DE10232044A1 - Überdruckventil in einer Filtereinrichtung - Google Patents

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Klemens Dworatzek
Karlheinz MÜNKEL
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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
    • F16K17/00Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves
    • F16K17/02Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side
    • F16K17/04Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side spring-loaded
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Abstract

Ein Überdruckventil weist einen zwischen zwei Endpositionen verstellbaren Ventilkörper auf, von denen eine erste Endposition der Schließstellung und die zweite Endposition der Öffnungsstellung des Überdruckventils entspricht. Der Ventilkörper ist von einer Ventilfeder in seine Schließposition beaufschlagt. Des Weiteren ist der Ventilkörper in mindestens einer seiner beiden Endpositionen von einer Klemmeinrichtung mit einer quer zu seiner Verstellrichtung wirkenden Klemmkraft beaufschlagt.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Überdruckventil in einer Filtereinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Derartige Überdruckventile finden in Filtereinrichtungen Verwendung, welche für die Filterung eines Gasstromes oder Flüssigkeitsstromes eingesetzt werden. Derartige Filtereinrichtungen enthalten in einem Filtergehäuse ein Filterelement, welches von dem zu reinigenden Medium durchströmt wird. Damit das ein Einströmungshindernis darstellende Filterelement überwunden wird, ist ein Druckabfall über dem Filterelement erforderlich, welcher durch einen relativen Überdruck auf der Rohseite gegenüber der Reinseite des Filterelementes zustande kommt. Um zu verhindern, dass ein unzulässig hoher, relativer Überdruck auf der Rohseite zu einer Zerstörung des anzuströmenden Filterelementes führt, ist im Bereich der Rohseite ein Überdruckventil im Filtergehäuse angeordnet, welches bei einem unzulässig hohen Überdruck öffnet, so dass zumindest ein Teil des zu reinigenden Mediums entweichen kann und der Überdruck abgebaut wird. Das Überdruckventil umfasst einen von einer Ventilfeder in Richtung seiner Schließposition beaufschlagten Ventilkörper, welcher bei einem unzulässig hohen Druck auf der Rohseite des Filterelementes entgegen der Kraft der Ventilfeder in seine Öffnungsposition verstellt wird. Die Öffnungsbewegung des Ventilkörpers läuft entsprechend der Federcharakteristik der Ventilfeder in der Regel linear ab, wobei der über das Überdruckventil entweichende Volumenstrom in Abhängigkeit der Ventilkörperposition zunimmt. Der maximale Volumenstrom durch das Überdruckventil wird in der Öffnungsposition des Ventilkörpers erreicht, die jedoch erst mit zeitlicher Verzögerung nach dem Beginn der Öffnungsbewegung erreicht wird. Diese zeitliche Verzögerung im Druckabbau kann unter Umständen zu Schädigungen in der Filtereinrichtung führen.
  • Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein konstruktiv einfach aufgebautes Überdruckventil zu schaffen, welches insbesondere in einer Filtereinrichtung einzusetzen ist, das sich durch eine mit einfachen Mitteln einstellbare Öffnungscharakteristik auszeichnet.
  • Dieses Problem wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
  • Erfindungsgemäß ist eine dem Überdruckventil zugeordnete Klemmeinrichtung vorgesehen, die den Ventilkörper in mindestens einer seiner beiden Endpositionen mit einer quer zur Verstellrichtung des Ventilkörpers wirkenden Klemmkraft beaufschlagt. Die Klemmkraft hat zur Folge, dass beispielsweise zum Öffnen das Ventil erst oberhalb eines Grenz-Öffnungsdruckes in seine Öffnungsstellung überführt wird, unterhalb dieses Grenz-Öffnungsdruckes dagegen in seiner Schließstellung verbleibt. Dieser Öffnungsdruck liegt auf Grund der die Öffnungsbewegung hemmenden Klemmkraft höher als bei herkömmlichen Ventilen, welche nur über die Kraft der Ventilfeder in ihrer Schließposition gehalten werden. Sobald der erforderliche Grenz-Öffnungsdruck erreicht wird, kann – bei einer entsprechenden Ausführung der Klemmeinrichtung – der Ventilkörper eine definierte, gewünschte Öffnungsbewegung ausführen, insbesondere schlagartig aus der Schließposition in die Öffnungsposition verstellt werden. Die den Ventilkörper in Schließposition beaufschlagende Klemmeinrichtung ermöglicht somit ein einstellbares Öffnungsverhalten des Ventiles. Die Klemmeinrichtung arbeitet hierbei zweckmäßig auf ausschließlich mechanischem Wege, wobei kein aktiv zu steuerndes Stellelement zur Betätigung der Klemmeinrichtung erforderlich ist.
  • Die Klemmeinrichtung beaufschlagt den Ventilkörper insbesondere in dessen Schließposition, wodurch der Öffnungsbewegung des Ventilkörpers ein gewünschtes Bewegungsverhalten aufgeprägt werden kann. Alternativ oder zusätzlich ist es aber auch möglich, dass die Klemmeinrichtung in Öffnungsposition eine Klemmkraft auf den Ventilkörper ausübt, so dass das Schließverhalten des Ventilkörpers beeinflusst werden kann, insbesondere eine schlagartige Schließbewegung realisiert werden kann. Gemäß einer bevorzugten Ausführung beeinflusst die Klemmrichtung den Ventilkörper sowohl in dessen Schließposition als auch in dessen Öffnungsposition.
  • Die Klemmeinrichtung übt zweckmäßig nur in einer bzw. in beiden Endpositionen des Ventilkörpers eine Klemmkraft aus bzw. eine maximale Klemmkraft aus, wohingegen bei der Überführung zwischen den beiden Endpositionen des Ventilkörpers keine oder nur eine verringerte Klemmkraft auf den Ventilkörper einwirkt, um eine schnelle Überführungsbewegung zwischen den Endpositionen zu ermöglichen. Ein derartiges Klemmverhalten wird bevorzugt dadurch erreicht, dass die Klemmeinrichtung bzw. ein Bauteil der Klemmeinrichtung in der betreffenden Endposition des Ventilkörpers eine Raststellung einnimmt, wodurch ein erhöhter Widerstand gegen ein axiales Versetzen des Ventilkörpers aus der betreffenden Endposition gegeben ist. Sobald die Rastposition jedoch verlassen worden ist, fällt der Widerstand weg bzw. wird reduziert, so dass die Überführungsbewegung in die gegenüberliegende Endposition mit geringerem Kraftaufwand und entsprechend höherer Ventilkörpergeschwindigkeit erfolgen kann.
  • Die Raststellung kann zweckmäßig dadurch erreicht werden, dass eine Rastkugel bzw. mehrere Rastkugeln von der Kraft einer Zusatzfeder in eine Rastausnehmung bzw. mehrere Rastausnehmungen beaufschlagt werden. Die Kugeloberfläche stellt hierbei sicher, dass der Widerstand gegen ein Verlassen der Raststellung keinen unerwünscht hohen Wert einnimmt.
  • Die Zusatzfeder ist vorzugsweise am Ventilkörper gehalten und beaufschlagt die Rastelemente in Radialrichtung – quer zur axialen Verstellrichtung des Ventilkörpers – mit der Klemmkraft in die Rastausnehmungen, welche auf der Innenwand der Ventilkörperführung ausgebildet sind. Die Rastelemente befinden sich in Endposition des Ventilkörpers in der Rastausnehmung und werden zum Überführen in die gegenüberliegende Endposition entgegen der Kraft der Zusatzfeder aus der Rastausnehmung herausgehoben. In bevorzugter Ausführung sind zwei separat ausgebildete, axial beabstandete Klemmeinrichtungen am Ventilkörper gehalten, die vorteilhaft jeweils als von einer Zusatzfeder beaufschlagte Rastkugeln ausgeführt sind, welche in den Endpositionen in die zugeordneten Rastausnehmungen einragen. Zweckmäßig befindet sich jedoch nur eine der beiden Klemmeinrichtungen in jeder Endposition in ihrer Klemmstellung bzw. Rastposition.
  • Das Überdruckventil ist bevorzugt in einen Gehäusedeckel eines Filtergehäuses integriert, in welchem ein Filterelement zur Reinigung eines Gas- oder Flüssigkeitsstromes aufgenommen ist. Das Überdruckventil kann auch in einem Abscheider, beispielsweise einem Ölabscheider zur Kurbelgehäuseentlüftung angeordnet sein.
  • Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurengeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
  • 1 eine perspektivische Ansicht einer Filtereinrichtung, in deren Gehäusedeckel ein Überdruckventil angeordnet ist,
  • 2 die Filtereinrichtung in einem Längsschnitt,
  • 3 ein zweiteilig ausgeführter Gehäusedeckel für die Filtereinrichtung, dargestellt in einer schematischen Ansicht,
  • 4 ebenfalls ein zweiteiliger Gehäusedeckel für die Filtereinrichtung, jedoch in einer konstruktiven Darstellung,
  • 5 eine schematische Darstellung eines Überdruckventiles, dessen Ventilkörper in Schließposition des Ventiles von einer Klemmeinrichtung mit einer quer zur Verschieberichtung des Ventilkörpers wirkenden Klemmkraft beaufschlagt wird,
  • 6 ein Überdruckventil in einer modifizierten Ausführung mit zwei separat ausgeführten Klemmeinrichtungen, über die der Ventilkörper des Überdruckventiles sowohl in seiner Schließposition als auch in seiner Öffnungsposition mit einer Klemmkraft beaufschlagt wird.
  • Die in 1 dargestellte Filtereinrichtung 1 weist in einem etwa zylindrischen Gehäuse 2, welches von einem abnehmbaren Gehäusedeckel 3 zu verschließen ist, ein von einem zu reinigenden Medium zu durchströmendes Filterelement auf, wobei das zu reinigende Medium über einen seitlich am Filtergehäuse 2 angeordneten Einlasskanal 4 in Pfeilrichtung 5 in den Innenraum der Filtereinrichtung einführbar ist und nach erfolgter Reinigung das Medium über einen weiteren, seitlich angeordneten Auslasskanal 6 in Pfeilrichtung 7 abgeleitet wird. Das zu reinigende Medium kann gasförmig, gegebenenfalls auch flüssig sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist die Filtereinrichtung 1 als Ölabscheider ausgebildet, in welchem Öltröpfchen aus einem ÖlLuft-Gemisch abgeschieden werden, welches beispielsweise im Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine entsteht, wobei die gereinigte Luft aus dem Kurbelgehäuse abgeleitet und insbesondere einem Ansaugkanal der Brennkraftmaschine zugeführt wird. Es kommt aber auch eine Anwendung in einem Gasfilter oder einem Flüssigkeitsfilter in Betracht.
  • Wie 1 in Verbindung mit 2 zu entnehmen, ist in den Gehäusedeckel 3, welcher im Bereich einer axialen Stirnseite des Filtergehäuses 2 angeordnet ist, ein Überdruckventil 8 integriert, welches mit dem Druck auf der Anströmseite des Filterelementes beaufschlagt wird und im Falle eines Übersteigens eines zulässigen Grenzdruckes in seine Öffnungsposition verstellt wird, so dass das eingeleitete Medium auf der Rohseite das Filtergehäuse verlassen kann und eine Überlastung verhindert wird.
  • Auf der Reinseite der Filtereinrichtung befindet sich im Bereich des Auslasskanals 6 ein Druckregulierungsventil 9, über das verhindert werden soll, dass im Kurbelgehäuse ein zu hoher Unterdruck entsteht. Hier muss immer ein relativ geringer Unterdruck herrschen, welcher sich in einem sehr kleinen Druckfenster bewegt. Bei einem sehr hohen Unterdruck auf der Saugrohrseite würde sich dieser entgegen der Ausströmrichtung 7 über das im Normalfall offene Druckregulierventil 9 entgegen der Einströmrichtung 5 bis in das Kurbelgehäuse fortpflanzen. Das Druckregulierventil 9 befindet sich für den Fall, dass auf der Reinseite ein relativer Unterdruck, welcher sich innerhalb des gewünschten Druckfensters befindet, gegenüber der Außenseite der Filtereinrichtung 1 besteht, in Öffnungsposition. Dieses wird durch eine Voreinstellung des Druckregulierventils 9 mittels der Ventilfeder 23 (5) erzielt. Übersteigt der relative Unterdruck gegenüber dem Druck auf der Außenseite der Filtereinrichtung 1 jedoch die diesem Druck entgegen wirkende Vorspannkraft der Ventilfeder 23, wird das Druckregulierventil in seine Schließposition überführt.
  • Wie der Schnittdarstellung gemäß 2 weiterhin zu entnehmen, wird das zu reinigende Medium über den Einlasskanal 4 in das Innere des Filtergehäuses 2 eingeleitet, in welchem sich ein zylindrisches Filterelement 11 befindet, dessen radiale Innenseite die Anströmseite bildet und von dem zu reinigenden Fluid radial von innen nach außen durchströmt wird. Im Falle eines Abscheiders werden die abgeschiedenen Öltröpfchen auf der radialen Innenseite des Filterelementes 11 nach unten abgeleitet. Die gereinigte Luft passiert das Filterelement radial von innen nach außen, wird in einem das Filterelement 11 radial umgreifenden Ringraum gesammelt und nach dem Passieren des Druckregulierungsventiles 9 nach außen abgeleitet.
  • Im Bodenbereich befindet sich im Innenraum des Filterelementes 11 ein Bypassventil 10, welches bei Übersteigen eines Mindestdruckes in seine Öffnungsposition überführt wird, woraufhin die abgeschiedenen Öltröpfchen nach unten abgeleitet und über einen konisch zulaufenden Bereich des Filtergehäuses 2 sowie einen Austrag 12 abgeleitet werden.
  • Die 3 und 4 zeigen einen Gehäusedeckel 3 in einer modifizierten Ausführung. Der Gehäusedeckel 3 ist zweiteilig aufgebaut und umfasst einen Innendeckel 13 sowie einen Außendeckel 14. Der Innendeckel 13 ist in eine Gehäuseöffnung 15 des Filtergehäuses 2 eingesetzt, wobei auf der Außenseite des Innendeckels 13 ein Dichtring 16 gehalten ist, der an der Innenwand der Gehäuseöffnung 15 dichtend anliegt. Der Außendeckel 14 liegt näherungsweise parallel zum Innendeckel 13 und übergreift die Gehäuseöffnung 15, so dass die Innenseite eines zylindrischen Wandabschnitts des Außendeckels 14 benachbart zur Außenwand der Gehäuseöffnung 15 liegt. Der Außendeckel 14 ist mit der Wandung der Gehäuseöffnung 15 über eine Verschlusseinrichtung 17 verbunden. Der Innendeckel 13 ist Träger des Überdruckventiles 8, welches in Öffnungsposition einen Strömungsweg durch den Innendeckel 13 in einen Abströmweg 18 hinein freigibt, welcher zwischen dem Innendeckel 13 und dem Außendeckel 14 gebildet ist. Der Strömungsweg 18 kommt insbesondere dadurch zustande, dass Innendeckel 13 und Außendeckel 14 auf Abstand zueinander liegen, wodurch ein etwa tellerförmiger Strömungsraum gebildet ist, der sich im Wesentlichen über die Stirnseite von Innendeckel und Außendeckel erstreckt. Es kann gegebenenfalls aber auch zweckmäßig sein, im Bereich der Außenseite des Innendeckels 13 und/oder im Bereich der Innenseite des Außendeckels 14 Strömungsnuten für den abzuleitenden Überdruck aus dem Inneren des Filtergehäuses 2 vorzusehen.
  • Das bei geöffnetem Überdruckventil 8 in den Abströmweg 18 einfließende Medium wird radial nach außen geführt und verlässt den Strömungsweg 18 zwischen Innendeckel 13 und Außendeckel 14 über axiale Strömungsspalte, welche zwischen der Außenwand der Gehäuseöffnung 15 und der Innenseite des zylindrischen Abschnittes des Außendeckels 14 gebildet sind.
  • Wie im Einzelnen 4 zu entnehmen, ist die Verschlusseinrichtung 17, über die der Außendeckel 14 mit der Wandung der Gehäuseöffnung 15 verbunden ist, als Verschlussgewinde ausgeführt. Das Verschlussgewinde weist Abschnitte unterschiedlicher Gewindesteigung auf, wobei in einem Bereich benachbart zur Verschlussposition des Außendeckels 14, der in 4 durch den unteren Teil des Gewindes auf der Außenwand des Gehäusedeckels gebildet ist, sich der Abschnitt geringerer Steigung befindet und im Bereich der axialen Stirnseite der Gehäuseöffnung ein Abschnitt mit größerer Gewindesteigung angeordnet ist. Dies führt dazu, dass bei einem Aufsetzen des Außendeckels 14 auf das Verschlussgewinde zu Beginn der Schließbewegung aufgrund der großen Gewindesteigung zunächst eine verhältnismäßig große axiale Verschiebung entlang der Filterlängsachse 19 in Richtung Verschlussposition erzielt wird, wohingegen bei Erreichen des Abschnittes geringerer Steigung und Annäherung an den Dichtsitz bzw. die Verschlussposition des Außendeckels 14 sich eine langsamere axiale Verschiebung des Außendeckels einstellt, wodurch insbesondere bei einem manuellen Festziehen des Gehäusedeckels mehr bzw. eine besser dosierbare Kraft zum Erreichen des Dicht sitzes zur Verfügung steht.
  • In das Verschlussgewinde können axiale Strömungsnuten eingebracht sein, um ein hindernisfreies Abströmen des Fluids im Abströmraum bzw. Abströmweg 18 zu ermöglichen.
  • Zusätzlich zu der Verschlusseinrichtung 17 zwischen Wandung der Gehäuseöffnung 15 und Außendeckel 14 ist eine Rasteinrichtung 20 vorgesehen, die zwischen Innendeckel 13 und Außendeckel 14 angeordnet ist und eine in Achsrichtung formschlüssige Verrastung zwischen Innen- und Außendeckel ermöglicht. Die Rasteinrichtung 20 umfasst einen bzw. mehrere Rastnocken, welche zweckmäßig auf der außen liegenden Umfangsseite des Innendeckels 13 angeordnet ist, sowie eine Rastnut, die am Innenmantel des Außendeckels 14 eingebracht ist. Die Rasteinrichtung 20 erlaubt in Achsrichtung eine formschlüssige Verbindung zwischen Innendeckel und Außendeckel. Zweckmäßig wird die Rastposition erst bei Erreichen des Dichtsitzes erreicht. Weiterhin kann es vorteilhaft sein, zur Realisierung eines Bajonettverschlusses mit einer hintereinander auszuführenden axialen Verschiebe- und rotatorischen Drehbewegung die Rastnocken auf der Außenseite des Innendeckels 13 nicht durchgehend umlaufend, sondern mit zwischenliegenden Abständen auszuführen, indem beispielsweise im 120°-Winkel verteilt drei einzelne Rastnocken angeordnet sind, denen entsprechend ausgeführte Rastnutabschnitte am Außendeckel zugeordnet sind. Die Rasteinrichtung 20 stellt eine zusätzliche Sicherung gegen ein unbeabsichtigtes Lösen des Gehäusedeckels dar.
  • Wie 4 weiterhin zu entnehmen, ist der Dichtring 16 in eine umlaufende Dichtnut 21 an der Außenseite des Innendeckels 13 eingesetzt. Die Aufteilung des Gehäusedeckels 3 in zwei separate Deckelteile bietet den Vorteil einer funktionalen Trennung zwischen Innendeckel und Außendeckel. Der Innendeckel 13 ist Träger des Dichtringes 16, dem Außendeckel 14 kommt dagegen die Funktion zu, beide Deckelteile am Filtergehäuse 2 zu arretieren und außerdem das Überdruckventil 8 vor Verschmutzung zu schützen. Diese Funktionsteilung bietet außerdem den Vorteil, dass der Dichtring beim Öffnen und Schließen des Deckels nicht verdreht wird, sondern lediglich gemeinsam mit dem Innendeckel 13 in Richtung der Längsachse 19 translatorisch verschoben werden muss. Da der Dichtring 16 insbesondere nach einem längeren Einsatz in seiner Dichtposition mit der anliegenden Innenwand der Gehäuseöffnung 15 verkleben kann, sind für ein translatorisches, axiales Entfernen des Innendeckels geringere Kräfte erforderlich als dies bei einer Drehbewegung der Fall wäre. Hierdurch wird der Dichtring geschont und eine Beschädigung beim Einsetzen und Herausnehmen vermieden. Zudem bietet die Zweiteilung des Gehäusedeckels 3 den Vorteil, dass der zwischenliegender Abströmweg 18 mit geringem konstruktivem Aufwand herzustellen ist, über den der bei geöffnetem Ventil 8 aus dem Gehäuseinneren entweichende Überdruck nach außen abgeleitet werden kann.
  • Der Innendeckel 13, der Außendeckel 14, die Verschlusseinrichtung 17 und die Rasteinrichtung 20 können jeweils aus Kunststoff gefertigt sein.
  • In 5 ist eine besondere Ausgestaltung eines Überdruckventiles 8 dargestellt. Das Überdruckventil 8 besitzt einen Ventilkörper 22, welcher in Verstellrichtung 26 axial in einer Ventilkörperführung 27 zwischen der in 5 dargestellten Schließstellung und einer angehobenen Öffnungsstellung zu verstellen ist, wobei die Ventilkörperführung 27 in einem Gehäuseteil 25 ausgebildet ist. Der Ventilkörper 22 wird über eine Ventilfeder 23, welche an einem fest mit dem Ventilkörper 22 verbundenen Ventilteller 24 abgestützt ist, in seine Schließposition beaufschlagt. Bei einem im Inneren des Gehäuses wirkenden Überdruck, welcher die Schließkraft der Ventilfeder 23 übersteigt, wird der Ventilkörper 22 in seine Öffnungsposition verstellt, so dass der Überdruck entweichen kann.
  • Zur Beeinflussung der Federcharakteristik und des Öffnungs- bzw. Schließverhaltens ist das Überdruckventil 8 mit einer Klemmeinrichtung 28 versehen, welche den Ventilkörper 22 mit einer Klemmkraft beaufschlagt, die gemäß Pfeilrichtung 29 quer zur Verstellrichtung 26 in Radialrichtung verläuft und den Ventilkörper 22 in der Ventilkörperführung 27 festklemmt. Die Klemmeinrichtung 28 ist fest mit dem Ventilkörper 22 verbunden und umfasst eine Zusatzfeder 30, die insbesondere als Druckfeder ausgeführt ist und deren Federwirkung in Pfeilrichtung 29 verläuft. Die Zusatzfeder 30 ist an ihren beiden axialen Stirnseiten mit Rastkugeln 31 verbunden, welche durch die Kraft der Zusatzfeder radial nach außen mit einer Klemmkraft beaufschlagt werden und in Rastausnehmungen 32 eingepresst werden, die in der Innenwand der Ventilkörperführung 27 ausgebildet sind und zweckmäßig an die Form der Rastkugeln 31 angepasst sind. Die Klemmeinrichtung 28 befindet sich in der Schließposition des Ventilkörpers 22 in ihrer Raststellung, so dass für ein Überführen des Überdruckventiles 8 in die Öffnungsstellung ein höherer Überdruck erforderlich ist als bei Ausführungen ohne Klemmeinrichtung 28. Die Höhe des zusätzlich erforderlichen Druckes zum Lösen der Klemmeinrichtung 28 und Überführen des Ventiles in die Öffnungsposition kann über die Kraft der Zusatzfeder 30 sowie die Geometrie der von der Zusatzfeder beaufschlagten Rastelemente und die Geometrie der Rastausnehmungen beeinflusst werden.
  • Nachdem der Grenzdruck erreicht worden ist, oberhalb dem das Ventil in die Öffnungsstellung überführt wird, werden zunächst auf Grund der axialen Stellbewegung des Ventilkörpers in Richtung Öffnungsposition die Rastkugeln 31 entgegen der Kraft der Zusatzfeder 30 nach innen gedrückt und liegen bei einem Fortschreiten der Öffnungsbewegung an der Innenwand der Ventilkörperführung 27 an. Die Klemmkraft, die von der Klemmeinrichtung im zwischenliegenden Überführungsabschnitt zwischen Schließ- und Öffnungsposition auf die Innenwand der Ventilkörperführung ausgeübt wird, ist deutlich geringer als die Klemmkraft in der Schließposition des Ventiles, da in Klemmposition die Klemmeinrichtung eine formschlüssige Raststellung einnimmt, im zwischenliegenden Überführungsabschnitt dagegen nur an der Innenwand entlang gleitet. Zusätzlich ist zu berücksichtigen, dass in Ruhestellung des Ventilkörpers zunächst eine höhere Haftreibung zwischen den von der Zusatzfeder beaufschlagten Rastelementen und den Rastausnehmungen zu überwinden ist, wohingegen bei einer Bewegung des Ventilkörpers nur eine geringere Gleitwirkung zwischen den nach außen gedrückten Rastelementen und der Innenwand der Ventilkörperführung wirkt.
  • Dieser starke Abfall der Klemmkraft verändert die Gesamtfedercharakteristik und das Öffnungsverhalten des Ventiles. Der Ventilkörper ist gegenüber Ausführungen aus dem Stand der Technik mit höherer Überführungsgeschwindigkeit von der Schließposition in die Öffnungsposition zu überführen. Das Ventil kann schlagartig in die Öffnungsposition verstellt werden.
  • Auch im Ausführungsbeispiel nach 6 ist ein Überdruckventil 8 dargestellt, welches sich in seiner Schließposition befindet und axial in Verstellrichtung 26 zwischen Schließ- und Öffnungsposition zu verstellen ist. Das Ventil besitzt wie dasjenige des vorherigen Rusführungsbeispieles eine Klemmeinrichtung 28, über die der Ventilkörper 22 in Schließposition mit einer quer zur Verstellrichtung 26 liegenden Klemmkraft gemäß Pfeilrichtung 29 beaufschlagt wird. Des Weiteren ist eine zweite Klemmeinrichtung 33 vorgesehen, die entsprechend wie die erste Klemmeinrichtung 28 aufgebaut ist und eine weitere Zusatzfeder 34 und von der Zusatzfeder 34 beaufschlagte, axiale Rastkugeln 35 umfasst. Die Rastkugeln 35 greifen in Öffnungsposition des Ventiles in Rastausnehmungen 36 ein, die in der Innenwand der Ventilkörperführung 27 ausgebildet sind. Auf diese Weise befin det sich der Ventilkörper 22 sowohl in seiner Schließposition als auch in seiner Öffnungsposition jeweils in einer Raststellung, aus der eine Überführung in die jeweils gegenüberliegende Endposition nur mit einem erhöhten Kraftaufwand möglich ist, verglichen mit Ausführungen ohne Klemmeinrichtungen. Die Schließbewegung des Ventiles wird hierbei durch die Kraft der Ventilfeder 23 unterstützt. Sobald der Überdruck im Gehäuseinneren einen Grenzwert unterschreitet, reicht die Kraft der Ventilfeder aus, den Ventilkörper 22 gegen den verbleibenden Überdruck im Gehäuseinneren und gegen die Klemmkraft der zweiten Klemmeinrichtung 33 axial in Richtung seiner Schließposition zu verstellen. Analog zur Öffnungsbewegung kann mit Hilfe der zweiten Klemmeinrichtung 33 ein schlagartiges Schließen des Ventiles erreicht werden, da die Klemmkraft schlagartig reduziert wird, sobald die Rastkugeln 35 der zweiten Klemmeinrichtung 33 aus ihrem Sitz in den Rastausnehmungen 36 herausgehoben werden.

Claims (13)

  1. Überdruckventil, insbesondere in einer Filtereinrichtung (1), das einen zwischen zwei Endpositionen verstellbaren Ventilkörper (22) aufweist, wobei eine erste Endposition einer Schließstellung und die zweite Endposition der Öffnungsstellung des Überdruckventils (8) entspricht, mit einer Ventilfeder (23), die den Ventilkörper (22) in seine Schließposition beaufschlagt, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (22) in mindestens einer seiner beiden Endpositionen von einer Klemmeinrichtung (28) mit einer quer zu seiner Verstellrichtung (26) wirkenden Klemmkraft (Pfeilrichtung 29) beaufschlagt ist.
  2. Überdruckventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmeinrichtung (28) eine Zusatzfeder (30) umfasst, die den Ventilkörper (22) an der Innenwand einer Ventilkörperführung (27) abstützt.
  3. Überdruckventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzfeder (30) am Ventilkörper (22) gehalten ist.
  4. Überdruckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmeinrichtung (28) in der Endposition des Ventilkörpers (22) eine Raststellung einnimmt.
  5. Überdruckventil nach Anspruch 2 oder 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Schließposition des Ventilkörpers (22) die Zusatzfeder (30) zumindest ein Rastelement (Rastkugel 31) in eine Rastausnehmung (32) drückt.
  6. Überdruckventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement als Rastkugel (31) ausgebildet ist.
  7. Überdruckventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwei auf gegenüberliegenden Seiten der Zusatzfeder (30) liegende Rastkugeln (31) vorgesehen sind.
  8. Überdruckventil nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzfeder (30) als Druckfeder ausgebildet ist.
  9. Überdruckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmeinrichtung (28) in Schließposition den Ventilkörper (22) mit der Klemmkraft (Pfeilrichtung (29) beaufschlagt.
  10. Überdruckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmeinrichtung (33) in Öffnungsposition den Ventilkörper (22) mit der Klemmkraft (Pfeilrichtung 29) beaufschlagt.
  11. Überdruckventil nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Klemmeinrichtungen (28, 33) vorgesehen sind, von denen jeweils eine Klemmeinrichtung der Schließposition und der Öffnungsposition des Ventilkörpers (22) zugeordnet ist.
  12. Überdruckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Überdruckventil (8) in einen Gehäusedeckel (3) des Filtergehäuses (2) integriert ist.
  13. Überdruckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Überdruckventil (8) mit dem Druck auf der Anströmseite des Filterelements (11) beaufschlagbar ist.
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