DE10259884A1 - Ventil - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein hydraulisch oder pneumatisch angesteuertes Sitzventil, insbesondere ein Überdruckventil, mit einem in einem Grundteil ausgebildeten Ventilsitz, der mit einer Dichtfläche eines Ventilkörpers zusammenwirkt, der in einem Haubenteil verschiebbar gelagert ist, wobei Grundteil und Haubenteil miteinander verbunden sind.
- Ein derartiges Ventil ist bspw. aus der
EP 0 463 289 B1 bekannt. Ein solches Ventil weist ein Grundteil aus Aluminium sowie ein Haubenteil aus Kunststoff auf. Das Grundteil und das Haubenteil sind über eine Bördelverbindung miteinander verbunden. Hierfür weist das Grundteil aus Aluminium einen umlaufenden Bördelrand auf, der um einen Randabschnitt des Haubenteils herum gebördelt ist. - Aus der
DE 201 08 856 U1 ist ein gattungsgemäßes Ventil bekannt, dessen Grundteil und Haubenteil über eine Rastverbindung miteinander verbunden sind. - Die bekannten Ventile können bspw. in einem Ölfiltergehäuse angeordnet sein, um ein Filterumgehungsventil zu bilden. Bei zugesetztem Ölfilter öffnet das Ventil, so dass ungefiltertes Öl ohne Filterung von der Roh- zur Reinseite des Filters gelangt. Somit ist sichergestellt, dass auch bei zugesetztem Ölfilter ein angeschlossenes Aggregat wie z.B. eine Verbrennungskraftmaschine mit Öl versorgt werden kann.
- Die Montage der durch einen Einpressvorgang in ein Gehäuse eingesetzten Ventile gestaltet sich jedoch als schwierig. Es ist insbesondere problematisch, eine gleichbleibende Qualität des Einpressvorgangs und eine positionsgenaue Montage des Ventils in das Gehäuse unter Großserienbedingungen zu gewährleisten. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Montage eines gattungsgemäßen Ventils zu vereinfachen und einen dauerhaft positionsgenauen Einbau des Ventils in ein Gehäuse zu ermöglichen.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Grundteil einen nach radial außen weisenden, zumindest abschnittsweise umlaufenden Kragen aufweist, mit dem das Sitzventil an einem weiteren Bauteil, insbesondere an einem Gehäuse, durch eine Schweißverbindung befestigbar ist.
- Die Anordnung eines Kragens am Grundteil hat den Vorteil, dass eine zuverlässige Verbindung zwischen dem Sitzventil und einem weiteren Bauteil, beispielsweise einem Gehäuse, besonders einfach herstellbar ist. Der vorgeschlagene Kragen kann einstückig mit dem Grundteil ausgebildet sein und beispielsweise im Spritzgießverfahren zusammen mit dem Grundteil hergestellt werden. Durch die Anlage des Kragens an einem Abschnitt des Bauteils, an oder in dem das Ventil montiert werden soll, wird eine exakte geometrische Bezugsebene gebildet. Somit ist sichergestellt, dass das Ventil gegenüber einem Bauteil eine definierte Lage einnimmt und positionsgenau befestigbar ist. Auch die automatisierte Zuführung des Ventils zu einem Bauteil wird erleichtert, da das Ventil zunächst lose in das Bauteil eingesetzt werden kann und nicht gleichzeitig unter Kraftaufwand in eine Bauteilöffnung gezwängt werden muss, wie es zum Beispiel bei der
DE 201 08 856 U1 der Fall ist. Vielmehr kann das Ventil zunächst exakt positioniert werden, bevor es mit dem entsprechenden Bauteil verbunden wird. - Durch die Befestigung des Ventils mit Hilfe einer Schweißverbindung ist ein besonders zuverlässiger und dauerhafter Halt des Ventils an oder in seinem Einbauort gewährleistet. Außerdem sind die prozessrelevanten Parameter bei einem Schweißvorgang leichter kontrollierbar als bei einem Einpressvorgang.
- Bei Verwendung von Kunststoff für Grundteil, Haubenteil und Ventilkörper ist eine besonders einfache und preisgünstige Herstellung der einzelnen Komponenten möglich. Darüber hinaus gestaltet sich die Entsorgung und/oder das Recycling des erfindungsgemäßen Sitzventils als einfach und effektiv.
- Vorteilhafter Weise sind das Grundteil und das Haubenteil sowie der Ventilkörper aus dem selben Kunststoff gebildet. Hierdurch ist gewährleistet, dass die genannten Bauelemente des Sitzventils einheitliche Eigenschaften aufweisen, was beispielsweise im Hinblick auf die Wärmeausdehnung bei Einsatz in hoch temperierten Umgebungen wichtig ist. Beispielsweise bestehen das Grundteil, das Haubenteil und der Ventilkörper aus einem hydrolyse- und ölbeständigen Polyamid. Durch Verwendung des gleichen Kunststoffs wird außerdem die Entsorgung bzw. das Recycling des Sitzventils erleichtert.
- Vorteilhafterweise weist der Kragen eine Ringfläche auf. Mit dieser Ringfläche wird ein Anschlag gebildet, der mit einer entsprechenden Aufnahme bspw. in einem Gehäuse zusammenwirken kann, so dass die Einbaulage des Sitzventils exakt definiert ist. Die Ausgestaltung des Kragens als Ringfläche ist für die Ausbildung einer fluiddichten Verbindung bspw. zu einem Gehäuse besonders vorteilhaft.
- In ganz besonders vorteilhafter Weise sind das Grundteil und/oder das Haubenteil im wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet. Bei Verwendung eines am Grundteil befestigten Kragens, der entsprechend der Rotationssymmetrie des Grundteils als Ringfläche ausgebildet ist, kann das Sitzventil mit seinem Kragen durch Rotationsschweißen mit einem weiteren Bauteil verbunden werden. Hierdurch ist eine besonders zuverlässige und einfache Verbindung zwischen Sitzventil und beispielsweise einem Gehäuse möglich.
- In Ausgestaltung der Erfindung weist der Kragen zur Realisierung der Schweißverbindung eine Verdickung auf. Der Kragen dient also nicht nur zur geometrischen Positionierung des Sitzventils, sondern auch als Materialspeicher für die Herstellung der Schweißverbindung zur Befestigung des Sitzventils an einem weiteren Bauteil. Beispielsweise ist das weitere Bauteil ebenfalls aus Kunststoff gebildet, vorzugsweise aus dem selben Kunststoff wie das Grundteil, so dass eine Verbindung zwischen dem Kragen des Grundteils und dem weiteren Bauteil durch einen Schweißvorgang ohne Einsatz von Zusatzmaterial erfolgen kann. Geeignete Schweißverfahren sind beispielsweise das Vibrations-, Rotations-, Ultraschall- oder Laserschweißverfahren.
- In Ausgestaltung der Erfindung weist das Haubenteil sich parallel zur Anströmrichtung des Sitzventils erstreckende Rastabschnitte auf, wobei die der Anströmrichtung zugewandten Stirnseiten der Rastabschnitte angeschrägt sind und die der Anströmrichtung abgewandten Stirnseiten senkrecht zur Anströmrichtung orientiert sind. Durch die vorgeschlagene Ausführung der Rastabschnitte ist gewährleistet, dass der Fügevorgang zwischen Grund- und Haubenteil vereinfacht wird, da die ansgeschrägten Stirnseiten der Rastabschnitte ein allmähliches Aufweiten der mit den Rastabschnitten verbundenen Abschnitte des Haubenteils während des Fügevorgangs mit dem Grundteils erlauben. Durch die senkrechte Orientierung der der Anströmrichtung abgewandten Stirnseiten ist ein Hinterschnitt erzeugt, der ein Lösen des Haubenteils vom Grundteil zuverlässig verhindert.
- In Ausgestaltung der Erfindung weist das Grundteil einen sich nach radial außen erstreckenden, zumindest abschnittsweise umlaufenden Steg auf, der mit den senkrecht zur Anströmrichtung orientierten Stirnseiten der Rastabschnitte des Haubenteils zusammenwirkt. Dieser Steg bildet das Gegenstück zu dem eben beschriebenen Hinterschnitt der Rastabschnitte, so dass ein Lösen des Haubenteils vom Grundteil vermieden wird.
- Vorteilhafter Weise weisen das Grundteil und Haubenteil einander zugewandte Kontaktflächen auf, die im wesentlichen senkrecht zur Anströmrichtung des Sitzventils orientiert sind. Diese Kontaktflächen gewährleisten, das Grund- und Haubenteil exakt zueinander positioniert werden können, so dass die Außenabmessungen des Sitzventils nur in einem sehr engen Toleranzbereich variieren können. Durch die zueinander parallelen Kontaktflächen, die am Grundteil beispielsweise durch einen entsprechend geformten Absatz und am Haubenteil beispielsweise durch zu den Rastabschnitten benachbarte Wandabschnitte gebildet sein können, ist gewährleistet, dass Grund- und Haubenteil über einen größeren Kontaktbereich aneinander anliegen können. Dies gewährleistet, dass Grund und Haubenteil auch bei Druckbelastungen von außen in einer durch die Kontaktflächen definierten Relativlage bleiben und ein Setzvorgang vermieden wird.
- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das Grundteil Rastaufnahmen für die Rastabschnitte des Haubenteils auf, wobei die Aufnahmen aus Wandabschnitten gebildet sind, die eine bereits beschriebene Kontaktfläche umfassen, sich daran anschließende an die Form der Rastabschnitte angepasste Flankenflächen sowie eine sich daran anschließende Stegfläche eines weiter oben beschriebenen Stegs, die den senkrecht zur Anströmrichtung orientierten Stirnseiten der Rastabschnitte zugewandt ist. Durch die Kontaktfläche, die Flankenflächen und die Stegfläche wird also ein Aufnahmeraum für die Rastabschnitte des Haubenteils gebildet. Dieser Aufnahmeraum ist der Geometrie der Rastabschnitte angepasst, so dass eine besonders zuverlässige und stabile Verbindung zwischen Grund- und Haubenteil erzeugt wird. Durch die ineinander übergehenden Wandabschnitte des Aufnahmeraums werden schroffe Materialsprünge vermieden, was für die Herstellung des Grundteils im Spritzgießverfahren vorteilhaft ist.
- Nach einer zusätzlichen Weiterbildung der Erfindung weist das Haubenteil einen nach radial innen zurückgesetzt angeordneten, zumindest abschnittsweise umlaufenden Absatz auf, der zur Anlage an ein weiteres Bauteil, insbesondere an ein Gehäuse, geeignet ist. Durch den Absatz kann. das Haubenteil gegenüber dem weiteren Bauteil exakt positioniert werden. Somit ist die exakte Positionierung des Haubenteils trotz der notwendiger Weise mit Toleranzen behafteten Rastverbindung mit dem Grundteil des Sitzventils möglich.
- Vorteilhafter Weise ist der Absatz zwischen einem anströmseitigen und einem abströmseitigen Haubenteilabschnitt angeordnet, wobei das Außenmaß des anströmseitigen Haubenteils größer ist als das Außenmaß des abströmseitigen Haubenteils.
- Durch diese besonderes Ausführungsform wird die Ventilhaube bei Anliegen einer Fluidströmung, die auf den im Haubenteil verschiebbar gelagerten Ventilkörper wirkt, über den Absatz an einem weiteren Bauteil gesichert. Somit wird die durch den Fluidfluss erzeugte Kraft nach Übertragung auf den Ventilkörper und das Haubenteil bereits durch den Absatz in das Gehäuse abgeleitet. Eine Ableitung der Kräfte über die Rastabschnitte des Haubenteils und ggf. über die Rastaufnahmen des Grundteils sowie das Grundteil erfolgt nicht, wodurch insbesondere die Rastverbindung entlastet wird. Die Rastverbindung kann dementsprechend klein dimensioniert und ausgebildet sein. Dies hat den Vorteil, dass Material eingespart werden kann und Grund- und Haubenteil einfach und ohne hohen Kraftaufwand miteinander verrastbar sind.
- Für eine zuverlässige Ableitung der entstehenden Kräfte ist es vorteilhaft, dass der Absatz zumindest abschnittsweise eine Ringfläche bildet, die senkrecht zur Anströmrichtung des Sitzventils orientiert ist. Durch diese Anordnung ist außerdem gewährleistet, dass die Lage des Haubenteils besonders exakt gegenüber einem weiteren Bauteil definiert ist.
- Eine zusätzliche Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Ventilkörper in einer im Haubenteil ausgebildeten, stirnseitig offenen zylindrischen Führung geführt ist. Eine solche Führung ist im Prinzip bereits aus der eingangs genannten
EP 0 463 289 B1 bekannt. Jedoch ist die dort vorgesehene zylindrische Führung geschlossen, wodurch sich im Fluid befindliche Schmutzpartikel ansammeln können. Eine solche Ansammlung wird durch offene Ausbildung der zylindrischen Führung wirksam vermieden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Sitzventil als Überdruckventil in Ölfilteranordnungen eingesetzt ist. - Vorteilhafter Weise ist die Außenkontur des Grundteils und des Haubenteils wenigstens in dem Bereich, in dem ihre Kontaktflächen aneinander liegen, zylindrisch. Durch diese Ausführung kann das Sitzventil besonders einfach in ein weiteres Bauteil, also beispielsweise in eine zylindrische Aufnahme eines Gehäuse eingesetzt werden.
- Es ist weiterhin vorteilhaft, benachbart zum Ventilsitz am oder im Grundteil entlang eines Kreisumfangs angeordnete Führungselemente für den Ventilkörper vorzusehen. Durch die bspw. als Vorsprünge ausgebildeten Führungselemente kann der Ventilkörper nach Auslenkung durch einen erhöhten Fluiddruck wieder zuverlässig in seine Ruhelage zurückgebracht werden. Zur Unterstützung dieses Vorgangs können an den Vorsprüngen auf der zum Ventilkörper gewandten Seite Führungsschrägen vorgesehen sein.
- Es sind mindestens drei Führungselemente erforderlich, die insgesamt einen Winkel von mehr als 180 Grad einschließen. Optimal sind 4 bis 8 Führungselemente, die gleichmäßig um den Ventilkörper herum angeordnet sind. Zur Vermeidung von Strömungsverlusten ist es vorteilhaft, dass zwischen den Führungselementen Freiräume angeordnet sind. Vorteilhafterweise erstrecken sich die Führungselemente in Strömungsrichtung um wenigstens den Betrag, der dem maximalen Hub des Ventilkörpers entspricht.
- Die Erfindung betrifft auch eine Anordnung, umfassend ein Sitzventil und ein Bauteil, an dem oder in dem das Sitzventil angeordnet ist, wobei das Sitzventil und das Bauteil unlösbar miteinander verschweisst sind. Durch eine solche Anordnung kann eine vormontierte Baugruppe hergestellt werden, die einem weiteren Montagevorgang als Einheit zur Verfügung gestellt werden kann. Vorteilhafterweise findet als Sitzventil ein erfindungsgemäßes, im Vorherigen beschriebenes Sitzventil Verwendung.
- Als Schweißverfahren eignen sich die bereits genannten Vibrations-, Rotations-, Ultraschall- oder Laserschweißverfahren. Durch die genannten Verfahren kann eine fluiddichte Verbindung zwischen dem Grundteil des Sitzventils und einem weiteren Bauteil hergestellt werden. Hierdurch wird vermieden, dass ein Fluid am Sitzventil vorbei strömen oder lecken kann. Es ist also gewährleistet, dass ein Fluidfluss durch die Abdichtung zwischen Ventilkörper und Ventilsitz vollständig unterbrochen werden kann. Bei eingepressten Ventilen wie bei der
DE 201 08 856 U1 können insbesondere aufgrund von hohen Temperaturänderungen Undichtheiten zwischen den verpressten Teilen auftreten. - Eine zuverlässige Funktion des Sitzventils und ein Vermeiden von Leckströmen ist auch dann wichtig, wenn das mit dem Sitzventil verbundene Bauteil als Gehäuse, Mittelrohr oder Deckel insbesondere eines Ölfilters, wie er bspw. in der
DE 195 02 020 C2 beschrieben ist, ausgebildet ist. Durch die Schweißverbindung kann eine solche Leckage wirksam vermieden werden. - In Ausgestaltung der Erfindung weist das Bauteil eine Aufnahme auf, in die das Sitzventil in einer Vormontageposition lose einsetzbar ist. Eine solche Aufnahme ermöglicht eine zuverlässige Definition der Relativlage zwischen Sitzventil und dem weiteren Bauteil. Durch das zumindest teilweise Ineinandersetzen von Sitzventil und Bauteil kann außerdem eine besonders kompakte Einneit erzeugt werden.
- Es ist vorteilhaft, dass die Aufnahme einen Anlageabschnitt zur Anlage des weiter oben. beschriebenen Kragens des Sitzventils aufweist. Dieser Anlageabschnitt stellt also das Gegenstück zu dem an dem Grundteil des Sitzventils angeordneten Kragen dar. Bei der Vormontage des Ventils liegt der Kragen zunächst lose auf dem Anlageabschnitt auf, bevor der Kragen und der Anlageabschnitt miteinander verschweißt werden. Hieraus ergibt sich, dass der Kragen auch weitgehend eben ausgeführt werden kann und ein Materialüberschuss (bspw. in Form einer Verdickung) zur Herstellung einer Schweißverbindung zwischen Grundteil und beispielsweise einem Gehäuse auch auf dem Anlageabschnitt des Gehäuses vorgesehen sein kann.
- Es ist außerdem vorteilhaft, dass die Aufnahme eine Stufe aufweist, die mit dem am Haubenteil vorgesehenen Absatz zusammenwirkt. Hierdurch ist die zuverlässige Positionierung des Haubenteils im Gehäuse gewährleistet.
- Es ist vorteilhaft, dass der Anlageabschnitt und die Stufe zur Anströmrichtung des Sitzventils senkrechte Flächen aufweisen, die parallel zu den Kontaktflächen des Grundteils und des Haubenteils des Sitzventils angeordnet sind. Durch diese Ausführung können in den Absatz des Haubenteils eingeleitete Kräfte über die Kontaktfläche des Haubenteils auf die Kontaktfläche des Grundteils und weiter auf den Anlageabschnitt eines Gehäuses übertragen werden. Durch die zueinander parallelen Flächen, die alle senkrecht zur Anströmrichtung des Sitzventils angeordnet sind, kann der Kraftfluss besonders effektiv abgeleitet werden.
- Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn der Abstand zwischen den zur Anströmrichtung des Sitzventils senkrechten Flächen des Anlageabschnitts und der Stufe wenigstens geringfügig kleiner ist als der Abstand zwischen der der Anströmrichtung des Sitzventils zugewandten Fläche des Kragens des Grundteils und dem Absatz des Haubenteils. Hierdurch wird erreicht, dass die zwischen dem Absatz des Haubenteils und dem Kragen des Grundteils angeordnete Rastverbindung entlastet werden kann. Dadurch, dass der Abstand zwischen dem Anlageabschnitt und der Stufe in der Aufnahme des das Sitzventil aufnehmenden Bauteils geringfügig kleiner ist, wird das Sitzventil insgesamt und insbesondere in dem Bereich zwischen Kragen und Absatz, in dem die Rastverbindung angeordnet ist, unter Vorspannung gesetzt, wodurch die bei Anliegen einer Fluidströmung unter Zug belastete Rastverbindung entlastet wird.
- Es kann auch vorteilhaft sein, wenn der Abstand zwischen den zur Anströmrichtung des Sitzventils senkrechten Flächen des Anlageabschnitts und der Stufe wenigstens geringfügig größer ist als der Abstand zwischen der der Anströmrichtung des Sitzventils zugewandten Fläche des Kragens des Grundteils und dem Absatz des Haubenteils. Solange die Rastverbindung zwischen dem Absatz des Haubenteils und dem Kragen des Grundteils intakt ist, werden Grund- und Haubenteil über diese Rastverbindung zusammengehalten. Sollte die Rastverbindung jedoch einmal versagen, ist das Grundteil weiter am Anlageabschnitt des Einbauorts fixiert, während sich das Haubenteil mit seinem Absatz an der im Einbauort vorgesehenen Stufe abstützen kann. Somit bleibt die volle Funktionsfähigkeit des Ventils auch bei Versagen der Rastverbindung erhalten.
- Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert ist.
- Es zeigen:
-
1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Sitzventils im Querschnitt -
2 eine Seitenansicht eines in einer Ölfilteranordnung eingebauten Sitzventils im Querschnitt und -
3 eine Seitenansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Sitzventils im Querschnitt. - Gemäß
1 ist ein Sitzventil insgesamt mit dem Bezugszeichen2 bezeichnet. Das Sitzventil2 besteht im wesentlichen aus einem in1 oben dargestellten Grundteil4 und einem in1 unten dargestellten Haubenteil6 . Das Grundteil4 und das Haubenteil6 sind über eine Rastverbindung7 miteinander verbunden, die weiter unten noch näher beschrieben wird. - In dem Haubenteil
6 ist ein Ventilkörper8 verschiebbar gelagert, der mit einem im Grundteil4 ausgebildeten Ventilsitz10 zusammenwirkt. Der Ventilkörper8 wird mit Hilfe eines sich am Haubenteil6 abstützenden Federelements12 in der in1 dargestellten Lage gehalten. Bei Anströmung gemäß Anströmungsrichtung14 und Überwindung der durch das Federelement12 erzeugten Haltekraft kann der Ventilkörper8 in Bildrichtung nach unten vom Ventilsitz10 wegbewegt werden und anströmendes Fluid durch im Haubenteil6 vorgesehe Abströmöffnungen16 entweichen. - Das Grundteil
4 des Sitzventils2 weist an seiner der Anströmrichtung14 zugewandten Stirnseite einen Kragen18 auf, der ringförmig ausgebildet ist und auf der der Anströmrichtung14 abgewandten Seite eine Kragenfläche20 aufweist, auf der eine ebenfalls umlaufende Verdickung22 vorgesehen ist. Die Kragenfläche20 dient als Anschlagfläche für ein mit Bezug auf2 beschriebenes Bauteil, wobei die Verdickung22 als Materialspeicher zur Herstellung einer Schweißverbindung dient. - Im folgenden wird die zwischen dem Grundteil
4 und dem Haubenteil6 ausgebildete Rastverbindung7 detaillierter beschrieben. Das Haubenteil6 weist auf seiner dem Grundteil4 zugewandten Seite Rastarme24 auf, an denen radial innen Rastabschnitte26 vorgesehen sind. Die Rastabschnitte26 weisen auf der der Anströmrichtung14 zugewandten Seite angeschrägte Stirnflächen28 auf, an die sich parallel zur Anströmrichtung14 erstreckenden Seitenflächen30 anschließen. An die Seitenflächen30 schließen sich senkrecht zur Anströmrichtung14 orientierte Stirnflächen32 an. - Die Rastarme
24 weisen auf der zum Grundteil4 zugewandten Stirnseite eine Kontaktfläche34 auf, die im wesentlichen senkrecht zur Anströmrichtung14 orientiert sind. Die Kontaktflächen34 sind planparallel zu Kontaktflächen36 ausgerichtet, die am Grundteil4 vorgesehen sind. - An die Kontaktfläche
36 des Grundteils4 schließt sich eine erste, schräge Flankenfläche38 und eine zweite, parallel zur Anströmrichtung14 orientierte Flankenfläche40 an. An die Flankenfläche40 schließt sich wiederum eine senkrecht zur Anströmrichtung14 orientierte Stegfläche42 an, die durch einen Steg44 gebildet ist, der auf in Anströmrichtung gesehen gleicher Höhe wie der Ventilsitz10 angeordnet ist. Die Kontaktfläche36 , die Flankenflächen38 und40 sowie die Stegfläche42 bilden einen Aufnahmeraum für die Rastabschnitte26 an den Rastarmen24 des Haubenteils6 . - Durch die angeschrägte Stirnfläche
28 kann der Rastarm bei der Montage des Haubenteils6 auf dem Grundteil4 allmählich nach radial außen weggedrückt werden, bis die senkrecht zur Anströmrichtung14 orientierte Stirnfläche32 des Rastabschnitts26 hinter der Stegfläche42 des Stegs44 zum Eingriff kommt. Durch die beschriebene Konstruktion ist eine einfache Montage des Haubenteils6 am Grundteil4 gewährleistet. Ferner ist durch die senkrechte Orientierung der Stirnfläche32 und der Stegfläche42 gewährleistet, dass das Haubenteil6 nicht wieder vom Grundteil4 lösbar ist. - Die Rastarme
24 des Haubenteils6 bilden einen anströmseitigen Haubenteilabschnitt46 , der durch einer. nach radial innen zurückgesetzt angeordneten Absatz48 begrenzt ist. An den Absatz48 schließt sich in Strömungsrichtung gesehen der abströmseitige Haubenteilabschnitt50 , der ein kleineres Außenmaß aufweist als der anströmseitige Haubenteilabschnitt46 . Der Absatz48 dient zur Anlage an eine in einem weiteren Bauteil vorgesehene Stufe, was mit Bezug auf2 näher erläutert werden wird. - Der Ventilkörper
8 weist im wesentlichen einen Ventilteller52 auf, dessen Rand zur Anströmrichtung14 hin einen kegelförmigen Abschnitt aufweist, der mit einem entsprechend ausgebildeten Kegelabschnitt des Ventilsitzes10 im Grundteil4 zusammenwirkt. Der Ventilkörper8 weist auf seiner der Anströmrichtung14 abgewandten Seite einen zentral angeordneten, kolbenartigen Fortsatz54 auf. Der Fortsatz54 greift in eine im Haubenteil6 vorgesehene zylindrische Führung56 , die auf der abströmseitigen Stirnseite eine Öffnung58 aufweist. Durch diese Öffnung kann vermieden werden, dass sich Schmutzpartikel in der Führung56 des Fortsatzes54 ansammeln können. - Benachbart zum Ventilteller
52 sind entlang eines Kreisumfangs als Vorsprünge ausgebildete Führungselemente59 für den Ventilteller52 vorgesehen. Von den insgesamt sechs Führungselementen59 sind in1 zwei Elemente im Schnitt dargestellt. Sie weisen auf der dem Ventilteller52 zugewandten Seite Führungsschrägen59a auf. - Gemäß
2 ist das Sitzventil2 in einer möglichen Einbaulage dargestellt. Das Sitzventil2 ist in einem Bauteil in Form eines Mittelrohrs60 einer Ölfilteranordnung montiert, wobei das Mittelrohr60 über Rastarme62 in Rastaufnahmen64 befestigt ist, die an einem Deckel66 vorgesehen sind. Die Einheit aus Deckel66 , Mittelrohr60 und Sitzventil2 kann über ein im Deckel66 vorgesehenes Schraubgewinde68 in ein nicht dargestelltes Ölfiltergehäuse eingesetzt und dort befestigt werden. Das Sitzventil2 trennt in der in2 dargestellten Lage einen deckelseitigen Hochdruckraum70 und einen im Inneren des Mittelrohrs60 angeordneten Niederdruckraum72 . Das Sitzventil2 ist über den Kragen18 des Grundteils4 an einem Anlageabschnitt74 fixiert, der auf der dem Hochdruckraum70 zugewandten Stirnseite des Mittelrohrs60 vorgesehen ist. Das Sitzventil2 ist über den Kragen18 und über die in1 detailierter dargestellter Verdickung22 mit dem Anlageabschnitt74 des Mittelrohrs60 verschweißt. Da das Sitzventil2 sowie das Mittelrohrr im wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet sind, können das Sitzventil2 und das Mittelrohr60 über ein Rotationsschweißverfahren miteinander verbunden werden. - Das Mittelrohr
60 weist vom Anlageabschnitt74 in Strömungsrichtung14 gesehen eine Stufe76 auf, an der der Absatz48 des Haubenteils6 zur Anlage kommt. Durch die Stufe76 ist die Position des Haubenteils6 des Sitzventils2 innerhalb des Mittelrohrs60 exakt definiert. Der Abstand78 zwischen der dem Anlageabschnitt74 und der Stufe76 ist geringfügig kleiner als der Abstand80 zwischen der Kragenfläche20 des Kragens18 und dem Absatz48 der Ventilhaube6 . Hierdurch wird die Anordnung aus Grundteil4 und Haubenteil6 unter eine Vorspannung gesetzt, die die Rastverbindung7 zwischen Grundteil4 und Haubenteil6 entlastet. - Bei Anströmung des Sitzventils
2 gemäß Anströmungsrichtung14 kann der Ventilkörper8 in Strömungsrichtung verschoben werden, so dass der Fortsatz54 weiter in die zylindrische Führung56 im Haubenteil6 eintaucht. Der Ventilkörper wird dabei von einem (nur in1 dargestellten) Federelement12 abgestützt. Das Federelement 12 wiederum stützt sich am Haubenteil6 ab, das die durch die Strömung entstehenden Kräfte über den Absatz48 in das Mittelrohr60 ableiten kann. Eine Ableitung von Kräften über das Haubenteil E, die Rastverbindung7 und über das Grundteil4 und über den Kragen18 in das Mittelrohr60 findet nicht statt. Dies hat eine Entlastung der Rastverbindung7 zur Folge und trägt zur hohen Funktionssicherheit des erfindungsgemäßen Sitzventils2 bei. - Das in
3 dargestellte Sitzventil2' weist ein Grundteil4' und ein Haubenteil6' auf. Das Sitzventil2' unterscheidet sich von dem in1 dargestellten Sitzventil2 dahingehend, als dass der Abstand zwischen einer Kontaktfläche34' und einem Absatz48' relativ klein ist; der Abstand entspricht im Ausführungsbeispiel in etwa der Stärke der sich in Strömungsrichtung erstreckenden Wandabschnitte des Haubenteils6' . Dies hat den Vorteil, dass ein Bauteil zur Aufnahme des Sitzventils2' zur Ausbildung einer Stufe zur Anlage an den Absatz48' eine vergleichsweise flache Bohrung aufweisen kann (vgl. Abstand78 zwischen dem Anlageabschnitt74 und der Stufe76 gemäß2 ).
Claims (24)
- Hydraulisch oder pneumatisch angesteuertes Sitzventil (
2 ), insbesondere Überdruckventil, mit einem in einem Grundteil (4 ) ausgebildeten Ventilsitz (10 ), der mit der Dichtfläche eines Ventilkörpers (8 ) zusammenwirkt, der in einem Haubenteil (6 ) verschiebbar gelagert ist, wobei Grundteil (4 ) und Haubenteil (6 ) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundteil (4 ) einen nach radial außen weisenden, zumindest abschnittsweise umlaufenden Kragen (18 ) aufweist, mit dem das Sitzventil (2 ) an einem weiteren Bauteil (60 ), insbesondere an einem Gehäuse durch eine Schweißverbindung befestigbar ist. - Sitzventil (
2 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kragen (18 ) eine Ringfläche (20 ) aufweist. - Sitzventil (
2 ) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kragen (18 ) derart ausgestaltet ist, dass er in einer Vormontageposition lose in eine Aufnahme des Bauteils (60 ) einsetzbar ist. - Sitzventil (
2 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kragen (18 ) zur Realisierung der Schweißverbindung eine Verdickung (22 ) aufweist. - Sitzventil (
2 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundteil (4 ) und/oder das Haubenteil (6 ) im Wesentlicher rotationssymmetrisch ausgebildet sind. - Sitzventil (
2 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißverbindung durch Vibrations-, Rotations-, Ultraschall- oder Laserschweißverfahren hergestellt ist. - Sitzventil (
2 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Haubenteil (6 ) sich parallel zur Anströmrichtung des Sitzventils erstreckende Rastabschnitte (26 ) aufweist, wobei die der Anströmrichtung (14 ) zugewandten Stirnseiten (28 ) der Rastabschnitte (26 ) angeschrägt sind und die der Anströmrichtung (14 ) abgewandten Stirnseiten (32 ) senkrecht zur Anströmrichtung (14 ) orientiert sind. - Sitzventil (
2 ) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundteil (4 ) einen sich nach radial außen erstreckenden, zumindest abschnittsweise umlaufenden Steg (44 ) aufweist, der mit den senkrecht zur Anströmrichtung (14 ) orientierten Stirnseiten (32 ) der Rastabschnitte (26 ) des Haubenteils (6 ) zusammenwirkt. - Sitzventil (
2 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundteil (4 ) und das Haubenteil (6 ) einander zugewandte Kontaktflächen (36 ,34 ) aufweisen, die im Wesentlichen senkrecht zur Anströmrichtung (14 ) des Sitzventils (2 ) orientiert sind. - Sitzventil (
2 ) nach Ansprüchen 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundteil (4 ) Rastaufnahmen für die Rastabschnitte (26 ) des Haubenteils (6 ) aufweist, wobei die Aufnahmen aus Wandabschnitten gebildet sind, die eine Kontaktfläche (36 ) nach Anspruch 9 umfassen, sich daran anschließende, an die Form der Rastabschnitte angepasste Flankenflächen (38 ,40 ) sowie eine sich daran anschließende Stegfläche (42 ) eines Stegs (44 ) nach Anspruch 8, die den senkrecht zur Anströmrichtung orientierten Stirnseiten (32 ) der Rastabschnitte (26 ) zugewandt ist. - Sitzventil (
2 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Haubenteil (6 ) einen nach radial innen zurückgesetzt angeordneten, zumindest abschnittsweise umlaufenden Absatz (48 ) aufweist, der zur Anlage an ein weiteres Bauteil (60 ), insbesondere an ein Gehäuse, geeignet ist. - Sitzventil (
2 ) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Absatz (48 ) zwischen einem anströmseitigen (46 ) und einem abströmseitigen Haubenteilabschnitt (50 ) angeordnet ist und dass das Außenmaß des anströmseitigen. Haubenteilabschnitts (46 ) größer ist als das Außenmaß des abströmseitigen Haubenteilabschnitts (50 ). - Sitzventil (
2 ) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Absatz (48 ) zumindest abschnittsweise eine Ringfläche bildet, die senkrecht zur Anströmrichtung (14 ) des Sitzventils (2 ) orientiert ist. - Sitzventil (
2 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (8 ) in einer im Haubenteil (6 ) ausgebildeten, stirnseitig offenen (58 ) zylindrischen Führung (56 ) geführt ist. - Sitzventil (
2 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkontur des Grundteils (4 ) und des Haubenteils (6 ) wenigstens in dem Bereich, in dem die Kontaktflächen (36 ,34 ) nach Anspruch 9 aneinander liegen, zylindrisch ist. - Sitzventil (
2 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass benachbart zum Ventilsitz (10 ) am oder im Grundteil (4 ) entlang eines Kreisumfangs angeordnete Führungselemente (59 ) für den Ventilkörper (8 ) vorgesehen sind. - Anordnung, umfassend ein Sitzventil (
2 ), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, und ein Bauteil (60 ), an dem oder in dem das Sitzventil angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Sitzventil (2 ) und das Bauteil (60 ) unlösbar miteinander verschweisst sind. - Anordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil ein Gehäuse, Mittelrohr (
60 ) oder Deckel insbesondere eines Ölfilters ist. - Anordnung nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil eine Aufnahme aufweist, in die das Sitzventil (
2 ) in einer Vormontageposition lose einsetzbar ist. - Anordnung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme einen Anlageabschnitt (
74 ) zur Anlage eines Kragens (18 ), insbesondere des Kragens (18 ) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, des Sitzventils (2 ) aufweist. - Anordnung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme eine Stufe (
76 ) aufweist, die mit einem Absatz (48 ), insbesondere mit dem Absatz (48 ) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, des Sitzventils (2 ) zusammenwirkt. - Anordnung nach Anspruch 20 und 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlageabschnitt (
74 ) und die Stufe (76 ) zur Anströmrichtung (14 ) des Sitzventils (2 ) senkrechte Flächen aufweisen, die parallel zu Kontaktflächen (36 ,34 ), insbesondere zu den Kontaktflächen (36 ,34 ) nach Anspruch 9, des Grundteils (4 ) und des Haubenteils (6 ) des Sitzventils (2 ) angeordnet sind. - Anordnung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (
78 ) zwischen den zur Anströmrichtung (14 ) des Sitzventils (2 ) senkrechten Flächen des Anlageabschnitts (74 ) und der Stufe (76 ) geringfügig kleiner ist als der Abstand (80 ) zwischen der der Anströmrichtung (14 ) des Sitzventils (2 ) zugewandten Fläche (20 ) eines Kragens (18 ), insbesondere des Kragens (18 ) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, und einem Absatz (48 ), insbesondere dem Absatz nach einem der Ansprüche 11 bis 13, des Sitzventils (2 ). - Anordnung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (
78 ) zwischen den zur Anströmrichtung (14 ) des Sitzventils (2 ) senkrechten Flächen des Anlageabschnitts (74 ) und der Stufe (76 ) geringfügig größer ist als der Abstand (80 ) zwischen der der Anströmrichtung (14 ) des Sitzventils (2 ) zugewandten Fläche (20 ) eines Kragens (18 ), insbesondere des Kragens (18 ) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, und einem Absatz (48 ), insbesondere dem Absatz nach einem der Ansprüche 11 bis 13, des Sitzventils (2 ).
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