WO2019161881A1

WO2019161881A1 - Vorsteuerventil für ein druckfluidsystem

Info

Publication number: WO2019161881A1
Application number: PCT/EP2018/054081
Authority: WO
Inventors: Anita Dickmann; Thomas Grünhagen; Nikolaus Henze; Lukas Romanowski; Markus Schwarz
Original assignee: Pierburg Gmbh
Priority date: 2018-02-20
Filing date: 2018-02-20
Publication date: 2019-08-29

Abstract

Es sind Vorsteuerventile für Druckfluidsysteme mit einem Aktorgehäuseteil (64), in dem ein Aktor (46) angeordnet ist, einem durchströmbaren Gehäuseteil (44), in dem eine Einlassöffnung (94) und eine Verbindungsöffnung (108) ausgebildet sind und einem Schließglied (74), welches über den Aktor (46) betätigbar ist, bekannt. Zur möglichst einfachen Montage bei zusätzlich zur Verfügung zu stellenden Strömungswegen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass das durchströmbare Gehäuseteil (44) des Vorsteuerventils (12) eine Ventilplatte (92) aufweist, die axial zwischen einem Gehäuseoberteil und einem Gehäuseunterteil befestigt ist und an der eine Verbindungsbohrung (109) und eine Öffnung (98) ausgebildet sind, über die eine erste Seite der Ventilplatte (92) mit einer gegenüberliegenden zweiten Seite der Ventilplatte (92) verbindbar sind, wobei die Öffnung (98) an der ersten Seite durch einen Ventilsitz (96) begrenzt ist, auf welchen das Schließglied (74) zum Verschließen der Öffnung (98) absenkbar ist.

Description

B E S C H R E I B U N G Vorsteuerventil für ein Druckfluidsystem

Die Erfindung betrifft ein Vorsteuerventil für ein Druckfluidsystem mit einem Aktorgehäuseteil, in dem ein Aktor angeordnet ist, einem durchströmbaren Gehäuseteil, in dem eine Einlassöffnung und eine Verbindungsöffnung ausgebildet sind und einem Schließglied, welches über den Aktor betätigbar ist.

Derartige Vorsteuerventile werden beispielsweise in Verbrennungsmotoren zur Abschaltung von druckgesteuerten Ventilvorrichtungen zur Ölkühlung von Kolben verwendet. Diese Kolbenkühlventile sind üblicherweise als selbstöffnende Sperrventile ausgeführt, die bei einer ausreichenden Druckdifferenz gegen die Kraft einer in Schließrichtung wirkenden Feder den Weg zu den Kühldüsen freigeben. Sie werden in den Kühlkreislauf des Verbrennungsmotors integriert und dienen dazu, einen Durchfluss zu den Kühldüsen zu steuern, die üblicherweise unter den Kolben angeordnet sind. So wird verhindert, dass die Kühldüsen bei nicht ausreichendem Öldruck während der Warmlaufphase oder bei geringer Last unnötig mit Öl versorgt werden und dadurch die Kolben nicht die ökonomisch sinnvolle Betriebstemperatur erreichen. So lässt sich durch die Regelung der Kolbenkühlung der Stickstoffausstoß reduzieren. Entsprechend kann auf diese Weise der Ölbedarf des Motors verringert werden und somit auch die Lebensdauer der Ölpumpe verlängert werden.

Zusätzlich ist es bekannt, die Sperrventile über ein elektromagnetisches Vorsteuerventil in eine den Durchlass verschließende Position zu verschieben, indem der auf der Druckseite auf den Regelkörper des Sperrventils wirkende Druck auch auf dessen Rückseite geleitet wird. Hierdurch kann zusätzlicher Ölverbrauch beispielsweise in Abhängigkeit einer tatsächlich vorhandenen Kolbentemperatur weiter verringert werden.

Eine derartige Ventilvorrichtung ist beispielsweise aus der US 2013/0152883 Al bekannt. Dabei ist ein federbelastetes kolbenförmiges Sperrventil in einer Bohrung eines Strömungsgehäuses angeordnet, welches einen Einlasskanal, der mit einer Ölpumpe verbunden ist und einen Auslasskanal, der mit einer Einspritzdüse verbunden ist, aufweist. Der Einlasskanal ist zusätzlich über einen weiteren Kanal, der sich in ein elektromagnetisches Vorsteuerventilgehäuse erstreckt, mit dem Einlass des Vorsteuerventils verbunden, dessen Auslass mit einer Rückseite des kolbenförmigen Sperrventils im Strömungsgehäuse verbunden ist, so dass bei Öffnen des Vorsteuerventils der Einlassdruck sowohl auf der Frontseite als auch auf der Rückseite des Sperrventils wirkt, wodurch dieses aufgrund der wirkenden Federkraft in Schließrichtung verfahren wird. Das verwendete Vorsteuerventil weist einen elektromagnetischen Aktor auf, dessen Anker mit einer Ventilstange verbunden ist, die auf eine im Gehäuse wirkende Kugel wirkt. Diese Ventilvorrichtung benötigt einen großen Bauraum, da zwei zu verbindende Strömungsgehäuse benötigt werden. Das Vorsteuerventil ist lediglich mit einem Einlass und Auslass ausführbar, da keine weiteren Ventilsitze im Strömungsgehäuse vorgesehen werden können.

Des Weiteren ist aus der DE 10 2014 212 329 Al eine Ventileinrichtung bekannt, bei der ein elektromagnetisches Vorsteuerventil unmittelbar axial angrenzend zum Sperrventil angeordnet ist, so dass lediglich eine Bohrung zur Aufnahme der Ventileinheit im Strömungsgehäuse vorgesehen werden muss. Das Vorsteuerventil ist jedoch lediglich geeignet, mit einem einzigen Ventilsitz ausgestaltet zu werden, so dass keine aktive Absperrung zweier verschiedener Strömungswege möglich ist. Dieser Ventilsitz ist an einem Vorsteuerventilgehäuse ausgebildet, welches zusätzlich eine weitere Verbindungsöffnung aufweist, die stetig offen ist und in das Innere des Sperrventils ragt. Das als Kugel ausgeführte Schließglied ist mit dem Anker des Elektromagneten verbunden und auf den Ventilsitz absenkbar. Entsprechend wird für die Vorsteuerventile entweder ein großer Bauraum benötigt oder der Aktor kann nicht unabhängig vom Schließglied und vom Gehäuse angebaut werden, so dass das Vorsteuerventil immer nur mit dem gleichen Aktor betrieben werden kann. Zusätzlich ist immer nur ein Strömungsweg vorgesehen

Es stellt sich daher die Aufgabe, ein Vorsteuerventil bereit zu stellen, welches ein durchström bares Gehäuseteil mit zumindest zwei verschiedenen Strömungswegen beinhaltet und geringen benötigten Bauraum aufweist. Dabei soll das Gehäuseteil mit dem Schließglied vormontiert werden können und für verschiedene Aktoren geeignet sein. Dabei sollten beide Strömungswege absperrbar sein.

Diese Aufgabe wird durch ein Vorsteuerventil für ein Druckfluidsystem mit den Merkmalen des Hauptanspruchs 1 gelöst.

Dadurch, dass das durchström bare Gehäuseteil des Vorsteuerventils eine Ventilplatte aufweist, die axial zwischen einem Gehäuseoberteil und einem Gehäuseunterteil befestigt ist und an der eine Verbindungsbohrung und eine Öffnung ausgebildet sind, über die eine erste Seite der Ventilplatte mit einer gegenüberliegenden zweiten Seite der Ventilplatte verbindbar sind, wobei die Öffnung an der ersten Seite durch einen Ventilsitz begrenzt ist, auf welchen das Schließglied zum Verschließen der Öffnung absenkbar ist, können verschiedene Strömungswege auf einfache Weise durch die Ventilplatte verwirklicht werden. Das gesamte Gehäuseteil kann vormontiert eingebaut werden und über verschiedene Aktoren betätigt werden. Das Vorsteuerventil kann kostengünstig hergestellt werden und ist für verschiedene Einbauorte und Anwendungen nutzbar. Dabei erfüllt die Ventilplatte sowohl die Funktion als Dichtsitz als auch eine Trennung und Abdichtung des Gehäuseoberteils und des Gehäuseunterteils.

Vorzugsweise sind der Ventilsitz und die Öffnung zentral an der Ventilplatte ausgebildet, wodurch das Gehäuseteil einfach zum Aktor positioniert werden kann.

Eine besonders bevorzugte Ausführung ergibt sich, wenn das Schließglied in einem Raum des Gehäuseoberteils angeordnet ist, der durch die Ventilplatte axial verschlossen ist. So kann das Schließglied mit dem durchströmbaren Gehäuseteil und unabhängig vom Aktor montiert werden.

Vorteilhafterweise ist die Ventilplatte aus Metall hergestellt und das Gehäuseoberteil und das Gehäuseunterteil aus Kunststoff hergestellt, wodurch sich eine Dichtfunktion der Ventilplatte zu den beiden Gehäuseteilen ergibt. Die Ventilplatte kann einfach als Stanzteil hergestellt und gestaltet werden. Auch ist es vorteilhaft, wenn die Ventilplatte eine offene Seite eines im Gehäuseunterteil ausgebildeten nutförmigen Kanals verschließt. Dies kann beispielsweise ein Entlastungskanal eines Sperrventils sein, der entsprechend durch das Stellglied verschließbar oder freigebbar ist. Das Gehäuseunterteil muss entsprechend nicht mit zusätzlichen Kernen oder Schiebern hergestellt werden oder nachträglich bearbeitet werden, da die Nut direkt beim Spritzgießen mit hergestellt werden kann. Durch die Ventilplatte ergibt sich jedoch ein dichter Verschluss dieses durch die Nut gebildeten Kanals. Vorzugsweise weist die Ventilplatte mindestens zwei, insbesondere drei Verbindungsbohrungen auf, die gleichmäßig über den Umfang verteilt um die Öffnung angeordnet sind. Durch diese Öffnungen kann ein größerer Fluidstrom von der ersten Seite der Ventilplatte zur zweiten Seite verwirklicht werden.

In einer hierzu weiterführenden bevorzugten Ausführung münden die Verbindungsbohrungen an der ersten Seite in den Raum des oberen Gehäuseteils und an der zweiten Seite in Verbindungsöffnungen des Gehäuseunterteils, die zur von der Ventilplatte abgewandten Oberfläche des Gehäuseunterteils führen und über einen Ringkanal miteinander verbunden sein können, der wiederum durch die Ventilplatte abgedichtet wird. Bei Verwendung dieses Vorsteuerventils mit einem Sperrventil kann dieses trotz der geringen Größe des Vorsteuerventils entsprechend schnell be- oder entlastet werden.

Zusätzlich ist es vorteilhaft, wenn in der Ventilplatte eine axiale Durchgangsöffnung ausgebildet ist, die als Drossel dient. Über diese Drossel kann ein weiterer Strömungsweg zur Verfügung gestellt werden, wobei die Strömungsmenge reduziert ist.

In einer weiterführenden Ausführungsform mündet die Durchgangsöffnung an der ersten Seite radial außerhalb des oberen Gehäuseteils und an der zweiten Seite in einer Durchgangsöffnung des Gehäuseunterteils. Entsprechend kann durch die Durchgangsöffnung ein Pfad zur Außenseite des Gehäuseoberteils hergestellt werden, von wo aus ein weiterer Einlass in das Vorsteuerventil ausgebildet werden kann, der über das gleiche Schließglied verschlossen werden kann, um wahlweise zwei verschiedene Strömungswege auszuschalten. Über einen derartigen Einlass kann eine Verbindung zwischen einer Frontseite und einer Rückseite eines Sperrventils hergestellt werden, dessen Schließfunktion durch die Drossel in der Ventilplatte verzögert werden kann.

Vorzugsweise ist das Schließglied eine Kugel, die mittels einer Ventilstange des Aktors gegen den Ventilsitz verschiebbar ist und durch ein federbelastetes stiftförmiges Stellglied, welches durch die Öffnung ragt, vom Ventilsitz abhebbar ist. Eine Kugel kann beidseitig ohne weitere Bearbeitung gegen zwei gegenüberliegende Ventilsitze verschoben werden und so diese beherrschen. Bei entsprecheder Ausbildung der Ventilsitze ergibt sich eine Selbstzentrierung. Ein Kippen oder Verkanten kann bei einer Kugel als Schließglied vollständig ausgeschlossen werden.

Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn die Ventilplatte zwei Durchgangsbohrungen aufweist, durch die zwei sich axial ersteckende stiftförmige Vorsprünge des Gehäuseunterteils ragen, die durch korrespondierende Durchgangsbohrungen im Gehäuseoberteil ragen und deren Enden zur Befestigung der Ventilplatte und des Gehäuseoberteils am Gehäuseunterteil verformt sind. So ergibt sich eine dauerfeste Verbindung aller Gehäuseteile aneinander durch einen einzigen Befestigungsschritt. Ein Verschieben der Bauteile zueinander bei der Montage wird zusätzlich zuverlässig verhindert. So kann die Montage fehlerlos und schnell durchgeführt werden.

Durch die Verwendung einer Ventilplatte könne entsprechend mehrere Funktionen an nur einem Bauteil des Gehäuseteils realisiert werden und dennoch dieses Bauteil einfach hergestellt werden. So werden auf einfache Weise verschiedene Strömungswege, ein Ventilsitz und eine Dichtfunktion zwischen dem oberen und unteren Gehäuseteil sowie ein Verschluss von nutförmigen Kanälen mit nur einem Bauteil realisiert. Das Vorsteuerventil kann für ein Druckfluidsystem eingesetzt werden und einfach in einer einzigen Montageöffnung mit minimalem Montage- und Herstellungsaufwand gemeinsam mit einem Sperrventil eingebracht werden. Dieses Ventil ist auch für andere Anwendungen geeignet, ohne dass größere Änderungen notwendig wären. Insbesondere können verschiedene Aktoren genutzt werden. Der benötigte Bauraum ist dabei minimiert, da das Ventil selbst sehr wenig Bauraum benötigt und so beispielsweise im Innern eines Sperrventils angeordnet werden kann. Mit diesem kleinbauenden Vorsteuerventil können zwei Ventilsitze unabhängig vollständig axial abgesperrt werden, so dass beispielsweise ein Leckagestrom bei aktiv geschlossenem Sperrventil beinahe vollständig verhindert wird, ohne zusätzlichen Bauraum zu benötigen. Insbesondere ist es möglich, dieses Ventil vollständig vorzumontieren, so dass es lediglich in eine entsprechende gewünschte Einbauposition eingebracht werden muss.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektromagnetischen Vorsteuerventils in seiner Verwendung mit einem Sperrventil für ein Druckfluidsystem ist in den Figuren dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.

Die Figur 1 zeigt eine Seitenansicht eines vorgesteuerten Sperrventils mit einem erfindungsgemäßen elektromagnetischen Vorsteuerventil für ein Druckfluidsystem in geschnittener Darstellung.

Die Figur 2 zeigt eine Seitenansicht eines durchströmbaren Gehäuseteils des erfindungsgemäßen Vorsteuerventils in geschnittener Darstellung.

Die Figur 3 zeigt eine perspektivische Ansicht des durchströmbaren Gehäuseteils des erfindungsgemäßen Vorsteuerventils aus Figur 2.

Die Figur 4 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Ventilplatte des durchströmbaren Gehäuseteils des erfindungsgemäßen Vorsteuerventils aus Figur 2 oder 3.

Das vorgesteuerte Sperrventil besteht aus einem druckdifferenzbetätigten Sperrventil 10 sowie einem erfindungsgemäßen Vorsteuerventil 12, welche gemeinsam in einer Bohrung 14 eines Strömungsgehäuses 16 eingesteckt sind. Das Strömungsgehäuse 16 weist eine sich axial zum Sperrventil 10 erstreckende Einlassleitung 18 sowie zwei sich radial vom Sperrventil 10 aus erstreckende Auslassleitungen 20, 22 auf, wovon die erste

Auslassleitung 20 zu einem Verbraucher und die zweite Auslassleitung 22 zu einem Fluidbehälter führt.

In der Bohrung 14 befindet sich ein Sperrventilgehäuse 24 des Sperrventils 10 mit einem Einlass 26, der mit der Einlassleitung 18 fluidisch verbunden ist und einem Auslass 28, der mit der ersten Auslassleitung 20 des Strömungsgehäuses 16 verbunden ist. Des Weiteren ist an dem Sperrventilgehäuse 24 ein Entlastungskanal 30 ausgebildet, der fluidisch mit der zweiten Auslassleitung 22 verbunden ist. Zwischen den beiden Auslassleitungen 20, 22 ist in einer Nut am Außenumfang des Sperrventilgehäuses 24 eine O-Ringdichtung 29 angeordnet.

Im Sperrventilgehäuse 24 ist eine Gleitbuchse 32 befestigt, in welcher ein Sperrventilkörper 34 axial gleitend gelagert ist. Dieser Sperrventilkörper 34 ist in vorliegendem Ausführungsbeispiel als einseitig offener Hohlzylinder ausgebildet, dessen geschlossene Frontseite 36 zum Einlass 26 gerichtet ist und dessen Rückseite 38 zum erfindungsgemäßen Vorsteuerventil 12 gerichtet ist. Im Innern des Hohlzylinders befindet sich ein Federelement 40, welches zwischen einem Boden 42 an der geschlossenen Seite des Hohlzylinders und einer zum Sperrventilkörper 34 weisenden Wand eines durchströmbaren Gehäuseteils 44 des Vorsteuerventils 12 eingespannt angeordnet ist, welches radial vollständig und über seine gesamte axiale Höhe vom Sperrventilgehäuse 24 umgeben ist und somit mit dem Sperrventilgehäuse 24 in der gleichen Bohrung 14 platziert werden kann. Hierzu ist im Sperrventilgehäuse 24 ein Absatz ausgebildet, auf dem das durchström bare Gehäuseteil 44 aufliegt.

Das Vorsteuerventil 12 weist in vorliegendem Ausführungsbeispiel einen elektromagnetischen Aktor 46 mit einer Spule 48 auf, die in bekannter Weise auf einen Spulenträger 50 gewickelt ist und über einen in der Ansicht nicht sichtbaren Stecker mit Spannung versorgt werden kann. Der elektromagnetische Kreis wird durch zwei an den entgegengesetzten axialen Enden des Spulenträgers 50 angeordneten Rückschlussblechen 54, 56 sowie ein Joch 58, einen Kern 60 und einen Anker 62 geschlossen. Der Anker 62 ist am zum Sperrventil 10 entgegengesetzten axialen Ende axial beweglich innerhalb eines sich in den Spulenträger 50 axial erstreckenden Abschnitts des ersten Rückschlussblechs 54 axial beweglich gelagert. Der Aktor 46 ist innerhalb eines Aktorgehäuseteils 64 angeordnet, mittels dessen das vorgesteuerte Sperrventil 10 am Strömungsgehäuse 16 befestigt ist, indem einerseits ein Flansch 66 des Aktorgehäuseteils 64 auf einem axialen Ende des Sperrventilgehäuses 24 aufliegt und andererseits ein sich vom Flansch 66 in das Innere des Sperrventilgehäuses 24 erstreckender ringförmiger Vorsprung 68 das durchström bare Gehäuseteil 44 gegen einen Absatz 70 des Sperrventilgehäuses 24 axial anliegt.

Der Anker 62 des Vorsteuerventils 12 ist mit einer Ventilstange 72 verbunden, die im Kern 60 geführt ist und sich durch den Kern 60 in das durchström bare Gehäuseteil 44 des Vorsteuerventils 12 erstreckt. Die Ventilstange 72 ist gegenüberliegend zu einem im durchströmbaren Gehäuseteil 44 angeordneten Schließglied 74 des Vorsteuerventils 12, welches als Kugel ausgeführt ist, angeordnet. Bei Bestromung wird die Ventilstange 72 gegen das Schließglied 74 gedrückt, um dieses zu bewegen, während im nicht bestromten Zustand auf den Anker 62 und die Ventilstange 72 keine Feder- oder elektromagnetischen Kräfte wirken, so dass sich üblicherweise und in Abhängigkeit der Einbaulage im nicht bestromten Zustand gegebenenfalls ein Spalt zwischen dem Schließglied 74 und der Ventilstange 72 ausbildet.

Auf der zur Ventilstange 72 gegenüberliegenden Seite liegt ein stiftförmiges Stellglied 76 gegen das Schließglied 74 an, wobei das stiftförmige Stellglied 76 in einem hohlzylindrischen Vorsprung 78 eines Gehäuseunterteils 80 des durchströmbaren Gehäuseteils 44 axial beweglich geführt wird. In dem hohlzylindrischen Vorsprung 78 ist ein zweites Federelement 82, das stiftförmige Stellglied 76 radial umgebend angeordnet. Um eine Vorspannung des stiftförmigen Stellgliedes 76 gegen das Schließglied 74 herzustellen, ist das zweite Federelement 82 zwischen einem inneren Absatz 84 des Gehäuseunterteils 80, der unmittelbar oberhalb eines ersten Führungsabschnitts 85 des stiftförmigen Stellgliedes 76 ausgebildet ist, und einem sich radiale erstreckenden Erweiterungsabschnitt 86 des stiftförmigen Stellgliedes 76, der als zweiter Führungsabschnitt im hohlzylindrischen Vorsprung 78 dient, eingespannt. Die Elemente des Vorsteuerventils 12 und des Sperrventils 10 sind dabei so angeordnet, dass das stiftförmige Stellglied 76 radial innerhalb des zweiten Federelementes 82 angeordnet ist, welches wiederum vom hohlzylindrischen Vorsprung 78 des durchströmbaren Gehäuseteils 44 umgeben ist. Am Gehäuseunterteil 80 des durchströmbaren Gehäuseteils 44 ist eine ringförmige Ausnehmung ausgebildet, in die die Gleitbuchse 32 und je nach Position des Sperrventils 10 das Sperrventil 10 ragt. Durch das zweite Federelement 82 wird das Schließglied 74 bei nicht bestromtem Aktor 46 gegen einen ersten Ventilsitz 88 gepresst, der an einem Gehäuseoberteil 90 des durchströmbaren Gehäuseteils 44 ausgebildet ist, welches erfindungsgemäß unter Zwischenlage einer Ventilplatte 92 mit dem Gehäuseunterteil 80 fest verbunden ist. Die Ventilplatte ist insbesondere eine etwa 0,5 bis 1mm dicke durch Stanzen hergestellte Metallplatte, kann jedoch alternativ auch als Kunststoff- Spritz- oder Stanzteil hergestellt werden. Zwischen der Ventilplatte 92 und dem Gehäuseoberteil 90 ist ein Raum 93 ausgebildet, in dem das Schließglied 74 durch Innenwände des oberen Gehäuseteils 90 geführt anliegt, der durch die Ventilplatte 92 verschlossen wird. Im

Gehäuseoberteil 90 ist eine Einlassöffnung 94 ausgebildet, die am ersten Ventilsitz 88 mündet, so dass die Ventilstange 72 durch die Einlassöffnung 94 ragt. Bei Bestromung des Aktors 46 wird der Anker 62 und mit ihm die Ventilstange 72 gegen das Schließglied 74 verschoben und so das Schließglied 74 gegen einen an der Ventilplatte 92 ausgebildeten zweiten konisch geformten Ventilsitzes 96 gedrückt. Dieser zweite Ventilsitz 96 ist am zum Gehäuseoberteil 90 gewandten Ende einer Öffnung 98 in der Ventilplatte 92 ausgebildet, durch die auch das stiftförmige Stellglied 76 ragt, wobei ein Spalt zwischen den Wänden der Öffnung 98 und dem stiftförmigen Stellglied 76 verbleibt. Durch seine Konizität entsteht eine automatische Zentrierung des kugelförmigen Schließgliedes 74 beim Verschluss des Ventilsitzes 96.

Im Normalbetrieb der Ventilvorrichtung ist der Aktor 46 unbestromt. Dies hat zur Folge, dass das Sperrventil 10 in Abhängigkeit der anliegenden Druckdifferenz öffnet oder schließt. Gleichzeitig liegt über einen zusätzlichen Kanal 100, der durch eine sich axial erstreckende Ausnehmung im Sperrventilgehäuse 24 zwischen diesem und der Gleitbuchse 32 ausgebildet ist, Fluid mit dem vorhandenen Einlassdruck an der Einlassöffnung 94 des Vorsteuerventils 12 an. Flierzu ist in Verlängerung des Kanals 100 eine Durchgangsöffnung 102 im Gehäuseunterteil 80 angeordnet, die über eine als Drossel wirkende Durchgangsöffnung 104 in der Ventilplatte 92 in einen Raum 106 zwischen dem Aktor 46 und dem durchströmbaren Gehäuseteil 44 führt, von dem aus sich die Einlassöffnung 94 in das Innere des durchströmbaren Gehäuseteils 44 erstreckt.

Das durchström bare Gehäuseteil 44 ist in der Figur 2 dargestellt. Dieses weist im Gehäuseunterteil 80 drei sich axial durch das untere Gehäuseteil 80 erstreckende Verbindungsöffnungen 108 auf, die an der Rückseite 38 des Sperrventilkörper 34 mündet und mit drei Verbindungsbohrungen 109 korrespondieren, die gleichmäßig über den Umfang verteilt um die Öffnung 98 der Ventilplatte 92 an der Ventilplatte 92 ausgebildet sind und in den Raum 93, in dem das Schließglied 74 angeordnet ist, münden. Des Weiteren ist dieser Raum 93 durch einen Spalt zwischen dem stiftförmigen Stellglied 76 und der Öffnung 98 mit einem Auslasskanal 111 verbindbar, der als Nut am unteren Gehäuseteil 80 ausgebildet ist und durch die Ventilplatte 92 dicht verschlossen wird. Dieser Kanal 111 mündet in einer radialen Auslassöffnung 110 des durchströmbaren Gehäuseteils 44.

Ist der Aktor nicht bestromt liegt das Schließglied 74 auf dem ersten Ventilsitz 88 auf, so dass kein Fluid auf die Rückseite 38 des Sperrventilkörpers 34 von der Einlassöffnung 94 über den Raum 93 und die Verbindungsöffnung 108 sowie die Verbindungsbohrungen 109 zur Rückseite 38 des Sperrventilkörpers 34 gelangen kann. Stattdessen kann jedoch über die Verbindungsöffnung 108 und die Verbindungsbohrungen 109 Druckfluid von der Rückseite 38 des Sperrventilkörpers 34 in den Raum 93 zwischen der Ventilplatte 92 und dem Gehäuseoberteil 90 strömen und von hier aus weiter durch den Spalt zwischen der Öffnung 98 und dem stiftförmigen Stellglied 76 sowie den Auslasskanal 111 zur Auslassöffnung 110 gelangen, die über den Entlastungskanal 30 mit dem Auslass 22 verbunden ist, so dass der Druck an der Rückseite 38 des Sperrventil körpers 34 abgebaut wird.

Soll nun der Sperrventilkörper 34 unabhängig von der anliegenden Druckdifferenz in einen geschlossenen Zustand überführt werden, so wird der elektromagnetische Aktor 46 bestromt. Hierdurch wird das Schließglied 74 durch die Ventilstange 72 entgegen der Kraft des zweiten Federelementes 82 auf den Ventilsitz 96 an der Ventilplatte 92 gepresst, so dass eine fluidische Verbindung zwischen der Rückseite 38 des Sperrventilkörpers 34 und dem Entlastungskanal 30 unterbrochen wird. Stattdessen kann nun Druckfluid vom Einlass 26 über den Kanal 100, die Durchgangsöffnung 102, die drosselnde Durchgangsöffnung 104 sowie die Einlassöffnung 94, an deren Ende der nunmehr geöffnete, vom ersten Ventilsitz 88 umgebene Durchströmungsquerschnitt ausgebildet ist, über die Verbindungsbohrungen 109 zu den Verbindungsöffnungen 108 und damit zur Rückseite des Sperrventils 10 strömen. Somit wird ein Druckausgleich zwischen der Frontseite 36 und der Rückseite 38 des Sperrventilkörpers 34 hergestellt, so dass dieser aufgrund der Federkraft des ersten Federelementes 40 in seine den Durchströmungsquerschnitt zwischen dem Einlass 26 und dem Auslass 28 verschließende Stellung verschoben wird. Dieser Verschluss erfolgt je nach Größe der drosselnden Durchgangsöffnung 104 mit unterschiedlicher Geschwindigkeit.

Soll dieser zwangsweise Verschluss des Sperrventils 10 wieder aufgehoben werden, wird die Bestromung des Aktors 46 gestoppt, so dass das Druckfluid wieder von der Rückseite 38 des Sperrventilkörpers 34 durch den Auslasskanal 111 in den Entlastungskanal 30 strömen kann und so die Druckdifferenz zwischen dem Einlass 26 und dem Entlastungskanal 30 wieder wirksam wird.

In Figur 3 ist zu erkennen, wie das Gehäuseoberteil 90 und die Ventilplatte 92 am Gehäuseunterteil 80 befestigt sind. Flierzu sind am Gehäuseunterteil 80 zwei sich axial erstreckende stiftförmige Vorsprünge 112 ausgebildet, die sich von der zur Ventilplatte 92 weisenden Oberfläche des Gehäuseunterteils 80 durch korrespondierende Durchgangsbohrungen 118 in der Ventilplatte 92 und Durchgangsbohrungen 120 im Gehäuseoberteil 90 erstrecken. Am Gehäuseoberteil 90 sind zwei Ausnehmungen ausgebildet, an deren Oberflächen 122 die Vorsprünge 112 insbesondere durch Erwärmen und Pressen verformt werden, so dass die verformten Enden 114 einerseits fest auf dem Gehäuseoberteil 90 aufliegen und andererseits diese Enden 114 einen größeren Durchmesser aufweisen als die Durchgangsbohrungen 120, wodurch das Gehäuseoberteil 90 und die Ventilplatte 92 am Gehäuseunterteil 80 befestigt sind.

Durch diese Form der Befestigung kann das gesamte Gehäuseteil vormontiert werden, ohne zusätzliche Bauteile als Befestigungsmittel verwenden zu müssen. Die Ventilplatte vereinigt entsprechend mehrere Funktionen in sich. Neben der Bildung des zweiten Ventilsitzes werden insgesamt drei Strömungswege durch die Ventilplatte zur Verfügung gestellt und eine Dichtfunktion bezüglich der nutförmigen Kanäle und zwischen dem Gehäuseoberteil und dem Gehäuseunterteil realisiert. Zusätzlich kann durch die zusätzlichen Durchgangsbohrungen eine einfache Montage durchgeführt werden. Auch ist das Schließglied im Gehäuse gesichert, so dass ein derartig ausgestaltetes Vorsteuerventil für verschiedene Anwendungen geeignet ist und an unterschiedlichen Einbauorten eingesetzt werden kann. Die gesamte Montage des Vorsteuerventils wird vereinfacht und ist in wenigen Schritten realisierbar. Des Weiteren wird auf minimalem Bauraum die Möglichkeit geschaffen zwei Strömungswege vollständig abzusperren. Ein derartiges Vorsteuerventil kann im Strömungsgehäuse eines Druckventils einfach untergebracht werden.

Es sollte deutlich sein, dass der Schutzbereich des Hauptanspruchs nicht durch das beschriebene Ausführungsbeispiel begrenzt ist, insbesondere nicht auf die Verwendung mit einem druckdifferenzgesteuerten Sperrventil. Neben verschiedenen denkbaren Verwendungen des Vorsteuerventils sind auch andere Befestigungen möglich. Des Weiteren können verschiedene Aktoren verwendet werden, wie beispielsweise Pneumatik- oder Hydraulikaktoren. Die Vorsprünge können sich beispielsweise auch vom Gehäuseoberteil zum Unterteil erstrecken. Des Weiteren können die Strömungswege im Vorsteuerventil unterschiedlich gestaltet werden.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E 1. Vorsteuerventil für ein Druckfluidsystem mit

einem Aktorgehäuseteil (64), in dem ein Aktor (46) angeordnet ist, einem durchströmbaren Gehäuseteil (44), in dem eine Einlassöffnung (94) und eine Verbindungsöffnung (108) ausgebildet sind und einem Schließglied (74), welches über den Aktor (46) betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass

das durchström bare Gehäuseteil (44) des Vorsteuerventils (12) eine Ventilplatte (92) aufweist, die axial zwischen einem Gehäuseoberteil und einem Gehäuseunterteil befestigt ist und an der eine Verbindungsbohrung (109) und eine Öffnung (98) ausgebildet sind, über die eine erste Seite der Ventilplatte (92) mit einer gegenüberliegenden zweiten Seite der Ventilplatte (92) verbindbar sind, wobei die Öffnung (98) an der ersten Seite durch einen Ventilsitz (96) begrenzt ist, auf welchen das Schließglied (74) zum Verschließen der Öffnung (98) absenkbar ist.

2. Elektromagnetisches Vorsteuerventil für ein Druckfluidsystem nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Ventilsitz (96) und die Öffnung (98) zentral an der Ventilplatte (92) ausgebildet sind.

3. Elektromagnetisches Vorsteuerventil für ein Druckfluidsystem nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Schließglied (74) in einem Raum (93) des Gehäuseoberteils (90) angeordnet ist, der durch die Ventilplatte (92) axial verschlossen ist.

4. Vorsteuerventil für ein Druckfluidsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass

die Ventilplatte (92) aus Metall hergestellt ist und das

Gehäuseoberteil (90) und das Gehäuseunterteil (80) aus Kunststoff hergestellt sind.

5. Vorsteuerventil für ein Druckfluidsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Ventilplatte (92) eine offene Seite eines im Gehäuseunterteil (80) ausgebildeten nutförmigen Kanals (111) verschließt.

6. Vorsteuerventil für ein Druckfluidsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Ventilplatte (92) mindestens zwei Verbindungsbohrungen (109) aufweist, die gleichmäßig über den Umfang verteilt um die Öffnung (98) angeordnet sind.

7. Vorsteuerventil für ein Druckfluidsystem nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Verbindungsbohrungen (109) an der ersten Seite in den Raum (93) des oberen Gehäuseteils (90) münden und an der zweiten Seite in Verbindungsöffnungen (108) des Gehäuseunterteils (80) münden, die zur von der Ventilplatte (92) abgewandten Oberfläche des Gehäuseunterteils (80) führen.

8. Vorsteuerventil für ein Druckfluidsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

in der Ventilplatte (92) eine axiale Durchgangsöffnung (104) ausgebildet ist, die als Drossel dient.

9. Vorsteuerventil für ein Druckfluidsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass

die Durchgangsöffnung (104) an der ersten Seite radial außerhalb des oberen Gehäuseteils (90) mündet und an der zweiten Seite in einer Durchgangsöffnung (102) des Gehäuseunterteils (80) mündet.

10. Vorsteuerventil für ein Druckfluidsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Schließglied (74) eine Kugel ist, die mittels einer Ventilstange (72) des Aktors (46) gegen den Ventilsitz (96) verschiebbar ist und durch ein federbelastetes stiftförmiges Stellglied (76), welches durch die Öffnung (98) ragt, vom Ventilsitz (96) abhebbar ist.

11. Vorsteuerventil für ein Druckfluidsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Ventilplatte (92) zwei Durchgangsbohrungen (120) aufweist, durch die zwei sich axial ersteckende stiftförmige Vorsprünge (112) des Gehäuseunterteils (80) ragen, die durch korrespondierende

Durchgangsbohrungen (120) im Gehäuseoberteil (90) ragen und deren Enden (114) zur Befestigung der Ventilplatte (92) und des Gehäuseoberteils (90) am Gehäuseunterteil (80) verformt sind.