EP4133200A1 - Ventilbaugruppe - Google Patents

Ventilbaugruppe

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Publication number
EP4133200A1
EP4133200A1 EP21712752.1A EP21712752A EP4133200A1 EP 4133200 A1 EP4133200 A1 EP 4133200A1 EP 21712752 A EP21712752 A EP 21712752A EP 4133200 A1 EP4133200 A1 EP 4133200A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fluid
valve
valve body
valve assembly
ball
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP21712752.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Lechler
Jens Norberg
Patrick Schellnegger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP4133200A1 publication Critical patent/EP4133200A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F16K15/00Check valves
    • F16K15/02Check valves with guided rigid valve members
    • F16K15/04Check valves with guided rigid valve members shaped as balls
    • F16K15/042Check valves with guided rigid valve members shaped as balls with a plurality of balls
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T15/00Construction arrangement, or operation of valves incorporated in power brake systems and not covered by groups B60T11/00 or B60T13/00
    • B60T15/02Application and release valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F16K15/00Check valves
    • F16K15/02Check valves with guided rigid valve members
    • F16K15/04Check valves with guided rigid valve members shaped as balls
    • F16K15/044Check valves with guided rigid valve members shaped as balls spring-loaded
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F16K17/0406Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side spring-loaded in the form of balls
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F16K17/0433Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side spring-loaded with vibration preventing means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L55/00Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
    • F16L55/02Energy absorbers; Noise absorbers
    • F16L55/033Noise absorbers

Definitions

  • the invention relates to a valve assembly with a valve body which has a fluid passage configured as a fluid inlet and at least one fluid passage configured as a fluid outlet, a fluid space connecting the fluid inlet to the at least one fluid outlet being formed in the valve body, a movably mounted closing body being positioned in the fluid space
  • the valve assembly is characterized in that the closing body is guided axially and / or radially by at least one guide ball, the at least one guide ball being arranged between the closing body and a lateral boundary of the fluid space and a fluid passage being formed in the radial direction of the valve body is.
  • Known vehicle braking systems with ABS and / or ESP functionality offer additional functions which support the driver, for example, when maintaining the distance to the vehicle in front. This takes place through active intervention of the additional function in the vehicle braking system by building up pressure on the wheel brake calipers without the driver having to press the brake pedal himself. So that the driver does not hear any disturbing noises, the components involved must have no or only slight vibrations. Most cost-effective ball seated poppet valves are installed, which, however, tend to oscillate.
  • valve vibrations of the delivery unit can spread directly in the form of pressure waves. These pressure waves then stimulate the body Cable clips to swing and this creates a noise in the vehicle interior.
  • valve vibrations can cause mechanical wear on the components. Due to the increased demands on the pressure build-up dynamics (NCAP), the volume flow through the valves has increased. Since the vibration amplitudes increase as the volume flow through the pump outlet valve increases, wear ultimately increases.
  • NCAP pressure build-up dynamics
  • valve assembly of the generic type designed as a check valve is known, which consists of a housing with an inlet opening and an outlet opening, in which an interior is formed which has a valve seat on the inlet side and in which a closing body is movably mounted Movement in the opening direction is limited by a stop and on which a valve spring acting in the closing direction of the check valve engages.
  • the force resulting from the flow acting on the closing body when the check valve is opened has a component transverse to the opening direction.
  • the closing body is designed asymmetrically.
  • a valve assembly which consists of a valve housing in which a longitudinal channel connecting a valve inlet to a valve outlet is provided. Closing body is inserted into the longitudinal channel and is acted upon by a closing spring in the direction of a valve seat formed in the valve housing. To bypass the closing body, a hydraulic diaphragm is preferably provided in a parallel connection to the closing body. To dampen vibrations of the closing body, an elastic friction element is arranged either upstream or downstream of the closing body in the valve housing, which element is located between the valve housing and the closing body is recorded frictionally.
  • the elastic friction element is preferably designed as an O-ring.
  • a valve assembly with the features of the independent claim has the advantage that a one-sided flow is generated, as a result of which the closing body develops a preferred direction and moves there at high volume flows and vibrates less strongly.
  • the use of a defined axial and radial guidance of the closing element prevents or at least reduces a one-sided load on the components that occurs due to the preferred direction - which without this guidance would have a negative effect on the service life.
  • the advantageousness of the preferred direction can thus be maintained over the life of the vehicle.
  • Embodiments of the present invention provide a valve assembly with a valve body in which a fluid passage configured as a fluid inlet and at least one fluid passage configured as a fluid outlet are formed.
  • a fluid space connecting the fluid inlet to the at least one fluid outlet is formed in the valve body.
  • a movably mounted closing body is positioned in the fluid space.
  • the closing body is guided axially and / or radially by at least one guide ball, the at least one guide ball being arranged between the closing body and a lateral delimitation of the fluid space.
  • one of the fluid passages is formed in the radial direction of the valve body.
  • valve assembly is characterized in that the at least one fluid outlet and / or the fluid inlet are formed essentially orthogonally to the direction of movement of the closing body.
  • the fluid passage is advantageously designed in such a way that when the valve is open, a fluid flow is formed which generates a hydraulic force that acts on the closing body, the hydraulic force acting in particular on the closing body orthogonally to the direction of movement of the closing body.
  • the distance between the damping element and the lateral delimitation of the fluid space can change due to tolerances, but also due to material removal. This can lead to a decrease in the guide or the bracing or overpressing of the elastic friction element.
  • the at least one guide ball readjusts itself automatically.
  • coaxiality errors or tolerances of the lateral delimitation of the fluid space can also be compensated for.
  • the dimensional requirements for the components are therefore lower, which leads to lower overall production costs.
  • the effect of the radial play compensation and the reduction of the tendency of the closing body to vibrate can be adjusted via the geometry of the closing body and the guide balls, as well as via the pre-tensioning force.
  • the at least one guide ball is preferably designed as a steel ball. Furthermore, the axial and radial guidance of the closing element enables a reduction in the one-sided loading of the components caused by the preferred direction - which without this guidance would have a negative effect on the service life. The combination of measures described can both reduce the vibration and maintain functionality over the running time.
  • the valve assembly is characterized in that the at least one fluid outlet is formed in the radial direction of the valve body and the fluid inlet is formed in the axial direction of the valve body.
  • the valve body can have a cylindrical shape.
  • the valve body contains a movable closing body in its interior. The movement of the closing body when the valve is opened or closed is intended to define the said axial direction of the valve body. The radial direction of the valve body runs orthogonally to this direction of movement.
  • the fluid outlet is configured on the circumferential side of the valve body.
  • the valve assembly is characterized in that the at least one fluid outlet is formed essentially orthogonally to the direction of movement of the closing body and the fluid inlet of the valve body is formed essentially axially to the direction of movement of the closing body.
  • the fluid outlet is advantageously designed such that when the valve is open, a fluid flow is formed which generates a hydraulic force that acts on the closing body, the hydraulic force acting in particular on the closing body orthogonally to the direction of movement of the closing body.
  • valve assembly is characterized in that the valve body is formed from a plurality of sub-bodies, the fluid outlet in particular being formed between adjacent sub-bodies.
  • valve body encloses the closing body and other components.
  • the valve body itself comprises several partial bodies, for example a hat-shaped sleeve which is closed in a fluid-tight manner by a pressed-in spring holder.
  • the valve body can also consist of two hat-shaped sleeves.
  • a sleeve can, for example, be a sealing seat valve body part which encompasses the sealing seat of the valve.
  • the other sleeve can, for example Be a spring seat valve body part which comprises the spring seat of a return spring.
  • a fluid-tight connection between the two sleeves by pressing is advantageous.
  • a fluid passage, in particular the fluid outlet is configured between the two sub-bodies. This can advantageously simplify the manufacturing process. Additional manufacturing steps, for example drilling fluid outlets, can also be avoided.
  • valve assembly is characterized in that several fluid outlets are formed in the radial direction of the valve body and these fluid outlets are arranged distributed irregularly in the circumferential direction of the valve body.
  • fluid outlets there are several fluid outlets. For example, there are two fluid outlets. Alternatively, three or four fluid outlets are formed. Of course, more fluid outlets can also be formed. If several lateral outlet channels are used, the pressure loss at the outlet valve can be further reduced without negatively affecting the tendency of the sealing ball to oscillate.
  • These fluid outlets are also formed in the circumferential direction of the valve body. The fluid outlets are advantageously distributed at irregular intervals over the circumference of the valve body. In this way, the formation of a preferred direction of the closing element can be supported. In an alternative embodiment, the fluid outlets can also be distributed regularly over the circumference.
  • the valve assembly is characterized in that the closing body, which is movably mounted in the fluid space, is acted upon with a prestressing force in the direction of a valve seat formed in the valve body, a fluid force acting against the prestressing force on the closing body to open the valve seat,
  • closing body which is movably mounted in the fluid space, also moves in the direction of a valve seat formed in the valve body a biasing force is applied, a fluid force acting against the biasing force on the closing body to open the valve seat.
  • a return spring and / or a magnet can provide the pretensioning force.
  • the return spring can be supported at one end on the ball holder and at the other end on a spring holder or on the valve body.
  • the spring holder can also be designed as an integrated component of the valve body.
  • magnetic force can act alone, supported by a spring force or against a spring force.
  • Embodiments of the valve assembly according to the invention can be used, for example, as check valves or as dynamic throttles in a hydraulic vehicle brake system.
  • the pretensioning force acts on the closing body at an angle via the at least one guide ball and braces the at least one guide ball with the closing body, so that a resulting force on the closing body has an axially acting closing component and a transverse component acting perpendicular to the closing component.
  • a frictional force acting between the at least one guide ball and the lateral delimitation of the fluid space can predetermine a hysteresis behavior during a closing process.
  • the effective frictional force can be specified, for example, via the number and dimensions of the guide balls and the design of the lateral delimitation of the fluid space and adapted to the respective application.
  • the at least one guide ball can be arranged on a ball holder which is movably guided in the fluid space.
  • the effective preload force can act on the at least one guide ball via the ball holder.
  • the shape of the ball holder can be selected as desired in order to prevent the at least one guide ball from “migrating” downstream.
  • the ball retainer can distribute the spring force more evenly over the guide balls.
  • the ball holder has a radial play for the lateral delimitation of the fluid space and can also be rounded at the outer edge in order to prevent tilting. So that the fluid can flow downstream, flow cross-sections are provided on the ball holder, the design of which can be selected as desired.
  • the ball holder can have at least one passage and / or at least one recess, each of which forms a flow cross-section.
  • the closing body can be designed as a sealing ball or as a sealing sleeve.
  • the closing body is designed with corresponding curves so that the radial play compensation is possible with the at least one guide ball arranged downstream.
  • additional functions such as a static throttle can be implemented as a bypass in the closing body.
  • the closing body can have a sealing area and a guide extension.
  • the sealing area can, for example, be designed as a spherical cap, onto which the guide extension can be molded.
  • the guide extension can have a round cross section and be designed as a cone or truncated cone or cylinder.
  • the guide extension can have a polygonal cross section.
  • Corresponding chambers can be formed between the outer surfaces of the guide extension and the lateral delimitation of the fluid space.
  • several guide balls can be arranged in the fluid space, which guide the closing body axially and / or radially.
  • the guide balls can be arranged in the fluid space in such a way that the guide balls support one another in the circumferential direction. This means that the number of balls is chosen so that they can support each other in the circumferential direction and uneven displacement of the balls can be prevented. In this way, it can be prevented, for example, that all balls are only located on one side of the closing body.
  • the guide balls can be positioned and guided by suitable means, similar to a cage in ball bearings.
  • the design of the positioning means is arbitrary.
  • the ball holder can have corresponding depressions as positioning means, each of which at least partially receives and positions a guide ball.
  • the guide balls can have defined distances from one another via the depressions.
  • the chambers formed between the outer surfaces of the guide extension and the lateral delimitation of the fluid space can each receive and position a guide ball at least in part.
  • the positioning means can be embodied as axial retaining grooves which are introduced into the valve body and which can each at least partially receive and position a guide ball.
  • the ball holder can be designed, for example, as a retaining ball or as a disk or as a retaining capsule or as a retaining sleeve.
  • the design as a retaining ball enables an inexpensive implementation of the ball holder.
  • the holding capsule can at least partially receive one end of the return spring, and the return spring can be supported on the bottom of the holding capsule.
  • the design as a holding capsule or holding sleeve enables better guidance in the fluid space without misunderstanding.
  • an open end of the holding capsule with the spring holder can form a stop for limiting the opening movement of the closing body.
  • an edge facing away from the closing body With the spring holder or an additional stop disk, the holding sleeve can form a stop to limit the opening movement of the closing body.
  • a static throttle can form a permanent fluid connection between the fluid inlet and the fluid outlet.
  • the static throttle can be formed, for example, in the sealing bush or in the valve body.
  • the fluid space between the valve seat and the fluid outlet can have a cylindrical fluid space section or a stepped fluid space section. Since the transverse force depends not only on the geometry of the closing body, the at least one guide ball, and the pretensioning force, but also on the design of the lateral delimitation of the fluid space, desired valve properties can thereby be made possible.
  • a transition between different cross-sections of the stepped fluid space section can have a linear or curved profile in the opening direction with an increasing or decreasing opening cross-section.
  • a transition between different cross-sections of the stepped fluid space section in the opening direction up to a point of inflection can have a linear or curved course with a decreasing opening cross-section and from the point of inflection a linear or curved course with an increasing opening cross-section.
  • the at least one guide ball can be arranged in the region of the transition between different cross-sections of the stepped fluid space section.
  • FIG. 1 shows a schematic sectional illustration of a first exemplary embodiment of a valve assembly according to the invention in the closed state.
  • FIG. 2 shows a schematic sectional illustration of the valve assembly according to the invention from FIG. 1 in the open state.
  • FIG. 3 shows a schematic sectional illustration of a second exemplary embodiment of a valve assembly according to the invention in the closed state.
  • FIG. 4 shows a schematic sectional illustration of a third exemplary embodiment of a valve assembly according to the invention in the closed state.
  • FIG. 5 shows a schematic sectional illustration of a fourth exemplary embodiment of a valve assembly according to the invention in the closed state.
  • FIG. 6 shows a schematic sectional illustration of a fifth exemplary embodiment of a valve assembly according to the invention in the closed state.
  • FIG. 7 shows a schematic illustration of a valve body according to an exemplary embodiment in a top view.
  • Fig. 8 shows a schematic representation of a valve body according to an embodiment consisting of two sub-bodies in phantom.
  • valve body 9 shows a schematic detail representation of a valve body according to an exemplary embodiment consisting of two part bodies with a representation of a lateral fluid outflow on the valve body.
  • 10 to 13 each show a schematic plan view of an embodiment of a ball holder for a valve assembly according to the invention.
  • valve assembly 1 each include a valve body 3, 3A, 3B, 3C in which a fluid space 7 connecting a fluid inlet FE to a fluid outlet FA is formed.
  • a closing body 10, which is movably mounted in the fluid space 7, is in the direction of one in the valve body 3,
  • valve seat 5 is acted upon by a prestressing force FVS, a fluid force FF acting against the prestressing force FVS on the closing body 10 to open the valve seat 5.
  • the closing body 10 is guided axially and / or radially by at least one guide ball 12.
  • the at least one guide ball 12 is arranged between the closing body 10 and a lateral delimitation of the fluid space 7.
  • the fluid space 7 of the valve assembly 1 has at least one cylindrical fluid space section 7A.
  • the pretensioning force FVS acts via the at least one guide ball 12 at an angle on the closing body 10 and braces the at least one guide ball 12 with the closing body 10, so that a resultant force on the closing body 10 is a has axially acting locking component and a transverse component acting perpendicular to the locking component.
  • the valve assembly 1 in the illustrated exemplary embodiments is designed as a dynamic throttle 1A, 1B, IC, ID, IE.
  • the stroke of the closing body 10 is set as a function of the pretensioning force FVS and the fluid force FF.
  • the valve body 3, 3A, 3B comprises a plurality of fluid passages, for example a fluid inlet FE and a fluid outlet FA.
  • the fluid inlet FE is designed as an opening in the circular bottom surface of the valve body 3, 3A, 3B. This enables an inlet flow which is essentially axial to the movement of the closing body 10.
  • the valve seat 5 is introduced as a conical seat on the inner edge of the opening in the bottom of the hat-shaped sleeve.
  • the valve seat 5 and / or the valve body 3, 3A, 3B can also have another suitable shape.
  • the fluid outlet FA is designed as a lateral opening of the valve body 3, 3A, 3B. This enables an outlet flow which is essentially orthogonal to the movement of the closing body 10. From the Fig.
  • the fluid outlet FA is implemented, for example, as a bore in the outer wall of the hat-shaped sleeve of the valve body 3, 3A. It can be seen from FIGS. 5 to 9 that the valve body 3, 3B is composed of two elements, a valve body part sealing seat 3.1 and a valve body spring seat 3.2.
  • the fluid outlet FA is here, for example, formed as a recess between the two elements 3.1, 3.2.
  • FIGS. 1 to 6 several guide balls 12 are arranged in the fluid chamber 7 in addition to the closing body 10, which is shown as a sealing ball 10A in the embodiments of the valve assembly 1 shown in FIGS. 1 to 6.
  • the number and dimensions of the guide balls 12 can be freely selected and adapted to the installation space conditions or to the design of the closing body 10 and the fluid space 7.
  • the guide balls 12 guide the closing body 10 radially and / or axially. As a result, vibrations of the closing body 10 are prevented or at least reduced, so that the noise behavior of the valve assembly 1 is considerably improved.
  • the position of the guide balls 12 can be distributed as desired on the closing body 10. In the exemplary embodiments shown, the guide balls 12 are arranged downstream of the closing body 10.
  • the pretensioning force FVS which is implemented in the illustrated exemplary embodiments by a return spring 14 or by a magnetic force, improves the guiding behavior of the guide balls 12, since the at least one guide ball 12 is braced with the closing body 10.
  • a radial force also acts on the guide balls 12. This radial force acts axially and / or radial vibrations of the closing body 10 against.
  • the effect of the radial play compensation and the reduction of the tendency of the valve assembly 1 to oscillate can be adjusted via the geometry of the closing body 10 and the guide balls 12 as well as the pretensioning force.
  • the guide balls 12 are preferably designed as steel balls.
  • valve assembly 1 Due to the frictional force between the guide balls 12 and the lateral delimitation of the fluid space 7, a hysteresis behavior can be achieved which, in situations with a high desired flow rate, leads to a delayed closing of the valve assembly 1. As a result, the valve assembly 1 represents a reduced fluidic resistance when the pump delivery strokes follow one another.
  • the valve assembly 1 or the dynamic throttle 1A in the illustrated embodiment comprises a plurality of guide balls 12 and a return spring 14, which brings about the pretensioning force FVS on the guide balls 12.
  • the return spring 14 in the illustrated embodiment is designed as a spiral spring which is supported at one end on a spring holder 9 and at the other end on the guide balls 12.
  • the spring holder 9 is designed as a retaining disk 9A and is pressed into the fluid space 7 at the open end of the valve body 3A.
  • the acting biasing force FVS of the restoring spring 14 is greater than the fluid force FF acting from the outside at the fluid inlet FE, so that the biasing force FVS of the restoring spring 14 over the closing body 10 or the sealing ball 10A Guide balls 12 presses into valve seat 5.
  • the acting biasing force FVS of the restoring spring 14 is smaller than the fluid force FF acting from the outside at the fluid inlet FE, so that the fluid force FF the closing body 10 or the sealing ball 10A against the biasing force FVS of the Return spring 14 pushes out of valve seat 5.
  • the guide balls 12 is the closing body 10 or the sealing ball 10A guided radially and axially during the opening movement or during the closing movement.
  • sealing ball 10A In addition to the described embodiment as a sealing ball 10A, other embodiments are of course also possible for the closing body 10, such as, for example, as a sealing bushing, as a spherical cap, or as a special form of a sealing area with a subsequent guide extension.
  • the illustrated exemplary embodiments of the valve assembly 1 include a ball holder 16 as an additional component on which the at least one guide ball 12 is arranged.
  • the ball holder 16 can have various suitable shapes and is axially movably guided in the fluid space 7 with radial play.
  • the effective pretensioning force FVS acts on the at least one guide ball 12 via the ball holder 16.
  • the ball holder 16 is intended to prevent the at least one guide ball 12 from “migrating” downstream and distribute the pretensioning force FVS more evenly to the guide balls 12.
  • the valve assembly 1 or the dynamic throttle 1B in the illustrated embodiment comprises a plurality of guide balls 12 and a return spring 14 designed as a spiral spring, which brings about the pretensioning force FVS on the guide balls 12.
  • a ball holder 16 is arranged between the return spring 14 and the guide balls 12.
  • the ball holder 16 is designed as a retaining ball 16A.
  • the return spring 14 is supported at one end on a spring holder 9 designed as a retaining disk 9A and at the other end on the retaining ball 16A.
  • the spring holder 9 is pressed into the fluid space 7 at the open end of the valve body 3A.
  • the valve assembly 1 or the dynamic throttle IC, ID in the illustrated embodiments comprises a plurality of guide balls 12 and a return spring 14 designed as a spiral spring, which brings about the pretensioning force FVS on the guide balls 12.
  • a ball holder 16 is arranged between the return spring 14 and the Guide balls 12 .
  • the ball holder 16 is designed as a disk 16B.
  • the ball holder 16 embodied as a disk 16B has at least one flow cross section in order to enable fluid volume compensation in the fluid space 7 during movement.
  • the disk 16B, 16E, 16F can have at least one passage 16.1 and / or at least one recess 16.2, each of which forms at least one flow cross section.
  • the illustrated disk 16B each has a central passage 16.1.
  • the illustrated disk 16E has a plurality of cutouts 16.2 formed on the edge.
  • the illustrated disk 16F has a central passage 16.1 and several recesses 16.2 formed on the edge.
  • the restoring spring 14 in the illustrated embodiment is supported at one end on a spring holder 9 designed as a holding disk 9A and at the other end on the ball holder 16 designed as a disk 16B.
  • the spring holder 9 is pressed into the fluid space 7 at the open end of the valve body 3A.
  • the spring holder 9 in the illustrated embodiment is designed as a holding cup 9B, which is pressed into the fluid space 7 and at least partially accommodates the return spring 14.
  • the holding cup 9B has a central passage 9.1. As shown in Fig.
  • the restoring spring 14 is supported in the illustrated embodiment at one end on the bottom of the holding cup 9B and at the other end on the disk 16B.
  • the open end of the holding cup 9B forms a stop 9.2 which limits the opening movement of the closing body 10.
  • the valve assembly 1 or the dynamic throttle IE comprises several in the illustrated embodiment Guide balls 12 and a return spring 14 designed as a spiral spring, which causes the pretensioning force FVS on the guide balls 12.
  • a ball holder 16 is arranged between the return spring 14 and the guide balls 12.
  • the ball holder 16 is designed as a holding capsule 16C, which at least partially accommodates the return spring 14 and has a central passage 16.1 on the bottom.
  • the return spring 14 is supported at one end on a spring holder 9 designed as a holding disk 9A and at the other end on the bottom of the holding capsule 16C.
  • the spring holder 9 is designed with a central passage 9.1 and is pressed into the fluid space 7 at the open end of the valve body 3B.
  • valve assembly 1 or the dynamic throttle ID, IE in the illustrated exemplary embodiments each comprises a static throttle 2 which forms a permanent fluid connection between the fluid inlet FE and the fluid outlet FA. As shown in Fig.
  • the static throttle 2 is formed in the illustrated embodiments in each case in the bottom of the hat-shaped sleeve valve body 3B.
  • valve body 3, 3B comprises a plurality of fluid outlets FE.
  • two fluid outlets FE can be seen, which are opposite one another in the circumferential direction. Further fluid outlets can also be present.
  • valve body 3, 3B is formed from several elements.
  • the valve body 3b comprises, for example, two cup-shaped elements.
  • the first element contains the sealing seat and is referred to as valve body part sealing seat 3.1.
  • the second element comprises the spring seat and is referred to as valve body part spring seat 3.2.
  • the fluid outlet FA is formed here as a recess between the two elements 3.1, 3.2.
  • the sealing seat valve body part 3.1 as well as the spring seat valve body part 3.2 are shaped (for example recesses and / or protrusions or recesses) which, in interaction, allow a fluid passage between the two elements.
  • the tight fit Valve body part 3.1 and the spring seat valve body part 3.2 are pressed together in a fluid-tight manner.
  • FIG. 7 also shows a schematic representation of a valve body 3, 3B in plan view.
  • the valve body comprises a sealing seat valve body part 3.1 and a spring seat valve body part 3.2. These elements have a corresponding shape in order to allow a fluid passage between the two elements in the assembled state.
  • the sealing seat valve body part 3.1 and the spring seat valve body part 3.2 have recesses and protrusions or recesses. These form two fluid outlets FA on the side walls of the valve body 3, 3B.
  • the fluid inlet FE is designed as an opening in the bottom surface of the valve body 3, 3B.
  • Fig. 8 shows a schematic representation of a valve body 3, 3B according to an embodiment consisting of two sub-bodies.
  • the overlap of the sealing seat valve body part 3.1 and the spring seat valve body part 3.2 in the assembled state can be clearly seen here.
  • the formed fluid outlet FA is also shown in the center.
  • the fluid inlet FE is indicated in the upper area.
  • valve body 3B shows a schematic detail illustration of a valve body 3, 3B according to an exemplary embodiment consisting of two sub-bodies. It can be clearly seen here how a flow is made possible due to the shape of the sealing seat valve body part 3.1 and the spring seat valve body part 3.2.
  • the fluid flow resulting when the valve is open is shown by means of flow arrows.
  • the lateral fluid outflow occurs - as shown - essentially orthogonally to the direction of movement of the closing body 10.
  • the closing body 10 is not shown in the figure, but its movement for opening or closing the valve runs along the dashed center line of the valve body.
  • the fluid outlet from the valve body is therefore essentially orthogonal to the direction of movement of the closing body.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ventilbaugruppe mit einem Ventilkörper, welcher einen als Fluideinlass ausgestalteten Fluiddurchlass und zumindest einen als Fluidauslass ausgestalteten Fluiddurchlass aufweist, wobei in dem Ventilkörper ein den Fluideinlass mit dem zumindest einen Fluidauslass verbindender Fluidraum ausgebildet ist, wobei in dem Fluidraum ein beweglich gelagerter Schließkörper positioniert ist, wobei die Ventilbaugruppe dadurch gekennzeichnet ist, dass der Schließkörper durch mindestens eine Führungskugel axial und/oder radial geführt ist, wobei die mindestens eine Führungskugel zwischen dem Schließkörper und einer seitlichen Begrenzung des Fluidraums angeordnet ist und wobei ein Fluiddurchlass in radialer Richtung des Ventilkörpers ausgebildet ist.

Description

Beschreibung
Titel
VENTILBAUGRUPPE
Die Erfindung betrifft eine Ventilbaugruppe mit einem Ventilkörper, welcher einen als Fluideinlass ausgestalteten Fluiddurchlass und zumindest einen als Fluidauslass ausgestalteten Fluiddurchlass aufweist, wobei in dem Ventilkörper ein den Fluideinlass mit dem zumindest einen Fluidauslass verbindender Fluidraum ausgebildet ist, wobei in dem Fluidraum ein beweglich gelagerter Schließkörper positioniert ist, wobei die Ventilbaugruppe dadurch gekennzeichnet ist, dass der Schließkörper durch mindestens eine Führungskugel axial und/oder radial geführt ist, wobei die mindestens eine Führungskugel zwischen dem Schließkörper und einer seitlichen Begrenzung des Fluidraums angeordnet ist und wobei ein Fluiddurchlass in radialer Richtung des Ventilkörpers ausgebildet ist.
Stand der Technik
Bekannte Fahrzeugbremssysteme mit ABS- und/oder ESP-Funktionalität bieten Zusatzfunktionen, welche den Fahrer beispielsweise bei einer Abstandseinhaltung zum vorausfahrenden Fahrzeug unterstützen. Dies geschieht durch ein aktives Eingreifen der Zusatzfunktion in das Fahrzeugbremssystem, indem Druck an Radbremszangen aufgebaut wird, ohne dass der Fahrer selbst das Bremspedal betätigt hat. Damit der Fahrer keine störenden Geräusche hört, dürfen die beteiligten Komponenten keine bzw. nur geringe Schwingungen aufweisen. Meist werden kostenoptimale Kugel- Kegelsitzventile verbaut, die allerdings zum Schwingen neigen.
Insbesondere wenn keine zusätzlichen Dämpfungsmaßnahmen verbaut werden, können sich Ventilschwingungen der Fördereinheit direkt in Form von Druckwellen ausbreiten. Diese Druckwellen regen dann die Karosserie an den Leitungsklipsen zum Schwingen an und somit entsteht ein Geräusch im Fahrzeuginnenraum. Neben den akustischen Auffälligkeiten können Ventilschwingungen mechanischen Verschleiß an den Bauteilen verursachen. Durch die gestiegenen Anforderungen an die Druckaufbaudynamik (NCAP) ist der Volumenstrom über die Ventile gestiegen. Da mit steigendem Volumenstrom über das Pumpenauslassventil die Schwingungsamplituden größer werden, erhöht sich letztendlich der Verschleiß.
Aus der DE 102 24430 Al DE ist eine als Rückschlagventil ausgeführte gattungsgemäße Ventilbaugruppe bekannt, welche aus einem Gehäuse mit einer Eingangsöffnung und einer Ausgangsöffnung besteht, in dem ein Innenraum ausgebildet ist, der eingangsseitig einen Ventilsitz aufweist und in dem ein Schließkörper beweglich gelagert ist, dessen Bewegung in Öffnungsrichtung durch einen Anschlag begrenzt ist und an dem eine in Schließrichtung des Rückschlagventils wirkende Ventilfeder angreift. Hierbei weist die beim Öffnen des Rückschlagventils von der Strömung auf den Schließkörper wirkende resultierende Kraft eine Querkomponente zur Öffnungsrichtung auf. Zudem ist der Schließkörper asymmetrisch ausgeführt.
Als nachteilig kann dabei angesehen werden, dass die Wirkung der Schwingungsunterdrückung von Strömungsgeschwindigkeit und von Fluideigenschaften abhängig ist. Somit lässt sich die Wirkung nur für bestimmte Temperaturbereiche und Volumenströme erzielen. Eine Umstellung auf ein anderes Fluid hätte ein anders Verhalten zur Folge.
Aus der DE 102013 202 588 Al ist eine Ventilbaugruppe bekannt, welche aus einem Ventilgehäuse besteht, in welchem ein einen Ventileinlass mit einem Ventilauslass verbindender Längskanal vorgesehen ist. In den Längskanal ist Schließkörper eingesetzt, welcher in Richtung eines im Ventilgehäuse ausgebildeten Ventilsitzes von einer Schließfeder beaufschlagt ist. Zur Umgehung des Schließkörpers ist in einer Parallelschaltung zum Schließkörper vorzugsweise eine hydraulischen Blende vorgesehen. Zur Dämpfung von Schwingungen des Schließkörpers ist entweder stromaufwärts oder stromabwärts zum Schließkörper im Ventilgehäuse ein elastisches Reibelement angeordnet, welches zwischen dem Ventilgehäuse und dem Schließkörper reibschlüssig aufgenommen ist. Das elastische Reibelement ist vorzugsweise als O-Ring ausgeführt.
Als nachteilig kann dabei angesehen werden, dass die Wirkung der Schwingungsunterdrückung nicht über die Fahrzeuglebensdauer garantiert werden kann. So reduziert Abrieb die seitliche Führung und Geometrieänderungen des elastischen Reibelements aufgrund von Fluidaufnahme (Quellung) wirken sich negativ auf das Öffnungsverhalten aus.
Offenbarung der Erfindung
Eine Ventilbaugruppe mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs hat den Vorteil, dass eine einseitige Strömung erzeugt wird, wodurch der Schließkörper eine Vorzugsrichtung entwickelt und sich bei hohen Volumenströmen dorthin bewegt und weniger stark schwingt. Gleichzeitig wird durch den Einsatz einer definierten axialen und radialen Führung des Schließelements eine durch die Vorzugsrichtung entstehende, einseitige Belastung der Bauteile - welche sich ohne diese Führung negativ auf die Lebenszeit auswirken würde - verhindert oder zumindest reduziert. Die Vorteilhaftigkeit der Vorzugsrichtung kann damit über die Lebensdauer des Fahrzeugs erhalten werden.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen eine Ventilbaugruppe mit einem Ventilkörper zur Verfügung, in welchem ein als Fluideinlass ausgestalteter Fluiddurchlass und zumindest ein als Fluidauslass ausgestalteter Fluiddurchlass ausgebildet ist. In dem Ventilkörper ist ein den Fluideinlass mit dem zumindest einen Fluidauslass verbindender Fluidraum ausgebildet. In dem Fluidraum ist ein beweglich gelagerter Schließkörper positioniert. Hierbei ist der Schließkörper durch mindestens eine Führungskugel axial und/oder radial geführt, wobei die mindestens eine Führungskugel zwischen dem Schließkörper und einer seitlichen Begrenzung des Fluidraums angeordnet ist. Weiterhin ist einer der Fluiddurchlässe in radialer Richtung des Ventilkörpers ausgebildet.
Hierunter wird verstanden, dass ein Fluiddurchlass radial in Bezug auf den Ventilkörper ausgebildet ist. Es liegt also ein seitlicher Fluiddurchlass am Ventilkörper vor. Dieser seitlicher Fluiddurchlass ermöglicht eine seitliche Fluidströmung. Eine solche Fluidströmung führt zu einer hydraulischen Kraft innerhalb des Ventilkörpers, welche auf den sich darin befindenden Schließkörper wirkt. Eine solche seitliche Fluidströmung, bzw. Kraft führt zu einer seitlichen Verlagerung des Schließkörpers. Hierdurch wird die Schwingung des Schließkörpers reduziert. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Ventilbaugruppe dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Fluidauslass und/oder der Fluideinlass im Wesentlichen orthogonal zur Bewegungsrichtung des Schließkörpers ausgebildet sind. Der Fluiddurchlass ist vorteilhaft derart ausgestaltet, dass sich bei geöffnetem Ventil eine Fluidströmung ausbildet, welche eine hydraulischen Kraft erzeugt die auf den Schließkörper wirkt, wobei die hydraulische Kraft insbesondere orthogonal zur Bewegungsrichtung des Schließkörpers auf den Schließkörper wirkt.
Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Ventilbaugruppen kann sich durch Toleranzen, aber auch durch Materialabtrag, der Abstand zwischen dem Dämpfungselement und der seitlichen Begrenzung des Fluidraums ändern. Dies kann zu einer Abnahme der Führung bzw. der Verspannung bzw. Überpressung des elastischen Reibelements führen. Bei Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Ventilbaugruppe justiert sich die mindestens eine Führungskugel hingegen automatisch nach. Zudem können auch Koaxialitätsfehler bzw. Toleranzen der seitlichen Begrenzung des Fluidraums ausgeglichen werden. Somit sind die maßlichen Anforderungen an die Bauteile geringer, was zu geringeren Fertigungskosten im Gesamten führt. Die Wirkung des Radialspielausgleichs und die Reduzierung der Schwingungsneigung des Schließkörpers lassen sich über die Geometrie des Schließkörpers und der Führungskugeln, sowie über die Vorspannkraft einstellen. Die mindestens eine Führungskugel wird vorzugsweise als Stahlkugel ausgeführt. Weiterhin ermöglicht die axiale und radiale Führung des Schließelements eine Verringerung der durch die Vorzugsrichtung entstehende einseitige Belastung der Bauteile - welche sich ohne diese Führung negativ auf die Lebenszeit auswirken würde. Durch die beschriebene Kombination der Maßnahmen kann sowohl die Schwingung reduziert als auch die Funktionsfähigkeit über die Laufzeit erhalten werden. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Ventilbaugruppe dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Fluidauslass in radialer Richtung des Ventilkörpers ausgebildet ist und der Fluideinlass in axialer Richtung des Ventilkörpers ausgebildet ist.
Der Ventilkörper kann eine zylindrische Form aufweisen. Der Ventilkörper beinhaltet in seinem Inneren wie bereit beschrieben einen beweglichen Schließkörper. Die Bewegung des Schließkörpers bei einem Öffnen, bzw. einem Schließen des Ventils soll dabei die genannte axiale Richtung des Ventilkörpers definieren. Orthogonal zu dieser Bewegungsrichtung verläuft die radiale Richtung des Ventilkörpers.
Hierunter wird verstanden, dass der Fluidauslass an der Umfangsseite des Ventilkörpers ausgestaltet ist. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Ventilbaugruppe dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Fluidauslass im Wesentlichen orthogonal zur Bewegungsrichtung des Schließkörpers ausgebildet ist und der Fluideinlass des Ventilkörpers im Wesentlichen axial zur Bewegungsrichtung des Schließkörpers ausgebildet. Der Fluidauslass ist vorteilhaft derart ausgestaltet, dass sich bei geöffnetem Ventil eine Fluidströmung ausbildet, welche eine hydraulischen Kraft erzeugt die auf den Schließkörper wirkt, wobei die hydraulische Kraft insbesondere orthogonal zur Bewegungsrichtung des Schließkörpers auf den Schließkörper wirkt.
In einer alternativen Ausprägung ist die Ventilbaugruppe, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper aus mehreren Teilkörpern gebildet ist, wobei insbesondere der Fluidauslass zwischen benachbarten Teilkörper ausgebildet ist.
Der Ventilkörper umschließt wie bereits ausgeführt den Schließkörper sowie weitere Komponenten. Der Ventilkörper selbst umfasst dabei mehrere Teilkörper, bspw. eine hutförmige Hülse, die durch einen eingepressten Federhalter fluiddicht verschlossen wird. Hierdurch kann vorteilhaft eine einfache Montage ermöglicht werden. Alternativ kann der Ventilkörper auch aus zwei hutförmigen Hülsen bestehen. Eine Hülse kann bspw. ein Dichtsitz-Ventilkörperteil sein, welches den Dichtsitz des Ventils umfasst. Die andere Hülse kann bspw. ein Federsitz-Ventilkörperteil sein, welches den Federsitz einer Rückstellfeder umfasst. Auch hierbei ist eine fluiddichte Verbindung zwischen den beiden Hülsen durch Verpressung vorteilhaft. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zwischen den beiden Teilkörpern ein Fluiddurchlass, insbesondere der Fluidauslass ausgestaltet. Hierdurch kann vorteilhaft der Fertigungsprozess vereinfacht werden. Auch können zusätzliche Fertigungsschritte, bspw. Bohrungen von Fluidauslässen vermieden werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Ventilbaugruppe, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Fluidauslässe in radialer Richtung des Ventilkörpers ausgebildet sind und diese Fluidauslässe unregelmäßig in Umfangsrichtung des Ventilkörpers verteilt angeordnet sind.
Hierunter wird verstanden, dass mehrere Fluidauslässe vorhanden sind. Bspw. sind zwei Fluidauslässe vorhanden. Alternativ sind drei oder vier Fluidauslässe ausgebildet. Selbstverständlich können auch mehr Fluidauslässe ausgebildet sein. Bei Verwendung mehrerer seitlicher Auslasskanäle kann weiterhin der Druckverlust am Auslassventil weiter reduziert werden, ohne dabei die Schwingneigung der Dichtkugel negativ zu beeinflussen. Diese Fluidauslässe sind weiterhin in Umfangsrichtung des Ventilkörpers ausgebildet sind. Die Fluidauslässe sind in vorteilhafter Weise in unregelmäßigen Abständen über den Umfang des Ventilkörpers verteilt. Hierdurch kann die Ausbildung einer Vorzugsrichtung des Schließelements unterstützt werden. In einer alternativen Ausprägung können die Fluidauslässe auch regelmäßig über den Umfang verteilt sein.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Ventilbaugruppe dadurch gekennzeichnet, dass der im Fluidraum beweglich gelagerter Schließkörper in Richtung eines im Ventilkörper ausgebildeten Ventilsitzes mit einer Vorspannkraft beaufschlagt ist, wobei zum Öffnen des Ventilsitzes eine Fluidkraft gegen die Vorspannkraft auf den Schließkörper wirkt,
Hierunter wird verstanden, dass der im Fluidraum beweglich gelagerter Schließkörper in Richtung eines im Ventilkörper ausgebildeten Ventilsitzes mit einer Vorspannkraft beaufschlagt ist, wobei zum Öffnen des Ventilsitzes eine Fluidkraft gegen die Vorspannkraft auf den Schließkörper wirkt.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Ventilbaugruppe kann eine Rückstellfeder und/oder ein Magnet die Vorspannkraft zur Verfügung stellen. Hierbei kann sich die Rückstellfeder an einem Ende am Kugelhalter und am anderen Ende an einem Federhalter oder an dem Ventilkörper abstützen. Selbstverständlich kann der Federhalter auch als integriertes Bauelement des Ventilkörpers ausgebildet sein. Bei der Verwendung eines Magneten zur Erzeugung der Vorspannkraft, wirkt dieser vorzugweise auf einen ferromagnetischen Kugelhalter. Hierbei kann Magnetkraft allein, unterstützt durch eine Federkraft oder auch gegen eine Federkraft wirken.
Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Ventilbaugruppe können beispielsweise als Rückschlagventile oder als dynamische Drosseln in einem hydraulischen Fahrzeugbremssystem eingesetzt werden.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Ventilbaugruppe möglich.
Besonders vorteilhaft ist, dass die Vorspannkraft über die mindestens eine Führungskugel unter einem Winkel auf den Schließkörper wirkt und die mindestens eine Führungskugel mit dem Schließkörper verspannt, so dass eine resultierende Kraft auf den Schließkörper eine axial wirkende Schließkomponente und eine senkrecht zur Schließkomponente wirkende Querkomponente aufweist.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Ventilbaugruppe kann durch eine zwischen der mindestens einen Führungskugel und der seitlichen Begrenzung des Fluidraums wirkende Reibkraft ein Hysterese-Verhalten während eines Schließvorgangs vorgegeben werden. Hierbei kann die wirksame Reibkraft beispielsweise über Anzahl und Abmessungen der Führungskugeln und die Ausführung der seitlichen Begrenzung des Fluidraums vorgegeben und an die jeweilige Anwendung angepasst werden. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Ventilbaugruppe kann die mindestens eine Führungskugel auf einem Kugelhalter angeordnet werden, welcher beweglich im Fluidraum geführt ist. Hierbei kann die wirksame Vorspannkraft über den Kugelhalter auf die mindestens eine Führungskugel wirken. Die Form des Kugelhalters kann beliebig gewählt werden, um ein „Abwandern“ der mindestens einen Führungskugel stromabwärts zu verhindern. Bei der Verwendung von mehreren Führungskugeln kann durch den Kugelhalter die Federkraft gleichmäßiger auf die Führungskugeln verteilt werden. Zudem weist der Kugelhalter ein radiales Spiel zur seitlichen Begrenzung des Fluidraums auf und kann zusätzlich am äußeren Rand abgerundet werden, um ein Verkanten zu verhindern. Damit das Fluid stromabwärts fließen kann, sind Strömungsquerschnitte am Kugelhalter vorgesehen, deren Gestaltung beliebig gewählt werden kann. So kann der Kugelhalter beispielsweise mindestens einen Durchlass und/oder mindestens eine Aussparung aufweisen, welche jeweils einen Strömungsquerschnitt ausbilden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Ventilbaugruppe kann der Schließkörper als Dichtkugel oder als Dichtbuchse ausgeführt werden. Hierbei ist der Schließkörper mit entsprechenden Rundungen so ausgeführt, dass der Radialspielausgleich mit der stromabwärts angeordneten mindestens einen Führungskugel möglich ist. Zudem können zusätzliche Funktionen wie eine statische Drossel als Bypass im Schließkörper umgesetzt werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Ventilbaugruppe kann der Schließkörper einen Dichtbereich und einen Führungsfortsatz aufweist. Der Dichtbereich kann beispielsweise als Kugelkalotte ausgeführt werden, an welche der Führungsfortsatz angeformt werden kann.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Ventilbaugruppe kann der Führungsfortsatz einen runden Querschnitt aufweisen und als Kegel oder Kegelstumpf oder Zylinder ausgeführt werden. Alternativ kann der Führungsfortsatz einen mehreckigen Querschnitt aufweisen. Hierbei können zwischen Außenflächen des Führungsfortsatzes und der seitlichen Begrenzung des Fluidraums korrespondierende Kammern ausgebildet werden. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Ventilbaugruppe können mehrere Führungskugeln im Fluidraum angeordnet werden, welche den Schließkörper axial und/oder radial führen. Hierbei können die Führungskugeln derart im Fluidraum angeordnet werden, dass sich die Führungskugeln in Umfangsrichtung gegenseitig abstützen. Das bedeutet, dass die Anzahl der Kugeln so gewählt ist, dass sie sich gegenseitig in Umfangsrichtung abstützen können und ein ungleichmäßiges Verschieben der Kugeln verhindert werden kann. Dadurch kann beispielweise verhindert werden, dass sich alle Kugeln nur auf einer Seite des Schließkörpers befinden.
Alternativ können die Führungskugeln durch geeignete Mittel, ähnlich wie bei einem Käfig bei Kugellagern, positioniert und geführt werden. Die Gestaltung der Positionierungsmittel ist dabei beliebig. So kann der Kugelhalter beispielsweise entsprechende Vertiefungen als Positionierungsmittel aufweisen, welche jeweils eine Führungskugel zumindest teilweise aufnehmen und positionieren. Über die Vertiefungen können die Führungskugeln definierte Abstände zueinander haben. Zudem können die zwischen den Außenflächen des Führungsfortsatzes und der seitlichen Begrenzung des Fluidraums ausgebildeten Kammern jeweils eine Führungskugel zumindest teilweise aufnehmen und positionieren. Durch eine gezielte Gestaltung des Führungsfortsatzes kann somit eine bewegliche Positionierung der Kugeln realisiert werden. Zudem können die Positionierungsmittel als in den Ventilkörper eingebrachte axiale Haltenuten ausgeführt werden, welche jeweils eine Führungskugel zumindest teilweise aufnehmen und positionieren können.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Ventilbaugruppe kann der Kugelhalter beispielsweise als Haltekugel oder als Scheibe oder als Haltekapsel oder als Haltehülse ausgeführt werden. Die Ausführung als Haltekugel ermöglicht eine kostengünstige Realisierung des Kugelhalters. Die Haltekapsel kann ein Ende der Rückstellfeder zumindest teilweise aufnehmen, und die Rückstellfeder kann sich am Boden der Haltekapsel abstützen. Zudem ermöglicht die Ausführung als Haltekapsel oder Haltehülse eine bessere Führung im Fluidraum ohne Verkannten. Des Weiteren kann ein offenes Ende der Haltekapsel mit dem Federhalter einen Anschlag zur Begrenzung der Öffnungsbewegung des Schließkörpers ausbilden. Auch ein vom Schließkörper abgewandter Rand der Haltehülse kann mit dem Federhalter oder einer zusätzlichen Anschlagscheibe einen Anschlag zur Begrenzung der Öffnungsbewegung des Schließkörpers ausbilden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Ventilbaugruppe kann eine statische Drossel eine dauerhafte Fluidverbindung zwischen dem Fluideinlass und dem Fluidauslass ausbilden. Die statische Drossel kann beispielsweise in der Dichtbuchse oder im Ventilkörper ausgebildet werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Ventilbaugruppe kann der Fluidraum zwischen dem Ventilsitz und dem Fluidauslass einen zylinderförmigen Fluidraumabschnitt oder einen gestuften Fluidraumabschnitt aufweisen. Da die Querkraft neben der Geometrie des Schließkörpers, der mindestens einen Führungskugel, der Vorspannkraft auch von der Gestaltung der seitlichen Begrenzung des Fluidraums abhängig ist, können dadurch gewünschte Ventileigenschaften ermöglicht werden. So kann ein Übergang zwischen verschiedenen Querschnitten des gestuften Fluidraumabschnitts beispielsweise einen in Öffnungsrichtung linearen oder gekrümmten Verlauf mit zunehmendem oder abnehmendem Öffnungsquerschnitt aufweisen. Alternativ kann ein Übergang zwischen verschiedenen Querschnitten des gestuften Fluidraumabschnitts in Öffnungsrichtung bis zu einem Wendepunkt einen linearen oder gekrümmten Verlauf mit abnehmendem Öffnungsquerschnitt und ab dem Wendepunkt einen linearen oder gekrümmten Verlauf mit zunehmendem Öffnungsquerschnitt aufweisen. Zudem kann die mindestens eine Führungskugel im Bereich des Übergangs zwischen verschiedenen Querschnitten des gestuften Fluidraumabschnitts angeordnet werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ventilbaugruppe im geschlossenen Zustand.
Fig. 2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Ventilbaugruppe aus Fig. 1 im geöffneten Zustand.
Fig. 3 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ventilbaugruppe im geschlossenen Zustand.
Fig. 4 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ventilbaugruppe im geschlossenen Zustand.
Fig. 5 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines vierten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ventilbaugruppe im geschlossenen Zustand.
Fig. 6 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines fünften Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ventilbaugruppe im geschlossenen Zustand.
Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung eines Ventilkörpers gemäß einem Ausführungsbeispiel in Aufsicht.
Fig. 8 zeigt eine schematische Darstellung eines Ventilkörpers gemäß einem Ausführungsbeispiel bestehend aus zwei Teilkörpern in Durchsicht.
Fig. 9 zeigt eine schematische Ausschnittdarstellung eines Ventilkörpers gemäß einem Ausführungsbeispiel bestehend aus zwei Teilkörpern mit Darstellung einer seitlichen Fluidabströmung am Ventilkörper. Fig. 10 bis 13 zeigen jeweils eine schematische Draufsicht eines Ausführungsbeispiels eines Kugelhalters für eine erfindungsgemäße Ventilbaugruppe.
Ausführungsformen der Erfindung
Wie aus Fig. 1 bis 9 ersichtlich ist, umfassen die dargestellten Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Ventilbaugruppe 1, jeweils einen Ventilkörper 3, 3A, 3B, 3C, in welchem ein einen Fluideinlass FE mit einem Fluidauslass FA verbindender Fluidraum 7 ausgebildet ist. Ein im Fluidraum 7 beweglich gelagerter Schließkörper 10 ist in Richtung eines im Ventilkörper 3,
3A, 3B, 3C ausgebildeten Ventilsitzes 5 mit einer Vorspannkraft FVS beaufschlagt, wobei zum Öffnen des Ventilsitzes 5 eine Fluidkraft FF gegen die Vorspannkraft FVS auf den Schließkörper 10 wirkt. Hierbei ist der Schließkörper 10 durch mindestens eine Führungskugel 12 axial und/oder radial geführt.
Zudem ist die mindestens eine Führungskugel 12 zwischen dem Schließkörper 10 und einer seitlichen Begrenzung des Fluidraums 7 angeordnet ist. Wie aus Fig. 1 bis 6 ersichtlich ist, weist der Fluidraum 7 der Ventilbaugruppe 1 zumindest einen zylinderförmigen Fluidraumabschnitt 7A auf.
Wie aus Fig. 1 bis 9 weiter ersichtlich ist, wirkt die Vorspannkraft FVS über die mindestens eine Führungskugel 12 unter einem Winkel auf den Schließkörper 10 und verspannt die mindestens eine Führungskugel 12 mit dem Schließkörper 10, so dass eine resultierende Kraft auf den Schließkörper 10 eine axial wirkende Schließkomponente und eine senkrecht zur Schließkomponente wirkende Querkomponente aufweist.
Wie aus Fig. 1 bis 9 weiter ersichtlich ist, ist die Ventilbaugruppe 1 in den dargestellten Ausführungsbeispielen jeweils als dynamische Drossel 1A, 1B, IC, ID, IE ausgeführt. Bei den dargestellten dynamischen Drosseln 1A, 1B, IC, ID, IE wird der Hub des Schließkörpers 10 in Abhängigkeit der Vorspannkraft FVS und der Fluidkraft FF eingestellt. Der Ventilkörper 3, 3A, 3B umfasst mehrere Fluiddurchlässe, bspw. einen Fluideinlass FE sowie einen Fluidauslass FA. Der Fluideinlass FE ist als Öffnung in der kreisförmigen Bodenfläche des Ventilkörpers 3, 3A, 3B ausgeführt. Hierdurch wird eine Einlassströmung ermöglicht, welche im Wesentlichen axial zur Bewegung des Schließkörpers 10 ist. Der Ventilsitz 5 ist als Kegelsitz am inneren Rand der Öffnung im Boden der hutförmigen Hülse eingebracht. Selbstverständlich können der Ventilsitz 5 und/oder der Ventilkörper 3, 3A, 3B auch eine andere geeignete Form aufweisen.
Der Fluidauslass FA ist als seitliche Öffnung des Ventilkörpers 3, 3A, 3B ausgeführt. Hierdurch wird eine Auslassströmung ermöglicht, welche im Wesentlichen orthogonal zur Bewegung des Schließkörpers 10 ist. Aus den Fig.
1 bis 4 ist ersichtlich, dass der Fluidauslass FA bspw. als Bohrung in der Außenwand der hutförmigen Hülse des Ventilkörper 3, 3A umgesetzt ist. Aus den Figuren 5 bis 9 ist ersichtlich, dass der Ventilkörper 3, 3B aus zwei Elementen zusammengesetzt ist, einem Ventilkörperteil-Dichtsitz 3.1 sowie einem Ventilkörper- Federsitz 3.2. Der Fluidauslass FA ist hier bspw. als Aussparung zwischen den zwei Elementen 3.1, 3.2 gebildet ist.
Wie aus Fig. 1 bis 6 weiter ersichtlich ist, sind in den dargestellten Ausführungsbeispielen neben dem Schließkörper 10, welcher in den in Fig. 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispielen der Ventilbaugruppe 1 als Dichtkugel 10A dargestellt ist, mehrere Führungskugeln 12 im Fluidraum 7 angeordnet. Anzahl und Abmessungen der Führungskugeln 12 können frei gewählt und an die Bauraumbedingungen bzw. an die Ausführung des Schließkörpers 10 und des Fluidraums 7 angepasst werden. Die Führungskugeln 12 führen den Schließkörper 10 radial und/oder axial. Dadurch werden Schwingungen des Schließkörpers 10 verhindert oder zumindest reduziert, so dass das Geräuschverhalten der Ventilbaugruppe 1 erheblich verbessert wird. Die Lage der Führungskugeln 12 kann beliebig am Schließkörper 10 verteilt sein. In den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Führungskugeln 12 stromabwärts vom Schließkörper 10 angeordnet. Durch die Vorspannkraft FVS, welche in den dargestellten Ausführungsbeispielen durch eine Rückstellfeder 14 oder durch eine Magnetkraft realisiert ist, wird das Führungsverhalten der Führungskugeln 12 verbessert, da die mindestens eine Führungskugel 12 mit dem Schließkörper 10 verspannt wird. Dadurch wirkt neben der axialen Kraftübertragung zusätzlich eine Radialkraft an den Führungskugeln 12. Diese Radial kraft wirkt axialen und/oder radialen Schwingungen des Schließkörpers 10 entgegen. Die Wirkung des Radialspielausgleichs und die Reduzierung der Schwingneigung der Ventilbaugruppe 1 lassen sich über die Geometrie des Schließkörpers 10 und der Führungskugeln 12 sowie der Vorspannkraft einstellen. Die Führungskugeln 12 sind vorzugsweise als Stahlkugeln ausgeführt.
Durch die Reibungskraft zwischen den Führungskugeln 12 und der seitlichen Begrenzung des Fluidraums 7 kann ein Hysterese- Verhalten erzielt werden, welches bei Situationen mit hohem gewünschtem Durchfluss zu einem verspäteten Schließen der Ventilbaugruppe 1 führt. Dadurch stellt die Ventilbaugruppe 1 bei hintereinander folgenden Pumpenförderhüben einen reduzierten fluidischen Widerstand dar.
Wie aus Fig. 1 und 2 weiter ersichtlich ist, umfasst die Ventilbaugruppe 1 bzw. die dynamische Drossel 1A im dargestellten Ausführungsbeispiel mehrere Führungskugeln 12 und eine Rückstellfeder 14, welche die Vorspannkraft FVS auf die Führungskugeln 12 bewirkt. Wie aus Fig. 1 und 2 weiter ersichtlich ist, ist die Rückstellfeder 14 im dargestellten Ausführungsbeispiel als Spiralfeder ausgeführt, welche sich an einem Ende auf einem Federhalter 9 und am anderen Ende an den Führungskugeln 12 abstützt. Der Federhalter 9 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Haltescheibe 9A ausgeführt und am offenen Ende des Ventilkörpers 3A in den Fluidraum 7 eingepresst.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten geschlossenen Zustand der Ventilbaugruppe 1 ist die wirkende Vorspannkraft FVS der Rückstellfeder 14 größer als die von außen am Fluideinlass FE wirkende Fluidkraft FF, so dass die Vorspannkraft FVS der Rückstellfeder 14 den Schließkörper 10 bzw. die Dichtkugel 10A über die Führungskugeln 12 in den Ventilsitz 5 drückt.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten geöffneten Zustand der Ventilbaugruppe 1 ist die wirkende Vorspannkraft FVS der Rückstellfeder 14 kleiner als die von außen am Fluideinlass FE wirkende Fluidkraft FF, so dass die Fluidkraft FF den Schließkörper 10 bzw. die Dichtkugel 10A gegen die Vorspannkraft FVS der Rückstellfeder 14 aus dem Ventilsitz 5 drückt. Durch die Führungskugeln 12 wird der Schließkörper 10 bzw. die Dichtkugel 10A während der Öffnungsbewegung bzw. während der Schließbewegung radial und axial geführt.
Neben der beschriebenen Ausführung als Dichtkugel 10A sind selbstverständlich auch andere Ausführungsformen für den Schließkörper 10 möglich, wie bspw. als Dichtbuchse, als Kugelkalotte, oder als Spezialform eines Dichtbereichs mit anschließendem Führungsfortsatz.
Wie aus Fig. 3 bis 6 weiter ersichtlich ist, umfassen die dargestellten Ausführungsbeispiele der Ventilbaugruppe 1 einen Kugelhalter 16 als zusätzliches Bauteil, auf welchem die mindestens eine Führungskugel 12 angeordnet ist. Der Kugelhalter 16 kann verschiedene geeignete Formen aufweisen und ist mit radialem Spiel axial beweglich im Fluidraum 7 geführt. Zudem wirkt die wirksame Vorspannkraft FVS über den Kugelhalter 16 auf die mindestens eine Führungskugel 12. Der Kugelhalter 16 soll ein stromabwärtiges „Abwandern“ der mindestens einen Führungskugel 12 verhindern und die Vorspannkraft FVS gleichmäßiger auf die Führungskugeln 12 verteilen.
Wie aus Fig. 3 weiter ersichtlich ist, umfasst die Ventilbaugruppe 1 bzw. die dynamische Drossel 1B im dargestellten Ausführungsbeispiel mehrere Führungskugeln 12 und eine als Spiralfeder ausgeführte Rückstellfeder 14, welche die Vorspannkraft FVS auf die Führungskugeln 12 bewirkt. Wie aus Fig. 3 weiter ersichtlich ist, ist zwischen der Rückstellfeder 14 und den Führungskugeln 12 ein Kugelhalter 16 angeordnet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Kugelhalter 16 als Haltekugel 16A ausgeführt. Hierbei stützt sich die Rückstellfeder 14 an einem Ende auf einem als Haltescheibe 9A ausgeführten Federhalter 9 und am anderen Ende an der Haltekugel 16A ab. Der Federhalter 9 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel am offenen Ende des Ventilkörpers 3A in den Fluidraum 7 eingepresst.
Wie aus Fig. 4 und 5 weiter ersichtlich ist, umfasst die Ventilbaugruppe 1 bzw. die dynamische Drossel IC, ID in den dargestellten Ausführungsbeispielen mehrere Führungskugeln 12 und eine als Spiralfeder ausgeführte Rückstellfeder 14, welche die Vorspannkraft FVS auf die Führungskugeln 12 bewirkt. Wie aus Fig. 4 und 5 weiter ersichtlich ist, ist zwischen der Rückstellfeder 14 und den Führungskugeln 12 ein Kugelhalter 16 angeordnet. In den dargestellten Ausführungsbeispielen ist der Kugelhalter 16 als Scheibe 16B ausgeführt. Der als Scheibe 16B ausgeführte Kugelhalter 16 weist mindestens einen Strömungsquerschnitt auf, um bei einer Bewegung einen Fluidvolumenausgleich im Fluidraum 7 zu ermöglichen.
Wie aus Fig. 10 bis 12 weiter ersichtlich ist, kann die Scheibe 16B, 16E, 16F mindestens einen Durchlass 16.1 und/oder mindestens eine Aussparung 16.2 aufweisen, welche jeweils mindestens einen Strömungsquerschnitt ausbilden. Wie aus Fig. 4, 5 und 10 weiter ersichtlich ist, weist die dargestellte Scheibe 16B jeweils einen mittigen Durchlass 16.1 auf. Wie aus Fig. 11 weiter ersichtlich ist, weist die dargestellte Scheibe 16E mehrere am Rand ausgebildete Aussparungen 16.2 auf. Wie aus Fig. 12 weiter ersichtlich ist, weist die dargestellte Scheibe 16F einen mittigen Durchlass 16.1 und mehrere am Rand ausgebildete Aussparungen 16.2 auf.
Wie weiterhin aus Fig. 4 ersichtlich ist, stützt sich die Rückstellfeder 14 im dargestellten Ausführungsbeispiel an einem Ende auf einem als Haltescheibe 9A ausgeführten Federhalter 9 und am anderen Ende an dem als Scheibe 16B ausgeführten Kugelhalter 16 ab. Der Federhalter 9 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel am offenen Ende des Ventilkörpers 3A in den Fluidraum 7 eingepresst.
Wie aus Fig. 5 weiter ersichtlich ist, ist der Federhalter 9 im dargestellten Ausführungsbeispiel als Haltebecher 9B ausgeführt, welcher in den Fluidraum 7 eingepresst ist und die Rückstellfeder 14 zumindest teilweise aufnimmt. Am Boden weist der Haltebecher 9B einem mittigen Durchlass 9.1 auf. Wie aus Fig.
5 weiter ersichtlich ist, stützt sich die Rückstellfeder 14 im dargestellten Ausführungsbeispiel an einem Ende am Boden des Haltebechers 9B und am anderen Ende an der Scheibe 16B ab. Zudem bildet das offene Ende des Haltebechers 9B einen Anschlag 9.2 aus, welcher die Öffnungsbewegung des Schließkörpers 10 begrenzt.
Wie aus Fig. 6 weiter ersichtlich ist, umfasst die Ventilbaugruppe 1 bzw. die dynamische Drossel IE im dargestellten Ausführungsbeispiel mehrere Führungskugeln 12 und eine als Spiralfeder ausgeführte Rückstellfeder 14, welche die Vorspannkraft FVS auf die Führungskugeln 12 bewirkt. Wie aus Fig. 6 weiter ersichtlich ist, ist zwischen der Rückstellfeder 14 und den Führungskugeln 12 ein Kugelhalter 16 angeordnet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Kugelhalter 16 als Haltekapsel 16C ausgeführt, welche die Rückstellfeder 14 zumindest teilweise aufnimmt und am Boden einen mittigen Durchlass 16.1 aufweist. Hierbei stützt sich die Rückstellfeder 14 an einem Ende auf einem als Haltescheibe 9A ausgeführten Federhalter 9 und am anderen Ende am Boden der Haltekapsel 16C ab. Der Federhalter 9 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel mit einem mittigen Durchlass 9.1 ausgeführt und am offenen Ende des Ventilkörpers 3B in den Fluidraum 7 eingepresst.
Wie aus Fig. 5 und 6 weiter ersichtlich ist, umfasst die Ventilbaugruppe 1 bzw. die dynamischen Drossel ID, IE in den dargestellten Ausführungsbeispielen jeweils eine statische Drossel 2, welche eine dauerhafte Fluidverbindung zwischen dem Fluideinlass FE und dem Fluidauslass FA ausbildet. Wie aus Fig.
5 und 6 weiter ersichtlich ist, ist die statische Drossel 2 in den dargestellten Ausführungsbeispielen jeweils im Boden des als hutförmige Hülse ausgebildeten Ventilkörpers 3B ausgebildet.
Weiterhin ist aus Fig. 5 und 6 ersichtlich, dass der Ventilkörper 3, 3B mehrere Fluidauslässe FE umfasst. In der Schnittdarstellung sind zwei Fluidauslässe FE zu erkennen, welche sich in Umfangsrichtung gegenüberliegen. Auch können weitere Fluidauslässe vorhanden sein.
Weiterhin ist aus Fig. 5 und 6 ersichtlich, dass der Ventilkörper 3, 3B aus mehreren Elemente gebildet wird. In diesen Ausführungsbeispielen umfasst der Ventilkörper 3b bspw. zwei topfförmigen Elementen. Von diesen beinhaltet das erste Element den Dichtsitz und wird als Ventilkörperteil-Dichtsitz 3.1 bezeichnet. Das zweite Element umfasst den Federsitz und wird als Ventilkörperteil- Federsitz 3.2 bezeichnet. Der Fluidauslass FA ist hier als Aussparung zwischen den zwei Elementen 3.1, 3.2 gebildet. Bspw. weisen das Dichtsitz-Ventilkörperteil 3.1 sowie das Federsitz-Ventilkörperteil 3.2 Formgebunden (bspw. Aussparungen und/oder Überstände, bzw. Rücksprünge) auf, welche im Zusammenspiel einen Fluiddurchlass zwischen den beiden Elementen ermöglichen. Das Dichtsitz- Ventilkörperteil 3.1 sowie das Federsitz-Ventilkörperteil 3.2 sind fluiddicht miteinander verpresst.
Fig. 7 zeigt weiterhin eine schematische Darstellung eines Ventilkörpers 3, 3B in Aufsicht. Der Ventilkörper umfasst dabei ein Dichtsitz-Ventilkörperteil 3.1 sowie ein Federsitz-Ventilkörperteil 3.2. Diese Elemente weisen eine entsprechende Formgebung auf, um in montiertem Zustand einen Fluiddurchlass zwischen den beiden Elementen zu ermöglichen. Das Dichtsitz-Ventilkörperteil 3.1 sowie der Federsitz-Ventilkörperteil 3.2 weisen Aussparungen und Überstände, bzw. Rücksprünge auf. Diese bilden zwei Fluidauslässe FA an den Seitenwänden des Ventilköpers 3, 3B. Der Fluideinlass FE ist als Öffnung in der Bodenfläche des Ventilkörpers 3, 3B ausgebildet.
Fig. 8 zeigt eine schematische Darstellung eines Ventilkörpers 3, 3B gemäß einem Ausführungsbeispiel bestehend aus zwei Teilkörpern. Hierbei ist deutlich die Überlappung des Dichtsitz-Ventilkörperteils 3.1 sowie des Federsitz- Ventilkörperteils 3.2 in montiertem Zustand zu erkennen. Ebenfalls ist der ausgebildete Fluidauslass FA mittig dargestellt. Der Fluideinlass FE ist im oberen Bereich angedeutet.
Fig. 9 zeigt eine schematische Ausschnittdarstellung eines Ventilkörpers 3, 3B gemäß einem Ausführungsbeispiel bestehend aus zwei Teilkörpern. Hierbei ist deutlich erkennbar, wie aufgrund der ausgebildeten Formgebung des Dichtsitz- Ventilkörperteils 3.1 sowie des Federsitz-Ventilkörperteils 3.2 eine Durchströmung ermöglicht wird. Hierzu ist der sich bei einem geöffneten Ventil ergebende Fluidfluss mittels Strömungspfeilen dargestellt. Die seitliche Fluidabströmung erfolgt - wie dargestellt - im Wesentlichen orthogonal zur Bewegungsrichtung des Schließkörpers 10. Der Schließkörper 10 ist in der Figur nicht dargestellt, jedoch verläuft dessen Bewegung zum Öffnen, bzw. Schließen des Ventils entlang der gestrichelt gezeichneten Mittellinie des Ventilkörpers. Der Fluidauslass aus dem Ventilkörper erfolgt daher im Wesentlichen orthogonal zur Bewegungsrichtung des Schließkörpers.

Claims

Ansprüche
1. Ventilbaugruppe (1) mit einem Ventilkörper (3), welcher einen als Fluideinlass (FE) ausgestalteten Fluiddurchlass und zumindest einen als Fluidauslass (FA) ausgestalteten Fluiddurchlass aufweist, wobei in dem Ventilkörper (3) ein den Fluideinlass (FE) mit dem zumindest einen Fluidauslass (FA) verbindender Fluidraum (7) ausgebildet ist, wobei in dem Fluidraum (7) ein beweglich gelagerter Schließkörper (10) positioniert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließkörper (10) durch mindestens eine Führungskugel (12) axial und/oder radial geführt ist, wobei die mindestens eine Führungskugel (12) zwischen dem Schließkörper (10) und einer seitlichen Begrenzung des Fluidraums (7) angeordnet ist und wobei ein Fluiddurchlass in radialer Richtung des Ventilkörpers ausgebildet ist.
2. Ventilbaugruppe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Fluidauslass (FA) in radialer Richtung des Ventilkörpers (3) ausgebildet ist und der Fluideinlass (FE) in axialer Richtung des Ventilkörpers (3) ausgebildet ist.
3. Ventilbaugruppe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (3) aus mehreren Teilkörpern (3.1, 3.2) gebildet ist, wobei insbesondere der Fluidauslass (FA) zwischen benachbarten Teilkörper (3.1, 3.2) ausgebildet ist.
4. Ventilbaugruppe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Fluidauslässe (FA) in radialer Richtung des Ventilkörpers (3) ausgebildet sind und diese Fluidauslässe (FA) unregelmäßig in Umfangsrichtung des Ventilkörpers (3) verteilt angeordnet sind.
5. Ventilbaugruppe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der im Fluidraum (7) beweglich gelagerter Schließkörper (10) in Richtung eines im Ventilkörper (3) ausgebildeten Ventilsitzes (5) mit einer Vorspannkraft (FVS) beaufschlagt ist, wobei zum Öffnen des Ventilsitzes (5) eine Fluidkraft (FF) gegen die Vorspannkraft (FVS) auf den Schließkörper (10) wirkt,
6. Ventilbaugruppe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Führungskugel (12) auf einem Kugelhalter (16) angeordnet ist, welcher beweglich im Fluidraum (7) geführt ist, wobei die wirksame Vorspannkraft (FVS) über den Kugelhalter (16) auf die mindestens eine Führungskugel (12) wirkt.
7. Ventilbaugruppe (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kugelhalter (16) mindestens einen Durchlass (16.1) und/oder mindestens eine Aussparung (16.2) aufweist, welche jeweils einen Strömungsquerschnitt ausbilden.
8. Ventilbaugruppe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rückstellfeder (14) und/oder eine Magnetbaugruppe (19) die Vorspannkraft (FVS) zur Verfügung stellt.
9. Ventilbaugruppe (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Rückstellfeder (14) an einem Ende am Kugelhalter (16) und am anderen Ende an einem Federhalter (9) abstützt, wobei insbesondere der Federhalter (9) als integriertes Bauelement des Ventilkörpers (3) ausgebildet ist.
10. Ventilbaugruppe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Führungskugeln (12) im Fluidraum (7) angeordnet sind, wobei insbesondere die Führungskugeln (12) in Positionierungsmitteln gehalten sind.
11. Ventilbaugruppe (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kugelhalter (16) entsprechende Vertiefungen (16.3) als Positionierungsmittel aufweist, welche jeweils eine Führungskugel (12) zumindest teilweise aufnehmen und positionieren.
12. Ventilbaugruppe (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierungsmittel als in den Ventilkörper
(3) eingebrachte axiale Haltenuten (16D) ausgeführt, welche jeweils eine Führungskugel (12) zumindest teilweise aufnehmen und positionieren.
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