals 19 auf das Ventilgehäuse 6 in einer gegenüber der mit 6 gezeigten Einbaulage veränderten Einbaulage;
- 8 - einen Ausschnitt der Vorrichtung 1 mit dem teilweise geschnittenen Bauteil 4 und mit Blick durch die Kanalöffnung 5 des in dem Bauteil 4 ausgebildeten quer verlaufenden Kanals 19 auf das Ventilgehäuse 6 in einer gegenüber den mit 6 gezeigten Einbaulagen veränderten Einbaulage;
- 9 - einen Ausschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit dem teilweise geschnittenen Bauteil 4 und mit Blick durch die Kanalöffnung 5 des in dem Bauteil 4 ausgebildeten quer verlaufenden Kanals 19 auf ein Ventilgehäuse 33.
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1 - Das Bauteil 4 der Vorrichtung 1 ist mit einer Kanalöffnung 5 versehen. 1 zeigt das Ventilgehäuse 6 in einer Schnittdarstellung durch den Stegbereich 12. Das Ventilgehäuses 6 sitzt in einer Bohrung 11 des Bauteils 4. Eine durch einen Presssitz, alternativ eine Übergangspassung oder eine Spielpassung definierte Fuge 14 ist zwischen dem Außenmantel 10 des Ventilgehäuses 6 und der Innenmantelfläche einer Bohrung 11 des Bauteils 4 ausgebildet. Das Ventilgehäuse 6 ist mit N = 6 am Umfang verteilten ersten Öffnungen 7 und N = 6 am Umfang verteilten Stegen 8 versehen. Ein im Stegbereich 12 auf beliebige axiale Höhe um die Mittelachse 2 verlaufender Vollkreis 9 liegt zugleich auf der zylindrischen Innenmantelfläche 18 des Ventilgehäuses 6. Demnach entspricht der Vollkreis-Umfang AU des Vollkreises 9 im Nennmaß dem Innenumfang des Ventilgehäuses 6 im Stegbereich 12. Die ersten Öffnungen 7 weisen untereinander die gleichen Umfangsteilungen UT auf. Und Stege 8 weisen jeweils untereinander jeweils die gleiche Umfangsteilung ST auf.
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Die Umfangsteilung UT ist ein Bogenmaß, also die Länge eines Teilkreises eines auf dem Vollkreis 9 mit dem Vollkreis-Umfang AU liegenden Teilkreises. Der jeweilige Teilkreis UT erstreckt sich im Bild gegen den Uhrzeigersinn verlaufend betrachtet zwischen den Begrenzungskanten 15 und 16 der ersten Öffnungen 7, die zugleich Begrenzungskanten 15 bzw. 16 des jeweiligen Steges 8 sind und die jeweils auf dem Vollkreis 9 an der Innenmantelfläche 18 des Ventilgehäuses 6 verlaufen. Dabei ist nicht ausgeschlossen, dass diese Begrenzungskanten 15 und 16 auch mit einer Fase versehen sind. Die Begrenzungskanten 15 und 16 begrenzen die jeweilige erste Öffnung 7 an der in Umfangsrichtung engsten Stelle, welche in diesem Falle auf Höhe der Innenmantelfläche 18 liegt.
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Zahlenwert 0 ist gleich einer Differenz, welche sich aus dem Umfang des Vollkreises und einer Summe von ((N x UT) + (N x ST) ergibt. Diese Summe entspricht dem Umfang AU des Vollkreises des Ventilgehäuses, der dort an den ersten Öffnungen entlang verläuft, wo diese ihre umfangsgerichtete engste Stelle aufweisen. N ist die Anzahl der ersten Öffnungen im Ventilgehäuse und zugleich die der begrenzenden Stege. ST beschreibt die Breite des jeweiligen Steges 8 im Bogenmaß im Uhrzeigersinn verlaufend betrachtet zwischen den Begrenzungskanten 15 und 16, welche auf dem Umfang AU gemessen ist.
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2 - Die Vorrichtung 1 besteht aus dem Bauteil 4, dem Ventil 3 einem ersten Kanal 19, einem zweiten Kanal 20 und einem dritten Kanal 21. Das Ventil 3 weist das Ventilgehäuses 6, einen Kolben 22, eine Feder 23 und ein Stützelement 24 auf. Die Feder 23 ist axial zwischen dem Kolben 22 und dem Stützelement 24 eingespannt. Das Stützelement 24 ist an dem Ventilgehäuse 6 abgestützt bzw. gehalten. Der Kolben 22 ist axial entlang der Ventilachse 2 verschiebbar an der Innenmantelfläche 18 des Ventilgehäuses 6 geführt. Die Ventilachse 2 entspricht der Mittelachse 2. Das Ventilgehäuse 6 ist mit mehreren und durch in dieser Darstellung nicht sichtbare Stege (siehe Stege 8 in 1) umfangsseitig voneinander getrennten ersten Öffnungen 7 versehen, von denen in der Darstellung aufgrund des Längsschnittes jedoch nur eine sichtbar ist. Die ersten Öffnungen 7 sind quer zur Mittelachse 2 ausgerichtet. Darüber hinaus weist das Ventilgehäuse 6 eine zweite Öffnung 25 auf, welche axial von der Mittelachse 2 durchstochen ist. Das Ventilgehäuse 6 kann in einen oberen Abschnitt 26, den Stegbereich 12 (siehe Schnittdarstellung 1) und in einen unteren Abschnitt 27 eingeteilt werden. Der obere Abschnitt 26 ist mit der zweiten Öffnung 25 versehen und weist einen Ventilsitz 28 auf, an welchem der Kolben 22 in seiner schließt Position dichtend anliegt. Der Kolben 22 ist jedoch in 2 in einer Öffnungsstellung dargestellt. Der Stegbereich 12 weist die ersten Öffnungen 7 und die Stege auf. Der untere Abschnitt 27 des Ventilgehäuses 6 dient zum Führen des Kolbens 22 und als Verankerung für das Stützelement 24. Außerdem weist das Ventil 3 dort rückseitig Durchgangsöffnungen 29 im Stützelement 24 auf.
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Die Kanalöffnung 5 des ersten Kanals 19 liegt radial einer oder zwei der ersten Öffnungen 7 gegenüber. Der zweite Kanal 20 mündet in die zweite Öffnung 25 und setzt sich in der Bohrung 11 axial fort. In der Bohrung 11 ist das Ventilgehäuse 6 über den Außenmantel 10 eingepresst. Die Rückseite des Ventils 3 ist an den Durchgangsöffnungen 29 in den dritten Kanal 21 geöffnet. In der mit 2 dargestellten Öffnungsstellung des Kolbens 22 kann das mit einem Pfeil symbolisierte Strömungsmittel 30 aus dem zweiten Kanal 20 über die zweite Öffnung 25 durch das Ventil 3 und aus den ersten Öffnungen 7 in den ersten Kanal 19 strömen.
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3 und 4 - Das Ventilgehäuse 6 des Ventils 3 weist im Stegbereich 12 mehrere umfangsseitig zu einander benachbarte erste Öffnungen 7 auf, welche umfangsseitig jeweils durch einen Steg 8 begrenzt sind. Durch die jeweilige der Öffnungen 7 ist ein Teil des Kolbens 22 sichtbar. Außerdem ist die zweite Öffnung 25 am Anfang des oberen Abschnitts 26 des Ventilgehäuses 6 sichtbar.
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5 - 5 zeigt ein alternatives Ventilgehäuse 33 mit mehreren in einer oberen Reihe 34 umfangsseitig zueinander benachbarten und durch Stege 8 voneinander getrennten ersten Öffnungen 7 sowie mit einer axial dazu versetzten unteren Reihe 35 weiterer erster Öffnungen 7, welche zusammen in dem Stegbereich 12 ausgebildet sind. Die ersten Öffnungen 7 der unteren Reihe 35 sind umfangsseitig untereinander durch Stege 8 voneinander getrennt sowie von den ersten Öffnungen 7 der oberen Reihe 34 durch weitere Stege 36.
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6 - Stellt einen Blick durch die von dem ersten Bauteil 4 umrandete erste Kanalöffnung 5 auf einen Öffnungsquerschnitt 31 einer ersten Öffnung 7 des Ventilgehäuses 6 sowie auf einen weiteren Öffnungsquerschnitt 32 einer weiteren ersten Öffnung 7 dar. Das Ventilgehäuse 6 ist gegenüber der Kanalöffnung 5 so um die eigene Achse verdreht, dass ein zwischen diesen beiden Öffnungen 7 verlaufender Steg 8 einen Teil des Öffnungsquerschnitt der Kanalöffnung 5 in axialer Richtung und Umfangsrichtung bedeckt. Die größte umfangsseitig gerichtete Stegbreite des Steges 8 zwischen den zwei Öffnungen 7 ist kleiner als die größte in die gleiche Umfangsrichtung umfangsseitig gemessene Kanalöffnungsbreite der Kanalöffnung 5. Durch die Öffnungsquerschnitte 31 und 32 kann deshalb Strömungsmittel in den ersten Kanal 19 strömen. Der Rest der jeweiligen Öffnung 7 ist durch das Bauteil 4 verdeckt.
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7 - Gegenüber der mit 6 gezeigten Anordnung ist das Ventil 3 gegenüber der mit 6 gezeigten Anordnung um die eigene Achse verdreht so gedreht, dass der Öffnungsquerschnitt einer der ersten Öffnungen 7 vollständig der Kanalöffnung 5 gegenüberliegt und die Kanalöffnung links- und rechtsseitig jeweils durch einen Steg 8 abgedeckt ist.
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8 - Das Ventilgehäuse 6 ist gegenüber der Kanalöffnung 5 so um die eigene Achse verdreht, dass der Öffnungsquerschnitt einer ersten Öffnung 7 der Kanalöffnung 5 vollständig frei gegenüberliegt und von einer weiteren ersten Öffnung 7 lediglich ein Spalt 37 als freier Strömungsquerschnitt verbleibt. Ein Steg 8 bedeckt einen Teil der Kanalöffnung 5.
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9 - Mehrere der ersten Öffnungen 7 des mit 5 dargestellten Ventilgehäuses 33 liegen der Kanalöffnung 5 durchlässig gegenüber und mehrere der Stege 8 und 36 bedecken Abschnitte des Strömungsquerschnitts der Kanalöffnung 5.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Mittelachse
- 3
- Ventil
- 4
- Bauteil
- 5
- Kanalöffnung
- 6
- Ventilgehäuse
- 7
- erste Öffnung
- 8
- Steg
- 9
- Vollkreis
- 10
- Außenmantel
- 11
- Bohrung
- 12
- Stegbereich
- 13
- Begrenzungskante der Kanalöffnung
- 14
- Fuge
- 15
- Begrenzungskante der ersten Öffnung bzw. des Steges
- 16
- Begrenzungskante der ersten Öffnung bzw. des Steges
- 17
- Begrenzungskante der Kanalöffnung
- 18
- Innenmantelfläche
- 19
- erster Kanal
- 20
- zweiter Kanal
- 21
- dritter Kanal
- 22
- Kolben
- 23
- Feder
- 24
- Stützelement
- 25
- zweite Öffnung
- 26
- obere Abschnitt
- 27
- untere Abschnitt
- 28
- Ventilsitz
- 29
- Durchgangsöffnungen
- 30
- Strömungsmittel
- 31
- Öffnungsquerschnitt
- 32
- Öffnungsquerschnitt
- 33
- Ventilgehäuse
- 34
- obere Reihe erster Öffnungen
- 35
- untere Reihe erster Öffnungen
- 36
- Steg
- 37
- Spalt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015211599 A1 [0001]
