EP3446006A1 - Valve for opening and closing a line system - Google Patents

Abstract

The invention relates to a valve for closing and opening a line system, comprising a valve body (24) which forms a valve seat (26); a line system (18) with a supply line (20) for supplying a fluid to the valve seat (26) and with a discharge line (22) for discharging the fluid from the valve seat (26), wherein the fluid is under a supply pressure (pV) in the supply line (20) and under a working pressure (pN) in the discharge line (22); a closing element (28) which interacts with the valve seat (26) in order to open and close the line system, said closing element (28) releasing a throttle cross-section (A) between the valve seat (26) and the closing element (28); a restoring element (32) which applies a restoring force to the closing element (28), the restoring force pressing the closing element (28) against the valve seat (26) in order to close the line system; and a pressure chamber (46) in which the fluid is under a closing pressure (pS) with which the fluid applies a closing force to the closing element (28) in order to close the line system (18). The valve (10) has means (52) with which the closing pressure (pS) in the pressure chamber (46) can be reduced below the supply pressure (pV) on the basis of the released throttle cross-section (A). The invention further relates to a vehicle comprising such a valve and to a method for operating such a valve.

Description

Ventil zum Verschließen und Öffnen eines Leitungssystems Valve for closing and opening a pipe system

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventil zum Verschließen und Öffnen eines Leitungssystems. The present invention relates to a valve for closing and opening a conduit system.

Ventile weisen im Allgemeinen einen ortsfesten Ventilsitz auf, mit welchem das Leitungssystem dadurch geschlossen und Valves generally have a stationary valve seat with which the conduit system is thereby closed and

geöffnet werden kann, dass ein bewegbares Schließelement mit dem Ventilsitz zusammenwirkt. Derartige Leitungssysteme umfassen eine Zuführleitung zum Zuführen eines Fluids zum Ventilsitz und einer Abführleitung zum Abführen des Fluids vom Ventilsitz, wobei das Fluid in der Zuführleitung unter einem Versorgungsdruck und in der Abführleitung unter einem can be opened, that a movable closing element cooperates with the valve seat. Such conduit systems include a supply line for supplying a fluid to the valve seat and a discharge line for discharging the fluid from the valve seat, wherein the fluid in the supply line under a supply pressure and in the discharge line under a

Nutzdruck steht. Einige Anwendungen machen es erforderlich, dass das Ventil geschlossen ist, solange der Versorgungsdruck unterhalb eines bestimmten Schwellenwertes liegt und das Useful pressure is. Some applications require the valve to be closed as long as the supply pressure is below a certain threshold and the

Ventil öffnet, sobald der Versorgungsdruck den Schwellenwert überschreitet . Valve opens as soon as the supply pressure exceeds the threshold value.

Grundsätzlich kann diese Eigenschaft mithilfe von Basically, this property can be done using

Stelleinrichtungen umgesetzt werden, welche das Schließelement dann entsprechend bewegen, wenn der Schwellenwert über- oder unterschritten wird. Beispielsweise können hierzu Actuators are implemented, which then move the closing element accordingly when the threshold is exceeded or fallen short of. For example, this can be done

elektromagnetische Ventile eingesetzt werden. Allerdings ist es hierbei notwendig, einen Drucksensor vorzusehen, welcher mit einer Steuereinheit kommuniziert, die wiederum die electromagnetic valves are used. However, in this case it is necessary to provide a pressure sensor which communicates with a control unit, which in turn controls the

Stelleinrichtung entsprechend aktiviert. Neben den Kosten, welche diese Komponenten verursachen, dem Verkabelungsaufwand und dem benötigten Bauraum ist an derartigen Actuator activated accordingly. In addition to the costs that cause these components, the cabling and the required space is on such

elektromagnetischen Ventilen besonders nachteilig, dass ihre Funktionsfähigkeit von einer geeigneten Stromversorgung abhängt. Die Stromversorgung ist aber nicht immer gegeben, insbesondere in elektrisch autonomen Systemen wie Fahrzeugen. Zudem macht sich der mit der Aktivierung der electromagnetic valves particularly disadvantageous that their functionality depends on a suitable power supply. The power supply is not always given, especially in electrically autonomous systems such as vehicles. In addition, with the activation of the

elektromagnetischen Ventile einhergehende Stromverbrauch negativ auf den Kraftstoffverbrauch des betreffenden, mit einem Verbrennungsmotor betriebenen Fahrzeugs bemerkbar. Bei Elektrofahrzeugen reduziert sich aufgrund des erhöhten Electromagnetic valves associated power consumption negatively on the fuel consumption of the relevant, operated with an internal combustion engine vehicle noticeable. In electric vehicles is reduced due to the increased

Stromverbrauchs die Reichweite. Power consumption the range.

Um diesen Nachteilen zu begegnen, werden fluidgesteuerte To address these disadvantages, fluid-controlled

Ventile verwendet. Derartige Ventile umfassen ein Used valves. Such valves include a

Rückstellelement, welches das Schließelement mit einer Reset element, which the closing element with a

bestimmten Rückstellkraft gegen den Ventilsitz drückt. Solange der Versorgungsdruck des Fluids unter dem Schwellenwert liegt, bleibt das Ventil geschlossen, so dass es sich um ein presses certain restoring force against the valve seat. As long as the supply pressure of the fluid is below the threshold, the valve remains closed, so that it is a

sogenanntes „normally closed" Ventil handelt. Das Ventil ist dabei so ausgestaltet, dass aufgrund des Versorgungsdrucks eine Fluidkraft auf das Schließelement aufgebracht wird, welche der Rückstellkraft entgegenwirkt. Steigt der The valve is designed so that due to the supply pressure, a fluid force is applied to the closing element, which counteracts the restoring force

Versorgungsdruck über den Schwellenwert, so übersteigt die Fluidkraft die Rückstellkraft, wodurch das Schließelement vom Ventilsitz weg bewegt und das Ventil geöffnet wird. Supply pressure above the threshold, the fluid force exceeds the restoring force, whereby the closing element moves away from the valve seat and the valve is opened.

Um die Rückstellelemente möglichst klein auszuführen und damit Bauraum zu sparen, weisen einige Ventile einen Druckraum auf, welcher vom Ventilsitz gesehen hinter dem Schließelement angeordnet ist. Der Druckraum ist mit einem Fluid gefüllt, welches unter einem bestimmten Druck steht. Der Druck bewirkt eine Schließkraft, welche in dieselbe Richtung wirkt wie die Rückstellkraft des Rückstellelements, wodurch das To make the reset elements as small as possible and thus to save space, some valves have a pressure chamber, which is arranged behind the closing element seen from the valve seat. The pressure chamber is filled with a fluid which is under a certain pressure. The pressure causes a closing force, which acts in the same direction as the restoring force of the return element, whereby the

Rückstellelement beim Drücken des Schließelements gegen den Ventilsitz unterstützt wird. Im Folgenden wird daher der Druck des Fluids im Druckraum auch als Schließdruck bezeichnet. In vielen Fällen ist der Druckraum fluidisch mit der Restoring element is supported when pressing the closing element against the valve seat. In the following, therefore, the pressure of the fluid in the pressure chamber is also referred to as closing pressure. In many cases, the pressure chamber is fluidic with the

Zuführleitung verbunden, so dass der Schließdruck genauso groß ist wie der Versorgungsdruck. Mit steigendem Versorgungsdruck steigt auch der Schließdruck, was zur Folge hat, dass das Schließelement nur relativ langsam vom Ventilsitz weg bewegt wird und folglich der Drosselquerschnitt zwischen dem Ventil und dem Schließelement, also die vom Fluid beim Strömen von der Zuführleitung in die Abführleitung zu durchquerende Supply line connected, so that the closing pressure just as large is like the supply pressure. With increasing supply pressure and the closing pressure increases, which has the consequence that the closing element is moved only relatively slowly away from the valve seat and consequently the throttle cross section between the valve and the closing element, so to be traversed by the fluid during the flow from the supply line into the discharge line

Strömungsquerschnittsfläche, mit steigendem Versorgungsdruck nur relativ langsam steigt. Das Schließelement und der Flow cross-sectional area, with increasing supply pressure increases only relatively slowly. The closing element and the

Ventilsitz wirken daher als Drossel, so dass der Valve seat therefore act as a throttle, so that the

Versorgungsdruck beim Durchströmen des Drosselquerschnitts auf den Nutzdruck gedrosselt wird. Die Drosselung ist umso Supply pressure is throttled when flowing through the throttle cross-section to the effective pressure. The throttling is all the more

stärker, je kleiner der Drosselquerschnitt ist. Aufgrund des sich langsam vom Ventil sitz weg bewegenden Schließelements wird über einen relativ großen Druckbereich der stronger, the smaller the throttle cross-section. Due to the slowly seated away from the valve moving closing element is over a relatively large pressure range of

Versorgungdruck relativ stark auf den Nutzdruck gedrosselt, was insofern nachteilig ist, als dass für viele Anwendungen ein hoher Nutzdruck erwünscht ist. Supply pressure throttled relatively strong to the effective pressure, which is disadvantageous in that for many applications, a high pressure is desired.

Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es daher, das fluidgesteuerte Ventil der eingangs Object of an embodiment of the present invention is therefore, the fluid-controlled valve of the above

beschriebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass der further developed such that the

Versorgungsdruck im Vergleich zu bekannten fluidgesteuerten Ventilen beim und nach dem Öffnen des Ventils weniger stark gedrosselt wird und folglich ein höherer Nutzdruck vorliegt. Mit anderen Worten soll das Öffnungsverhalten entsprechend verbessert werden, so dass bei einem gegebenen Supply pressure is less throttled as compared to known fluid-controlled valves during and after opening the valve and thus there is a higher effective pressure. In other words, the opening behavior should be improved accordingly, so that at a given

Versorgungsdruck eine im Vergleich zu bekannten Supply pressure a compared to known

fluidgesteuerten Ventilen ein größerer Drosselquerschnitt freigegeben und damit der Versorgungsdruck weniger stark wird. fluid-controlled valves released a larger throttle area and thus the supply pressure is less strong.

Diese Aufgabe wird mit den in den Ansprüchen 1, 12 und 13 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche. Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft einen This object is achieved with the features specified in claims 1, 12 and 13. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims. An embodiment of the invention relates to a

Ventilkörper, der einen Ventilsitz bildet, ein Leitungssystem mit einer Zuführleitung zum Zuführen eines Fluids zum Valve body, which forms a valve seat, a conduit system with a supply line for supplying a fluid to

Ventilsitz und einer Abführleitung zum Abführen des Fluids vom Ventilsitz, wobei das Fluid in der Zuführleitung unter einem Versorgungsdruck und in der Abführleitung unter einem Valve seat and a discharge line for discharging the fluid from the valve seat, wherein the fluid in the supply line under a supply pressure and in the discharge line under a

Nutzdruck steht, ein Schließelement, welches zum Verschließen und Öffnen des Leitungssystems mit dem Ventilsitz Usable pressure is a closing element, which is used to close and open the pipe system with the valve seat

zusammenwirkt, wobei das Schließelement zwischen dem cooperates, wherein the closing element between the

Ventilsitz und dem Schließelement einen Drosselquerschnitt freigibt, ein Rückstellelement, welches eine Rückstellkraft auf das Schließelement aufbringt, die das Schließelement zum Schließen des Leitungssystems gegen den Ventilsitz drückt, einen Druckraum, in welchem das Fluid unter einem Schließdruck steht, mit dem das Fluid eine Schließkraft zum Schließen des Leitungssystems auf das Schließelement aufbringt, wobei das Ventil Mittel aufweist, mit welchen der Schließdruck im  Valve seat and the closing element releases a throttle cross section, a restoring element which applies a restoring force on the closing element which presses the closing element for closing the conduit system against the valve seat, a pressure chamber in which the fluid is under a closing pressure, with which the fluid has a closing force to Closing the conduit system applies to the closing element, wherein the valve has means with which the closing pressure in

Druckraum in Abhängigkeit des freigegebenen Pressure chamber depending on the released

Drosselquerschnitts unter den Versorgungsdruck absenkbar ist. Throttle cross section can be lowered below the supply pressure.

Wie zuvor erwähnt, öffnen die aus dem Stand der Technik bekannten fluidgesteuerten Ventile deshalb relativ langsam, da der Schließdruck genauso groß ist wie der Versorgungsdruck. Da die vom Schließdruck aufgebrachte Schließkraft der Kraft, die das Fluid auf das Schließelement aufbringt, entgegen wirkt, muss das Fluid gegen den Schließdruck arbeiten. Im Gegensatz dazu ermöglichen es die vorschlagsgemäßen Mittel, den As mentioned previously, the fluid-controlled valves known from the prior art therefore open relatively slowly, since the closing pressure is the same as the supply pressure. Since the closing force applied by the closing pressure counteracts the force exerted by the fluid on the closing element, the fluid must work against the closing pressure. In contrast, the proposed means, the

Schließdruck in Abhängigkeit des freigegebenen Closing pressure depending on the released

Drosselquerschnitts unter den Versorgungsdruck zu senken. Lowering the throttle cross section under the supply pressure.

Infolgedessen sinkt die Kraft, die notwendig ist, dass As a result, the force that is necessary decreases

Schließelement vom Ventilsitz weg zu bewegen. Hierdurch wird erreicht, dass das Ventil bei einem gegebenen Druck oberhalb des Schwellenwertes im Vergleich zu herkömmlichen Ventilen stärker geöffnet ist. Die stärkere Öffnung hat den Effekt, dass der Versorgungsdruck weniger stark gedrosselt wird, wenn er den Drosselquerschnitt durchströmt. Folglich wird in der Nutzdruck weniger stark reduziert, was insbesondere bei Move closing element away from the valve seat. This ensures that the valve at a given pressure above the threshold is more open compared to conventional valves. The stronger opening has the effect of less throttling the supply pressure as it flows through the throttle area. Consequently, the payload is less heavily reduced, which is particularly the case

Anwendungen vorteilhaft ist, bei denen ein hoher Nutzdruck benötigt wird.  Applications is advantageous in which a high pressure is needed.

In einer weiteren Ausführungsform können die Mittel einen das Schließelement durchlaufenden und in die Zuführleitung In a further embodiment, the means may pass through the closing element and into the feed line

mündenden Kanal umfassen, der mit dem Druckraum in which comprise the pressure chamber in

Fluidkommunikation steht. Kanäle lassen sich im Allgemeinen relativ einfach fertigen, um den Druckraum insbesondere mit dem Zuführkanal fluidisch zu verbinden. Zudem weisen aus dem Stand der Technik bekannte fluidgesteuerte Ventile bereits Kanäle auf, die zumindest teilweise genutzt werden können. Insofern ist der zusätzliche fertigungstechnische Aufwand, die Mittel bereitzustellen, vergleichsweise gering. Gemäß einer weitergebildeten Ausführungsform weist das Ventil einen Bypass auf, der den das Schließelement durchlaufenden und in die Zuführleitung mündenden Kanal und einen das Fluid communication is. Channels are generally relatively easy to manufacture, in order to fluidly connect the pressure chamber in particular with the feed channel. In addition, known from the prior art fluid-controlled valves already channels, which can be used at least partially. In this respect, the additional manufacturing effort to provide the means is comparatively low. According to a further developed embodiment, the valve has a bypass, which passes through the closing element and opening into the supply channel and a channel

Schließelement umgebenden und in die Abführleitung mündenden Ringspalt umfasst. Die aus dem Stand der Technik bekannten fluidgesteuerten Ventile weisen einen Bypass auf, der die Zuführleitung unter Umgehung des Ventilsitzes mit der Includes closing element surrounding and opening into the discharge line annular gap. The fluid-controlled valves known from the prior art have a bypass, which bypasses the valve seat with the supply line

Abführleitung verbindet. Der Druckraum ist dabei zwischen dem Kanal und dem Ringspalt angeordnet. Auch hier gilt, dass der zusätzliche Aufwand, die Mittel bereitzustellen, Discharge line connects. The pressure chamber is arranged between the channel and the annular gap. Again, the extra effort involved in providing the funds

vergleichsweise gering ist. is comparatively low.

Bei einer weiteren Ausführungsform umfassen die Mittel ein Einsatzelement, welches zusammen mit dem Schließelement zumindest einen Teil des Kanals im Bereich des In a further embodiment, the means comprise an insert element, which together with the closing element at least part of the canal in the area of

Drosselquerschnitts bildet. In dieser Ausführungsform ist es möglich, auf einfache Art und Weise den Kanal bis in den Throttle cross section forms. In this embodiment, it is possible in a simple way, the channel up in the

Bereich des Drosselquerschnitts zu führen. Aufgrund der oben beschriebenen Drosselung sinkt der statische Druck im Area of the throttle cross section to lead. Due to the throttling described above, the static pressure drops in the

Drosselquerschnitt. Das Einsatzelement wird so ausgeführt, dass der Kanal im Bereich des Drosselquerschnitts in den Throttle cross section. The insert element is designed so that the channel in the region of the throttle cross-section in the

Zuführkanal mündet. Der verringerte statische Druck wird somit ähnlich wie bei einem Venturirohr abgegriffen. Da der Feed channel opens. The reduced static pressure is thus tapped similar to a Venturi tube. Since the

Druckraum über den Kanal fluidisch mit dem Zuführkanal verbunden ist, liegt aufgrund der Tatsache, dass der Kanal im Bereich des Drosselquerschnitts in den Zuführkanal mündet, nicht der Versorgungsdruck, sondern der verminderte statische Druck im Druckraum an, so dass der Schließdruck sinkt. Der statische Druck ist umso geringer, je geringer der Pressure chamber is fluidly connected via the channel to the feed channel, due to the fact that the channel opens in the region of the throttle cross-section in the feed, not the supply pressure, but the reduced static pressure in the pressure chamber, so that the closing pressure decreases. The lower the pressure, the lower the static pressure

freigegebene Drosselquerschnitt ist, was bei Beginn der Shared throttle area is what is at the beginning of the

Öffnung des Ventils der Fall ist. Folglich sind bei Opening the valve is the case. Consequently, at

beginnender Öffnung des Ventils der Schließdruck und die hieraus resultierende Schließkraft besonders gering, so dass das Ventil im Vergleich zu bekannten fluidgesteuerten Ventilen schneller öffnet. Hieraus folgt, dass bei einem gegebenen Versorgungsdruck über dem Schwellenwert ein im Vergleich zu bekannten fluidgesteuerten Ventilen erhöhter Nutzdruck Beginning opening of the valve, the closing pressure and the resulting closing force is particularly low, so that the valve opens faster compared to known fluid-controlled valves. It follows that at a given supply pressure above the threshold, an increased useful pressure compared to known fluid controlled valves

verfügbar ist. Darüber hinaus lassen sich die Kanäle unter Verwendung des Einsatzelements auf eine relativ einfache Art und Weise fertigen, ohne dass zusätzliche Bohrungen, Leitungen oder andere Konstruktionselemente vorgesehen werden müssen. is available. In addition, the channels can be finished using the insert element in a relatively simple manner, without additional holes, pipes or other construction elements must be provided.

Eine weitergebildete Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Schließelement eine zylindrische Ausnehmung aufweist, in welcher das Einsatzelement angeordnet ist. In vielen Fällen weisen Schließelemente von aus dem Stand der Technik bekannten fluidgesteuerten Ventilen eine zylindrische Ausnehmung auf, so dass es sich anbietet, das Einsatzelement dort anzuordnen. Einerseits lassen sich aufgrund dieser A further developed embodiment is characterized in that the closing element has a cylindrical recess in which the insert element is arranged. In many cases, closing elements of fluid-controlled valves known in the art have a cylindrical one Recess on, so that it offers to arrange the insert element there. On the one hand, because of this

Anordnung die Kanäle besonders einfach bereitstellen und andererseits wird kein zusätzlicher Bauraum benötigt, um das Einsatzelement im Ventil unterzubringen. Arrangement provide the channels particularly easy and on the other hand, no additional space is required to accommodate the insert element in the valve.

Nach Maßgabe einer weiteren Ausführungsform weist das In accordance with a further embodiment, the

Einsatzelement einen U-förmigen Querschnitt mit einem im Insert element has a U-shaped cross section with a in

Wesentlichen senkrecht zur Längsachse verlaufenden ersten Schenkel und einem im Wesentlichen parallel zur Längsachse verlaufenden zweiten Schenkel auf. Anstelle des U-förmigen Querschnitts könnte das Einsatzelement auch in Form einer Scheibe ausgestaltet werden. Der U-förmige Querschnitt hat allerdings den Vorteil, dass die Oberfläche, an der bereits eine erhöhte Strömungsgeschwindigkeit anliegt und somit ein reduzierter statischer Druck vorherrscht, reduziert wird. Substantially perpendicular to the longitudinal axis extending first leg and a substantially parallel to the longitudinal axis extending second leg. Instead of the U-shaped cross section, the insert element could also be designed in the form of a disk. However, the U-shaped cross-section has the advantage that the surface, on which already an increased flow velocity is applied and thus a reduced static pressure prevails, is reduced.

Diese Druckreduktion bewirkt ansonsten eine Kraft auf das Einsatzelement in schließender Richtung, die nicht erwünscht ist. Zudem lässt sich mit dem U-förmigen Querschnitt Material sparen. This pressure reduction otherwise causes a force on the insert element in the closing direction, which is not desirable. In addition, material can be saved with the U-shaped cross-section.

Weiterhin kann das Einsatzelement eine erste Stirnfläche aufweisen, die zum Schließelement hinzeigt und auf welcher eine Anzahl von Vertiefungen angeordnet sind. Die Vertiefungen bilden einen Teil des Kanals und werden vom Fluid durchströmt. Die Vertiefungen ermöglichen es, dass Einsatzelement direkt mit dem Schließelement zu verbinden, ohne Furthermore, the insert element may have a first end face pointing towards the closing element and on which a number of depressions are arranged. The depressions form part of the channel and are flowed through by the fluid. The recesses make it possible to connect the insert element directly to the closing element, without

Befestigungsvorsprünge oder Abstandhalter vorsehen zu müssen. Hierdurch wird die Art und Weise, wie das Einsatzelement am Schließelement befestigt wird, vereinfacht.  To provide fastening projections or spacers. As a result, the manner in which the insert element is fastened to the closing element is simplified.

Es bietet sich an, das Einsatzelement am freien Ende des zweiten Schenkels eine zweite Stirnfläche bildet, welche eine zur Längsachse hinzeigende eine Fase aufweist. Das Vorsehen einer Fase am freien Ende des zweiten Schenkels führt dazu, dass das Einsatzelement im Bereich des Drosselquerschnitts relativ spitz zuläuft. Hierdurch wird eine zweite Drosselung und folglich eine Vordrosselung erreicht, wodurch der It is advisable, the insert element at the free end of the second leg forms a second end face, which is a has a bevel pointing towards the longitudinal axis. The provision of a chamfer at the free end of the second leg causes the insert element to taper relatively sharply in the region of the throttle cross-section. As a result, a second throttling and consequently a pre-throttling is achieved, whereby the

Schließdruck im Druckraum besonders stark abgesenkt und das Öffnungsverhalten des Ventils weiter verbessert werden kann. An dieser Stelle sei erwähnt, dass eine starke Drosselung auch eine starke Absenkung des Nutzdrucks bewirkt, was auf den ersten Blick dem Ziel der vorliegenden Erfindung  Closing pressure in the pressure chamber lowered particularly strong and the opening behavior of the valve can be further improved. At this point it should be mentioned that a strong throttling also causes a strong reduction in the effective pressure, which is at first sight the aim of the present invention

entgegensteht. Allerdings nimmt die Drosselung mit zunehmendem Abstand des Schließelements vom Ventilsitz ab. Folglich ist die Absenkung des Nutzdrucks nur von relativ kurzer Dauer und wird mit zunehmendem Abstand des Schließelements vom opposes. However, the restriction decreases with increasing distance of the closing element from the valve seat. Consequently, the reduction of the effective pressure is only of relatively short duration and is with increasing distance of the closing element from

Ventilsitz wieder kompensiert und ab einem bestimmten Abstand überkompensiert . Valve seat compensated again and overcompensated for a certain distance.

Eine weitergebildete Ausführungsform ist dadurch A further developed embodiment is characterized

gekennzeichnet, dass das Einsatzelement relativ zum characterized in that the insert element relative to

Schließelement bewegbar ist. Hierdurch kann der Closing element is movable. This allows the

Drosselquerschnitt in Abhängigkeit vom vorliegenden  Throttle cross-section as a function of the present

Versorgungsdruck verändert werden, so dass eine besonders gute Drosselung unmittelbar nach Öffnen des Ventils bereitgestellt werden kann. Wie zuvor erwähnt, bewirkt eine besonders Supply pressure can be changed so that a particularly good throttling can be provided immediately after opening the valve. As mentioned before, one particular effect

effektive Drosselung eine starke Absenkung des Schließdrucks im Druckraum. Je stärker der Schließdruck im Druckraum effective throttling a strong reduction of the closing pressure in the pressure chamber. The stronger the closing pressure in the pressure chamber

abgesenkt werden kann, desto besser ist das Öffnungsverhalten. Dies lässt sich dadurch erreichen, dass das sich der Abstand zwischen der Stirnfläche des Einsatzelements und der can be lowered, the better the opening behavior. This can be achieved in that the distance between the end face of the insert element and the

Schließfläche des Schließelements im geöffneten Zustand verkleinert. So reduziert sich der Überströmquerschnitt der Vordrosselung, was die Geschwindigkeit erhöht und den Closing surface of the closing element in the open state reduced. This reduces the overflow area of the pre-throttling, which increases the speed and the

statischen Druck reduziert, was wiederum die durch den Druckraum erzeugte Rückstellkraft senkt. Das sinnvolle Maximum liegt hier etwa in dem Punkt, wo die Vordrosselung zur reduced static pressure, which in turn is due to the Pressure chamber generated restoring force lowers. The meaningful maximum lies here approximately in the point, where the Vordrosselung to the

Hauptdrossel wird (Abstand Stirnfläche - Schließfläche etwa 0 mm) . Main throttle is (distance end face - closing surface about 0 mm).

Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Einsatzelement mittels einer Anzahl von Federn am Another embodiment is characterized in that the insert element by means of a number of springs on

Schließelement befestigt ist. Die Verwendung von Federn ermöglicht es, auf einfache Weise die Bewegung des Locking element is attached. The use of springs makes it possible to easily control the movement of the

Einsatzelements relativ zum Schließelement zu definieren, beispielsweise dadurch, dass Federn mit einer bestimmten Kennlinie eingesetzt werden. Mit der Wahl der Kennlinie kann festgelegt werden, wie weit sich das Einsatzelement bei einem bestimmten Versorgungsdruck relativ zum Schließelement Insert element to define relative to the closing element, for example, by the fact that springs are used with a certain characteristic. With the choice of the characteristic can be determined, how far the insert element at a certain supply pressure relative to the closing element

verschiebt. shifts.

Bei einer weitergebildeten Ausführungsform weist das Ventil eine Stelleinrichtung zum Bewegen des Schließelements entlang der Längsachse auf. Wie bereits mehrfach erwähnt, bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein fluidgesteuertes Ventil, welches ohne eine separate Stelleinrichtung auskommt. Eine Vielzahl von aus dem Stand der Technik bekannten In a further developed embodiment, the valve has an actuating device for moving the closing element along the longitudinal axis. As already mentioned several times, the present invention relates to a fluid-controlled valve, which manages without a separate adjusting device. A variety of known in the art

fluidgesteuerten Ventilen weisen jedoch eine Stelleinrichtung auf, die aus elektromagnetischen Ventilen bekannt ist und einen Anker, einen Polkern und einen Spulenkörper umfasst.However, fluid-controlled valves have an actuator which is known from electromagnetic valves and comprises an armature, a pole core and a bobbin.

Diese Stelleinrichtung kann als Redundanz verwendet werden, um sicher zu gehen, dass das fluidgesteuerte Ventil unter allen Umständen geschlossen werden kann. Hierdurch wird die This actuator can be used as redundancy to ensure that the fluid controlled valve can be closed in all circumstances. This will be the

Betriebssicherheit des vorliegenden Ventils erhöht. Operational safety of the present valve increased.

Eine Ausführung der Erfindung betrifft ein Fahrzeug, welches ein Ventil nach einem der vorherigen Ansprüche umfasst. Die technischen Effekte und Vorteile, die sich mit dem vorschlagsgemäßen Fahrzeug erreichen lassen, entsprechen denjenigen, die für das vorschlagsgemäße Ventil erörtert worden sind. Zusammenfassend sei darauf hingewiesen, dass es mit dem vorliegenden Ventil möglich ist, ein gutes An embodiment of the invention relates to a vehicle comprising a valve according to one of the preceding claims. The technical effects and advantages that come with the vehicle as proposed correspond to those discussed for the proposed valve. In summary, it should be noted that it is possible with the present valve, a good

Öffnungsverhalten bereitzustellen, so dass der Nutzdruck im Vergleich zu bekannten fluidgesteuerten Ventilen bei einem bestimmten, oberhalb des Schwellenwerts liegenden To provide opening behavior, so that the net pressure compared to known fluid-controlled valves at a certain, above the threshold lying

Versorgungsdruck höher ist. Eine höherer Nutzdruck kann beispielsweise unter folgenden Bedingungen vorteilhaft genutzt werden: Bei Fahrzeugen kann das Motoröl zur Kühlung des Supply pressure is higher. A higher effective pressure can be advantageously used, for example, under the following conditions: In motor vehicles, the engine oil can be used to cool the engine

Kolbenbodens eines Verbrennungsmotors verwendet werden. Eine Kühlung des Kolbenbodens ist allerdings nur dann notwendig, wenn der Verbrennungsmotor über einer bestimmten Sauglast betrieben wird. Beispielsweise nach einem Start, insbesondere nach einem Kaltstart und bei Stillstand des Fahrzeuges ist eine Kühlung des Kolbenbodens im Allgemeinen nicht Piston bottom of an internal combustion engine can be used. However, a cooling of the piston crown is only necessary if the engine is operated over a certain suction load. For example, after a start, especially after a cold start and at a standstill of the vehicle cooling of the piston head is generally not

erforderlich . required.

Ein Öffnen des vorliegenden Ventils kann dazu verwendet An opening of the present valve can be used

werden, den Nutzdruck zum Beaufschlagen einer Düse zu be, the effective pressure for applying a nozzle

verwenden, mit welchem Motoröl gegen den Kolbenboden gespritzt wird, der folglich gekühlt wird. use, with which engine oil is sprayed against the piston crown, which is therefore cooled.

Eine Umsetzung der vorliegenden Erfindung betrifft ein An implementation of the present invention relates to

Verfahren zum Betreiben eines Ventils zum Verschließen Method for operating a valve for closing

Öffnen eines Leitungssystems, wobei das Ventil umfasst Opening a conduit system, the valve comprising

- einen Ventilkörper, der einen Ventilsitz bildet, a valve body forming a valve seat,

- ein Leitungssystem mit einer Zuführleitung zum Zuführen eines Fluids zum Ventilsitz und einer Abführleitung zum Abführen des Fluids vom Ventilsitz, wobei das Fluid in der Zuführleitung unter einem Versorgungsdruck und in der Abführleitung unter einem Nutzdruck steht, - ein Schließelement, welches zum Verschließen und Offnen des Leitungssystems mit dem Ventilsitz zusammenwirkt,a conduit system having a supply line for supplying a fluid to the valve seat and a discharge line for discharging the fluid from the valve seat, the fluid in the supply line being under a supply pressure under a supply pressure and in the discharge line, a closing element, which cooperates with the valve seat for closing and opening the line system,

- ein Rückstellelement, welches eine Rückstellkraft auf das Schließelement aufbringt, die das Schließelement zum Schließen des Leitungssystems gegen den Ventilsitz (26) drückt, und - A restoring element which applies a restoring force on the closing element, which presses the closing element for closing the conduit system against the valve seat (26), and

- einen Druckraum, in welchem das Fluid unter einem  - A pressure chamber in which the fluid under a

Schließdruck steht, mit dem das Fluid eine Schließkraft zum Schließen des Leitungssystems auf das Schließelement aufbringt, wobei das Verfahren folgenden Schritt umfasst: Closing pressure with which the fluid applies a closing force for closing the conduit system on the closing element, wherein the method comprises the following step:

- Freigeben eines Drosselquerschnitts zwischen dem - Releasing a throttle cross-section between the

Ventilsitz und dem Schließelement, wenn der  Valve seat and the closing element when the

Versorgungsdruck einen vorgebbaren Schwellenwert  Supply pressure a predetermined threshold

übersteigt, und  exceeds, and

- Senken des Schließdrucks im Druckraum unter den  - Lowering the closing pressure in the pressure chamber under the

Versorgungsdruck mit entsprechend ausgestalteten Mitteln.  Supply pressure with appropriately designed funds.

Die technischen Effekte und Vorteile, die sich mit dem The technical effects and advantages that come with the

vorschlagsgemäßen Verfahren erreichen lassen, entsprechen denjenigen, die für das vorschlagsgemäße Ventil erörtert worden sind. Zusammenfassend sei darauf hingewiesen, dass es mit dem vorliegenden Ventil möglich ist, ein gutes correspond to those which have been discussed for the proposed valve. In summary, it should be noted that it is possible with the present valve, a good

Öffnungsverhalten bereitzustellen, so dass der Nutzdruck im Vergleich zu bekannten fluidgesteuerten Ventilen bei einem bestimmten, oberhalb des Schwellenwerts liegenden To provide opening behavior, so that the net pressure compared to known fluid-controlled valves at a certain, above the threshold lying

Versorgungsdruck höher ist. Supply pressure is higher.

Eine Ausgestaltung der Erfindung betrifft die Verwendung eines Ventils nach einem der zuvor erläuterten Ausführungsformen für Anwendungen im Automotive-Bereich und insbesondere zum Kühlen von Kolbenböden. Die technischen Effekte und Vorteile, die sich mit der vorschlagsgemäßen Verwendung erreichen lassen, entsprechen denjenigen, die für das vorschlagsgemäße Ventil erörtert worden sind. Zusammenfassend sei darauf hingewiesen, dass es mit dem vorliegenden Ventil möglich ist, ein gutes Öffnungsverhalten bereitzustellen, so dass der Nutzdruck im Vergleich zu bekannten fluidgesteuerten Ventilen bei einem bestimmten, oberhalb des Schwellenwerts liegenden An embodiment of the invention relates to the use of a valve according to one of the previously explained embodiments for applications in the automotive sector and in particular for cooling piston crowns. The technical effects and advantages that can be achieved with the proposed use, correspond to those discussed for the proposed valve. In summary, it should be noted that it is possible with the present valve, to provide a good opening behavior, so that the net pressure compared to known fluid-controlled valves at a certain, above the threshold

Versorgungsdruck höher ist. Supply pressure is higher.

Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden im Exemplary embodiments of the invention are disclosed in US Pat

Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen Explained below with reference to the accompanying drawings. Show it

Figur 1 eine Schnittdarstellung durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen fluidgesteuerten Ventils im geschlossenen Zustand, 1 shows a sectional view through an embodiment of a fluid-controlled valve according to the invention in the closed state,

Figur 2 das in Figur 1 dargestellte Ventil im geöffneten Figure 2 shows the valve shown in Figure 1 in the open

Zustand,  Status,

Figur 3a) eine vergrößerte Darstellung des in Figur 1 FIG. 3 a) shows an enlarged representation of that in FIG. 1

gekennzeichneten Bereichs X,  marked area X,

Figur 3b) eine vergrößerte Darstellung des in Figur Figure 3b) is an enlarged view of the in FIG

gekennzeichneten Bereichs Z,  marked area Z,

Figur 3c) eine vergrößerte Darstellung ähnlich der Figur Figure 3c) is an enlarged view similar to the figure

wobei sich jedoch das Ventil im geöffneten Zustand gemäß Figur 2 befindet, Figur 4 eine perspektivische Darstellung auf ein  However, wherein the valve is in the open state according to Figure 2, Figure 4 is a perspective view of a

Einsat zelement, Figur 5 eine vergrößerte Darstellung des in Figur 1 gekennzeichneten Bereichs Y, und Insert element, FIG. 5 shows an enlarged view of the region Y, marked in FIG

Figur 6 eine perspektivische Ansicht eines Teils eines Figure 6 is a perspective view of a part of a

weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäße fluidgesteuerten Ventils.  Another embodiment of the fluid-controlled valve according to the invention.

In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen fluidgesteuerten Ventils 10 anhand einer Schnittdarstellung gezeigt. Das Ventil 10 weist ein Gehäuse 12 mit einem ersten Gehäuseteil 14 und einem zweiten Gehäuseteil 16 auf, wobei im ersten Gehäuseteil 14 ein Leitungssystem 18 angeordnet ist, welches eine Zuführleitung 20 und eine Abführleitung 22 umfasst. Weiterhin ist im ersten Gehäuseteil 14 ein 1 shows an embodiment of a fluid-controlled valve 10 according to the invention is shown with reference to a sectional view. The valve 10 has a housing 12 with a first housing part 14 and a second housing part 16, wherein in the first housing part 14, a line system 18 is arranged, which comprises a supply line 20 and a discharge line 22. Furthermore, in the first housing part 14 a

Ventilkörper 24 angeordnet, welcher einen Ventilsitz 26 bildet. Ferner umfasst das Ventil 10 ein Schließelement 28, welches entlang einer Längsachse L verschiebbar angeordnet ist. Das Schließelement 28 ist mit einem Anker 30 verbunden, der mit einem Rückstellelement 32, in diesem Fall mit einer Rückstellfeder 34 zusammenwirkt, die sich am zweiten Valve body 24 is arranged, which forms a valve seat 26. Furthermore, the valve 10 comprises a closing element 28 which is displaceably arranged along a longitudinal axis L. The closing element 28 is connected to an armature 30, which cooperates with a return element 32, in this case with a return spring 34 which extends on the second

Gehäuseteil 16 abstützt. Anstelle der Rückstellfeder 34 kann auch ein Permanentmagnet eingesetzt werden. Housing part 16 is supported. Instead of the return spring 34 and a permanent magnet can be used.

Der Anker 30 ist Teil einer Stelleinrichtung 36, mit welcher das Schließelement 28 entlang der Längsachse L verschoben werden kann. Die Stelleinrichtung 36 umfasst weiterhin einen Polkern 40, der das Schließelement 28 umgibt, und eine Hülse 41, welche den Anker 30 umschließt. Radial außerhalb der Hülse 41 ist ein ebenfalls zur Stelleinrichtung 36 zählender The armature 30 is part of an adjusting device 36, with which the closing element 28 along the longitudinal axis L can be moved. The adjusting device 36 further comprises a pole core 40, which surrounds the closing element 28, and a sleeve 41, which encloses the armature 30. Radially outside the sleeve 41 is also a scoring to the adjusting device 36

Spulenkörper 42 angeordnet, der auf nicht näher gezeigte Weise mit elektrischem Strom beaufschlagt werden kann, wodurch das Schließelement 28 entlang der Längsachse L verschoben werden kann. An dieser Stelle sei jedoch bereits vermerkt, dass die Stelleinrichtung 36 hauptsächlich zum Schließen des Ventils auch oberhalb des Öffnungsdrucks vorgesehen ist, und das Coil bobbin 42 is arranged, which can be acted upon in a manner not shown in detail with electric current, whereby the closing element 28 along the longitudinal axis L can be moved. However, it should be noted at this point that the Actuator 36 is provided mainly to close the valve also above the opening pressure, and the

Schließelement 28 im unbetatigten Betrieb ausschließlich über ein Fluid verschoben wird, welches vom Zuführleitung 20 in die Abführleitung 22 strömt, wenn das Ventil 10 geöffnet ist. Closing element 28 is displaced in unattended operation exclusively via a fluid which flows from the supply line 20 into the discharge line 22 when the valve 10 is opened.

Das Schließelement 28 weist einen Kanal 44 auf, welcher das Schließelement 28 mittig durchläuft und der sich innerhalb des Ankers 30 entlang der Längsachse L fortsetzt. Der Kanal 44 mündet am vom Schließelement 28 aus gesehen hinteren Ende des Ankers 30 in einen Druckraum 46. Zwischen der Hülse 41 und dem Anker 30 sowie zwischen dem Schließelement 28 und dem Polkern 40 wird ein Ringspalt 48 ausgebildet. Der Ringspalt 48 weist zwischen dem Anker 30 und der Hülse 41 einen Abstand p auf (siehe Figur 5), der im dargestellten Beispiel zwischen 0,03 und 0,07 mm beträgt, wodurch eine Querschnittsfläche von zwischen 0,72 bis 1,68 mm² erzielt wird. Der Kanal 44, der Druckraum 46 und der Ringspalt 48 bilden einen Bypass 50, mit welchem die Zuführleitung 20 und die Abführleitung 22 unter Umgehung des Schließelements 28 verbunden werden. Der The closing element 28 has a channel 44, which passes through the closing element 28 in the middle and which continues within the armature 30 along the longitudinal axis L. The channel 44 opens at the rear end of the armature 30 seen from the closing element 28 into a pressure space 46. An annular gap 48 is formed between the sleeve 41 and the armature 30 and between the closing element 28 and the pole core 40. The annular gap 48 has a distance p between the armature 30 and the sleeve 41 (see FIG. 5), which in the example illustrated is between 0.03 and 0.07 mm, whereby a cross-sectional area of between 0.72 and 1.68 mm ^{2 is} achieved. The channel 44, the pressure chamber 46 and the annular gap 48 form a bypass 50, with which the supply line 20 and the discharge line 22 are connected, bypassing the closing element 28. Of the

Ringspalt 48 insbesondere zwischen der Hülse 41 und dem Anker 30 ist konstruktionsbedingt und für die Umsetzung des  Annular gap 48 in particular between the sleeve 41 and the armature 30 is by design and for the implementation of

erfindungsgemäßen Prinzips nicht notwendig. Insofern ist es nicht notwendig, einen Bypass 50 vorzusehen. Einzig die inventive principle not necessary. In this respect, it is not necessary to provide a bypass 50. Only the

Fluidkommunikation zwischen der Zuführleitung 20 und dem Fluid communication between the supply line 20 and the

Druckraum 46 muss gegeben sein. Pressure chamber 46 must be given.

Das Fluid, welches in die Zuführleitung 20 einströmt, steht unter einem Versorgungsdruck pV. Das Fluid in der The fluid which flows into the supply line 20 is under a supply pressure pV. The fluid in the

Abführleitung 22 steht unter einem Nutzdruck pN, und das Fluid im Druckraum 46 steht unter einem Schließdruck pS . Weiterhin weist das vorliegende Ventil 10 Mittel 52 auf, mit welchen der Schließdruck pS im Druckraum 46 unter den Outlet line 22 is under a net pressure pN, and the fluid in the pressure chamber 46 is under a closing pressure pS. Furthermore, the present valve 10 has means 52, with which the closing pressure pS in the pressure chamber 46 under the

Versorgungsdruck pV absenkbar ist, wie im Folgenden näher erläutert werden wird. Im dargestellten Beispiel umfassen die Mittel 52 ein Einsatzelement 54, welches in Figur 3a) Supply pressure pV is lowered, as will be explained in more detail below. In the example shown, the means 52 comprise an insert element 54, which in FIG.

vergrößert dargestellt ist. Das Schließelement 28 weist an seinem freien Ende, welches mit dem Ventilsitz 26 zum is shown enlarged. The closing element 28 has at its free end, which with the valve seat 26 for

Schließen des Ventils 10 zusammenwirkt, einen U-förmigen Closing the valve 10 cooperates, a U-shaped

Abschnitt auf. Innerhalb des U-förmigen Abschnitts bildet das Schließelement 28 eine zylindrische Ausnehmung 56, in welcher das Einsatzelement 54 angeordnet ist. Das Einsatzelement 54 ist im dargestellten Beispiel mittels einer Feder 58 am Section on. Within the U-shaped section, the closing element 28 forms a cylindrical recess 56, in which the insert element 54 is arranged. The insert element 54 is in the example shown by means of a spring 58 on

Schließelement 28 befestigt, so dass es sich entlang der Locking element 28 attached so that it is along the

Längsachse L bewegen kann. Alternativ kann das Einsatzelement 54 auch direkt ohne die Verwendung von Federn 58 fest am Can move longitudinal axis L. Alternatively, the insert member 54 also directly without the use of springs 58 on the

Schließelement 28 befestigt sein. Closing element 28 may be attached.

Das Einsatzelement 54 weist ebenfalls einen U-förmigen The insert element 54 also has a U-shaped

Querschnitt auf, wozu es einen ersten Schenkel 60, der in etwa senkrecht zur Längsachse L verläuft, und einen zweiten Cross-section on what it has a first leg 60 which is approximately perpendicular to the longitudinal axis L, and a second

Schenkel 62, der im Wesentlichen parallel zur Längsachse L verläuft, aufweist. Aus Figur 4 ist erkennbar, dass das  Leg 62 which extends substantially parallel to the longitudinal axis L has. From Figure 4 it can be seen that the

Einsatzelement 54 auf einer ersten Stirnfläche 63, die zum Schließelement 28 hinzeigt, insgesamt vier Vertiefungen 64, die kreuzweise verlaufen, aufweist. Insertion element 54 on a first end face 63, which points to the closing element 28, a total of four depressions 64 which extend crosswise.

Auf einer zweiten Stirnfläche 65, welche am freien Ende des zweiten Schenkels 62 angeordnet ist, weist das Einsatzelement 54 eine Fase 66 auf, welche zur Längsachse L hinzeigt (siehe insbesondere Figuren 3a) bis 3c) ) . On a second end face 65, which is arranged at the free end of the second leg 62, the insert element 54 has a chamfer 66 which points to the longitudinal axis L (see in particular FIGS. 3a to 3c)).

Das Einsatzelement 54 ist so am Schließelement 28 befestigt, dass ein parallel zur Längsachse L verlaufender Spalt 68 zwischen dem zweiten Schenkel 62 und dem Schließelement 28 gebildet wird. Der den Spalt 68 bildenden Abstand q zwischen dem Schließelement 28 und dem Einsatzelement 54 beträgt zwischen 0,07 und 0,13 mm, so dass eine Querschnittfläche von 1,78 und 3,31 mm² bereitgestellt wird. Die Vertiefungen 64 stellen die Fluidkommunikation zwischen dem Spalt 68 und dem Kanal 44 her, was insbesondere aus der Figur 4 hervorgeht. The insert element 54 is fastened to the closing element 28 in such a way that a gap 68 extending parallel to the longitudinal axis L is formed between the second leg 62 and the closing element 28 is formed. The gap q forming the gap 68 between the closing element 28 and the insert element 54 is between 0.07 and 0.13 mm, so that a cross-sectional area of 1.78 and 3.31 mm ^{2 is} provided. The recesses 64 establish the fluid communication between the gap 68 and the channel 44, which is apparent in particular from FIG.

Das vorliegende Ventil 10 wird auf folgende Weise betrieben: Im Ausgangszustand liegt der Versorgungsdruck pV des Fluids im Zuführkanal unter einem bestimmten Schwellenwert, der The present valve 10 is operated in the following manner: In the initial state, the supply pressure pV of the fluid in the supply channel is below a certain threshold, the

beispielsweise zwischen 0,8 und 1 bar betragen kann. Aufgrund der Tatsache, dass der Druckraum 46 über den vom for example, between 0.8 and 1 bar. Due to the fact that the pressure chamber 46 on the of

Einsatzelement 54 bereitgestellten Spalt 68 und über den Kanal 44 mit der Zuführleitung 20 in Fluidkommunikation steht, ist der Schließdruck pS im Druckraum 46 genauso groß wie der Inserting element 54 provided gap 68 and is in fluid communication via the channel 44 with the supply line 20, the closing pressure pS in the pressure chamber 46 is the same as the

Versorgungsdruck pV. Supply pressure pV.

In diesem Fall ist die Summe der vom Rückstellelement 32 aufgebrachten Rückstellkraft und der vom Schließdruck pS aufgebrachten Schließkraft größer als die vom Fluid infolge des Versorgungsdrucks auf das Schließelement 28 wirkende In this case, the sum of the restoring force applied by the restoring element 32 and the closing force applied by the closing pressure pS is greater than that acting on the closing element 28 by the fluid due to the supply pressure

Kraft. Folglich wird die das Schließelement 28 gegen den Force. Consequently, the closing element 28 is against the

Ventilsitz 26 gedrückt, wodurch das Ventil 10 geschlossen ist. Der im Abführkanal herrschende Nutzdruck pN beträgt 0 bar. Valve seat 26 is pressed, whereby the valve 10 is closed. The pressure prevailing in the discharge channel pN is 0 bar.

Steigt nun der Versorgungsdruck pV über den Schwellenwert, beginnt sich das Schließelement 28 vom Ventilsitz 26 weg zu bewegen. Diese Bewegung ergibt sich aus einem Vergleich der Figuren 3b) und 3c) . Folglich wird ein Drosselquerschnitt A freigegeben, welche vom Fluid durchströmt werden kann. Bei Beginn dieser Bewegung des Schließelements 28 weg vom If the supply pressure pV rises above the threshold value, the closing element 28 begins to move away from the valve seat 26. This movement results from a comparison of FIGS. 3b) and 3c). Consequently, a throttle cross-section A is released, which can be traversed by the fluid. At the beginning of this movement of the closing element 28 away from

Ventilsitz 26 ist der Drosselquerschnitt A sehr klein, so dass das Schließelement 28 und der Ventilsitz 26 zusammen die Valve seat 26, the throttle cross-section A is very small, so that the closing element 28 and the valve seat 26 together

Wirkung einer Drossel haben. Aufgrund des kleinen Have the effect of a throttle. Because of the small

Drosselquerschnitts A ist die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids von der Zuführleitung 20 in die Abführleitung 22 relativ groß. Infolgedessen sinkt der statische Druck im Throttle cross section A, the flow rate of the fluid from the supply line 20 into the discharge line 22 is relatively large. As a result, the static pressure drops in the

Bereich zwischen dem Ventilsitz 26 und dem Schließelement 28. Ferner wird der Versorgungsdruck pV auf den Nutzdruck pN gedrosselt . Wie insbesondere aus den Figuren 3b) und 3c) ersichtlich, mündet der Spalt 68 im Bereich des Drosselquerschnitts A in die Zuführleitung 20. Hierdurch wird bewirkt, dass der verminderte Staudruck über den Spalt 68 und über den Kanal 44 in den Druckraum 46 übertragen wird, so dass der Schließdruck pS sinkt. Dies wiederum hat zur Folge, dass die vom Druckraum 46 auf das Schließelement 28 aufgebrachte Schließkraft  Area between the valve seat 26 and the closing element 28. Further, the supply pressure pV is throttled to the effective pressure pN. As can be seen in particular from FIGS. 3b) and 3c), the gap 68 opens into the supply line 20 in the region of the throttle cross section A. This causes the reduced back pressure to be transmitted via the gap 68 and via the channel 44 into the pressure chamber 46, so that the closing pressure pS decreases. This in turn has the consequence that the force applied by the pressure chamber 46 on the closing element 28 closing force

ebenfalls sinkt und bei einem gegebenen Versorgungsdruck pV das Schließelement 28 weiter gegen das Rückstellelement 32 weg vom Ventilsitz 26 verschoben werden kann als es bei bekannten Ventilen der Fall ist. Bekannte Ventile weisen die Mittel 52 und insbesondere das Einsatzelement 54 nicht auf, so dass der Versorgungsdruck pV auch im Druckraum 46 anliegt und nicht abgesenkt werden kann. Beim erfindungsgemäßen Ventil 10 ist der Drosselquerschnitt A bei gegebenen Versorgungsdruck pV größer, wodurch die Drosselung des Versorgungsdrucks auf den Nutzdruck pN bei Durchströmen des Drosselquerschnitts A geringer ausfällt. Im Ergebnis hat man bei einem gegebenen Versorgungsdruck pV einen höheren Nutzdruck pN als bei bekannten Ventilen. also decreases and at a given supply pressure pV the closing element 28 can be moved further against the return element 32 away from the valve seat 26 as is the case with known valves. Known valves do not have the means 52 and in particular the insert element 54, so that the supply pressure pV also rests in the pressure chamber 46 and can not be lowered. In the case of the valve 10 according to the invention, the throttle cross-section A is larger at a given supply pressure pV, as a result of which the throttling of the supply pressure to the effective pressure pN when flowing through the throttle cross-section A is smaller. As a result, at a given supply pressure pV, one has a higher effective pressure pN than in the case of known valves.

Wie bereits erläutert, ist das Einsatzelement 54 mit den As already explained, the insert element 54 with the

Federn 58 am Schließelement 28 befestigt (vgl. Figur 3a) . Die Kennlinien der Federn 58 sind so gewählt, dass im geschlossenen Zustand des Ventils 10, also dann, wenn das Schließelement 28 mit einer Schließfläche 70 (siehe Figur 3c) am Ventilsitz 26 anliegt, ein Abstand b, der den geringsten Abstand zwischen dem Einsatzelement 54 und der Schließfläche 70 beschreibt, nicht unterschritten wird. Im dargestellten Beispiel beträgt der Abstand b zwischen 0,09 und 0,11 mm. Springs 58 attached to the closing element 28 (see Figure 3a). The characteristics of the springs 58 are chosen so that in Closed state of the valve 10, so when the closing element 28 with a closing surface 70 (see Figure 3c) rests against the valve seat 26, a distance b, which describes the smallest distance between the insert member 54 and the closing surface 70 is not exceeded. In the example shown, the distance b is between 0.09 and 0.11 mm.

Hierdurch wird ein Druckausgleich zwischen dem Zuführkanal 20 und dem Druckraum 46 gewährleistet. Selbiges gilt analog, wenn das Einsatzelement 54 fest am Schließelement 28 befestigt ist. As a result, a pressure equalization between the feed channel 20 and the pressure chamber 46 is ensured. The same applies analogously when the insert element 54 is fixedly attached to the closing element 28.

Wie oben beschrieben, ist zum Realisieren eines guten As described above, to realize a good one

Öffnungsverhaltens eine verhältismäßig starke Drosselung bei Beginn des Öffnungsvorgangs wichtig, um den Schließdruck pS im Druckraum 44 effektiv zu senken, während später eine Opening Behavior a relatively strong throttling at the beginning of the opening process important to effectively lower the closing pressure pS in the pressure chamber 44, while later a

Drosselung so weit wie möglich vermieden werden soll, um den Nutzdruck pN so wenig wie möglich abzusenken. Für den Throttling should be avoided as much as possible in order to lower the effective pressure pN as little as possible. For the

dargestellten Fall, dass das Einsatzelement 54 relativ zum Schließelement 28 bewegbar ist, wird das Einsatzelement 54 mit steigendem Versorgungsdruck pV entlang der Längsachse L zum Schließelement 28 hin verschoben und die Federn 58 gestaucht. Der Abstand b vergrößert sich folglich, so dass die vom In the case shown that the insert element 54 is movable relative to the closing element 28, the insert element 54 is displaced with increasing supply pressure pV along the longitudinal axis L towards the closing element 28 and the springs 58 are compressed. The distance b thus increases, so that the from

Einsatzelement 54 ausgehende Drosselwirkung immer weiter abnimmt und ab einem bestimmten Punkt vernachlässigbar gering wird. Dies hat zur Folge, dass der Nutzdruck pN mit steigendem Versorgungsdruck pV immer weniger stark gedrosselt wird. Mit anderen Worten wird bei gleichbleibendem Hub des Ventils 10 der Druckabfall reduziert. Darüber hinaus kann sich der Insert element 54 outgoing throttle effect continues to decrease and from a certain point is negligible. This has the consequence that the effective pressure pN is throttled less and less with increasing supply pressure pV. In other words, with constant stroke of the valve 10, the pressure drop is reduced. In addition, the

Abstand (Figur 3c)) nach dem Öffnen reduzieren. So reduziert sich der Überströmquerschnitt der Vordrosselung, wodurch die Geschwindigkeit erhöht und den statischen Druck reduziert wird, was wiederum die durch den Druckraum erzeugte Reduce distance (Figure 3c)) after opening. This reduces the overflow area of the pre-throttling, which increases the speed and reduces the static pressure, which in turn creates the pressure generated by the pressure chamber

Rückstellkraft senkt. Das sinnvolle Maximum liegt hier etwa in dem Punkt, wo die Vordrosselung zur Hauptdrossel wird (b etwa 0 mm) . Hierdurch wird das Öffnungsverhalten verbessert und der Hub bei gegebenem Versorgungsdruck vergrößert. Restoring force lowers. The meaningful maximum lies here approximately in the point, where the throttling becomes the main throttle (b approximately 0 mm). As a result, the opening behavior is improved and increases the stroke at a given supply pressure.

Die Schließfläche 70 des Schließelements 28 folgt dem Verlauf der Oberfläche eines Kugelsegments und ist daher konvex gewölbt. Der Ventilsitz 26 ist hingegen weitgehend plan. The closing surface 70 of the closing element 28 follows the course of the surface of a spherical segment and is therefore convexly curved. The valve seat 26, however, is largely flat.

Hierdurch wird eine Linienberührung und keine Flächenberührung bei geschlossenem Ventil 10 erzeugt. Die Erzeugung einer As a result, a line contact and no surface contact is generated with the valve 10 closed. The generation of a

Linienberührung hat gegenüber einer Flächenberührung den Line contact has compared to a surface contact the

Vorteil, dass ein sicherer Verschluss des Ventils 10 auch bei Verwendung von weniger strengen Toleranzen gewährleistet ist. Advantage that a secure closure of the valve 10 is ensured even when using less stringent tolerances.

Figur 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des FIG. 6 shows a further embodiment of the invention

erfindungsgemäßen fluidgesteuerten Ventils 10 anhand einer perspektivischen Teildarstellung, wobei aus Fluid-controlled valve 10 according to the invention with reference to a partial perspective view, wherein from

Darstellungsgründen das Einsatzelement 54 nicht gezeigt ist. Der Aufbau des Schließelements 28 und des Einsatzelements 54 sowie ihre Anordnung relativ zueinander sind dieselben wie in dem in den Figuren 1 bis 5 gezeigten Ausführungsbeispielen. In diesem Fall wird das Ventil 10 allerdings in umgekehrter  For reasons of illustration, the insert element 54 is not shown. The structure of the closure member 28 and the insert member 54 and their arrangement relative to each other are the same as in the embodiments shown in Figures 1 to 5. In this case, however, the valve 10 is reversed

Richtung durchströmt. Während im Ausführungsbeispiel, welches in den Figuren 1 bis 5 dargestellt ist, die Zuführleitung 20 konzentrisch zur Längsachse L und die Abführleitung 22 radial aus dem ersten Gehäuseteil 14 austritt, ist es beim weiteren Ausführungsbeispiel umgekehrt. Die Zuführleitung 20 tritt radial in das erste Gehäuseteil 14 ein und die Abführleitung 22 verläuft konzentrisch zur Längsachse L. Um die oben  Flowed through. While in the exemplary embodiment, which is shown in Figures 1 to 5, the supply line 20 concentric with the longitudinal axis L and the discharge line 22 radially exits the first housing part 14, it is reversed in the other embodiment. The supply line 20 enters radially into the first housing part 14 and the discharge line 22 extends concentrically to the longitudinal axis L. To the top

beschriebenen Effekte erreichen zu können, genügt es nicht, einfach die Strömungsrichtung des Fluids umzukehren. Vielmehr müssen das Einsatzelement 54 und das Schließelement 28 auf dieselbe Weise angeströmt werden. Hierzu wird der Ventilsitz 26 so modifiziert, dass die Zuführleitung 20 einen im To be able to achieve the described effects, it is not enough simply to reverse the flow direction of the fluid. Rather, the insert element 54 and the closing element 28 must be flowed in the same way. For this purpose, the valve seat 26 is modified so that the supply line 20 a in

Wesentlichen zylindrischen Abschnitt 72 umfasst, der innerhalb der Abführleitung 22 angeordnet ist und über einen Schlitz 74 mit der übrigen Zuführleitung 20 kommuniziert. Im Substantially cylindrical portion 72 includes within the discharge line 22 is arranged and communicates via a slot 74 with the rest of the supply line 20. in the

dargestellten Beispiel verjüngt sich der im Wesentlichen zylindrische Abschnitt 72 mit zunehmendem Abstand von As illustrated, the substantially cylindrical portion 72 tapers with increasing distance from

Schließelement 28. Das Fluid strömt radial in das erste Closing element 28. The fluid flows radially into the first

Gehäuseteil 12 ein und durchströmt den Schlitz 74, um Housing 12 and flows through the slot 74 to

anschließend im Wesentlichen parallel zur Längsachse L hin zum Schließelement 28 und zum Einsatzelement 54 zu strömen. then to flow substantially parallel to the longitudinal axis L towards the closing element 28 and the insert element 54.

Nachdem das Fluid den Drosselquerschnitt A passiert hat, strömt es in die Abführleitung 22 und im Wesentlichen parallel zur Längsachse L durch einen Ringraum 76, der vom After the fluid has passed through the throttle section A, it flows into the discharge line 22 and substantially parallel to the longitudinal axis L through an annular space 76, the

zylindrischen Abschnitt 72 innerhalb der Abführleitung 22 gebildet wird und verlässt das erste Gehäuseteil 14 ebenfalls im Wesentlichen parallel zur Längsachse L. Auch in diesem Ausführungsbeispiel wird das Öffnungsverhalten verbessert und der Nutzdruck pN weniger stark gedrosselt als bei cylindrical portion 72 is formed within the discharge line 22 and also leaves the first housing part 14 substantially parallel to the longitudinal axis L. Also in this embodiment, the opening behavior is improved and the effective pressure pN throttled less than at

herkömmlichen fluidgesteuerten Ventilen. conventional fluid controlled valves.

Bezugs zeichenliste Reference sign list

10 Ventil 10 valve

12 Gehäuse  12 housing

14 erstes Gehäuseteil 14 first housing part

16 zweites Gehäuseteil16 second housing part

18 Leitungssystem 18 pipe system

20 Zuführleitung 20 feed line

22 Abführleitung  22 discharge line

24 Ventilkörper  24 valve body

26 Ventilsitz  26 valve seat

28 Schließelement  28 closing element

30 Anker 30 anchors

32 Rückstellelement 32 reset element

34 Rückstellfeder34 return spring

36 Stelleinrichtung 36 adjusting device

40 Polkern 40 polkernels

41 Hülse  41 sleeve

42 Spulenkörper  42 bobbin

44 Kanal 44 channel

46 Druckraum  46 pressure chamber

48 Ringspalt  48 annular gap

50 Bypass 50 bypass

52 Mittel  52 funds

54 Einsatzelement 54 insert element

56 Ausnehmung 56 recess

58 Feder 60 erster Schenkel 58 spring 60 first leg

62 zweiter Schenkel  62 second leg

63 erste Stirnfläche  63 first end face

64 Vertiefung  64 deepening

65 zweite Stirnfläche  65 second face

66 Fase  66 chamfer

68 Spalt 68 gap

70 Schließfläche  70 closing area

72 zylindrischer Abschnitt 72 cylindrical section

74 Schlitz  74 slot

76 Ringraum  76 annulus

A Drosselquerschnitt A throttle cross-section

b Abstand Stirnfläche - Schließfläche pV Versorgungsdruck b Distance between face and closing surface pV Supply pressure

pN Nutzdruck pN working pressure

pS Schließdruck pS closing pressure

L Längsachse  L longitudinal axis

p Abstand Anker - Hülse p distance anchor - sleeve

q Abstand Schließelement - Einsatzelement q Distance closing element - insert element

Claims

Ventil zum Verschließen und Offnen eines Leitungssystems, umfassend Valve for closing and opening a conduit system, comprising

- einen Ventilkörper (24), der einen Ventilsitz (26)  a valve body (24) having a valve seat (26)

bildet ,  forms,

- ein Leitungssystem (18) mit einer Zuführleitung (20) zum Zuführen eines Fluids zum Ventilsitz (26) und einer  - A conduit system (18) having a feed line (20) for supplying a fluid to the valve seat (26) and a

Abführleitung (22) zum Abführen des Fluids vom Ventilsitz (26), wobei das Fluid in der Zuführleitung (20) unter einem Versorgungsdruck (pV) und in der Abführleitung (22) unter einem Nutzdruck (pN) steht,  Discharge line (22) for discharging the fluid from the valve seat (26), wherein the fluid in the supply line (20) under a supply pressure (pV) and in the discharge line (22) is below a net pressure (pN),

- ein Schließelement (28), welches zum Verschließen und  - A closing element (28), which for closing and

Öffnen des Leitungssystems mit dem Ventilsitz (26) zusammenwirkt, wobei das Schließelement (28) zwischen dem Ventilsitz (26) und dem Schließelement (28) einen  Opening the conduit system with the valve seat (26) cooperates, wherein the closing element (28) between the valve seat (26) and the closing element (28) a

Drosselquerschnitt (A) freigibt,  Throttle cross section (A) releases,

- ein Rückstellelement (32), welches eine Rückstellkraft auf das Schließelement (28) aufbringt, die das  - A restoring element (32) which applies a restoring force on the closing element (28), the

Schließelement (28) zum Schließen des Leitungssystems gegen den Ventilsitz (26) drückt,  Closing element (28) presses against the valve seat (26) to close the conduit system,

- einen Druckraum (46), in welchem das Fluid unter einem Schließdruck (pS) steht, mit dem das Fluid eine  - A pressure chamber (46), in which the fluid is under a closing pressure (pS), with which the fluid

Schließkraft zum Schließen des Leitungssystems (18) auf das Schließelement (28) aufbringt, und  Closing force for closing the conduit system (18) on the closing element (28) applies, and

- wobei das Ventil (10) Mittel (52) aufweist, mit welchen der Schließdruck (pS) im Druckraum (46) in Abhängigkeit des freigegebenen Drosselquerschnitts (A) unter den  - wherein the valve (10) comprises means (52) with which the closing pressure (pS) in the pressure chamber (46) in dependence of the released throttle cross-section (A) among the

Versorgungsdruck (pV) absenkbar ist.  Supply pressure (pV) is lowered.

Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (52) einen das Schließelement (28) durchlaufenden und in die ZuführleitungValve according to claim 1, characterized in that the means (52) comprises a closing element (28) passing through and into the supply line

(20) mündenden Kanal (44) umfassen, der mit dem Druckraum(20) opening channel (44), which with the pressure chamber

(46) in Fluidkommunikation steht. (46) is in fluid communication.

Ventil nach Anspruch 2, Valve according to claim 2,

dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (10) einen Bypass (50) aufweist, der den Kanal (44) und einen das characterized in that the valve (10) has a bypass (50) connecting the channel (44) and one of the

Schließelement (28) umgebenden und in die Abführleitung (22) mündenden Ringspalt (48) umfasst.  Includes closing (28) surrounding and in the discharge line (22) opening out annular gap (48).

Ventil nach Anspruch 3, Valve according to claim 3,

dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (52) ein characterized in that the means (52) a

Einsatzelement (54) umfassen, welches zusammen mit dem Schließelement (28) zumindest einen Teil des Kanals (44) im Bereich des Drosselquerschnitts (A) bildet. Insert element (54), which forms together with the closing element (28) at least a portion of the channel (44) in the region of the throttle cross-section (A).

Ventil nach Anspruch 4, Valve according to claim 4,

dadurch gekennzeichnet, dass das Schließelement (28) eine zylindrische Ausnehmung (56) aufweist, in welcher das Einsatzelement (54) angeordnet ist. characterized in that the closing element (28) has a cylindrical recess (56) in which the insert element (54) is arranged.

Ventil nach Anspruch 5, Valve according to claim 5,

dadurch gekennzeichnet, dass das Einsatzelement (54) einen U-förmigen Querschnitt mit einem im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse (L) verlaufenden ersten Schenkel (60 62) und einem im Wesentlichen parallel zur Längsachse (L) characterized in that the insert element (54) has a U-shaped cross-section with a first leg (60 62) extending substantially perpendicular to the longitudinal axis (L) and a substantially parallel to the longitudinal axis (L).

verlaufenden zweiten Schenkel (60 62) aufweist. extending second leg (60 62).

Ventil nach einem der Ansprüche 4 bis 6, Valve according to one of claims 4 to 6,

dadurch gekennzeichnet, dass das Einsatzelement (54) eine erste Stirnfläche (63) aufweist, die zum Schließelement (28) hinzeigt und auf welcher eine Anzahl von Vertiefungen (64) angeordnet sind. characterized in that the insert element (54) has a first end face (63) which is the closing element (28) and on which a number of depressions (64) are arranged.

8. Ventil nach Anspruch 6, 8. Valve according to claim 6,

dadurch gekennzeichnet, dass das Einsatzelement (54) am freien Ende des zweiten Schenkels (62) eine zweite  characterized in that the insert element (54) at the free end of the second leg (62) has a second

Stirnfläche (65) bildet, welche eine zur Längsachse (L) hinzeigende eine Fase (66) aufweist. 9. Ventil nach einem der Ansprüche 4 bis 8,  End face (65) which has a chamfer (66) facing the longitudinal axis (L). 9. Valve according to one of claims 4 to 8,

dadurch gekennzeichnet, dass das Einsatzelement (54) relativ zum Schließelement (28) bewegbar ist.  characterized in that the insert element (54) is movable relative to the closing element (28).

10. Ventil nach Anspruch 9, 10. Valve according to claim 9,

dadurch gekennzeichnet, dass das Einsatzelement (54) mittels einer Anzahl von Federn (58) am Schließelement (28) befestigt ist.  characterized in that the insert member (54) is secured to the closure member (28) by a plurality of springs (58).

11. Ventil nach einem der vorherigen Ansprüche, 11. Valve according to one of the preceding claims,

dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (10) eine  characterized in that the valve (10) a

Stelleinrichtung (36) zum Bewegen des Schließelements (28) entlang der Längsachse (L) aufweist.  Actuating device (36) for moving the closing element (28) along the longitudinal axis (L).

12. Fahrzeug, umfassend ein Ventil (10) nach einem der 12. A vehicle comprising a valve (10) according to one of

vorherigen Ansprüche.  previous claims.

13. Verfahren zum Betreiben eines Ventils zum Verschließen und Öffnen eines Leitungssystems, wobei das Ventil umfasst13. A method of operating a valve to close and open a conduit system, the valve comprising

- einen Ventilkörper (24), der einen Ventilsitz (26) a valve body (24) having a valve seat (26)

bildet,  forms,

- ein Leitungssystem (18) mit einer Zuführleitung (20) zum Zuführen eines Fluids zum Ventilsitz (26) und einer  - A conduit system (18) having a feed line (20) for supplying a fluid to the valve seat (26) and a

Abführleitung (22) zum Abführen des Fluids vom Ventilsitz (26), wobei das Fluid in der Zuführleitung (20) unter einem Versorgungsdruck (pV) und in der Abführleitung (22) unter einem Nutzdruck (pN) steht, Outlet line (22) for discharging the fluid from the valve seat (26), wherein the fluid in the supply line (20) under a supply pressure (pV) and in the discharge line (22) is under a net pressure (pN),

ein Schließelement (28), welches zum Verschließen und Öffnen des Leitungssystems mit dem Ventilsitz (26) zusammenwirkt , a closing element (28) which cooperates with the valve seat (26) for closing and opening the line system,

ein Rückstellelement (32), welches eine Rückstellkraft auf das Schließelement (28) aufbringt, die das a return element (32) which applies a restoring force to the closing element (28), which is the

Schließelement (28) zum Schließen des Leitungssystems gegen den Ventilsitz (26) drückt, und Closing element (28) for closing the conduit system against the valve seat (26) presses, and

einen Druckraum (46), in welchem das Fluid unter einem Schließdruck (pS) steht, mit dem das Fluid eine a pressure chamber (46) in which the fluid is under a closing pressure (pS), with which the fluid is a

Schließkraft zum Schließen des Leitungssystems (18) auf das Schließelement (28) aufbringt, Closing force for closing the conduit system (18) on the closing element (28) applies,

wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: the method comprising the steps of:

Freigeben eines Drosselquerschnitts (A) zwischen dem Ventilsitz (26) und dem Schließelement (28), wenn der Versorgungsdruck (pV) einen vorgebbaren Schwellenwert übersteigt, und Releasing a throttle cross section (A) between the valve seat (26) and the closing element (28) when the supply pressure (pV) exceeds a predefinable threshold, and

Senken des Schließdrucks (pS) im Druckraum unter den Versorgungsdruck (pV) mit entsprechend ausgestalteten Mitteln (52) .  Lowering the closing pressure (pS) in the pressure chamber below the supply pressure (pV) with appropriately designed means (52).