DE-102024210562-A1 - Ventil

Abstract

Ventil, zumindest aufweisend einen Ventilkörper (2) und einen Ventilsitz (3), wobei der Ventilkörper (2) entlang einer Schieberachse (5) in dem Ventilsitz (3) bewegbar ist, wobei der Ventilkörper (2) einen Steuerschieber (4) aufweist, wobei der Steuerschieber (4) eine Dichtfläche (6) aufweist, die in einem ersten Winkel (26) zu der Schieberachse (5) steht, wobei der Steuerschieber (4) weiter eine axial von der Dichtfläche (6) beabstandete Aufprallfläche (7) aufweist, die in einem zweiten Winkel (27) zwischen 45 ° und 90 ° zu der Schieberachse (5) steht, wobei der Ventilsitz (3) eine der Dichtfläche (6) gegenüberliegende Dichtkante (8) aufweist, wobei der Ventilsitz (3) weiter eine axial von der Dichtkante (8) beabstandete Umlenkfläche (9) aufweist, die quer zu der Aufprallfläche (7) des Steuerschiebers (4) steht, wobei die Dichtfläche (6) und die Aufprallfläche (7) zu der Schieberachse (5) gleich orientiert sind.

Inventors

• Klemens Strauss
• Oscar Tiede
• Frank Meyer
• Dieter Schwarz

Assignees

• Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20241104

Claims (9)

1. Ventil, zumindest aufweisend einen Ventilkörper (2) und einen Ventilsitz (3), wobei der Ventilkörper (2) entlang einer Schieberachse (5) in dem Ventilsitz (3) bewegbar ist, wobei der Ventilkörper (2) einen Steuerschieber (4) aufweist, wobei der Steuerschieber (4) eine Dichtfläche (6) aufweist, die in einem ersten Winkel (26) zu der Schieberachse (5) steht, wobei der Steuerschieber (4) weiter eine axial von der Dichtfläche (6) beabstandete Aufprallfläche (7) aufweist, die in einem zweiten Winkel (27) zwischen 45 ° und 90 ° zu der Schieberachse (5) steht, wobei der Ventilsitz (3) eine der Dichtfläche (6) gegenüberliegende Dichtkante (8) aufweist, wobei der Ventilsitz (3) weiter eine axial von der Dichtkante (8) beabstandete Umlenkfläche (9) aufweist, die quer zu der Aufprallfläche (7) des Steuerschiebers (4) steht, wobei die Dichtfläche (6) und die Aufprallfläche (7) zu der Schieberachse (5) gleich orientiert sind.
2. Ventil nach Anspruch 1 , wobei der erste Winkel (26) in einem Bereich von 30 ° bis 60 ° liegt.
3. Ventil nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Dichtfläche (6) eine erste Führungsachse (18) definiert, wobei die Umlenkfläche (9) eine Umlenkachse (20) definiert wobei die Umlenkachse (20) und die erste Führungsachse (18) einen fünften Winkel (30) von größer als 90 ° zueinander aufweisen.
4. Ventil nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Ventilsitz (3) zwischen der Dichtkante (8) und der Umlenkfläche (9) ein bogenförmiges erstes Knie (10) ausbildet.
5. Ventil nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Steuerschieber (4) einen ersten Führungsrand (22) und eine erste Einlaufkante (23) aufweist, wobei der erste Führungsrand (22) und die erste Einlaufkante (23) einen geradlinigen oder gekrümmten Abschnitt (15) begrenzen, wobei die Dichtfläche (6) auf dem geradlinigen oder gekrümmten Abschnitt (15) angeordnet ist.
6. Ventil nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Steuerschieber (4) ein bogenförmiges zweites Knie (11) ausbildet, das durch den ersten Führungsrand (22) und die Aufprallfläche (7) begrenzt ist.
7. Ventil nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei anschließend an die Aufprallfläche (7) ein zweiter Führungsrand (24) abgewandt von dem zweiten Knie (11) angeordnet ist, wobei der senkrechte Abstand des ersten Führungsrandes (22) zur Schieberachse (5) kleiner ist als der senkrechte Abstand des zweiten Führungsrandes (24) zur Schieberachse (5).
8. Ventil nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der zweite Führungsrand (24) des Ventilkörpers (2) senkrecht von der Schieberachse (5) weiter entfernt ist als jeder Bereich des ersten Knies (10) am Ventilsitz (3).
9. Ventil nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei zwischen dem ersten Knie (10) und der Dichtkante (8) eine Knieeinlauffläche (25) ist, wobei die Knieeinlauffläche (25) einen vierten Winkel (29) von größer als 15 ° zu dem geradlinigen Abschnitt (15) hat.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil, aufweisend zumindest einen Ventilkörper und einen Ventilsitz. Der Ventilsitz kann insbesondere dazu dienen, in einem Mehrwegeventil verwendet zu werden. Ventilsitze und Ventilkörper dienen insbesondere in Mehrwegeventilen dazu, in einem Ventilgehäuse verschiedene Wege für ein Fluid, insbesondere ein druckbeaufschlagtes Fluid, zu öffnen und/oder zu schließen. Die Wege für das Fluid werden dabei häufig geschaltet, sodass der Ventilkörper häufig in dem Ventilsitz bzw. Ventilgehäuse hin und her bewegt wird. Der Ventilkörper wird dabei zum Schließen eines Weges an entsprechende Flächen des Ventilsitzes bzw. Ventilgehäuses gedrückt. Zum Öffnen eines Weges wird der Ventilkörper von dem Ventilsitz bzw. Ventilgehäuse weg bewegt. Bei der Öffnung eines Weges können Strömungskräfte entstehen, die eine Sogwirkung haben. Das Fluid wird dabei durch einen sich öffnenden Spalt gedrückt und danach in einen größeren Bereich, in dem es sich ausbreiten und Druck abbauen kann. Dabei wird das Fluid lokal beschleunigt, was die Sogwirkung hervorruft. Die Sogwirkung wirkt dabei entgegengesetzt der Öffnungsrichtung des Ventils und erzeugt somit eine Schließkraft am Ventilkörper, die bei jeder Öffnung des Ventils überwunden werden muss. In DE 19509145 B4 wird eine Verdickung am Steuerschieber als Hubhilfe beschrieben, die zusammen mit einer Hülse, die als Strömungsumlenkung fungiert, eine teilweise Kompensation der Strömungskraft ermöglicht. Diese Ausgestaltung erzeugt durch den Umlenkring einen hohen Druckverlust. Weiterhin ist die Kompensation der Strömungskraft nur sehr begrenzt möglich. Insbesondere wenn das Ventil häufig geschaltet wird, also der Ventilkörper häufig hin und her bewegt wird, um einen Weg für das Fluid zu öffnen oder zu schließen, treten diese Kräfte häufig auf und müssen jedes Mal überwunden werden. Diese Schließkräfte müssen bei jedem Schalten überwunden werden. Dazu ist eine Betätigungskraft erforderlich, die diese Schließkraft übertrifft. Bei einer (elektro-)magnetischen Betätigung des Ventils sind somit große und damit teure Magnete und eine hohe Schaltenergie notwendig. Steht diese nicht zur Verfügung, so können nur reduzierte Durchflussmengen oder Druckbereiche geschaltet werden. Somit stellt sich die Problematik, dass Schließkräfte an Ventilsitzen zu Effizienzeinbußen oder Schaltleistungseinbußen führen können. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lindern. Insbesondere soll eine möglichst weitreichende Kompensation der Strömungskräfte bei einem kleinen Ventilhub und sehr geringer Flächendifferenz ermöglicht werden. Insbesondere sollen auch eine Kostenreduktion und/oder eine Bauraumreduzierung bei derartigen Ventilanordnungen ermöglicht werden. Diese Aufgaben werden zumindest teilweise durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass in den Ansprüchen einzeln aufgeführte Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvollerweise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindungen dargestellt werden. Zur Lösung dieser Aufgabe trägt ein Ventil bei, aufweisend einen Ventilkörper und einen Ventilsitz. Der Ventilkörper ist entlang einer Schieberachse in dem Ventilsitz bewegbar, wobei der Ventilkörper einen Steuerschieber aufweist. Der Steuerschieber weist eine Dichtfläche auf, die in einem ersten Winkel zu der Schieberachse steht, wobei der Steuerschieber weiter eine axial von der Dichtfläche beabstandete Aufprallfläche aufweist, die in einem ersten Winkel zwischen 45 ° und 90 ° zu der Schieberachse steht. Der Ventilsitz weist eine der Dichtfläche gegenüberliegende Dichtkante auf, wobei der Ventilsitz weiter eine axial von der Dichtkante beabstandete Umlenkfläche aufweist, die quer zu der Aufprallfläche des Steuerschiebers steht, wobei die Dichtfläche und die Aufprallfläche zu der Schieberachse gleich orientiert sind. Das Ventil ist dazu eingerichtet, als Ein- oder Mehrwegeventil verwendet zu werden. Insbesondere ist es möglich, das Ventil als Bauteil in einem anderen Bauteil oder einer Maschine einzubauen oder daran anzubringen. Das Ventil bzw. der Ventilkörper ist von außen steuerbar, insbesondere ist es möglich, einen Aktuator oder eine Einheit mit einem Ventilkörper zu verbinden, die eine Kraft auf den Ventilkörper ausüben können, sodass das Ventil geschaltet werden kann. Insbesondere können so Wege für ein (druckbeaufschlagtes) Fluid durch das Ventil verändert, also (teilweise oder vollständig) geöffnet oder geschlossen werden. Das Ventil weist den Ventilkörper und einen Ventilsitz auf. Der Ventilsitz weist Eingänge und/oder Ausgänge für das Fluid auf.